瀝青配煤試驗(yàn)研究及中溫瀝青配用實(shí)踐

燕 慧， 岳偉明， 李亮亮

(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606)

引 言

瀝青是高溫煤焦油深加工后的產(chǎn)物，在配煤煉焦過(guò)程中，瀝青不僅作為黏結(jié)劑有助于煤的黏結(jié)性，而且可使煤的炭化性能發(fā)生變化。因此，在瀝青市場(chǎng)低位的情況下，為了尋求瀝青的出路，將瀝青進(jìn)行配煤煉焦，不僅提高焦炭質(zhì)量，而且降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)瀝青的理化性質(zhì)，選擇我公司生產(chǎn)的改質(zhì)瀝青、中溫瀝青及內(nèi)蒙古瀝青，制定了一系列配煤方案，進(jìn)行瀝青配煤煉焦的小焦?fàn)t試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選用我公司中溫瀝青進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐，取得了較好的效果，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

1 瀝青性質(zhì)分析

根據(jù)試驗(yàn)要求，對(duì)我公司生產(chǎn)的改質(zhì)瀝青、中溫瀝青及內(nèi)蒙古瀝青進(jìn)行了工業(yè)分析及黏結(jié)指數(shù)測(cè)定，分析結(jié)果如表1。

表1 瀝青性質(zhì)分析結(jié)果

2 中溫瀝青與改質(zhì)瀝青的配用

為了更好地了解不同瀝青對(duì)配煤的影響，將我公司生產(chǎn)的改質(zhì)瀝青、中溫瀝青各配入2%，制定兩套配煤方案進(jìn)行40 kg焦?fàn)t結(jié)焦性試驗(yàn)。

2.1 配煤方案(見(jiàn)表2)

表2 配煤方案

2.2 配合煤質(zhì)量情況

根據(jù)第53頁(yè)表3可知：

1) 與基準(zhǔn)配比比較，配入改質(zhì)瀝青與中溫瀝青后，配合煤的塑性區(qū)間增大，其中，軟化溫度平均降低15.3 ℃，固化溫度平均升高6.1 ℃，固軟區(qū)間較未配入瀝青時(shí)增加21.5 ℃，使得配合煤熔融性更好，結(jié)焦性有所改善。

2) 與改質(zhì)瀝青比較，中溫瀝青配入后配合煤的固軟區(qū)間增加16.2 ℃，奧阿總膨脹度有所增加，結(jié)焦性較優(yōu)。

2.3 焦炭質(zhì)量情況(見(jiàn)第53頁(yè)表4)

與基準(zhǔn)配比比較，配入改質(zhì)瀝青與中溫瀝青后焦炭的機(jī)械強(qiáng)度、熱強(qiáng)度均得到改善；同時(shí)，中溫瀝青的配用結(jié)果優(yōu)于改質(zhì)瀝青，焦炭抗碎強(qiáng)度升高4.4%，耐磨強(qiáng)度降低4.2%，反應(yīng)性降低1.1%，反應(yīng)后強(qiáng)度升高3.8%。

2.4 小結(jié)

通過(guò)小焦?fàn)t試驗(yàn)得出，與改質(zhì)瀝青比較，配用中溫瀝青后，焦炭質(zhì)量較好，可滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，因此后期試驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)以中溫瀝青為主。

表3 配合煤奧阿膨脹度分析

表4 焦炭質(zhì)量分析

3 山焦中溫瀝青與內(nèi)蒙古瀝青的配用試驗(yàn)情況

以公司生產(chǎn)準(zhǔn)一級(jí)1#焦炭配比為基準(zhǔn)，將山焦中溫瀝青和內(nèi)蒙古瀝青分別代替7%的汾河中硫1/3焦煤和12%的辛置肥煤，進(jìn)行40 kg小焦?fàn)t結(jié)焦性試驗(yàn)。

3.1 配煤試驗(yàn)方案(見(jiàn)表5)

表5 配煤試驗(yàn)方案 %

3.2 小焦?fàn)t試驗(yàn)結(jié)果

1) 配合煤奧阿膨脹度情況

由表6可知：

1) 瀝青配用后，配合煤的奧阿膨脹度軟化溫度明顯下降，固軟區(qū)間增大，其中，山焦中溫瀝青代替肥煤后，固軟區(qū)間為147.9 ℃，奧阿總膨脹度達(dá)到38.7%；內(nèi)蒙古瀝青代替肥煤后，固軟區(qū)間為133.8 ℃，奧阿總膨脹度達(dá)到20.2%。

表6 配合煤奧阿膨脹度情況

2) 山焦中溫瀝青與內(nèi)蒙古瀝青比較，山焦中溫瀝青對(duì)于配煤煉焦效果更為明顯。

配合煤膠質(zhì)層曲線(xiàn)變化情況

山焦中溫瀝青與內(nèi)蒙古瀝青代替汾河1/3焦煤和辛置肥煤后，其膠質(zhì)層曲線(xiàn)類(lèi)型，由原來(lái)的平滑下降型逐漸變?yōu)槲⒉安ㄐ停唧w見(jiàn)第54頁(yè)圖1。

3) 焦炭質(zhì)量情況

由第54頁(yè)表7可知:

1) 較基準(zhǔn)配比，瀝青代替1/3焦煤和肥煤后，焦炭質(zhì)量明顯提高。

2) 與內(nèi)蒙古瀝青比較，山焦中溫瀝青代替1/3焦煤后，焦炭的抗碎強(qiáng)度降低1.1%，耐磨強(qiáng)度提高1.1%，反應(yīng)性降低3.9%，反應(yīng)后強(qiáng)度升高5%；代替肥煤后，焦炭的抗碎強(qiáng)度降低0.4%，耐磨強(qiáng)度降低0.6%，反應(yīng)性降低3.1%，反應(yīng)后強(qiáng)度升高9.7%。

3) 綜合上述分析可知,配用內(nèi)蒙古瀝青對(duì)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度較好，配用山焦中溫瀝青對(duì)提高焦炭熱態(tài)強(qiáng)度有較大作用，兩者各有優(yōu)勢(shì)。

4 山焦中溫瀝青工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用

2016年12月份將2%的中溫瀝青配入小煤種預(yù)配煤后，分別配入3個(gè)系統(tǒng)，焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。

4.1 配煤方案(見(jiàn)第54頁(yè)表8)

4.2 裝爐煤平均質(zhì)量(見(jiàn)第54頁(yè)表9)

中溫瀝青配入生產(chǎn)系統(tǒng)后，裝爐煤的膠質(zhì)層最大厚度及黏結(jié)指數(shù)均略有提高，裝爐煤質(zhì)量穩(wěn)定。

4.3 涼焦臺(tái)焦炭平均質(zhì)量(見(jiàn)第54頁(yè)表10)

配入中溫瀝青后，焦炭抗碎強(qiáng)度平均提高了0.70%，耐磨強(qiáng)度平均降低了0.22%。

4.4 出廠(chǎng)焦炭平均質(zhì)量(見(jiàn)第55頁(yè)表11)

配入中溫瀝青后，焦炭抗碎強(qiáng)度平均提高了0.14%，耐磨強(qiáng)度平均降低了0.04%，反應(yīng)性平均降低了0.33%，反應(yīng)后強(qiáng)度平均提高了0.42%。

4.5 出廠(chǎng)焦炭大塊率變化情況(見(jiàn)第55頁(yè)表12)

配入瀝青后，焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，焦炭的大塊率有所提高，2016年12月份焦炭大塊率為86.68%，較11月份(85.35%)提高1.33%，以12月份焦炭產(chǎn)量30.27萬(wàn)t測(cè)算，大塊焦提高產(chǎn)量4 025.91 t。

圖1 配合煤膠質(zhì)層曲線(xiàn)變化對(duì)比

表7 焦炭質(zhì)量分析

表8 配煤方案

表9 裝爐煤質(zhì)量分析

表10 涼焦臺(tái)焦炭質(zhì)量

5 配用瀝青效益測(cè)算

5.1 配煤成本效益測(cè)算(見(jiàn)第55頁(yè)表13)

以2017年1月12日市場(chǎng)價(jià)測(cè)算配煤成本變化情況，配入后的配煤方案為1月12日3個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)配比。

中溫瀝青配用后，3個(gè)系統(tǒng)的配煤成本分別降低了18.98、0.18、48.47元/t，根據(jù)12月份用煤消耗量測(cè)算,3個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益為813.01萬(wàn)元。

5.2 焦炭質(zhì)量提高效益測(cè)算

以2016年12月焦炭平均售價(jià)測(cè)算，大塊焦炭售價(jià)2 014.43元/t，粉、粒焦平均售價(jià)1 149.12元/t，測(cè)算因焦炭大塊率提高的經(jīng)濟(jì)效益為：

表11 出廠(chǎng)焦炭質(zhì)量

表12 焦炭大塊率

表13 配煤成本對(duì)比

(2 014.43-1 149.12)×4 025.91=348.37萬(wàn)元。

5.3 2016年12月份產(chǎn)生總經(jīng)濟(jì)效益

中溫瀝青配用后，提高了弱黏結(jié)煤的配用比例，降低了配煤成本，同時(shí)保證了焦炭質(zhì)量，提高了焦炭大塊率，綜合效益為：

813.01+348.37=1 161.38萬(wàn)元。

6 結(jié)論

山焦中溫瀝青和內(nèi)蒙古瀝青具有灰分、硫分較低，黏結(jié)指數(shù)較高的優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)價(jià)格低位的情況下，適當(dāng)配入進(jìn)行配煤煉焦，可改善配合煤熔融性，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤，穩(wěn)定、提高焦炭質(zhì)量及焦炭大塊率。