煤岩分析在炼焦配煤生产中的应用

陈意

摘 要：我国焦化企业由于受技术因素影响，焦炭的质量波动极大，煤岩分析法为焦化企业摆脱这种困境提供了科学的方法，使炼焦企业能够利用煤岩分析理论以及技术生产出高质量的焦炭。

关键词：分类堆放；混煤；鉴别；炼焦配煤

中图分类号：TQ520.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0174-02

各焦化企业生产使用的优质炼焦煤资源随着人类的开采逐年减少，冶金焦价格也在逐年攀升，导致炼焦企业不得不使用其他煤种来代替，企业使用的煤种越来越多，洗煤厂为了获得高额的利润，把两种或者是多种配洗煤混和配洗后当做优质的焦煤出售给炼焦企业，而炼焦企业的常规化验方法不能有效鉴别出混煤情况，以及各种煤混合的比例是多少，各地煤炭的质量也有差异，所以即使是相同种类的煤炭质量也是参差不齐，在这种情况下造成企业使用的单种煤的质量得不到有效地保证。这些质量差异较大的原料洗精煤如果作为原料进入到焦化企业的焦炉生产中，企业的生产出来的焦炭质量很难得到保证，使炼钢企业的生产受到影响。针对这种状况焦化企业普遍采用煤岩学理论，采取措施对原料洗精煤的的质量进行控制，通过煤的镜质组最大反射率鉴别焦煤与混合煤，于此同时还通过反射率分布图有效地鉴别出混煤比例，运用煤岩学参数指导焦化企业的配煤炼焦生产，提高了焦炭的质量，而且使生产成本得到有效的降低。

1 进厂原料煤要分类堆放

大型的焦化厂的产能较大，原料煤的供应量也就比较多，一般的大型炼焦企业的煤炭供应户大约有20～30家。有些企业的煤场贮存量比较小、煤斗槽与筒仓的数量比较少等条件限制，这些20余种原料煤受现有的场地的影响堆放的时候只能把质量相差不多的煤种一起堆放，配煤时作为单种煤使用，炼焦企业使用的单种煤通常情况下为10种，最多的时候可以达到12种。

炼焦企业原煤的分类通常是根据原煤的黏结性与工业分析指标，把原煤中硫分与灰分相近的原煤作为同一类原煤堆放在一起，以节省堆放场地，在生产中发现焦炭质量的波动对配煤比的影响非常大，特别是焦炭强度指标的联系非常紧密，经常会随着焦炭强度指标上下起伏。

发现这个问题后，对这一问题进行研究，对原料煤进行了岩相分析而且通过小焦炉进行小规模的实验，结果发现，一些同一种类的煤种结焦性相差非常大，所以造成了生产中焦炭质量的波动。以煤a为例，质量分析指标见表1。

从表1中的各项数据可以看出：这种煤为1/3焦煤。把这种煤与其它1/3焦煤堆放在一起，然后把其以25%的比例配入装炉煤进行炼焦生产。结果生产的焦炭质量出现下降，其中焦炭冷态强度M40下降了将近7%。

对煤a与其他1/3焦煤作了煤岩对比分析，分析参数测试结果见表2。

然后又进行了煤a与1/3焦煤分别进行了单种煤铁箱实验，试验参数结果结果见表3：

从煤岩的实验数据上看煤a镜质组平均反射率为 0.652%，其煤化程度比1/3焦煤要低得多，其煤化程度比较接近气煤；而不是焦煤，用小焦炉进行单独炼焦实验的时候，发现它的焦炭冷、热态强度比1/3焦煤要低很多，而且煤a反应性比1/3焦煤也高出很多。由以上试验数据分析中我们可以看到将煤a与1/3焦煤堆放在一起，作为1/3焦煤使用是不科学的，其科学合理的使用方法是，把煤a与煤化程度比较接近它的气煤堆放在一起或者是单独堆放，是比较合理的。

2 混煤的鉴别及其使用

由于目前煤炭市场中一些优质煤资源短缺，为了追求利润部分供煤企业在优质炼焦煤中混入低价煤，充当优质煤出售，炼焦企业使用的一般手段与常规检验设备鉴别不出这是混合了劣质煤的原料煤，所以炼焦企业应该对进厂原煤的质量严格把关杜绝劣质煤进厂，引进先进的鉴别仪器可以有效分析出混煤以及混煤的比例，炼焦企业可以通过显微镜光度计对原料煤进行鉴别，显微镜光度计可以准确检测出煤镜质体的随机反射率，通过对比分析检测的结果尽可以确定进场的原料煤是混煤还是优质煤，并可以测出组成混煤的各个种类煤炭的比例。

根据国标相关标准的规定鉴定单一煤与混煤的标准为：检测到的反射率的标准偏差>0.2，而且没有凹口的是复杂混煤（如图1c所示）；反射率的标准偏差0.1<0.19而且没有凹口的（如图1b所示），是简单的混煤；反射率标准偏差<0.1而且没有凹口的，是单一煤层煤（如图1a所示）；没有掺杂其他种类的煤炭。

炼焦企业可以依据国际标准对进场的原料煤质量进行控制，已经进场的混合煤要用显微镜光度计检测，依据检测数据与煤质常规分析指标进行比照，判断组成混合煤的煤炭种类，以及这些煤炭在混合煤中所占的比例，在进行配煤炼焦的时候把各类别煤种在炼焦时的特点考虑进去，使炼焦的质量得到提高。

3 用煤岩分离理论指导配煤炼焦

3.1 在进行配煤炼焦之前要根据入炉煤的镜质体反射率

图科学、合理的调整配煤比例使之达到生产需要

为了改变焦炭的质量不稳定的现象，在炼焦之前要对入炉煤做镜质体反射率的检测，并且与反射率分布图形 （如图2所示）进行比照，分析不同种类的煤的比例是否合理，及时发现配比中的问题，并且进行调整。如图2a～2d所示，这是某炼焦企业对入炉煤进行检测后得到的反射率分布图，从图中可以看到四个图中的入炉煤的配煤都不是非常合理的，在反射率1.1%～1.42%之间的凹口较大（如图2a～2d所示），有的甚至出现断档 （如图2a、2b所示）。反射率图出现明显的凹口或者断档说明缺少与这一反射率区间对应的煤种，在2b图中反射率1.1%～1.46%处凹口较大，说明在配煤中反射率在1.1%～1.46%的煤种在配煤中的比例少；在1.26%～1.31%处断档，表明1.26%～1.31%的煤种几乎没有，把缺少的煤种补齐，提高结焦的熔融性，将图表凹口出于断档处 “填平补齐”，提高焦炭的质量，保证焦炭质量的稳定性。从以上图表分析的结果中得出把图表“填平补齐”需增加变质度相对低些的焦煤与肥煤。

图2a～2d所示，入炉煤中焦煤的配入的比例比较高，但部分是变质程度较高而且为反射率在1.52%以上的焦煤，也就是为JM15.24改变这种不科学的配煤方法是在炼焦生产中加入其他种类的煤炭，可以在配煤中适当的增加肥煤的比例，同时还要加入随机反射率为1.32%左右的JM25，以及介于焦煤与肥煤之间的新柳煤，替代一部分随机反射率为1.52%左右变质程度较高的JM15.24，调整配煤的种类与入煤比例之后重新检测获得的入炉煤反射率分布图 （如图2e所示）从这幅图中我们可以看出原来反射图中的断档消失了，而且原反射图中的凹口缩小说明经过调整后焦炭的冷、热态强度得到显著提高，M40增加了1.2～3.1%，CRI降低1.9～2.8%，CSR增2.1～3.2%。在调整配煤的种类的时候减少了价格较高的低硫焦煤与中硫焦煤的配入比例使生产的成本得到有效控制。在降低成本的情况下提高了焦炭质量。

3.2 利用直方图配煤

在炼焦生产中为了提高炼焦质量还可以利用镜质组反射率的加和性制成配合煤的反射率分布图依据图表进行炼焦配煤，在制表之前要先认真、准确的测出配煤中的单种煤的反射率，然后再依据其配煤比制成出配合煤的反射率分布图。在炼焦生产中以分布图为准及时调整配煤方案中的不合理之处，避免生产中的焦炭质量的波动。

4 结 语

煤岩分析理论在生产中的运用，为焦化企业在原煤的堆放，混煤的鉴定方面发挥了巨大的作用，在煤岩分析理论的指导下提高了配煤的科学性，使得到结焦的熔融性得到提高。在生产中科学合理的使用混合煤，减少价格较高的焦煤使用比例，在降低生产成本的同时提高了焦炭的质量。

参考文献：

[1] 线葵娟，贾建成，路继民.煤岩分析在焦化生产中的应用[J].燃料与化工，2012，（2）.

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[3] 李发国.煤岩分析技术在炼焦配煤中的应用实践[J].科技资讯，2012，（6）.