沥青配煤试验研究及中温沥青配用实践

燕 慧， 岳伟明， 李亮亮

(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606)

引 言

沥青是高温煤焦油深加工后的产物，在配煤炼焦过程中，沥青不仅作为黏结剂有助于煤的黏结性，而且可使煤的炭化性能发生变化。因此，在沥青市场低位的情况下，为了寻求沥青的出路，将沥青进行配煤炼焦，不仅提高焦炭质量，而且降低生产成本，提高经济效益。

根据沥青的理化性质，选择我公司生产的改质沥青、中温沥青及内蒙古沥青，制定了一系列配煤方案，进行沥青配煤炼焦的小焦炉试验。根据试验结果，选用我公司中温沥青进行了生产实践，取得了较好的效果，经济效益明显。

1 沥青性质分析

根据试验要求，对我公司生产的改质沥青、中温沥青及内蒙古沥青进行了工业分析及黏结指数测定，分析结果如表1。

表1 沥青性质分析结果

2 中温沥青与改质沥青的配用

为了更好地了解不同沥青对配煤的影响，将我公司生产的改质沥青、中温沥青各配入2%，制定两套配煤方案进行40 kg焦炉结焦性试验。

2.1 配煤方案(见表2)

表2 配煤方案

2.2 配合煤质量情况

根据第53页表3可知：

1) 与基准配比比较，配入改质沥青与中温沥青后，配合煤的塑性区间增大，其中，软化温度平均降低15.3 ℃，固化温度平均升高6.1 ℃，固软区间较未配入沥青时增加21.5 ℃，使得配合煤熔融性更好，结焦性有所改善。

2) 与改质沥青比较，中温沥青配入后配合煤的固软区间增加16.2 ℃，奥阿总膨胀度有所增加，结焦性较优。

2.3 焦炭质量情况(见第53页表4)

与基准配比比较，配入改质沥青与中温沥青后焦炭的机械强度、热强度均得到改善；同时，中温沥青的配用结果优于改质沥青，焦炭抗碎强度升高4.4%，耐磨强度降低4.2%，反应性降低1.1%，反应后强度升高3.8%。

2.4 小结

通过小焦炉试验得出，与改质沥青比较，配用中温沥青后，焦炭质量较好，可满足生产需求，因此后期试验及工业生产以中温沥青为主。

表3 配合煤奥阿膨胀度分析

表4 焦炭质量分析

3 山焦中温沥青与内蒙古沥青的配用试验情况

以公司生产准一级1#焦炭配比为基准，将山焦中温沥青和内蒙古沥青分别代替7%的汾河中硫1/3焦煤和12%的辛置肥煤，进行40 kg小焦炉结焦性试验。

3.1 配煤试验方案(见表5)

表5 配煤试验方案 %

3.2 小焦炉试验结果

1) 配合煤奥阿膨胀度情况

由表6可知：

1) 沥青配用后，配合煤的奥阿膨胀度软化温度明显下降，固软区间增大，其中，山焦中温沥青代替肥煤后，固软区间为147.9 ℃，奥阿总膨胀度达到38.7%；内蒙古沥青代替肥煤后，固软区间为133.8 ℃，奥阿总膨胀度达到20.2%。

表6 配合煤奥阿膨胀度情况

2) 山焦中温沥青与内蒙古沥青比较，山焦中温沥青对于配煤炼焦效果更为明显。

配合煤胶质层曲线变化情况

山焦中温沥青与内蒙古沥青代替汾河1/3焦煤和辛置肥煤后，其胶质层曲线类型，由原来的平滑下降型逐渐变为微波及波型，具体见第54页图1。

3) 焦炭质量情况

由第54页表7可知:

1) 较基准配比，沥青代替1/3焦煤和肥煤后，焦炭质量明显提高。

2) 与内蒙古沥青比较，山焦中温沥青代替1/3焦煤后，焦炭的抗碎强度降低1.1%，耐磨强度提高1.1%，反应性降低3.9%，反应后强度升高5%；代替肥煤后，焦炭的抗碎强度降低0.4%，耐磨强度降低0.6%，反应性降低3.1%，反应后强度升高9.7%。

3) 综合上述分析可知,配用内蒙古沥青对焦炭冷态强度较好，配用山焦中温沥青对提高焦炭热态强度有较大作用，两者各有优势。

4 山焦中温沥青工业生产应用

2016年12月份将2%的中温沥青配入小煤种预配煤后，分别配入3个系统，焦炭质量稳定。

4.1 配煤方案(见第54页表8)

4.2 装炉煤平均质量(见第54页表9)

中温沥青配入生产系统后，装炉煤的胶质层最大厚度及黏结指数均略有提高，装炉煤质量稳定。

4.3 凉焦台焦炭平均质量(见第54页表10)

配入中温沥青后，焦炭抗碎强度平均提高了0.70%，耐磨强度平均降低了0.22%。

4.4 出厂焦炭平均质量(见第55页表11)

配入中温沥青后，焦炭抗碎强度平均提高了0.14%，耐磨强度平均降低了0.04%，反应性平均降低了0.33%，反应后强度平均提高了0.42%。

4.5 出厂焦炭大块率变化情况(见第55页表12)

配入沥青后，焦炭质量稳定，焦炭的大块率有所提高，2016年12月份焦炭大块率为86.68%，较11月份(85.35%)提高1.33%，以12月份焦炭产量30.27万t测算，大块焦提高产量4 025.91 t。

图1 配合煤胶质层曲线变化对比

表7 焦炭质量分析

表8 配煤方案

表9 装炉煤质量分析

表10 凉焦台焦炭质量

5 配用沥青效益测算

5.1 配煤成本效益测算(见第55页表13)

以2017年1月12日市场价测算配煤成本变化情况，配入后的配煤方案为1月12日3个系统生产配比。

中温沥青配用后，3个系统的配煤成本分别降低了18.98、0.18、48.47元/t，根据12月份用煤消耗量测算,3个系统经济效益为813.01万元。

5.2 焦炭质量提高效益测算

以2016年12月焦炭平均售价测算，大块焦炭售价2 014.43元/t，粉、粒焦平均售价1 149.12元/t，测算因焦炭大块率提高的经济效益为：

表11 出厂焦炭质量

表12 焦炭大块率

表13 配煤成本对比

(2 014.43-1 149.12)×4 025.91=348.37万元。

5.3 2016年12月份产生总经济效益

中温沥青配用后，提高了弱黏结煤的配用比例，降低了配煤成本，同时保证了焦炭质量，提高了焦炭大块率，综合效益为：

813.01+348.37=1 161.38万元。

6 结论

山焦中温沥青和内蒙古沥青具有灰分、硫分较低，黏结指数较高的优势，在市场价格低位的情况下，适当配入进行配煤炼焦，可改善配合煤熔融性，节约优质炼焦煤，稳定、提高焦炭质量及焦炭大块率。