焦炭的性能用途和配煤实用教案

1、1 焦炭(jiotn)的性能、用途和配煤一、焦炭(jiotn)的性能二、焦炭(jiotn)的用途三、配煤炼焦第1页/共93页第一页，共94页。2 焦炭的宏观构造(guzo)与孔孢结构 焦炭(jiotn)的物理机械性能 焦炭(jiotn)的化学组成 焦炭的高温反应性 块焦反应率及反应后强度主要内容：一、焦炭的性能第2页/共93页第二页，共94页。3一、焦炭(jiotn)的性能 焦炭的宏观(hnggun)构造与孔孢结构 焦炭是质地坚硬，以碳为主要成分的含有裂纹和缺陷的不规则多孔体,呈银灰色。 用肉眼观察焦炭都可看到纵横裂纹。沿粗大的纵横裂纹掰开，仍含有微裂纹的是焦块。 将焦块沿微裂纹分开(fn k

2、i)，即得到焦炭多孔体，也称焦体。 焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质。第3页/共93页第三页，共94页。4 焦炭的裂纹(li wn)多少直接影响焦炭的粒度和抗碎强度。 焦块微裂纹(li wn)的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的 耐磨强度和高温反应性能有密切关系。用裂纹(li wn)度指标进行评价： 裂纹(li wn)度即焦炭单位面积上的裂纹(li wn)长度。 气孔率是指气孔体积与总体积比的百分率，一般(ybn)焦炭气孔率为35%55% 。 1100%视密度气孔率真密度一、焦炭的性能第4页/共93页第四页，共94页。5一、焦炭(jiotn)的性能 焦炭(jiotn)

3、的物理机械性能 高炉生产对焦炭的基本要求是：粒度均匀、耐磨性和抗碎性强。 焦炭的这些物理机械性能主要由筛分组成和转鼓试验来评定。 1筛分组成 焦炭是外形和尺寸不规则的物体，用统计的方法表示其粒度。即用筛分试验获得的筛分组成计算其平均粒度。 一般用一套具有标准(biozhn)规格和规定孔径的多级振动筛将焦炭筛分，然后分别称量各级筛上焦炭和最小筛孔的筛下焦炭质量，算出各级焦炭的质量百分率即焦炭的筛分组成。第5页/共93页第五页，共94页。6一、焦炭(jiotn)的性能（1）平均粒度 ：根据筛分组成及筛孔的平均直径可由下式来计算(j sun)焦炭的平均粒度：isiadd式中 各粒级的质量百分率，%

4、%； 各粒级的平均粒度(l d),(l d),由粒级上、下限的平均值 计算； 算术平均直径。 iaidsd第6页/共93页第六页，共94页。7一、焦炭(jiotn)的性能（2）粒度(l d)均匀性 粒度(l d)均匀性可由下式计算： 式中 、 、 分别表示焦炭中2540mm、 4080mm和80mm各粒级的百分含量。 K值愈大，粒度(l d)愈均匀。4080802540100%akaa4025a8040a80a第7页/共93页第七页，共94页。8一、焦炭(jiotn)的性能 2耐磨强度和抗碎强度 （1）转鼓试验方法 焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。 耐磨强度：当焦炭表面承受的摩

5、擦力超过(chogu)气孔壁的强度时，会产生表面薄层分离现象形成碎屑或粉末，焦炭抵抗此种破坏的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10值表示。 1010mm100%M出鼓焦炭中小于的质量入鼓焦炭质量第8页/共93页第八页，共94页。9一、焦炭(jiotn)的性能 抗碎强度：当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构(jigu)的裂纹或缺陷处碎成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称焦炭的抗碎性或抗碎强度。用M25（M40）表示。 焦炭的孔孢结构(jigu)影响耐磨强度M10值，焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M25值。 M25和M10值的测定方法很多，我国多采用德国 米贡转鼓试验方法。如下表 所示。2525mm100%M出鼓焦

6、炭中大于的质量入鼓焦炭质量第9页/共93页第九页，共94页。10一、焦炭(jiotn)的性能转鼓特性焦炭试样筛分强度指标（直径/长度）/mm转速/（转/分）转速/转质量/Kg粒度/mm孔型筛孔/mm耐磨强度 /%抗 碎 强度/%1000/10002510050 60圆形25，10 10/M10 25/M25或 40M40焦炭转鼓实验(shyn)(shyn)方法第10页/共93页第十页，共94页。11一、焦炭(jiotn)的性能3.真密度、假密度、堆积(duj)密度 真密度：单位容积焦炭的质量。 （一般焦炭真密度为1.81.95g/cm3 ）； 假密度（视密度）：单位容积焦块的质量。 （一般焦炭

7、视密度为0.81.08g/cm3） ； 堆积(duj)密度：单位容积焦炭堆积(duj)体的质量一般焦炭。 （一般焦炭堆密度为400500kg/m3 ）。第11页/共93页第十一页，共94页。12一、焦炭(jiotn)的性能 、焦炭的化学组成 主要用焦炭工业分析和元素分析数据来加以体现。 1工业分析 焦炭的工业分析包括焦炭水分、灰分和挥发分的测定以及焦炭中固定碳的计算。 （1）水分（Mt） 焦炭的水分是焦炭试样在一定温度下干燥后的失重占干燥前焦样的百分率。 生产上要求稳定控制焦炭的水分，水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。 但水分也不宜过低，否则不利于降低高炉炉顶温度，且会增加(zngj

8、i)装卸即使用中的粉尘污染。 第12页/共93页第十二页，共94页。13一、焦炭(jiotn)的性能 （2）灰分（Ad） 灰分是焦炭( jiotn)中的有害杂质，主要成份是高熔点的SiO2和Al2O3等酸性氧化物,在高炉冶炼中要用CaO等熔剂与它们生成低熔点化合物，才能以熔渣形式由高炉排出。 灰分的危害：灰分高，就要适当提高高炉炉渣碱度，不利于高炉生产。焦炭( jiotn)在高炉内被加热时，由于焦质和灰分热膨胀性不同，会沿灰分颗粒周围产生并扩大裂纹，加速焦炭( jiotn)破碎或粉化。灰分中的碱金属还会加速焦炭( jiotn)同CO2的反应，使焦炭( jiotn)的破坏加剧。第13页/共93页

9、第十三页，共94页。14一、焦炭(jiotn)的性能 一般(ybn)焦炭灰分每增加1%，高炉焦比（每吨生铁消耗焦炭量）约提高2%，炉渣量约增加3%,高炉熔剂用量约增加4%,高炉生铁产量约下降2.23.0%。第14页/共93页第十四页，共94页。15一、焦炭(jiotn)的性能 （3）挥发分（Vdaf）和固定碳（FC） 挥发分是衡量焦炭成熟程度的标志，通常规定高炉(gol)焦的挥发分应为1.2%左右。 若挥发分大于1.9% 则生焦，其不耐磨，强度差； 若挥发分小于0.7%， 则焦炭过火，裂纹多且易碎。 焦炭的挥发分同原料煤的煤化度及炼焦最终温度有关，如图1-2-1、图1-2-2。第15页/共93

10、页第十五页，共94页。16一、焦炭(jiotn)的性能图1-2 -1 1-2 -1 焦炭(jiotn)(jiotn)挥发分与原料煤挥发分的关系 图1-2-2 1-2-2 焦炭(jiotn)(jiotn)挥发分与炼焦温度的关系第16页/共93页第十六页，共94页。17一、焦炭(jiotn)的性能 固定碳是煤干馏后残留的固态可燃性物质，由计算得： 固定碳 = 100水分灰分挥发(huf)分，% 焦炭挥发(huf)分的测定方法见国标200280。 2元素分析 焦炭元素分析是指焦炭按碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成确定其化学成分时，称为元素分析。 第17页/共93页第十七页，共94页。18一、焦炭(j

11、iotn)的性能 （1）碳和氢 碳是构成焦炭气孔壁的主要(zhyo)成分，氢则包含在焦炭的挥发分中。 一般碳：92%96%，氢：1%1.5%。 （2 2）氮 焦炭中的氮是焦炭燃烧时生成NOxNOx的来源，结焦过程中氮含量(hnling)(hnling)变化不大，仅在干馏温度达800oC800oC以上时才稍有降低。 （3 3）氧 焦炭中氧含量(hnling)(hnling)很少，为0.4%0.4%0.7%0.7%。 第18页/共93页第十八页，共94页。19一、焦炭(jiotn)的性能（4 4）硫 是有害元素，焦炭中的硫包括： 煤和矿物质转变而来的无机硫化物（FeS FeS 、CaSCaS等）。

12、 熄焦过程(guchng)(guchng)中部分硫化物被氧化生成的硫酸盐（FeSO4 CaSO4FeSO4 CaSO4）。 炼焦过程(guchng)(guchng)中生成的气态硫化物在析出途中与高温焦炭作用而进入焦炭的有机硫。 这些硫的总和称全硫。其成分为0.7%0.7%1.0%1.0%。第19页/共93页第十九页，共94页。20一、焦炭(jiotn)的性能 一般(ybn)(ybn)焦炭含硫每增加0.1%0.1%，高炉焦比约增加1.2%1.2%2.0%2.0%，高炉熔剂用量约增加2%2%，生铁产量约减少2.0%2.0%2.5%2.5%。第20页/共93页第二十页，共94页。21（四）、焦炭的高

13、温反应性 1 1反应机理 焦炭的高温反应性是焦炭与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的性质，简称(jinchng)(jinchng)焦炭反应性，反应如下：C+O2 CO2+394kJ/mol C+O2 CO2+394kJ/mol （1 1） C + H 2 O H 2 + C O - 1 3 1 1 1 0 k J / m o l C + H 2 O H 2 + C O - 1 3 1 1 1 0 k J / m o l （ 2 2 ） C+CO22CO-173 kJ/mol C+CO22CO-173 kJ/mol （3 3） 一、焦炭(jiotn)的性能第21页/共93页第二十一页，共94页

14、。22 焦炭在高炉炼铁(lin ti)、铸造化铁和固定床气化过程中，都要发生以上三种反应。 大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 评价指标：块焦反应率（CRI）。 一、焦炭(jiotn)的性能第22页/共93页第二十二页，共94页。23 焦炭的反应性随焦体气孔率与比表面积的增大而增大，随焦质内碳结构(jigu)排列的规则化而降低； 焦炭与水蒸气的反应速度比与二氧化碳反应速度大23倍。因水分子比二氧化碳分子小扩散速度快，水汽能深入焦炭内部扩孔。 焦炭与CO2的反应速度与焦炭的化学性质及气孔比表面有关(yugun)，结论：一、焦炭(jiotn)的性能第23页/共93页第二十三页

15、，共94页。24（五) )、块焦反应率及反应后强度 目前一些国家焦炭的反应速度采用块焦反应率表示。 反应前后焦炭试样重量(zhngling)(zhngling)差与焦炭试样重量(zhngling)(zhngling)之比的百分率称为块焦反应率（CRICRI）。式中 G0参加反应的焦炭试样(sh yn)质量，kg； G1反应后残存焦炭质量，kg。010100%GGCRIG一、焦炭(jiotn)的性能第24页/共93页第二十四页，共94页。25 经过CO2反应(fnyng)的焦炭，充氮冷却后，进行转鼓试验后，粒度大于某规定值的焦炭重量（g2）占装入转鼓的反应(fnyng)后焦炭重量（g1）的百分率

16、，称为反应(fnyng)后强度（CSR）。 块焦反应(fnyng)率和反应(fnyng)后强度试验有多种形式，我国鞍山热能研究所所推荐的小型装置如图1-2-3所示。21100%gCSRg一、焦炭(jiotn)的性能第25页/共93页第二十五页，共94页。26 在15001500温度(wnd)(wnd)下用纯CO2CO2与直径20mm20mm焦块反应，反应时间为12min12min，试样重200g200g，反应后失重百分数作为块焦反应率指标。图1-2-3 1-2-3 堆焦反应性和反应后强度实验装置(zhungzh)(zhungzh)示意图aa反应器 ； b b转鼓一、焦炭(jiotn)的性能第2

17、6页/共93页第二十六页，共94页。27附 表 冶 金 ( y j n )( y j n ) 焦 炭 的 技 术 指 标(GB/T199680)(GB/T199680)第27页/共93页第二十七页，共94页。28二、焦炭(jiotn)的用途（一）、高炉冶炼(ylin)过程（二）料柱构造及对焦炭(jiotn)的要求第28页/共93页第二十八页，共94页。29二、焦炭(jiotn)的用途 焦炭主要用于高炉(gol)冶炼，其次还用于铸造、气化、和生产电石等，它们对焦炭有不同的要求。 但高炉(gol)炼铁用焦炭（冶金焦）的质量要求最高，用量最大。第29页/共93页第二十九页，共94页。30二、焦炭(j

18、iotn)的用途（一）、高炉冶炼过程 如图1-2-41-2-4所示 1. 1.高炉本体组成： 系中空竖炉，从上到下分炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五段。 钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土的炉基，钢板炉外壳，耐火砖炉衬，冷却设备以及框架和支柱等。 炼铁的工艺过程包括：上料、鼓风、出铁、排渣、煤气等系统。第30页/共93页第三十页，共94页。31图1-2-4 1-2-4 高炉炉型及各部位温度与煤气组成aa炉型；bb高炉内温度沿高炉的变化； c c煤气中COCO沿高度的变化；800800以下(yxi)(yxi)区域； 800 80011001100区域；11001100以上区域；HuHu有效高度

19、； 炉腹角； 炉身角二、焦炭(jiotn)的用途第31页/共93页第三十一页，共94页。32 整个高炉炉体，从料钟落位高度到铁口中心线的距离称为有效高度Hu，其间的容积称为高炉的有效容积（V）。 我国定型设计的中小型高炉有55m3，255 m3和620 m3 等，大型高炉有1053 m3、1513 m3、2500 m3及近期从国外引进的4000 m3的大高炉。 衡量(hng ling)高炉操作水平的主要经济技术指标如下：二、焦炭(jiotn)的用途第32页/共93页第三十二页，共94页。33 焦比： c = c = ，t t焦/ /（t t铁） 冶炼(ylin)(ylin)强度： , t ,

20、t焦/(m324h) /(m324h) )h24/(t 24h)（t/24PG小时耗焦量高炉3t/(24h)(m )GlV 高炉(gol)有效容积利用系数： = ,t铁/（m324h） )m()t/(24h3VP高炉的有效容积高炉产铁量二、焦炭(jiotn)的用途第33页/共93页第三十三页，共94页。34 2. 2.炼铁过程：炼铁过程： 高炉炉料中的铁矿石、焦炭和助熔剂（石灰石或高炉炉料中的铁矿石、焦炭和助熔剂（石灰石或白云石）从炉顶依次分批装入炉内，送风系统将白云石）从炉顶依次分批装入炉内，送风系统将800800以上的高温空气（或富氧空气）由位于以上的高温空气（或富氧空气）由位于(wiy)

21、(wiy)炉缸上炉缸上部的风口鼓入炉内，使焦炭在风口前的回旋区内激烈部的风口鼓入炉内，使焦炭在风口前的回旋区内激烈燃烧而放热燃烧而放热, ,并使高炉下部形成自由空间，上部的炉料并使高炉下部形成自由空间，上部的炉料借重力稳定地下降，从而构成连续的高炉冶炼过程。借重力稳定地下降，从而构成连续的高炉冶炼过程。 3.高炉的基本功能： 是将铁矿石预热、还原、造渣、脱硫、熔化，得到(d do)合 格的铁水。二、焦炭(jiotn)的用途第34页/共93页第三十四页，共94页。351. 1. 料柱构造 高炉内自上而下的温度总趋势是逐渐(zhjin)(zhjin)升高。 但高炉内的等温线呈“”形或倒“”形（图1

22、-2-51-2-5）。 料柱上部称块状带， 料柱中部称软融带， 料柱下部称滴落带。图1-2-5 高炉内不同温度(wnd)区域示意图（二）料柱构造及对焦炭(jiotn)的要求二、焦炭的用途第35页/共93页第三十五页，共94页。36 料柱上部低于1100的区域，炉料保持入炉前的固体(gt)块状，该区域称块状带。 料柱中部温度在11001350的部位，焦炭和矿石仍保持层层相间，但矿石从外表到内部逐渐软化熔融，靠焦炭层支撑才不至于聚堆，该区域称软融带。在软融带内几乎不透气，上升煤气几乎全部从焦炭缝隙流过。 料柱下部(xi b)温度高于1350的部位，此处仅焦炭呈固块状，熔化的铁水和炉渣则沿焦炭层缝隙

23、向下流动并滴落，高温煤气则沿粘附有铁水和熔渣的焦炭层缝隙向上流动。该区域称滴落带。二、焦炭(jiotn)的用途第36页/共93页第三十六页，共94页。372.2.焦炭的作用 焦炭燃烧产生(chnshng)(chnshng)的热能是高炉冶炼过程的 主要热源； 燃烧反应生成的COCO作为高炉冶炼过程的 主要还原剂。 焦炭位于风口区以上地区，始终处于固体状态，对上部炉料起支承作用，并成为煤气上升和铁水、熔渣下降必不可少的料柱疏松骨架。 二、焦炭(jiotn)的用途第37页/共93页第三十七页，共94页。38 改进：近年来，为降低焦炭消耗，增加高炉(gol)(gol)产量，改善生铁质量，采用了在风口喷

24、吹煤粉、重油、富氧鼓风等强化技术。 焦炭的热能源、还原剂作用可在一定程度上被部分取代。 但作为高炉(gol)(gol)料柱的疏松骨架不能被取代，而且随高炉(gol)(gol)大型化和强化冶炼，该作用更显重要。 高炉(gol)(gol)冶金焦要求：低灰、低硫、高强度、粒度适当且均匀、气孔均匀、致密、反应性适度、反应后强度高。二、焦炭(jiotn)的用途第38页/共93页第三十八页，共94页。39三、配煤炼焦(lin jio)（一）、单种煤的结焦(jijio)特性（二)、配煤的意义(yy)和原则(三)、配煤理论(四)、配合煤的质量指标（五)、配煤工艺与设备（六）、备煤车间的工艺流程第39页/共93

25、页第三十九页，共94页。40三、配煤炼焦(lin jio)（一）、单种煤的结焦特性 单种煤的结焦特性是配合煤结焦的基础，了解并掌握单种煤的结焦特性，是指导配煤比变化的主要依据。（1）褐煤 在隔绝空气加热时不产生胶质体，也没有黏结性。不能单独(dnd)炼成焦炭，但在配煤中加入少量褐煤以增加配煤的挥发分。第40页/共93页第四十页，共94页。41（2 2）长焰煤 长焰煤是烟煤中煤化程度最低的煤，胶质层厚度小于5mm5mm，因此结焦性能很差，在现代焦炉中不能炼出合格的焦炭(jiotn)(jiotn)。 若采用压紧、薄装及快速加热等方法，可在土焦炉中炼制出细长条的焦炭(jiotn)(jiotn)。 配

26、煤中，加入少量长焰煤。但长焰煤的配入量较高时，会使焦炭(jiotn)(jiotn)的耐磨强度降低。三、配煤炼焦(lin jio)第41页/共93页第四十一页，共94页。42（3）气煤）气煤 挥发分大，可生成较多的胶质体，但黏度小，流动挥发分大，可生成较多的胶质体，但黏度小，流动性大，热稳定性差，易分解。性大，热稳定性差，易分解。 当半焦转化成焦炭时，收缩性大，产生了很多裂纹，当半焦转化成焦炭时，收缩性大，产生了很多裂纹，大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。 在配煤中，气煤含量多，将使焦炭块度降低，但在配煤中，气煤含量多，将使焦炭块度降低，但配以适当的气煤，可增加

27、配以适当的气煤，可增加(zngji)焦炭的收缩性，便于焦炭的收缩性，便于推焦，保护炉体，同时得到较多的化学产品。推焦，保护炉体，同时得到较多的化学产品。 三、配煤炼焦(lin jio)第42页/共93页第四十二页，共94页。43（4 4）肥煤 肥煤隔绝空气加热产生的胶质体数量(shling)(shling)最多，其最大胶质体厚度可达25mm25mm以上，有良好的流动性能，且热稳定性好。 肥煤胶质体生成温度为320320，固化温度为460460，温度间隔为140140。如果升温速度为3/min 3/min ，胶质体的存在时间可达50min50min，由此决定了肥煤黏结性最强，是我国炼焦煤的基础煤

28、种之一。 三、配煤炼焦(lin jio)第43页/共93页第四十三页，共94页。44 由于其挥发分高，半焦的热分解和热缩聚最终收缩量很大，生成焦炭的裂纹较多，又深又宽，且多以横裂纹出现，故易碎成小块。 肥煤单独炼焦时，由于胶质体数量多，黏结性较好，膨胀性较大，导致推焦困难(kn nn)。 在配煤中，加入肥煤后，可起到提高黏结性的作用。 三、配煤炼焦(lin jio)第44页/共93页第四十四页，共94页。45 （5 5）焦煤 焦煤变质程度高于肥煤，挥发分低于肥煤，热解生成的胶质体数量(shling)(shling)多，黏性大，固化温度较高，半焦收缩量和收缩速度均较小。 所以焦煤炼出的焦炭不仅耐

29、磨强度高、焦块大、裂纹少，而且抗碎强度也好。焦煤是最好的能炼制出高质量焦炭的煤种。 配煤时，配入焦煤是增加焦炭强度。但 我国焦煤贮量有限，配煤时，应尽量节约焦煤。三、配煤炼焦(lin jio)第45页/共93页第四十五页，共94页。46（6 6）瘦煤(shu mi) (shu mi) 是低挥发分的中等变质程度的黏结性煤，加热时生成的胶质体少，黏度大。 单独炼焦时，得到的焦炭块度大、裂纹少、抗碎强度高，但焦炭的熔融性很差，耐磨性能差。 在配煤时配入瘦煤(shu mi)(shu mi)可以提高焦炭的块度。 三、配煤炼焦(lin jio)第46页/共93页第四十六页，共94页。47（7 7）贫煤 无

30、黏结性，不结焦，不能单独炼焦。 在配煤中加入少量贫煤可起瘦化剂的作用。 因其硬度大，配入贫煤时最好(zu ho)(zu ho)将其单独粉碎以增加焦块的均匀性。（8 8）无烟煤 挥发分低，固定碳含量高，密度大，燃烧时不冒烟，加热时不产生胶质体，无黏结性和结焦性。 配入无烟煤起瘦化作用。 三、配煤炼焦(lin jio)第47页/共93页第四十七页，共94页。48 配煤炼焦: : 是将两种或两种以上的单种煤，均匀地按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产出优质(yuzh)(yuzh)焦炭，合理利用煤炭资源，增加炼焦化学产品产量。 三、配煤炼焦(lin jio)第48页/共93页第四十八页，共94

31、页。49（二) )、配煤的意义和原则 1. 1.意义：随着炼焦工业和钢铁工业的发展，单种煤炼焦的矛盾日益突出。 若挥发分高，化产多，但焦炭质量差； 若焦炭质量好，则化产少，且膨胀(png zhng)(png zhng)压力大，焦饼收缩量小，推焦困难，容易损坏炉墙。 而我国煤源丰富，煤种齐全，但炼焦煤贮量少，必须采用煤配合炼焦。三、配煤炼焦(lin jio)第49页/共93页第四十九页，共94页。502.2.配煤原则： 我国从5050年代就开始了炼焦(lin jio)(lin jio)配煤的研究和生产实践，建立了： 以气、肥煤为基础煤种，适当的配入焦煤，使黏结成分、瘦化成分比例适当，并尽量多配高

32、挥发分弱黏结煤的配煤原则。三、配煤炼焦(lin jio)第50页/共93页第五十页，共94页。51 配煤原则具体如下： （1 1）焦炭质量符合要求； （2 2）安全生产(shngchn):(shngchn):焦炉生产(shngchn)(shngchn)中，不要产生过大的膨胀压力避免推焦困难和损坏炉体； （3 3）降低生产(shngchn)(shngchn)成本: :充分利用本地区的煤炭资源，运输合理，缩短煤源平均距离； （4 4）适当增加化学产品的产率: :尽可能多配一些高挥发分的煤； （5 5）合理利用我国的煤炭资源: :在保证焦炭质量的前提下，应多配气煤等弱黏结性煤，尽量少用优质焦煤。三、

33、配煤炼焦(lin jio)第51页/共93页第五十一页，共94页。523.3.我国大多数地区(dq)(dq)煤炭的特点 （1 1）肥煤、肥气煤黏结性好，有一定的贮量，但灰分和硫分较高，大部分煤不易洗选； （2 2）焦煤黏结性好，但贮量不多，且大部分焦煤灰分高、难洗选； （3 3）弱黏结性煤贮量较多，灰分、硫分较低，易洗选。 因此在确定配煤比时，应以肥煤和肥气煤为主，适当配入焦煤，尽量多利用弱黏结性煤。三、配煤炼焦(lin jio)第52页/共93页第五十二页，共94页。53 总之，制定配煤比应遵循上述原则，因地制宜，根据单种煤的特性，通过配煤试验，拟定初步(chb)配煤方案，然后进行试生产。

34、三、配煤炼焦(lin jio)第53页/共93页第五十三页，共94页。54( (三) )、配煤理论 由于煤的多样性和结构的复杂性，迄今没有一个普遍适用的配煤理论。 研究者提出一些理论，都是在一定区域内或煤源条件下试验得出的经验结论。 典型的有黏结组分(zfn)(zfn)和纤维质组分(zfn)(zfn)的配煤概念； 挥发分、流动度配煤概念； 煤岩配煤理论等； 各理论都有一定的局限性。根据理论指导确定的配煤方案，还必需经过配煤试验来验证其合理性。 三、配煤炼焦(lin jio)第54页/共93页第五十四页，共94页。551 1黏结组分和纤维质组分的配煤概念(ginin)(ginin) 是将煤分为

35、黏结组分（活性组分） 纤维质组分（惰性组分）两大类。 评价炼焦配煤的指标: : 一是用黏结组分的数量表示黏结能力的大小； 二是用纤维质组分的强度决定焦炭的强度。 三、配煤炼焦(lin jio)第55页/共93页第五十五页，共94页。56具体方法是： 将煤用吡啶抽提，提出物为黏结组分，残留物为纤维质组分。 将纤维质组分与一定量的沥青混合成型后干馏，用干馏后所得固块的最高耐压强度表示纤维质组分的强度。 当配合煤达不到相应要求时，可添加黏结剂或瘦化剂进行调整(tiozhng)(tiozhng)。它们的关系如图1-2-6:1-2-6:三、配煤炼焦(lin jio)第56页/共93页第五十六页，共94页

36、。57 图1-2-6 黏结组分(zfn)与纤维质组分(zfn)的配合关系示意图 强黏结煤；黏结组分(zfn)多的弱黏结煤； 弱黏结煤； 非黏结煤；无烟煤三、配煤炼焦(lin jio)第57页/共93页第五十七页，共94页。58 2 2挥发分、流动度配煤概念（略） 煤料的特性(txng)(txng)通常可用煤化度指标和黏结性指标来反映。 挥发分、流动度配煤概念是以煤化度及黏结性作配煤依据的一种方案。 三、配煤炼焦(lin jio)3煤岩配煤理论(lln) (略)第58页/共93页第五十八页，共94页。59( (四) )、配合煤的质量指标 配煤质量指标主要是指配合煤的水分(shufn)(shufn

37、)、灰分、挥发分、硫分、胶质层厚度、膨胀压力、黏结性及细度等。三、配煤炼焦(lin jio)第59页/共93页第五十九页，共94页。60 1. 1.配合煤水分(shufn) (shufn) 配合煤水分(shufn)(shufn)应稳定。通常水分(shufn)(shufn)每增加1%1%，结焦时间约延长2020分钟。另外装炉煤水分(shufn)(shufn)对堆密度也有影响，如图1-2-71-2-7为二者的关系。 首先：煤料堆密度增大，炭化室装煤多，且利于焦炭强度的提高。配合煤水分(shufn)(shufn)稳定在8%8%12%12%较为合适。三、配煤炼焦(lin jio)第60页/共93页第六

38、十页，共94页。61 由图可见，煤料水分低于6 67%7%时，随水分降低堆密度增高。高水分大于7%7%，堆密度也增高（是由于水分的润滑作用，促进煤粒相对位移所致) )。水分过高：结焦时间(shjin)(shjin)延长，炼焦耗热量增加，也影响炉体寿命。水过低：装煤烟尘污染严重。 图1-2-7 1-2-7 煤料堆密度与水分(shufn)(shufn)关系三、配煤炼焦(lin jio)第61页/共93页第六十一页，共94页。622.2.配合煤灰分 成焦过程中，煤料中的灰分几乎全部转入焦炭(jiotn)(jiotn)中。一般配煤的成焦率为707080%80%，焦炭(jiotn)(jiotn)的灰分即

39、为配煤灰分的1.31.31.41.4倍。 我国规定：一级冶金焦的灰分(hu fn)12%，按成焦率75%计算，配合煤灰分(hu fn)应不大于12%75%=9%，。三、配煤炼焦(lin jio)第62页/共93页第六十二页，共94页。63 3. 3.配合煤硫分 配合煤硫分可直接测出，也可将各单种煤的硫分按加和性计算。焦炭S S要求小于1.01.2% 1.01.2% ，若成焦率为75-80%75-80%，则配煤S S应小于1.0% 1.0% 。我国东北、华北地区为低硫煤，西南地区为高硫煤。 4. 4.配合煤挥发分 一般选18-30%18-30%。它决定化学(huxu)(huxu)产品和煤气的产率

40、。我国一般控制在Vdaf=25-32% Vdaf=25-32% 。三、配煤炼焦(lin jio)第63页/共93页第六十三页，共94页。645 5配合(pih)(pih)煤的黏结性指标 配合(pih)(pih)煤的黏结性指标是影响焦炭强度的重要因素。以此为基础的反映黏结能力大小的指标的适宜范围为：黏结指数G=58G=587272，胶质层最大厚度Y=17Y=1722mm22mm，奥亚膨胀度指标bt50%bt50%。 配合(pih)(pih)煤的黏结性指标一般不能用单种煤的黏结性指标按加和性计算。三、配煤炼焦(lin jio)第64页/共93页第六十四页，共94页。65 6 6配合煤的膨胀压力 煤

41、热解时配合煤膨胀压力不能用简单的加和性来计算，只能通过实验的方法加以测定。配煤时考虑：在常规炼焦配煤范围内，煤料的煤化(mihu)(mihu)程度 加深时，膨胀压力增大； 对同一煤料，增大堆密度，膨胀压力增加 。 当用增加堆密度的方法来改善焦炭质量时，要注意膨胀压力可能产生的对炉墙的损害。三、配煤炼焦(lin jio)第65页/共93页第六十五页，共94页。66 7 7煤料细度煤料细度 煤料必须煤料必须(bx)(bx)粉碎才能均匀混合。粉碎才能均匀混合。 煤料细度煤料细度: :是指粉碎后配合煤中的小于是指粉碎后配合煤中的小于3mm3mm的煤料量占全部的煤料量占全部煤料的质量百分率。煤料的质量百

42、分率。 常规炼焦煤料细度要求为常规炼焦煤料细度要求为80%80%左右，捣固炼焦细度一般大左右，捣固炼焦细度一般大于于85%-90%85%-90%。 三、配煤炼焦(lin jio)第66页/共93页第六十六页，共94页。67 细度过低：配合煤混合不均匀，焦炭内部结构不均一，强度降低。 细度过高，不仅粉碎机动力消耗增大，设备(shbi)(shbi)生产能力降低，而且装炉煤的堆密度下降, ,使焦炭质量受到影响。 （因为细度过高，煤料的表面积增大，生成胶质体时，由于固体颗粒对液相量的吸附作用增强，使胶质体的黏度增大而流动性变差，因此细度过高不利于黏结。）三、配煤炼焦(lin jio)第67页/共93页

43、第六十七页，共94页。68 总之，要尽量减少粒度小于0.5mm的细粉含量。 以减轻装炉时的烟尘逸散； 以免造成集气管内焦油渣增加，焦油质量变坏，甚至(shnzh)加速上升管的堵塞。三、配煤炼焦(lin jio)第68页/共93页第六十八页，共94页。69（五) )、配煤设备与工艺 我国常用的配煤系统是：通过配煤槽依靠其下部的定量给料设备进行配煤。 1 1配煤槽 作用(zuyng)(zuyng)：贮存各单种煤料。 数目和容量与煤料及焦化厂的生产规模有关。 大型焦化厂，配煤槽最好是煤种数的二倍。 配煤槽的总容量应能保证焦炉一昼夜的用煤量。 三、配煤炼焦(lin jio)第69页/共93页第六十九页

44、，共94页。70三、配煤炼焦(lin jio)第70页/共93页第七十页，共94页。71 2 2定量给料设备 （设在配煤槽下部） 该设备主要两种型式：配煤盘和电磁震动给料机。 作用：控制下料，定量给料。（1 1）配煤盘 结构：由圆盘、调节套筒、刮煤板及传动装置等组成。 特点：调节简单，运行可靠，维护(wih)(wih)方便。但设备笨重，耗电量大，传动部件多。三、配煤炼焦(lin jio)第71页/共93页第七十一页，共94页。72图1-2-8 1-2-8 配煤盘示意图 1 1圆盘(yun pn)(yun pn)；2 2调节套筒；3 3刮煤板；4 4，5 5铁盘三、配煤炼焦(lin jio)第7

45、2页/共93页第七十二页，共94页。73（2 2）电磁振动给料器 原理：是一种(y zhn)(y zhn)利用电磁铁和弹性元件配合作为振动源，使给料槽作高频率的往复运动，槽上的物料以某一角度被抛出的一种(y zhn)(y zhn)给料机械。 特点：结构简单，维修方便，布置紧凑，投资小，耗电少。调节方便。但调整要求严格，噪音大。三、配煤炼焦(lin jio)第73页/共93页第七十三页，共94页。74图1-2-9 1-2-9 电磁震动给料机结构(jigu)(jigu)示意图11减震器及吊杆；22给料槽体；33激振器壳体；44板弹簧组；55铁芯的压紧螺栓；66铁芯的调节栓；77密封罩；88铁芯；9

46、9衔铁；1010检修螺栓；1111顶紧螺栓；1212连接叉三、配煤炼焦(lin jio)第74页/共93页第七十四页，共94页。753 3配煤比的控制 为保证焦炭质量，应准确控制配煤比。 一般采用人工跑盘的方法来检查配煤比是否(sh fu)(sh fu)达到了规定的要求。 即是用一个0.5m0.5m长，相当于配煤胶带机宽的铁盘，在配煤胶带上定期监测配煤时各种煤下落到铁盘上的煤量，以多次的平均值与该种煤给定的规定值比较，其误差不超过150g150g，作为配煤比准确度标准。三、配煤炼焦(lin jio)第75页/共93页第七十五页，共94页。764 4自动配煤系统 人工跑盘的方法劳动繁重，准确度难

47、以保证。 现多采用电子秤自动配煤系统 （按下料量(lio lin)(lio lin)的给定值来控制实际下料量(lio lin)(lio lin)）。 电子秤：是由平衡电桥组成的重量传感器。三、配煤炼焦(lin jio)第76页/共93页第七十六页，共94页。77三、配煤炼焦(lin jio)1-2-10 配煤盘电子称自动配煤装置(zhungzh)1配煤大胶带机；2称量小胶带机；3配煤盘4电子称；5称量区第77页/共93页第七十七页，共94页。781-2-11 电磁振动给料机电子称自动(zdng)配煤装置1电振器；2配煤大胶带机；3称量小胶带机；4电子称；5称量区三、配煤炼焦(lin jio)第

48、78页/共93页第七十八页，共94页。79（六）、备煤车间的工艺流程 备煤车间根据不同煤料的岩相组成、性质及其它如投资、场地等的不同，可分别采用： 先配煤后粉碎； 各种煤先单独粉碎再配合； 部分(b fen)(b fen)硬质煤预粉碎； 选择粉碎等多种流程。三、配煤炼焦(lin jio)第79页/共93页第七十九页，共94页。801 1先配合后粉碎(fn su)(fn su)工艺流程 是将炼焦煤料的各单种煤，先按规定比例配合，然后进行粉碎(fn su)(fn su)的工艺流程。简称“混破”工艺，此工艺流程如图1-2-121-2-12。 图1-2-12 配合粉碎(fn su)工艺流程示意图 三、

49、配煤炼焦(lin jio)第80页/共93页第八十页，共94页。81 优点：工艺简单，布局紧凑，设备(shbi)少，投资省，操作方便。在许多焦化厂普遍采用。 缺点：不能根据不同煤种进行不同粒度的粉碎，只适用于煤质较均匀、黏结性较好的煤料。 对原料煤硬度差别较大时，粉碎粒度不均匀，对焦炭质量有一定的影响。 三、配煤炼焦(lin jio)第81页/共93页第八十一页，共94页。822 2先粉碎后配合工艺流程 （如图1-2-131-2-13） 是将组成炼焦煤的各单种煤，按各自的性质不同(b tn)(b tn)进行不同(b tn)(b tn)细度的粉碎，然后按规定的比例配合和混合的工艺。 缺点：过程复杂，需多台粉碎机，且配煤后还需设有单独的混合设备，故投资