用煤岩学观点评述捣固

用煤岩学观点评述捣固第1页，共19页，2023年，2月20日，星期六1.在焦化领域中应用的煤岩学观点将十分复杂的煤不当作均一的物质来处理,而是将其与焦化有关的有机成份,按其主要性质简化后分为活性成份和惰性成份.活性成份包括镜质组和壳质组.由于后者一般在炼焦煤中含量极少,而且当随着变质程度提高,其性质越来越接近与其共生的镜质组,故活性成份以镜质组为主.它是决定炼焦煤性质最重要因素.任何炼焦煤中惰性成份在炼焦过程中性质和动态均是相同的,是惰性的.第2页，共19页，2023年，2月20日，星期六1.在焦化领域中应用的煤岩学观点按煤的成因因素作为煤质指标:1.煤岩显微组份组成:它可标志成煤第一阶段地球生物化学作用的作用程度.2.镜质组反射率及其分布:标志成煤第二阶段地球物理化学作用阶段作用程度.3.荧光强度,或粘结性:标志第三成因因素.这是我们提出来的术语.因为在地质领域尚提出其它一些有不同意见的成因因素,我们无条件参予争论,只将它们合称为第三成因因素.其较合适指标为荧光强度,但目前对此尚无条件普及.与第三成因因素有关的是现行的粘结性指标.但各粘结性指标并不单独与第三成因因素有关,也与其它诸多因素有关.4.MBI,或MCI:这是与煤中灰成份组成有关所提出的指标,它与各类焦炭显微组织在其进高炉后碳溶反应时催化作用的趋向有关.以上四个指标,在炼焦制度固定下,就可决定炼焦所得焦炭质量的优劣.

第3页，共19页，2023年，2月20日，星期六不同变质程度镜质组反射率分布第4页，共19页，2023年，2月20日，星期六1.在焦化领域中应用的煤岩学观点

镜质组随反射率提高分子化学结构各部分的变化规律和其与惰性成份之间的差别:镜质组:1.苯核中缩合苯环增多;2.侧链变短,变少;3.官能团减少,极至消失;4.桥键和交链键均遂渐减少;惰性分份:1.分子结构中苯核大;2.苯核周围只有氢键;3.结构单元之间联系的桥键和交链键少.第5页，共19页，2023年，2月20日，星期六2.捣固炼焦最显著的优点和

其制约条件配煤中多配用储量较丰富的低变质程度炼焦煤资源.配用非炼焦煤,补充了现行常规配煤规律,随之,扩大了炼焦煤资源.提高装炉煤的堆密度.降低装炉煤水份含量.以上几点均有利于提高经济效益和社会效益

第6页，共19页，2023年，2月20日，星期六2.捣固炼焦最显著的优点和

其制约条件

制约条件:高炭化室高宽比一般不超过9:1,影响焦炉大型化;炼焦煤资源不可只限于强粘结性的中变质程度煤;第7页，共19页，2023年，2月20日，星期六3.提高低变质程度煤用量的效果提高配煤中低变质程度镜质组含量,即成焦后在焦炭显微组织组成中增加反应性较高的各向同性和各向异性程度低的成份(如细粒镶嵌).提高配煤中低变质程度镜质组含量,即提高配煤中挥发份含量.使装炉煤软化温度和分解温度降低.使炼焦过程中瞬间固化时的收缩度增加.按现行常规顶装炼焦炉而言,以上变化,均不利于提高焦炭质量.第8页，共19页，2023年，2月20日，星期六4.捣固焦炉能使上述缺点

转化成优点捣固后的装炉煤堆密度能从-740kg/m3至760kg/m3,提高到1120kg/m3至1140公斤/m3;显著地降低了装炉煤料内部的空隙度;使煤粒表面接触紧密,接触面积增大;使煤粒间单位接触面在成焦过程中减少粘结成份的吸附量;使煤料分解的煤气泄出外排时增加阻力,使其在煤粒空间伫留时间延长,使煤气中有关成分增加合成机会,形成较大分子液相成份,从而增加煤粒表面间具有粘结性质的成份;因此,一方面相同煤粒接触面减少吸附粘结成份的量;另一方面却又增加了粘结成份,从而可增加容纳惰性成份的量.实际上,就是使原来粘结性不强的低变质程度镜质组因捣固操作增加了粘结成份.这是为什么捣固操作能在配煤中增加弱粘结性,低变质程度煤配入量和允许在配煤中扩大惰性煤应用的主要原因之一.第9页，共19页，2023年，2月20日，星期六4.捣固焦炉能使上述缺点

转化成优点由于液相粘结成份增多,随之,容纳惰性成分的能力增强,甚至可以容纳无烟煤,使之参予成焦,扩大炼焦用煤范围.煤中惰性成份,如其颗粒表面不显露在煤粒表面,这样它在成焦中不需要吸附液相成分作为粘结剂.因为在成煤过程中,其表面与周围活性成份已形成牢固的界面.但如煤中惰性成份颗粒较大,由于它在成焦过程中,瞬间固化时,它与周围活性成份会由于收缩应力差别大,会以其为中心形成新的裂隙,影响焦炭质量.无论任何煤中惰性成份,或外加的碳质惰性成份,只要粒度细到一定程度,又有足够量的液相成份包容其颗粒表面,均会导致气孔壁增厚,有利于焦炭各项质量指标改善.第10页，共19页，2023年，2月20日，星期六4.捣固焦炉能使上述缺点

转化成优点镜质组的各段反射率分布与成焦后显微组织组成有相应关系,捣固操作不会改变显微组织的组成.但气孔率,气孔分布,气孔壁平均厚度以及裂纹率,与顶装焦炉所得焦炭不同.捣固焦炉在配煤中增加配入低变质程度弱粘结性煤而不降低焦炭质量,甚至有时还有所提高.这主要是由于捣固焦炉生产的焦炭内,平均气孔较小,且分布较均匀;气孔壁厚度略有增加.这些均有利于提高宏观焦炭质量指标.第11页，共19页，2023年，2月20日，星期六4.捣固焦炉能使上述缺点

转化成优点捣固焦炉中装炉煤由于堆密度较高,煤粒间空隙小而少,因此炼焦过程中煤料分解的煤气,从煤料内部外析时的阻力会比顶装焦炉大.因此,装炉煤料内部压力较大,使焦并产生裂纹的阻力也大,裂纹量也相对多些,但块度均匀些.以上所述”高,低;大,小;多,少”均指在相同配煤方案前提下,与顶装焦炉所得出的焦炭所作的比较.第12页，共19页，2023年，2月20日，星期六5.捣固焦炉建立前

必需进行的几项工作捣固焦炉虽然有多方面的优点,但不一定适合任何企业.首先,在建捣固焦炉前,必需落实煤源.必需考虑煤源条件是否适合.捣固焦炉造价和日常总体操作费用均高于顶装焦炉,而且顶装焦炉目前大型化已有的水平和进一步大型化的趋向,以及积累的生产经验,目前捣固焦炉均不及顶装焦炉.必需在落实长远煤源的基础上,在建炉前,进行必要的试验.第13页，共19页，2023年，2月20日，星期六6.捣固焦炉的推焦电流必需

稳定在安全范围内稳定推焦电流在安全范围内是捣固焦炉生产极需重视的问题,这涉及安全生产和焦炉建成后有限生产期限,这是建炉前试验的一个主要内容.尽管影响推焦电流的因素有若干个,但最首要的是合适的配煤方案,不使推焦电流,超出安全范围.在煤源供应相对比较稳定条件下,企业应根据各自的具体条件作出推焦电流在安全范围内的预测焦炭质量方程和适合本企业应用的镜质组典型反射率分布曲线,以及惰性成分含量的合适范围.以此作为准则调节配煤方案.镜质组反射率分布曲线和惰性成分含量的合适范围,因各企业具体条件不同,不宜互相抄袭.有时会适得其反.第14页，共19页，2023年，2月20日，星期六配煤镜质组反射率分布与其对应焦炭显微组织组成之间关系第15页，共19页，2023年，2月20日，星期六7.关于膨胀压力捣固焦炉比顶装焦炉确有诸多优点,但对装炉煤是有不可违背要求的.这就装炉煤的膨胀压力不可超过其极限值,否则,会使推焦电流超过其安全范围.各国规定的极限膨胀压力不同,中国规定为14-20kPa.焦炉炉体设计时有一重要技术参数,即焦炉极限负荷.它标志抵抗由于焦炉炭化室在炼焦过程中产生的膨胀压力和推焦过程中对炉墙产生的压力的极限负荷.膨胀压力是煤在炼焦过程中所形成的胶质体和在炭化室中心面上汇合时所产生膨胀压力的最大值.一般在结焦时间3/4时出现.这与镜质组综合显示的变质程度和惰性成份含量直接有关.中变质程度镜质组的膨胀压力高,低变质程度镜质组的膨胀压力低,或无膨胀压力.故需两者适当配合,使其适中.这是捣固焦炉配煤试验的主要目的之一.第16页，共19页，2023年，2月20日，星期六7.关于膨胀压力由于我国低变质程度炼焦煤储量丰富,故从政策导向也提倡多用低变质程度炼焦煤.经过试验和生产实践,六十年代后,对膨胀压力遂渐不重视,甚至放弃.然而,捣固焦炉会大幅度提高堆密度.堆密度与膨胀压力直接有关,故捣固焦炉又陆续兴建的今天,对膨胀压力务必重新引起重视,特别是对炼焦煤资源归属条件有特点的企业.膨胀压力也与炭化室高度和宽度,以及焦并重量和其收缩量均有一定关系.膨胀压力可进一步加速加固煤粒间界面结合更紧密牢固,有利于焦炭质量.总之,建炉设计完成前,企业和科研单位应将有关试验结果提供给设计单位.这样,才能在保证焦炉有效使用期的前提下,安全地生产高质量,低成本的焦炭.第17页，共19页，2023年，2月20