• 三、配煤的基本原則:
• 2、不會(huì)產(chǎn)生對(duì)爐墻有危害的膨脹壓力和引起推焦困難。
鶴壁市華維測(cè)控技術(shù)工程有限公司,位于鶴壁市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),是鶴煤集團(tuán)科技處下屬的科技型實(shí)體企業(yè),主要承擔(dān)鶴煤集團(tuán)
煤礦、
選煤設(shè)備、
煤倉(cāng)、
料倉(cāng)、
破拱、
空氣炮及自動(dòng)化系統(tǒng)的研制、改造、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售。技術(shù)力量雄厚,機(jī)加工藝完善,產(chǎn)品檢驗(yàn)及使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,質(zhì)量管理嚴(yán)格遵循國(guó)際ISO:9000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施產(chǎn)品“三檢”制度,即用戶(hù)使用驗(yàn)收制度,產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤制度,售后信息反饋制度。傾心打造穩(wěn)定、可靠、具性?xún)r(jià)比的工礦自動(dòng)化產(chǎn)品。
• 煤的結(jié)焦性是指煤在工業(yè)焦?fàn)t或模擬工業(yè)焦?fàn)t的煉焦條件下結(jié)成焦炭的能力。即具有一定粘結(jié)性的煤,當(dāng)熱解到一定程度后,逐步硬化,形成半焦,繼續(xù)加熱從半焦到焦炭,經(jīng)熱分解和熱縮聚,進(jìn)一步析出氣體,焦質(zhì)逐漸致密,同時(shí)產(chǎn)生收縮裂紋,以上說(shuō)明煤的結(jié)焦性包括形成半焦前的粘結(jié)性和形成半焦后的收縮性。
• 4、充分利用本地資源,因地制宜發(fā)展焦化企業(yè)。
公司擁有一支專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)隊(duì)伍,在產(chǎn)品研發(fā)方面,采用CAD繪圖、三維造型、模擬仿真等前沿技術(shù)手段,不斷追求智慧的無(wú)限提升,實(shí)現(xiàn)電器科技與生產(chǎn)工藝的完美結(jié)合,在工礦自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域不斷創(chuàng)新,引領(lǐng)市場(chǎng),成就經(jīng)典。全自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊接、程控氬弧焊、數(shù)控模數(shù)加工、精密壓力鑄造、智能靜電噴涂等技術(shù)的應(yīng)用,有效地保障了產(chǎn)品性能。先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,精湛的生產(chǎn)工藝,優(yōu)良的制作技術(shù),使得產(chǎn)品盡顯一流品質(zhì)。
2.2煙煤
第四章 常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法
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• 1、焦炭的定義
• 2.1 硫份(St,d)
• 3.1 篩分組成
• 1、腐植煤
• 焦炭是一種質(zhì)地堅(jiān)硬、多孔、呈銀灰色,并有不同粗細(xì)裂紋的碳質(zhì)固體塊狀材料,其真密度約1.80~1.95,堆積密度約400~520kg/m3,由C、H、0、N、S、P等元素組成,在高爐煉鐵中起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架的作用。
• 四、配合煤的質(zhì)量要求
• 2、焦炭的指標(biāo)
• 煤的開(kāi)始分解、膠質(zhì)體生成及固化溫度,隨煤種不同而異,一般來(lái)說(shuō),隨變質(zhì)程度加深,開(kāi)始分解溫度、膠質(zhì)體固化溫度變高。
• 5.2 肥煤
• 按照我國(guó)目前的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),主要是以煤的揮發(fā)份和粘結(jié)指數(shù)來(lái)劃分種類(lèi)。對(duì)于粘結(jié)性較強(qiáng)的煤種,以揮發(fā)份和膠質(zhì)層厚度、奧亞膨脹度來(lái)分類(lèi)。煙煤主要分為氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、弱粘煤等。從實(shí)際使用效果等方面來(lái)分析,上述分類(lèi)方法是比較簡(jiǎn)單的,所分種類(lèi)存在一些問(wèn)題。國(guó)際煤炭分類(lèi)有三個(gè)指標(biāo),即揮發(fā)份、粘結(jié)性(自由膨脹序數(shù)和羅加指數(shù))、結(jié)焦性(膨脹性試驗(yàn)、葛金試驗(yàn)),所分煤種較多也比較細(xì)。
二、 煤的分類(lèi)
• 1、配合煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是否較低?蓹z查化驗(yàn)指標(biāo),如發(fā)現(xiàn)G值、Y值偏低,則考慮增加焦煤或肥煤的比例。
• 配合煤指標(biāo)范圍根據(jù)焦指標(biāo)而定,一般焦化廠主要生產(chǎn)二級(jí)焦炭,推算配合煤指標(biāo)為:水份9~11%;灰份≤9.5%;硫份≤0.85%;揮發(fā)28~32%;G值≥68;Y值13~15。粉碎細(xì)度( 煤料被粉碎后,3mm以下粒度級(jí)的煤的重量占全部煤料重量的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)之為配煤的細(xì)度)在90%左右;
• 1、干燥和預(yù)熱:200℃以前是煤的干操和預(yù)熱階段,同時(shí)析出吸附在煤上的二氧化碳、甲烷等氣體。
• 2.1褐煤
• 煤的粘結(jié)性是指煙煤在干餾時(shí)粘結(jié)其本身或加入惰性物的能力,即粉碎后的煤在隔絕空氣下加熱,有機(jī)物的熱解形成膠質(zhì)體,經(jīng)氣液固三相互相作用,變形粒之間或變形粒子與惰性顆粒間結(jié)合的特性能力。這種特性表征為煤加熱生成膠質(zhì)體中液體部分多少,流動(dòng)性大小,體現(xiàn)粘結(jié)性的好壞,不能生成膠質(zhì)體時(shí),則沒(méi)有粘結(jié)性。
• 3、在滿(mǎn)足焦炭質(zhì)量的前提下,盡量多配氣煤,增加化產(chǎn)品產(chǎn)率,盡量少配優(yōu)質(zhì)煤,多配劣質(zhì)煤。
• 2、氫(H)是煤的第二重要組成,位于炭環(huán)原子網(wǎng)周?chē),煤中氫含量隨變質(zhì)程度的加深而減少。
• 無(wú)煙煤硬度較大,顏色黑亮有光澤,斷口銳利,所含熱量(約900~9200大卡)和碳(95%左右)很高,主要做動(dòng)力燃料。
泥炭→褐煤→煙煤→無(wú)煙煤。
• 4、膠質(zhì)體固化:450~550℃膠質(zhì)體中的液體進(jìn)一步分解,一部分以氣態(tài)析出,一部分固化并與碳原子平面網(wǎng)格結(jié)合在一起,生成半焦。
• 腐植煤的成煤過(guò)程主要分四個(gè)階段:
• 5、充分利用本地資源,作到運(yùn)輸合理,降低成本,大限度實(shí)行區(qū)域配煤。
• 瘦煤: 水份10%,灰份8%,硫份0.9%,揮發(fā)份16%,G值20,Y值0
• 焦炭偏碎、晾焦臺(tái)上焦粉較多,主要是兩方面原因。
• 2、配煤比執(zhí)行是否正確?筛鶕(jù)電腦趨勢(shì)查找,如有錯(cuò)誤立即校正。
• 為了試驗(yàn)焦炭的抗碎性和耐磨性,通常采用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。我國(guó)目前采用的的轉(zhuǎn)鼓由兩種,一種是大轉(zhuǎn)鼓(松格林轉(zhuǎn)鼓),另一種是小轉(zhuǎn)鼓(米庫(kù)姆轉(zhuǎn)鼓)。
• 3、配比中的單種煤煤質(zhì)是否有變化。可查找進(jìn)廠煤化驗(yàn)單及配煤倉(cāng)化驗(yàn)單,對(duì)煤指標(biāo)波動(dòng)較大的單種煤進(jìn)行調(diào)整。
• 五、單種煤的結(jié)焦性及在配煤中的作用
• • 不同要求的焦炭質(zhì)量,各單種煤的配入比例相差較大,就焦炭強(qiáng)度而言,焦煤的配入比例至關(guān)重要,同時(shí)也要控制弱粘結(jié)性煤或非煉焦煤的配入比例。
• 不同牌號(hào)的煤各有特點(diǎn),它們?cè)谂涿褐衅鸬淖饔靡膊幌嗤,如果配煤方案合理,就能充分發(fā)揮各種煤的特點(diǎn),提高焦炭質(zhì)量。例如:氣煤的結(jié)焦性比焦煤、肥煤差,但其膨脹壓力小,收縮大,揮發(fā)份高,在單獨(dú)煉焦時(shí),因收縮大,使焦炭裂紋增多,降低焦炭塊度。但在配煤中,可以起到減小膨脹壓力,增加收縮使推焦順利及增加化學(xué)產(chǎn)品和煤氣的作用。又如瘦煤粘結(jié)性較差,單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭的耐磨性差,但其收縮裂紋少,在配煤中配入瘦煤,可以提高焦炭的塊度。焦煤結(jié)焦性好,但大部分焦煤灰份硫份較高,若在配煤中配入一些低灰低硫煤,就可以克服這一缺點(diǎn)。從上述幾例中可以看出,配煤煉焦可以發(fā)揮各種煤之長(zhǎng)處,克服各種煤之短處,從而煉出優(yōu)質(zhì)焦炭來(lái)。要做到這一點(diǎn),首先要了解各單種煤的結(jié)焦性質(zhì)。
• 三、焦炭灰份、硫份升高
• 三、煤的熱解過(guò)程:
• 2、開(kāi)始分解:200~350℃煤開(kāi)始分解。由于側(cè)鏈的斷裂和分解,產(chǎn)生氣體和液體,350℃前主要分解出化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等氣體,焦油蒸出量很少。
• 將焦炭加熱到850℃以上,即從焦炭中析出揮發(fā)物,剩余部分為固定碳和灰份。根據(jù)焦炭的揮發(fā)份含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)份大于 1.9% ,則表示焦炭成熟不好,焦炭耐磨性差,使高爐透氣性差,可能引起掛料,增加吹損,破壞高爐操作制度等惡果,;揮發(fā)份小于 0.5~0.7%, 則表示過(guò)火,過(guò)火焦易碎,容易落入熔渣中,造成排渣困難、風(fēng)口燒壞等現(xiàn)象,一般成熟的冶金焦揮發(fā)份為 1% 左右。
煤的初形態(tài)就是泥炭,這在前面已經(jīng)介紹,下面主要介紹一下后面煤的三種形態(tài)。
章 煤的基礎(chǔ)知識(shí)
• 二、焦炭偏碎、塊度小
• 2、確定配合煤的指標(biāo)范圍:
第四章 常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法
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• 2 4、煙煤的工藝性質(zhì)
• 2.5 水份(Mt)
• 0.8%÷65×75%=0.92%,配合煤硫份應(yīng)小于0.92%
• 方案制作過(guò)程:
• 7、焦炭水份是否過(guò)大。焦炭水份過(guò)大造成焦炭表面粘焦面,可引起檢測(cè)誤差,轉(zhuǎn)鼓M10偏高,M25偏低。
• 則可根據(jù)公式計(jì)算得出下表
• 1、碳(C)是煤的主要組成部分,以氫、氧、氮、硫構(gòu)成化合物的形態(tài)存在。
• 一、焦炭的基本概念
• 在上一章我們已經(jīng)了解,原煤經(jīng)過(guò)洗選后即可以作為洗精煤煉焦,但仍需要做一定的工藝處理,才能達(dá)到煉焦要求,通常把原料煤在煉焦前進(jìn)行的工藝處理過(guò)程稱(chēng)為備煤工藝過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是在備煤作業(yè)區(qū)(原稱(chēng)備煤車(chē)間)來(lái)進(jìn)行完成的。原料煤主要經(jīng)過(guò)配合、粉碎、調(diào)濕、除雜等一系列過(guò)程使之達(dá)到煉焦要求之后,通過(guò)皮帶被輸送到煤塔供煉焦作業(yè)區(qū)使用。
• 2、充分利用各種煤的結(jié)焦特性取長(zhǎng)補(bǔ)短,改善冶金焦炭質(zhì)量。
• 配合好的洗精煤進(jìn)入焦?fàn)t,就開(kāi)始了所謂的煉焦過(guò)程。煉焦過(guò)程簡(jiǎn)單的說(shuō):就是配合煤的高溫干餾。即把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后,煤在隔絕空氣的條件下受到來(lái)自爐墻和爐底(1000
℃~1100℃ )的熱流加熱。煤料即從炭化室墻到炭化室中心方向,一層一層地經(jīng)過(guò)于燥、預(yù)熱、分解、產(chǎn)生膠質(zhì)體、膠質(zhì)體固化、半焦收縮和半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康倪^(guò)程。煤的熱解過(guò)程大體可分力以下幾個(gè)階段:
• 2.4 揮發(fā)份(Vdaf)
• 煤的結(jié)焦率一般為73~78%,設(shè)為75%,由于煤的灰份全部轉(zhuǎn)入焦炭,則配合煤的灰份為
• 瘦煤變質(zhì)程度較高,揮發(fā)份較低,在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的膠質(zhì)體量少且粘度大,收縮度小,單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭塊度大,裂紋少,但焦炭的熔融性差,從外觀上看,有粒狀物質(zhì)存在,焦炭的耐磨性較差,配煤中配入瘦煤可提高焦炭塊度和結(jié)焦率。
• 1、焦炭過(guò)火,如果絕大多數(shù)焦炭顏色灰白,即可判斷為爐溫問(wèn)題,通過(guò)調(diào)整加熱制度恢復(fù)爐溫。
• 1/3焦煤處于焦煤、肥煤、氣煤中間地帶,是一個(gè)指標(biāo)變化幅度較小的煤種。故此兼有相近煤種的性質(zhì)。其特點(diǎn)是揮發(fā)份較高,其粘結(jié)性和質(zhì)量較好的焦煤、氣煤相當(dāng),次于肥煤。
• 1/3焦煤: 水份12%,灰份8%,硫份0.7%,揮發(fā)份33%,G值70,Y值10
• 為避免由于煤質(zhì)波動(dòng)造成焦炭指標(biāo)超標(biāo),配煤方案的灰份硫份要盡量低于理論值,如上述配合煤灰份理論計(jì)算只要小于10.13%就可以了,實(shí)際操作時(shí)要盡量配到9.8%以下,另外制作配煤方案還應(yīng)注意配合煤水份的控制,以免影響上煤及搗固操作。
• 5、搗固密度是否達(dá)到要求。一般來(lái)說(shuō)配合煤水份超過(guò)13%,會(huì)造成搗固困難,配合煤難以成餅,這時(shí)搗固機(jī)操作會(huì)采取多下煤、少搗固的方法,以保證煤餅?zāi)軌蜻M(jìn)入炭化室,但煤餅堆密度會(huì)降低,這時(shí)要恢復(fù)焦炭強(qiáng)度,只能通過(guò)增加焦煤、肥煤比例來(lái)改善。
• 焦煤是中等變質(zhì)程度的煤,變質(zhì)程度高于肥煤,生成年代較長(zhǎng),單獨(dú)煉焦時(shí),可生成熱穩(wěn)定性較好的膠質(zhì)體,焦炭強(qiáng)度高、塊度大,耐磨性好,適于煉制優(yōu)質(zhì)焦炭。但是貯存量小、價(jià)格高,難以大量使用,在配煤中配入焦煤,主要是用于提高焦炭強(qiáng)度。
• 2.3無(wú)煙煤
• 褐煤含炭在45~70%,分低級(jí)和高級(jí)兩種。低級(jí)褐煤呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的木材纖維結(jié)構(gòu),這是有植物殘骸變成煤的具體證明,其組織疏密不等,顏色灰褐。高級(jí)褐煤沒(méi)有明顯的植物殘骸式木質(zhì)殘骸的痕跡,顏色由褐而黑。褐煤的主要特征是水份高(25~30%),熱量小,放置空氣中易變成粉末,無(wú)焦粘性,不能做煉焦用煤。
• 13.5%×75%=10.12%,配合煤灰份應(yīng)小于10.13%
• 5.5 1/3焦煤
二、配煤煉焦的優(yōu)點(diǎn)
• 6、生成焦炭;650~950℃,半焦繼續(xù)析出氣體,主要是碳原子平面網(wǎng)格周?chē)臍湮龀觯蚨虢估^續(xù)收縮,平面網(wǎng)格間縮合、變緊,后生成焦炭。在此階段析出的焦油蒸汽與熾熱的焦炭相遇,部分進(jìn)一步熱分解,析出的游離碳沉積在焦炭上,逸出的蒸汽成分與低溫狀態(tài)下的不同,這個(gè)再分解過(guò)程叫做二次熱分解。
• 1、焦炭質(zhì)量達(dá)到規(guī)定指標(biāo),滿(mǎn)足使用部門(mén)的要求。
• 1、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤,擴(kuò)大煉焦煤源 。
• 5.6 弱粘煤
• 3、氧(O)是煤中的重要元素之一,是反映能力強(qiáng)的元素,再煤中存在的總量和形態(tài)直接影響著煤的性質(zhì)。煤在變質(zhì)過(guò)程中不斷放出二氧化碳和水,故煤中含氧量隨變質(zhì)程度的加深而迅速降低。從泥炭到無(wú)煙煤,含氧量由30~40%逐漸降到2~5%。
• 6、焦炭是否偏碎,F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證焦炭,一方面可能是焦炭過(guò)火造成的,另一方面也可能是配煤原因,改善方法如上所述。
• 在實(shí)際生產(chǎn)中,焦炭質(zhì)量經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題,比較常見(jiàn)的有如下幾種:
• 煤的硫份一般60~70%轉(zhuǎn)入焦炭,設(shè)為65%,則配合煤的硫份為
• 根據(jù)成煤的原始物質(zhì)條件不同,自然界的煤可分為三大類(lèi),即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物形成的,在自然界中分布廣,蘊(yùn)藏量大,用途廣;殘植煤是由高等植物中穩(wěn)定組份(樹(shù)皮、孢子、角質(zhì)、樹(shù)脂)富集而形成的;腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的(藻類(lèi)、菌類(lèi)、地衣等),分布范圍小,煤層厚度不大。由于腐植煤分布范圍廣,且煤層厚度厚,是我國(guó)煤炭開(kāi)采的主要對(duì)象,而且在煤炭利用和化學(xué)加工方面占有主要的位置,因此,這里主要介紹腐植煤的相關(guān)知識(shí)!
• 6、力求達(dá)到配煤質(zhì)量穩(wěn)定,有利于生產(chǎn)和操作。
• 5.4 瘦煤
• 低變質(zhì)程度的煤(長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、氣煤)或煤中穩(wěn)定組、側(cè)鏈長(zhǎng)且含氧多,熱穩(wěn)定性差,在較低溫度下大部分膠質(zhì)體被分解,半焦形成前剩下的膠質(zhì)體數(shù)量少,不能填滿(mǎn)殘留的固體顆粒間空隙,粘結(jié)性差。
達(dá)到要求的配合煤被送到煉焦工段。煉焦工段將配合好的煤通過(guò)搖動(dòng)給料機(jī)從煤塔放出,裝入推焦車(chē)裝煤箱,并將煤搗固成煤餅,裝入炭化室中進(jìn)行煉焦。
• 煙煤的工藝性質(zhì)是指煤炭在¡ª定的加工工藝條件下或某些轉(zhuǎn)化過(guò)程中所呈現(xiàn)的特性。如煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性、可選性、低溫干餾性、反應(yīng)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、結(jié)渣性、灰熔點(diǎn)、灰粘度和煤的發(fā)熱量等。煉焦通常研究它的粘結(jié)性和結(jié)焦性。
• 了解的各單種煤的特點(diǎn),就可以試著做配煤方案了。按照上面介紹的配合煤指標(biāo),根據(jù)各單種煤的實(shí)際指標(biāo),做加和運(yùn)算就可以了。
• 高變質(zhì)程度的煤(瘦煤),側(cè)鏈短而少,生成的液體量少,膠質(zhì)體粘度大,不能填滿(mǎn)殘留固體顆粒間的空隙,粘結(jié)性也差。
• 肥煤: 水份14%,灰份14%,硫份1.1%,揮發(fā)份30%,G值90,Y值25
• 2、腐植煤的分類(lèi)
• 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是兩個(gè)概念,它們互相聯(lián)系,但又有不同粘結(jié)性好的煤在形成焦塊時(shí),可能裂紋較多,變碎,其結(jié)焦性不一定好,但結(jié)焦性好的煤必須有良好的粘結(jié)性;一般情況下肥煤粘結(jié)性好,而焦煤的結(jié)焦性好。
• 四、煤的結(jié)焦機(jī)理
• 例如:將下列四種煤配成煉成合格的二級(jí)焦炭
• 一、配煤煉焦的定義
• 肥煤是中等變質(zhì)程度的煤,揮發(fā)份較氣煤低,粘結(jié)性好,在加熱過(guò)程中產(chǎn)生大量的膠質(zhì)體,其熱穩(wěn)定性好,存留時(shí)間長(zhǎng),粘度不大,但結(jié)焦過(guò)程收縮度大,產(chǎn)生大量橫裂紋。在我國(guó)配煤方案中,采用肥煤或氣肥煤為基礎(chǔ)煤來(lái)使用,主要是因?yàn)槠湔辰Y(jié)性好,可以較多配入若粘結(jié)性煤,從而煉出質(zhì)量合格的焦炭。
• 3.2 轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)
• 焦炭在102~105℃烘箱中干燥到橫重后損失量即為水份。水份波動(dòng)會(huì)使焦炭計(jì)量不準(zhǔn),從而引起爐況波動(dòng)。此外,焦炭水份提高會(huì)使 M25偏低, M10 偏高,給轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)帶來(lái)誤差。 3、焦炭的物理機(jī)械性質(zhì)
• 焦炭中的磷份在煉鐵中大部分轉(zhuǎn)入鐵中,生鐵含磷使其冷脆性變大,用于轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí),因采用酸性熔渣,磷難以除掉,生鐵含磷應(yīng)低于0.01~0.015%,用于平爐煉鋼時(shí),因系堿性熔渣,磷可做燃料燒掉,煤煉焦時(shí)磷全部轉(zhuǎn)入焦炭,若要求低磷焦炭,必須控制焦炭含磷,我廠對(duì)磷不做要求。 2.3 灰份(Ad)
• (40~80)• K= (>80)+(25~40)
• 上面對(duì)煤的熱解過(guò)程的概述只能說(shuō)明煤煤熱解的基本情況,并不反應(yīng)真正的熱解狀態(tài),事實(shí)上熱解過(guò)程中既存在側(cè)鏈的斷裂,同時(shí)也發(fā)生還原性的聚合、縮合作用,既存在鍵的斷裂、聚合等化學(xué)反應(yīng),同時(shí)也發(fā)生熱解產(chǎn)物(固體、液體、氣體)所組成的分散體系中,不溶解顆粒的再分散及吸附分散介質(zhì)的表面作用;既有化學(xué)鍵間的作用又由于被分解出氣體不易透過(guò)膠質(zhì)體而產(chǎn)生的壓力作用等。因此熱解過(guò)程是由許多同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程所進(jìn)行,熱解過(guò)成的每一階段也并非絕然分開(kāi),而是相互交叉的。再加上配合煤是由各種牌號(hào)的煤按照不同的比例組成的,因此加熱時(shí)配合煤相互間更發(fā)生根復(fù)雜的交叉的物理化學(xué)作用。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的矛盾過(guò)程,我們必需抓住主要矛盾和主要矛盾方面去研究煤的結(jié)焦機(jī)理。
• 煙煤的顏色由暗黑而亮黑,固定碳高(82%左右),發(fā)熱量大,它的揮發(fā)份含量一般在11~45%之間,具有一定的焦粘性,但煙煤種類(lèi)較多,性質(zhì)差異也較大,后面將會(huì)做詳細(xì)介紹。
大約三十多億年以前,地球上就已經(jīng)有單細(xì)胞低等植物存在了。在整個(gè)地質(zhì)年代中的某些時(shí)期內(nèi),出于地球的氣候溫暖、潮濕,而且有豐富的礦物養(yǎng)料,因此植物生長(zhǎng)得持別高大和繁茂。這些落群生長(zhǎng)的陸生植物,構(gòu)成了成煤的物質(zhì)基礎(chǔ)。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里,地球的造山運(yùn)動(dòng)和地殼不斷的變動(dòng),使有些落群生長(zhǎng)的植物隨著地殼下沉,后來(lái)慢慢地被水淹沒(méi),或者被山石覆蓋。在多水缺氧的情況下,堆積在水中的植物殘骸受一種“厭氧細(xì)菌”(不靠空氣而靠奪取植物遺體里的養(yǎng)份而生成的微生物)的作用,脫去不穩(wěn)定的含氧物質(zhì)(一般以二氧化碳和水的形式除去),使殘留物的氧和氫的含量減少,碳含量相對(duì)增高。與此同時(shí),植物殘骸還受到其他生物化學(xué)作用,產(chǎn)生大量的腐植酸及瀝青類(lèi)物質(zhì)。這種既合有植物殘骸未被分解的族組成部份(如根、莖、葉、樹(shù)皮等),又含有腐植酸,而且碳含量比植物殘骸高、水份比較大的物質(zhì)稱(chēng)為泥炭。在泥炭形成的過(guò)程中,往往出現(xiàn)植物生此交替和地殼不斷變動(dòng)的情況。如果地殼垂直下沉的速度與泥炭堆積的速度差不多,泥炭層就會(huì)不斷地變厚;如果地殼垂直下沉的速度比泥炭堆積的速度大,隨著時(shí)間的推移。泥炭層的上面就會(huì)被沙土覆蓋而形成頂板,頂板越厚,泥炭受壓力和地?zé)岬淖饔镁驮酱。由于地(zé)岷蛪毫Φ淖饔茫沟媚嗵恐写蠓肿涌s合和構(gòu)化程度提高,C/H原子比增大氫和氧含量減少,泥炭就變成了褐煤。褐煤如果繼續(xù)不斷地受到增高的溫度和壓力的作用,就會(huì)引起內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的進(jìn)一步變化,褐煤就逐漸變成了煙煤或無(wú)煙煤了。
• 2、如果焦炭顏色灰黑色,則是配煤原因。一般來(lái)說(shuō)弱粘煤和1/3焦煤配入比例偏高,容易使焦炭塊度變小。另外一種情況涉及到煤的微觀組分,需要巖相分析,檢測(cè)起來(lái)比較繁瑣,可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷是哪個(gè)煤種使焦炭變碎,進(jìn)行調(diào)整。
• 焦炭強(qiáng)度下降的原因分析應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮:
• 弱黏煤揮發(fā)份和氣煤、1/3焦煤、焦煤、肥煤相近,粘結(jié)性較以上幾個(gè)煤種都很低,在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的膠質(zhì)體質(zhì)量差、易揮發(fā),對(duì)焦炭的強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。
• 硫是生鐵冶煉的有害雜質(zhì)之一,它使生鐵質(zhì)量降低。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有 11% 來(lái)自礦石,3.5% 來(lái)自石灰石,82.5% 來(lái)自焦炭,所以焦炭是爐料中硫的主要來(lái)源。焦炭硫份的高低直接影響到高爐煉鐵生產(chǎn)。當(dāng)焦炭硫份大于1.6% ,硫份每增加 0.1% ,焦炭使用量增加1.8%,石灰石加入量增加 3.7%, 礦石加入量增加 0.3% 高爐產(chǎn)量降低 1.5~2.0%. 冶金焦的含硫量規(guī)定不大于 1% ,大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于 0.4~0.7% ,我廠要求焦炭硫份控制在0.8%以?xún)?nèi)。
• 大轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)焦炭試樣用量多,有時(shí)不足以表明焦炭的抗碎性變化,且設(shè)備龐大,故近年來(lái)不少焦化廠已采用小轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)。小轉(zhuǎn)鼓是直徑和寬度均為1000mm的密閉轉(zhuǎn)鼓,鼓內(nèi)焊接四根100×50×10mm規(guī)格的角鋼,互成90°,角鋼100mm的一側(cè)指向圓心,鼓內(nèi)無(wú)通心軸,取經(jīng)圓孔篩篩分后大于25mm的焦塊50公斤,裝入鼓內(nèi)以每分鐘25轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)4分鐘,然后取出焦炭于孔徑25mm和10mm的圓孔篩上過(guò)篩,以>25mm和<10mm的重量各占試樣總重量的百分?jǐn)?shù)為指標(biāo)。前者以M25表示抗碎指標(biāo),后者以M10表示耐磨指標(biāo),我廠使用的就屬于小轉(zhuǎn)鼓。
所謂配煤煉焦是把幾種牌號(hào)不同的單種煤按¡ª定的比例配合起來(lái)煉焦。采用配煤煉焦有很大意義,已被我國(guó)焦化廠普遍使用。
• 3、合理利用煤炭資源,在保證焦炭質(zhì)量的前提下,增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率和煉焦煤氣的發(fā)生量。
• 5.3 焦煤
• 3、煙煤的分類(lèi)
• 4、氮(N)是構(gòu)成煤有機(jī)物的次要元素,主要由成煤植物的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)其含量通常在0.8~1.8%。
• 一、焦炭強(qiáng)度下降
• 1、二級(jí)焦炭指標(biāo):灰份≤13.50%,硫份≤0.80%,M25≥88.0%
• 二、焦炭生產(chǎn)工藝流程:
章 煤的基礎(chǔ)知識(shí)
• 下面我們從煤熱解過(guò)程中,側(cè)鏈的斷裂和同時(shí)發(fā)生的聚合這一基本矛盾出發(fā),來(lái)討論煤結(jié)焦過(guò)程的粘結(jié)和裂紋形成機(jī)理。
• 煤中含有多種元素,其主要元素有:
• 5、半焦收縮:550~650℃,半焦進(jìn)一步析出氣體而收縮,同時(shí)產(chǎn)生裂紋。
• 5、硫(S)是煤中的雜質(zhì),通常分為有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫,總稱(chēng)全硫,煤含硫量一般在1.5%以下,但高的也可達(dá)7~8%。第二章 焦炭的基礎(chǔ)知識(shí)
• 中變質(zhì)程度的煤(肥煤、焦煤),側(cè)鏈適當(dāng)且含氧少,生成的液體多,熱穩(wěn)定性好,粘度適中,有一定流動(dòng)性,有一定膨脹壓力,能形成均一的膠質(zhì)體,粘結(jié)性好。膠質(zhì)體固化過(guò)程中,由于氣體不易穿過(guò)膠質(zhì)體,故在膠質(zhì)體內(nèi)聚集膨脹,當(dāng)其壓力大于膠質(zhì)體的阻力時(shí)便逸出。此時(shí),因膠質(zhì)體逐漸固化,原來(lái)聚集氣體的空間就形成了氣孔,固化的膠質(zhì)體與未分解的固體殘留物結(jié)合在一起,形成了多孔的半焦。第三章 配煤煉焦基礎(chǔ)知識(shí)
• 焦炭燃燒后的殘余物為灰份,主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁等酸性氧化物,在煉焦過(guò)程中全部轉(zhuǎn)入焦炭;曳莺吭龈,在高爐冶煉過(guò)程中,為造渣所消耗的石灰石和熱量將增加,高爐利用系數(shù)降低,焦比增加。焦炭灰份增加1%,焦炭用量增加2~2.5% 因此,焦炭灰份的降低是必要的。
章 煤的基礎(chǔ)知識(shí)
• 我廠現(xiàn)階段使用的煤種
• 2.2 磷份(P)
• 為使高爐透氣性好,焦炭塊度要求均勻。焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭通常分為>40mm焦炭,25~40mm的冶金焦,10~25mm的小塊焦和<10mm的粉焦四級(jí),全焦中冶金然產(chǎn)率通常為93%左右,小塊焦為2~3%,粉焦為4~5%。為鑒定焦炭塊度的均勻性,可用篩孔為110×110、80×80、60×60、40×40、25×25和10×10mm的一套篩子進(jìn)行篩分試驗(yàn),冶金焦塊度的均勻性可用下式表示:
• 焦煤: 水份9%,灰份10%,硫份0.9%,揮發(fā)份23%,G值75,Y值15
• 六、配煤方案的制作
• 上述煤種中煙煤適于焦化生產(chǎn)煉焦,是本教材研究的重點(diǎn),有時(shí)可根據(jù)具體情況使用少量的無(wú)煙煤混配煉焦。
• 式中(40~80)、(>80)、(25~40)為該等級(jí)焦炭占冶金焦的重量百分比,K值越大,焦炭塊度均勻性越好。高爐適宜的焦炭粒級(jí),應(yīng)視高爐溶劑、原料情況而定。我國(guó)過(guò)去對(duì)焦炭粒度要求為:對(duì)大型高爐( 1300~2000 立方米)焦炭粒度大于 40mm;中、小高爐焦炭粒度大于 25mm。但目前一些 鋼 廠的試驗(yàn)表明,焦炭粒度在 40~25mm為好。焦炭塊度均勻,空隙大,阻力小,高爐爐況運(yùn)行良好。
章 煤的基礎(chǔ)知識(shí)
• 4、焦?fàn)t爐溫是否合適。更改周轉(zhuǎn)時(shí)間時(shí)必定有個(gè)別炭化室焦炭過(guò)生或過(guò)火,屬于正,F(xiàn)象,但不會(huì)有較大影響。如爐溫確實(shí)偏低,則從推焦過(guò)程中是否冒煙判斷,通過(guò)增加地下室煤氣量使?fàn)t溫恢復(fù)正常。
一、 煤的形成
• 3、生成膠質(zhì)體:350~450℃時(shí)由于側(cè)鏈的斷裂生成大且的液體、高沸點(diǎn)焦油蒸汽和固體微粒,并形成一個(gè)多分散相的膠體系統(tǒng):即膠質(zhì)體,凡是能生成膠質(zhì)體的煤都有粘結(jié)性。
• 4、盡可能降低配煤中的灰份和硫份。
• 大轉(zhuǎn)鼓立徑為2m,鼓的四周上裝有直徑25mm、長(zhǎng)800mm的鋼棍,棍間被隙為25mm,裝入>25mm熊炭試樣410公斤,以每分鐘10轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)15分鐘。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,因磨擦、撞擊使部分焦炭磨損或破碎,<25mm的由棍間縫隙從鼓內(nèi)落出,以鼓內(nèi)殘留量的公斤數(shù)表示焦炭的抗碎指標(biāo),以鼓外<10mm的公斤數(shù)表示耐磨損標(biāo)。大高護(hù)用冶金然要求教內(nèi)為320公斤左右,鼓外<10mm的<40公斤,中小型高爐鼓內(nèi)值可適當(dāng)降低些。
• 三、煤的元素組成