煤质分析在炼焦生产中的作用

煤质分析在炼焦生产中的作用

刘海波

山钢股份莱芜分公司焦化厂 山东济南 271104

摘要：随着我国钢铁工业的迅速发展，煤炭焦化的发展前景依然广阔。我们要结合自己的实际情况，总结新的经验，探索出适合自己的新路子。为了确保煤炭资源的合理利用，必须对煤质进行合理的评价，根据煤质的特点，通过对煤质的综合分析，笔者讨论了煤质分析对焦炭质量的影响，并给出了相应的控制措施。

关键词：煤质分析；炼焦生产；有关作用

前言

煤是焦化生产的重要原材料，各项指标都与焦化生产密切相关，煤的好坏将直接影响到焦炭的品质及后续的工艺稳定性，应充分考虑到煤的含水量和煤粒度等指标，掌握煤炭质量各项指标对焦化产量的影响具有重要意义。

一、炼焦用煤的一般使用指标

目前，我国焦化所用的煤炭主要是烟煤，由于瘦煤的短缺，可以用少量的无烟煤来替代瘦煤，目前使用单一煤种炼焦的情况比较少，大部分都是通过配煤来实现提高焦炭质量，降低用煤成本的目的。焦化煤主要分析煤质指标为工业分析、疏、粘结指数、胶层指数、奥阿膨胀试验、粒度及煤岩相成分分析等。

二、煤的工业分析各指标对炼焦的影响

煤的工业分析是对煤的水分、灰分、挥发分、固定碳的分析，是煤的工业分析。煤炭含水量一般分为外部含水量和内部含水量，外部含水量对焦化产量的影响最大。高含水量的煤粉在破碎过程中，易粘附在料仓内，造成堵塞，而在一定程度上，水分会使煤粉的润湿性增大，不易破碎。经过大量的实验和生产实践，我们发现，在捣固焦炉中，要把含水量控制在一个合理的范围之内，通常在10%-12%之间，含水量太低，则会使煤粉之问的粘附性下降，产生塌煤造成单孔产焦率降低，而塌煤则导致炭化室局部温度过高，使煤气二次裂解产生更多的石墨，从而影响推焦，同时，随着含水量的增加，煤饼的含水量会下降，从而使煤粉的含水量下降，使焦炭的燃烧速度下降，同时，水分增加后，煤饼在炭化室中的温度会变得更低，如果温度不能及时调节，则煤饼在炭化室中会呈现较低的温度，如果不能及时调节，就会使焦炭在烘烤时出现黑烟，对环保造成影响。灰分是一种主要的有害物质，它对焦化性能的影响很大，灰分越高，其品质也就越差。大量的生产试验表明，随着灰分的提高，焦炭的抗碎力下降1%，灰分的提高也会使焦炭的反应性增大，使其强度下降。挥发分是衡量煤的变质程度的重要指标，在焦化过程中，焦炭的挥发率通常在26%~28%之间，不宜大于30%。由于煤粉的挥发分太高，煤粉在炭化室内就会生成更多的气体，当胶质体半焦形态时，会有大量的气体外泄，从而使壁面有较大的膨胀压力，在精炼过程中，挥发分越高，可以增加焦油和粗提的产量，但过高的挥发性也会对焦炭反应性强度等指标产生不利影响。硫是煤中的一种有害元素，通常可划分为有机硫和无机硫，而焦炭中的硫则以硫氧化物和硫化物为主。在煤炭中，80%以上的硫化物都是由黑心化进入焦炭，对钢的品质有直接的影响，而当含硫量大于0.07%时，则会引起热脆性。煤粉炼焦后生成S02，不但会腐蚀设备，也会成为大气污染的一个重要原因，煤中的含硫量越高，净化系统的压力也就越大。而二硫化铁的质量是影响煤炭储存的重要因素，二硫化铁在大气中极易被氧化并释放出热量，从而引起煤堆的自燃。通常，焦炭的含硫量约为煤的1.0~1.03倍。山西、乌海地区的焦煤含硫量高，新疆境内的煤种含硫量偏低，尽量根据实际情况合理利用新疆地区的煤炭资源是一个很好的解决途径[1]。

（三）煤黏结指数对炼焦的影响

煤的粘性指的是煤粉在与空气隔离的条件下被加热后，它自身的粘性和惰性物质会变成焦炭，而结合指数则是以一定数量的烟煤与标准煤的结合强度来衡量。结合指数测试的全过程，其粘合指数与小型焦化工艺基本一致。焦煤和普通无烟煤烘炉的过科相当于焦化的配煤工艺，马弗炉中灼烧与焦炉焦炭相同，在转鼓中测量粘合指数等于冷态强度。粘合指数是配烘焦炉的一个重要参数，其值的大小对焦炭的品质有很大的影响。

（四）胶层指标对炼焦的影响

胶层指标主要是测量煤层厚度、最终收缩度、体积出线三方面的指标。从煤杯中装入的煤都是自由落下，其实验过程与顶装焦炉的焦化工艺相同，因而能在一定程度上反映出焦化过程的特性。在高温下，胶质体的含量可以用来判定，随着胶质层厚度的增加，胶质体的数量也会增加，而胶质体的粘附力也会变得更好，粘合性好的煤的焦化性并不是很好，但如果是粘性较差的煤，它的焦化性就会很差。最后的收缩率是反映煤炭成焦后的收缩程度，它对推焦率有很大的影响。最后的收缩率，随着焦饼距离炉壁的距离的增加，焦化效果越好，而收缩度太高，则会使焦炭的内部应力增加，从而导致焦炭的冷强度下降，通常，收缩度在35~45之间[2]。

（五）煤奥阿膨胀指数对炼焦的影响

奥阿膨胀度是一种辅助鉴别胶质层指数的方法，它是在一定的含水量下，经过敲击，制作出一支炭笔，再将其置于加热炉内，测量其膨胀和收缩，整个过科与捣固炼焦相似。本文从胶质层重登炼焦的理论出发，对煤粉的软化、起始和定温进行了测量。它的温度范围越大，就代表着炼焦的重叠程度越高，炼出的焦炭品质也就越高。分析结果表明，25号煤的温度范围最大，是焦炭的主要成分。

（六）煤粒度对炼焦的影响

煤粒度是指小于3毫米的煤所含的重量所占的白分比例。迪过大的小型焦炉试验表明，在烧结焦化过程中，当粉煤粒径达到90%时，焦炭的强度最佳。在实际生产过程中，可以根据生产状况对颗粒大小进行适当的调节。煤粒度对焦化效果有很大的影响，颗粒度过小和过大都会使焦炭质量在一定程度上降低。低颗粒度会使煤粉间的粘性下降，从而造成崩煤。由于颗粒尺寸太小，在装煤时产生的巨大吸力，会导致煤粉进入提升管道，堵塞管道，增加烟气净化系统的阻力。

（七）煤的岩相显微组分对炼焦的影响

煤岩相显微成分可划分为壳质组、镜质组和丝质组(惰质组)。镜质组是煤种中最普遍的显微组分，其含量在50%~80%左右，因此，对煤中镜质组最大反射率的测量，以及对其反射率的计算，都具有重要的现实意义。从煤镜质组的反射率分布和标准偏差来判断煤的单一程度，煤种单一，其富集程度较高，而镜质组的分布对配烘配煤具有很大的指导作用[3]。

三、煤质分析的误差控制策略

（一）严格按照要求落实溶液配制工作

我们要根据实际情况进一步落实好配制的工作，具体要做到以下几个方面：一是要严格按照有关规定选用装溶液的设备。二是将相关的时间、浓度、操作人员的名字写在装有液体的仪器上，然后将溶液放置在阴凉的地方。三是要根据有关要求进行溶液调配工作。

（二）分析全水分测定工作内容

由于水量对煤质的变化有很大的影响，所以在保证含水量不变的前提下，应将试样分别装入不同的测量仪，由实验室进行严密的检测，以提高测量结果的准确性。

（三）不断提升检查设备的准性

在实施煤炭质量分析时，仪器的使用直接影响到分析结果的准确性，因此，要对仪器进行分析，做好设备的检查，确保仪器的正常运转，一般情况下，要做好发热测定工作，提高充氧工作水平，尤其是在测试工作落实之前需要把氧弹放在水中浸泡，看相关设备是否有气泡冒出来，从而判断其是否漏气。

（四）采样误差控制

取样误差产生的原因有很多，比如取样时采用的样本不具有代表性，取样仪器不能满足标准的要求等。采煤时，必须采集具有代表性的煤样，所以不能随意采集，必须采集性质均匀的大煤块，而且采朱后的煤不能作为分析测试的样本。

四、结语

我国拥有丰富的煤炭资源，对国民经济的发展起着举足轻重的作用。煤是我们生产生活主要能量来源，但是煤的组成、特性各异，要想提高煤的利用率就需要对其进行有效的分析，因此煤质分析在炼焦生产中起着举足轻重的作用。

参考文献

[1]石洁.煤质分析在煤化工中运用研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(17):63-64.

[2]刘晓晔.煤化工生产中煤质分析的作用[J].江西化工,2020(01):128-129.

[3]杨丽.煤质分析在炼焦生产中的作用[J].科技创新导报,2010(31):43.