炼焦煤配煤技术概述
炼焦新工艺简介
炼焦新工艺简介
第三章
工艺一班：小
炼焦新工艺简介
• 配煤的预处理技术 • 型焦
配煤的预处理技术
一、配煤掺油
配煤掺油后，煤粒吸附了碳氢化合物分子，在表 面形成了单分子层薄膜，产生油润作用，减小了煤 表面水分造成的颗粒间的附着力，使煤的流动性提 高，堆密度增大。由于煤的堆密度的提高，使得全 焦率增加5.8%，冶金全焦产量提高6%，焦炭耐磨 强度也有所改变。
（2） 加黏结剂冷压型焦 有黏结剂的冷压成型法，是将粉 煤或半焦与黏结剂的混合料，在常温或黏结剂热熔温度下， 以较低的外压（14.9-49MPa），借助于黏结剂的黏结作用 使颗粒成型的方法。有黏结剂成型的方法，虽然可以降低成 型压力工业上容易实现，但是由于黏结剂本身难处理，黏结 剂用量多，所以黏结剂的来源成为了需要解决的问题。
2、显著提高焦炉的生产能力 结焦时间比湿煤炼焦大为缩短， 从1.85h降至12.5h。
3、降低热耗 由于干燥和预热所用的设备的传热效率比焦炉 大，故预热煤炼焦的总热能耗低于湿煤炼焦。
四、配型煤炼焦
1、方法原理 配型煤炼焦是将装炉煤的30%-40%，加湿到 11%-14%，加6%-7%的软沥青为粘结剂，然后用蒸汽加热到 100度，混合均匀，在成型机中压块成型，再与其余的粉煤混 合装炉炼焦。其优点有两种： （1）降低成本（2)提高焦炭质量 2、工艺流程 配型煤炼焦有以下两种工艺流程，分别为： （1）粉煤和型焦采用同样的配比
（2）型焦及其类型 型焦的形成： 以非炼焦煤为主体的煤料，通过压、挤成型，制成具有一定 形状、大小和强度的成型煤料，或进一步炭化制成成型焦， 用以代替焦炭。
配煤炼焦工艺
配煤炼焦工艺Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】配煤炼焦工艺配煤的目的与意义高炉焦和铸造焦等要求灰分低、含硫少、强大、各向民性程度高。
在室式炼焦条件下，单种煤（焦煤除外）炼焦很难满足上述要求，各国煤炭资源也无法满足单种煤炼焦的需求，中国煤炭资源虽然十分丰富，但煤种和储量资源分布不均，因此必采用配煤炼焦。
所谓配煤就是将两种以上的单种煤料，按适当比例均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。
采用配煤炼焦，既可保证焦炭质量符合要求，又可合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，同进增加炼焦化学产品产量。
配煤方案的制定是焦化厂生产技术管理的重要组成部分，也是焦化厂规划设计的基础，在确定配煤方案时，应遵循下列原则。
配合煤性质与本厂煤预处理工艺及炼焦条件相适应，焦炭质量按品种要求达到规定指标。
符合本地区煤炭资源条件，有利扩大炼焦煤源。
有利增加炼焦化学产品；防止炭化室中煤料结焦过程产生的侧膨胀压力超过炉墙极限负荷，避免推焦困难。
缩短煤源平均运距，便于调配车皮，避免煤车对流，在特殊情况下有一定调节余地。
来煤数量和质量稳定，最终达到生产满足质量要求的焦炭的同时，使企业取得可观的经济效益。
不同品种焦炭对配合煤的质量指标要求不同用途的焦炭，对配煤的质量指标要求不同，为保证炼出质量合格的焦炭，必须保证配煤的质量。
中国20世纪50年代初的配煤方案是以气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种煤为基础煤按照一定比例配合确定的。
但由于中国炼焦煤资源分布不均衡，不可能在所有地区满足四种煤配合的原则，因而开发了各种配煤技术如用配煤质量指标确定配煤方案。
在进行炼焦配煤操作时，对配合煤的主要质量指标要求包括：化学成分指标即灰分、硫分和磷含量，工艺性质指标即煤化度和黏结性，煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。
炼焦基本工艺参数：配煤炼焦生产工艺流程由备煤工段来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，由煤塔通过摇动给料器将煤装入装煤推焦机的煤箱内，由装煤推焦机按作业计划从机侧送入炭化室内，煤饼在炭化室内经过一个结焦周期在9500C～10500C的高温干馏炼制成焦炭和荒煤气。
第二章 配煤炼焦的原理与配煤工艺
（4）配合煤的膨胀压力
煤在炭化室内膨胀压力是由多种因素所决定，膨胀压力的 大小没有可靠的理论计算的方法，配合煤料中煤组分之间存在 相互作用，因此配合煤的膨胀压力不具有加和性，只能用试验 的方法加以测定。可以采用试验焦炉测定膨胀压力大小。对于 新建炼焦厂，在进行炼焦煤种的选择时，可在实际生产焦炉上 对配煤方案做单孔试验，以便得到更加可靠的试验数据。
3、炼焦配煤的质量要求
配煤的质量要求主要包括配煤的灰分、硫分、
煤化程度和粘结性指标等，其中煤化程度和粘结性
指标被称为炼焦的配煤参数，配煤质量要求是由焦 炭质量的要求和炼焦条件所共同确定的。
（1） 配合煤的灰分和硫分
成焦过程中，煤料中的矿物质以灰分形式全部转入焦炭，而 煤料中的硫分部分残留在焦炭中，另一部分转化为气态硫化物进 入煤气，极少量进入液体产物。煤中的灰分与焦炭中的灰分关系 如下： A煤 = K A焦 (2-1) 式中A煤、A焦 ——分别为煤中和焦炭中的灰分(干基)，％； K ——成焦率，％； 煤中的硫分与焦炭中的硫分关系见公式（1-3）。利用式(2-1) 和式(1-3)，可以根据焦炭灰分、硫分的要求，计算出配合煤的灰 分和硫分。例如我国规定，一级冶金焦的灰分不大于12％，按成 焦率75％计算，配合煤料的灰分应不大于9％（干基）。 配合煤料的灰分和硫分可按煤种配合比例加权平均进行计算。
因为焦炉炭化室的侧向供热，且炉料导热系数低，因 此在整个成焦过程的大部分时间内，炭化室内与炉墙垂直 方向上炉料的温度梯度较大(图2-1左)。这样在结焦过程的 大部分时间内，离炭化室墙面不同距离的各层炉料、所受 到的温度不同而处于热解过程的不同阶段，整个炭化室内 炉料的状态随时间而变化(图2-1右)。靠近炉墙附近的煤先 结成焦炭，而后焦炭层逐渐向炭化室中心推移，这就是所 谓的“成层结焦”。炭化室中心面上的炉料温度始终最低， 因此以结焦末期炭化室中心面的温度(焦饼中心温度)作为 焦饼成熟度的标志，称为炼焦最终温度。
炼焦过程与配煤原理
本章内容:
第一节 第二节 第三节 第四节 炭化室内结焦过程特点 影响炭化室结焦过程的因素 配合煤的质量 配煤原理
第一节 炭化室内结焦过程特点
特点:1、单向供热，成层结焦；
2、结焦过程中的传热性能随炉料的状态和温度而变
化
一、温度变化与炉料动态
1、成层结焦过程与炼焦最终温度 由于单向供热，且炉料导热系数低，故在结焦过程的大 部分时间内炭化室中心面法线方向上炉料内温度梯度较大。 在同一时间内，离炭化室墙面不同距离的各层煤料因温度不
二、各层温度梯度、升温速度和焦炭质量
由以上的讨论可知，各层的温度梯度和升温速度不同， 因此 导致各层焦炭的质量也有一定的差异，如图所示。 靠近炉墙的煤料，温度梯度大，升温速度快，塑性温度区间 变宽，塑性体内煤热解产物之间作用改善，从而改善了焦炭
质量：真密度、导电率、显微强度增大，气孔率降低，反应
性降低，反应后强度提高。但裂纹深、粒度小。熔融性好， 致密。靠近炉墙面的焦炭面扭曲如菜花俗称占全部 配合煤的质量百分数。 常规炼焦时约为72~80%； 配型煤炼焦时约为85%； 捣固炼焦时应大于90%。 7、膨胀压力 膨胀压力与粘结性指标间不存在规律的 相关关系，只能实测。
G
焦煤
肥煤
瘦煤
气煤
Vdaf 配煤原理图
第四节 配煤原理
一、胶质层重叠原理 该原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的 软化区间和温度间隔能较好的搭接，这样可使 配合煤料在炼焦过程中能在较大的温度范围内 处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦 炭的结构均匀性。不同的牌号的炼焦煤的塑性 温度区间如图所示。
定义:ΔS =G焦S焦) /(G煤×S煤) =(G焦/ G煤) × (S焦/S煤) = K × (S焦/S煤) 一般ΔS = 0.6--0.7, 即煤中的硫有60--70%转入焦炭中。 G气×S气 G煤×S煤 所以，S焦 = S煤×ΔS/K 焦 炉 式中：S焦——焦炭硫分，% S煤——入炉煤硫分，%; K——全焦率，%， 一般为74—75%。 K =G焦/ G煤 所以ΔS/K = 0.8--0.93, 即S焦/S煤 = 0.8--0.93
第6章-配煤技术
当配合煤达不到相应的要求时，可以用添加粘结剂或瘦化 剂的办法来加以调整。所此，提出了如图所示的互换性配煤原 理图，并指导配煤：
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（3）共炭化原理
加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。
共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选 用合适的粘结剂提供了理论依据。
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3.配煤理论简介 （1）胶质层重叠原理 （2）互换性配煤原理 （3）共炭化原理
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（1）胶质层重叠原理
该原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化 区间和温度间隔能较好的搭接，这样可使配合煤料 在炼焦过程中能在较大的温度范围内处于塑性状态， 从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。不 同的牌号的炼焦煤的塑性温度区间如图所示。
是煤料经过粉碎以后，粒度小于3mm的 煤料占全部煤料的质量百分数。
顶装焦炉： 75%~85%
捣固炼焦： 90%左右
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（2）黏结性和膨胀压力
①黏结性 黏结性是结焦性的前提和必要条件。黏结性的指标：我国常用的
是胶质层最大厚度Y和粘结指数G）
②膨胀压力（安全膨胀压力＜10~15KPa） 其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆ρ能增大膨胀压力。
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（2）锅炉结渣 使原来易结渣的煤变成不易结渣的煤，降低锅炉事故率；
同时提高锅炉效率，节约大量煤炭。 我国燃煤锅炉热效率之所以低，最主要的原因是实际燃 用的煤炭和锅炉设计使用的煤炭不一致，各煤种之间燃烧 性能相差甚远，煤质与炉型严重脱节。特别是近十几年以 来，随着国家煤炭政策的逐步放开，这种现象越来越严重。 过去一直采用的是以“炉改”去适应煤质，很多新锅炉刚 安装完毕就得改造，国家每年需要投入大量资金对易结渣、 超温、磨损等问题锅炉进行改造。当然改炉可以使炉型适 应煤质，效果也相当明显，但“削足适履”，锅炉仍然不 能适应煤种新的变化。
炼焦配煤优化-2011-08-19
炼焦配煤优化1炼焦配煤概念及相关指标1.1基本概念（1）炼焦用煤是指在焦炉炼焦条件下，用于生产一定质量焦炭的原料煤。
（2）炼焦煤是指单种煤炼焦时，可以生成具有一定块度和机械强度的焦炭的煤。
这类煤具有一定粘结性（能够在高温条件下融化、粘接其他物质）。
炼焦煤按变质程度可以划分为气煤、肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤和瘦煤。
（3）炼焦是将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。
（4）炼焦配煤是指将几种不同类别的炼焦用煤，按一定比例配合作为加入炼焦炉炼焦的过程。
1.2炼焦煤的相关指标（1）水分将煤加热到105～110℃并保持恒温，直至煤样处于恒重时，煤样的失重即为煤样水分的质量，该质量占煤样质量的百分比即为水分。
配合煤的水分大小稳定性对焦炉操作、焦炭产量和质量以及环保、炉体寿命有很大影响。
配合煤的水分一般在4～12%。
（2）细度炼焦用煤使用小于3mm 粒级所占的含量（细度）作为入炉煤的细度。
炼焦用煤的粒度组成对焦炭质量影响很大，要根据不同煤种进行粉碎和筛分。
对于硬度较高的气煤等煤种要细破碎，对于易粉碎的焦煤和肥煤可有较大的粒度。
常规炼焦（顶装煤）时为75%~80%，配型煤炼焦时约85%，捣固炼焦时为90%以上。
（3）灰分将煤在815℃的条件下完全燃烧后所得的残渣作为煤的灰分，残渣占煤样质量的百分数，称为煤的灰分产率。
焦炭的灰分主要来自配合煤，配合煤灰分可按各单种煤灰分用加和计算，也可直接测定。
在炼焦过程中，煤的灰分全部转入焦炭，配合煤的灰分控制值可根据焦炭灰分要求按下式计算：,%coal coke A KA (1-1) 其中，coal A 、coke A 分别为煤和焦炭的灰分，K 为全焦率，%（4）硫分配合煤硫分可以按单种煤硫分加权得到，也可以直接测定。
在炼焦过程中，煤中的部分硫酸盐和硫化铁转化为FeS 、CaS 、FenSn+1而残留在焦炭中，另一部分如有机硫则转化为气态硫化物，在流经高温焦炭层缝隙时，部分与焦炭反应生成复杂的硫碳复合物而装入焦炭，其余部分则随煤气排除，随出炉煤气带出的硫量因煤中硫的存在形态及炼焦温度而异。
配型煤炼焦
2、住友工艺
住友配型煤炼焦工艺流程如图所示：
与新日铁工艺不同之处在于：型煤的煤料组成不同 于装炉煤而单独配制，即送往成型煤工序的部分配合煤， 进一步配加非粘结煤后，再添加粘结剂、混捏、成型、 冷却制成型煤，最后与装炉粉煤按适宜比例混合后入炉 炼焦。这种工艺可以增加非粘结煤的配量，并获得较好 的配合效果，在总配煤量中非粘结煤可配到20%以
我国的鞍钢、本钢、马钢、包钢、首钢等都进行了半工业试验，准 备采用该生产工艺。
二、机理
配型煤炼焦改善焦炭质量的原因是多方面的。 1、提高了装炉煤的堆密度
一般粉煤的堆密度为 0.72—0.75t/m3，型煤密度 1.1—1.2t/m3。配30%型煤后装 炉煤堆密度可达0.8t/m3以上， 显 然，堆密度的提高可改善煤 料的粘结性，改善焦炭质量。但 是，配30%型煤炼焦所得焦炭的强 度远比堆密度相同的压实煤炼焦 所得焦炭强度要高，如图所示。 这说明提高装炉堆密度不是配型
因此可以认为，当型煤配比达到40%，型煤之间的空隙已被粉煤充分填 满，进一步提高型煤配比，粉煤不足以填满型煤间的空隙，装炉煤的密度反 而降低。实际生产中，考虑到型煤的成本和膨胀压力的增加，型煤的配比一 般不超过30%。当煤质较好时，可将型煤配比降到15—20%。
4、粘结剂用量
制造型煤用粘结剂的用量直接影 响型煤的强度、成球率从而影响焦炭 的强度。宝钢曾以不同软沥青（粘结 剂）配比生产的型煤进行配型煤炼焦 试验，试验结果如右图所示。
由右图可知，高煤化度、 低粘结性的配合煤配型煤炼 焦效果较好。
总之，粘结性较好的煤配型煤炼焦会产生负效果，其原 因在于粘结性过强，半焦收缩应力较大，使焦炭裂纹增多， 反而降低了焦炭强度。
浅谈如何提高配煤炼焦技术
浅谈如何提高配煤炼焦技术近年来，我国国民经济的持续、高速发展，极大地刺激了对钢铁的需求，也拉动了炼焦生产的高速发展。
焦炭产能的快速扩张，导致了炼焦煤供应紧张，此外，由于当前高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求也越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。
如何合理利用煤资源，满足焦化生产需求是我们长期面临的任务。
一、配煤炼焦技术目前世界各国的焦化行业为稳定提高焦炭质量，合理利用炼焦煤资源降低生产成本，主要采取以下几种配煤炼焦技术：1、捣固炼焦技术，根据中国炼焦行业协会焦炭资源专业委员会的调研，捣固焦炉可以大量配用价格低的气煤、三分之一焦煤、瘦煤，明显降低了炼焦配煤成本，合理利用了煤炭资源，为企业带来了明显的经济效益并产生了良好的社会效益。
2、配型煤炼焦技术：将炼焦装炉煤的一部分从备煤系统切出配加粘结剂后压制成型煤，再与其余散装煤料混合装炉炼焦，此技术由于煤料堆积密度的提高和粘结剂对煤料的改制作用，开显著改善焦炭质量。
3、煤调湿工艺：煤调湿工艺是上世纪80年代开发的技术，旨在降低装炉煤的水分，减少由于洗煤厂脱水工艺及气候影响造成的装炉煤水分波动。
经煤调湿后，配煤水分控制在6%左右。
用此工艺技术有助于提高焦炭质量（包括冷态强度和热态强度）、增加焦炉生产能力、降低炼焦耗能、稳定焦炉操作、减少炼焦污水、延长焦炉寿命。
其缺点是运煤过程易扬尘、炭化室易结石墨、焦油渣量增大。
二、配煤煉焦技术的应用（一）粘结剂添加的技术控制根据相关实验和实际生产经验表明，粘结添加剂的添加，确实可以很好的弥补炼焦煤的粘结性，因此可以通过添加粘结剂和低廉的弱粘煤来代替部分高粘结性煤，同样可以达到很好的效果，炼出优质的焦煤。
实验证明配煤炼焦过程中粘结剂的添加可以提高炼焦过程中的配煤流动度，改善焦炭的结晶组织，提高配煤的粘结性。
实际应用时，可以采用改质沥青作为炼焦添加剂，并适当增加配煤中瘦煤和弱粘煤的比例，这样炼出的焦炭，不但质量不低于高粘结性煤所炼的焦炭，相比之下其冷强度与热性质也有一定的改善。