炼焦用煤的工艺性质评价方法

炼焦用煤的工艺性质评价方法一、煤的粘结性与结焦性（一）煤的黏结性烟煤干馏时自身黏结的或黏结外来的惰性物质的能力，称之为粘结性。它是煤干馏时所形成的胶质体显示的一种塑性。在烟煤中显示软化熔融性质的煤叫黏结煤，不显示软化熔融性质的煤为非黏结煤。粘结性是评价炼焦用煤的一项主要指标，还是评价低温干馏、气化或动力用煤的一个重要依据。煤的粘结性是煤结焦的必要条件，与煤的结焦性密切相关。炼焦煤中以肥煤的粘结性为最好。常用罗加指数或坩埚膨胀序数来表示煤的黏结性，中国参照罗家指数测定原理研究制定了黏结指数的测定方法，也表征煤的黏结性。（二）煤的结焦性煤的结焦性是烟煤在焦炉或模拟焦炉的炼焦条件下，形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。结焦性是评价炼焦煤的主要指标。炼焦煤必须兼有黏结性和结焦性，两者密切相关。煤的结焦性全面反映煤在干馏过程中软化熔融直到固化形成焦炭的能力。测定结焦性时加热速度一般较慢。对煤的结焦性有两种不同的见解，一种认为在模拟工业炼焦条件（如3℃/min）加热速度下测定到的煤的塑性指标即为结焦性指标。硬煤国际分类中采用奥亚膨胀度和葛金焦型作为煤的结焦性指标。另一种意见则认为在模拟工业炼焦条件下把煤炼成焦炭，然后用焦炭的强度和粉焦率等作为评价煤结焦性的指标。中国在制定中国煤炭分类国家标准中，即以200kg试验焦炉所得焦炭的强度和粉焦率，作为结焦性指标。炼焦煤中以焦炭的结焦性最好。（三）各类煤的结焦性及其在炼焦配煤中的作用不同牌号的煤具有不同的结焦性。为了合理、有效的选择各种煤进行配煤炼焦，研究各煤种的基本结焦性性质及其在炼焦配煤中的作用很有必要。中国煤炭分类国家标准把煤共划分为14大类，并于1986年正式实施的煤炭分类标准。各类煤的结焦特性及其在炼焦配煤中的作用如下：（1）无烟煤（WY）是变质程度最高的煤种，特点是硬度高，密度大，燃点高，挥发分低，无黏结性，燃烧时少烟或无烟，加热至高温也不结成焦炭，可作为炼焦配煤中的瘦化剂少量配用，与较肥的煤配合进行炼焦，但无烟煤须经过细粉碎。一般不提倡将无烟煤作为炼焦配料使用。（2）贫煤（PM）属变质程度最高的烟煤，不黏结或微黏结，在层状炼焦炉中不结焦。但可以作为瘦化剂少量配入，与肥煤配合炼焦，但必须细粉碎。（3）贫瘦煤（PS）是具有一定黏结性的较高变质程度的烟煤，结焦性比典型瘦煤偏差，但在配煤炼焦中配入一定比例时也能起到瘦化作用。（4）瘦煤（SM）该煤的变质程度高，挥发分较低，炼焦时只能产生数量较少的胶质体，能单独结成块度大，裂纹少，抗碎强度较好的焦炭，但焦炭的耐磨强度稍差，作为配煤使用主要起增大焦炭块度和一定的瘦化作用。（5）焦煤（JM）焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能获得块度大裂纹少，抗碎强度和耐磨强度很高的优质焦炭。但煤炼焦时由于膨胀压力大，易损坏炉壁和使推焦困难，所以常用于配煤炼焦，它可以起到提高焦炭机械强度的作用。（6）肥煤（FM）中等变质强度的烟煤，其挥发分范围较广，加热时能产生大量的胶质体，胶质层厚度Y＞25mm。肥煤单独炼焦时能生成熔融性良好的焦炭，但有较多的裂纹，在焦根部分由蜂焦。焦炭的抗碎强度和焦煤炼出来的焦炭相似，耐磨强度比相同挥发分的焦煤练出来的焦炭还好。肥煤一般是配煤炼焦的基础煤，它可以多配用弱黏结煤或不黏结煤。（7）1/3焦煤（1/3JM）相当于原中国煤炭分类方案中的2号肥气煤及部分2号肥焦煤，是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过度煤种。单煤种炼焦时能生成质量较好的焦炭。焦炭的抗碎强度近于肥焦煤，耐磨性稍低于肥焦煤而明显高于气肥煤焦和气煤焦。故它可单煤种炼焦供中型高炉使用，是良好的配煤炼焦的基础煤之一。某些1/3焦煤的结焦性能很好，可适当多配加使用。（8）气肥煤（QF）是一种挥发分和胶质层厚度都很高的强黏结性炼焦煤有人称之为液肥煤。单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品，焦炭的强度高于气煤焦而又低于肥煤焦。它适于高温干馏作城市煤气原料，也可配煤炼焦，以增加焦化厂的化学产品的产率。（9）气煤（QM）是一种变质程度较低的炼焦煤，其挥发分主要为28%～37%，Y＞9～25mm和挥发分＞37%，Y＞5～２5mm两个区域，因而其性质差别较大，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，也能单独炼焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度较其他炼焦煤稍差。焦炭多呈细长条状，易碎，并有较多的纵裂纹。在配煤炼焦时多配入气煤，能增加产气率和化学产品产率，也可以单独高温干馏制城市煤气。在配煤炼焦过程中气煤可以减缓炼焦过程中的膨胀压力和增加焦饼收缩。（10）1/2中黏煤（1/2ZN）属于中等黏结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分煤在单煤种炼焦时能结成一定强度的具有，但其焦炭强度一般都比较差，粉焦率较高，故可作为配煤炼焦的原料适量配入。此种煤主要作为气化用煤或动力用煤使用。（11）弱黏煤（RN）是一种黏结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时产生的胶质体较少，炼焦时有的能结成强度很差的小块焦，有的只有少部分能结成碎屑焦，粉焦率很高。因此这种煤多适宜作气化原料煤和电厂、机车、工业锅炉燃料，有时考虑某地区的弱黏煤具有低灰低硫特点以及考虑降低炼焦成本时，可少量使用。（12）不黏煤（BN）多是在成煤初期已经受到相当程度氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热是不产生，煤的水分大，有的还含有一定量的次生腐殖酸，含氧量高，有的高达10%以上。主要作为气化、发电用煤，也可作动力和民用燃料，一般不作炼焦配料。（13）长焰煤（CY）是不作程度最低的烟煤，其挥发分高达37%以上，从无黏结性到弱黏结性均有。其中最年轻的还含有一定数量的腐殖酸，储存时易风化碎裂。其中煤化程度最高的长焰煤加热时能产生数量极微的胶质体，也能结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度很差粉焦率高。因此，长焰煤一般作为气化、发电、蒸汽机车、工业窑炉等的原料和燃料。在某些长焰煤多的地区且炼焦配煤料较“肥”时，可少量配加质量较好的该煤种。（14）褐煤（HM）分为透光率PM＞30%～50%的年老褐煤和PM30%的年轻褐煤两小类。其特点是水分大、密度较小、挥发分高、不黏结、热值低，含有不同数量的腐殖酸，煤中含氧量常高达15%～30%左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质，破碎成小块甚至粉末。可通过直接成型或热解半焦加黏结剂成型炼制型焦以及将其热解半焦配入作炼焦瘦化剂使用。二、炼焦用煤的黏结性与结焦性的主要评价指标煤的黏结性和结焦性是炼焦用煤最重要的工艺性质，用于炼焦的煤必须具有良好dao黏结性和结焦性，才能炼出高质量的焦炭。煤的黏结性与结焦性密切相关，一般来讲，煤的黏结性好其结焦性也好。表征煤的黏结性和结焦性的指标很多，但目前国内外用得较多的指标主要有罗家指数、黏结指数、自由膨胀指数、葛金焦型、胶质层指数、奥-阿膨胀度和吉氏流动度等。