喬彥星
摘? 要:煉焦煤灰成分會對焦炭生產(chǎn)對企業(yè)生產(chǎn)效益和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生十分重要的影響。但是從實際生產(chǎn)現(xiàn)狀來看,由于灰成分自身的性質(zhì),導(dǎo)致焦炭出現(xiàn)質(zhì)量問題,減少了企業(yè)生產(chǎn)效益的產(chǎn)出,不利于企業(yè)的長遠發(fā)展。因此,該文首先分析了煤炭的基本性質(zhì),接著運用實驗對比的方法,研究了煉焦煤灰成分對焦炭質(zhì)量的影響,有利于生產(chǎn)技術(shù)人員優(yōu)化配煤比例,提升資源利用效率,有效降低交談中堿金屬的含量,保證焦炭的質(zhì)量,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益,減少對周圍環(huán)境的污染。
關(guān)鍵詞:煉焦煤;灰成分;焦炭質(zhì)量;影響
中圖分類號 :TQ533? ? ? ? 文獻標志碼:A
在進行煉焦煤生產(chǎn)過程中,其中的灰成分具有不收縮和不容易軟化熔融的特點,技術(shù)人員一旦沒有進行處理,就會降低煉焦煤的黏性,導(dǎo)致焦炭出現(xiàn)裂紋,抗碎強度和耐磨強度不斷降低,會最終影響煤炭的質(zhì)量。通過分析煉焦煤灰成分對焦炭質(zhì)量的影響,技術(shù)人員可以對整個生產(chǎn)過程的灰成分進行分析,做出合理的評價,然后采取相應(yīng)的處理措施,提升焦炭的質(zhì)量。因此,該文主要運用實驗對比的方法,針對煉焦煤灰成分對焦炭質(zhì)量的影響進行分析和論述。
1 煉焦煤灰成分對焦炭影響原理
煉焦煤灰成分含有有害物質(zhì),會對焦炭反應(yīng)產(chǎn)生十分重要的影響。根據(jù)實際生產(chǎn)的情況,灰成分會對焦炭熱性能產(chǎn)生的影響,主要是通過熱氧化碳反應(yīng)性催化作用來進行的。在灰成分中,氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣等,在實際生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生負催化作用,對二氧化碳反應(yīng)具有一定的抑制作用。并且不同的灰成分會對二氧化碳反應(yīng)性催化作用產(chǎn)生不同的影響。因此,為了更好地反映灰成分對二氧化碳反應(yīng)性的影響,技術(shù)人員可以把催化作用賦予不同的數(shù)值,從而對催化作用進行區(qū)分,獲得相應(yīng)的催化指數(shù)。
2 實驗數(shù)據(jù)分析
為了有效地分析焦煤灰成分中的有害物質(zhì)及其產(chǎn)生的影響,實驗人員要根據(jù)實際情況,廣泛搜集相關(guān)數(shù)據(jù),嚴格實驗流程,得出最佳的實驗結(jié)果,為煉焦煤生產(chǎn)提供依據(jù),提升焦炭的質(zhì)量。
2.1 焦煤灰成分
在實驗中,選擇2種不同類型的煤炭作為樣品進行分析,分別為西北煤和東部煤,主要對灰成分性質(zhì)以及對焦炭結(jié)構(gòu)和質(zhì)量產(chǎn)生的影響進行分析。根據(jù)國家制定的相關(guān)標準和測定方法,實驗人員需要把煤樣燒成煤灰。經(jīng)過灼燒后的灰等利用等離子直讀光譜儀測定煤中的灰成分。
2.2 實驗測定
為了保證實驗質(zhì)量,實驗人員要把脫灰前后的煤試樣粒徑控制在3 mm以下,入爐煤水分要控制在8%,坩堝爐溫度加熱到400℃,然后升溫速度要調(diào)整為每分鐘上升3℃,保證焦餅中心的溫度達到950℃,在保溫40 min以后,然后通入氮氣,在坩堝爐壁的溫度冷卻到200℃以下,實驗人員可以取出焦炭。坩堝焦焦炭反應(yīng)性測定要在粒焦反應(yīng)性裝置上進行測定,然后取出一定量的、經(jīng)過干燥后的焦樣,以20℃/min~25℃/min的速度進行升溫,在上升到400℃以后,再通入氮氣進行保護。然后升溫到1 100℃,再切換成二氧化碳,流量控制在0.5 L/min,整個反應(yīng)的時間大約為120 min。最后通入氮氣進行冷卻保護,溫度降到室溫,通過反應(yīng)前后焦樣損失質(zhì)量百分比作為粒焦反應(yīng)性指標。在整個焦炭光學組織和纖顯微結(jié)構(gòu)分析過程中,按照一定的標準進行焦炭試樣的制備工作,實驗人員主要采用NIKON-Ⅱ偏反光光學顯微鏡,對煤的顯微組分和礦物進行測定,然后利用焦炭光學組織指數(shù)分析焦炭光學組織各向異性程度。
3 實驗結(jié)果分析
3.1 煤的灰成分以及灰成分分析
通過對單種煤基本性質(zhì)進行分析,西北煤和東部煤的灰成分差別不大,揮發(fā)分適中,但是西北煤的黏結(jié)指數(shù)的G值同類的東北煤高。作為肥煤的西北煤比東部煤的G值也要高。
根據(jù)表1統(tǒng)計的數(shù)據(jù),東部煤的硅鋁含量比較高,從總量上講,都超過了80%,但是堿金屬含量比較低。在分析西北煤灰成分過程中,內(nèi)部酸性氧化物含量存在較為明顯的差異,堿性氧化物含量很高,是東部煤含量的3~4倍。另外,通過對內(nèi)部含量分析,西北煤中含有大量的錳、稀土金屬元素等。通過以上分析,西北煤中礦物質(zhì)硅鋁含量比較低,但是具有催化作用的礦物質(zhì)含量比較高。
由表2可知,西北單種煤的灰催化指數(shù)比較高,大概是東部煤的5~6倍。從西北煤內(nèi)部可以得知,催化指數(shù)也存在一定的差異。根據(jù)實際計算的結(jié)果表明,西北煤具有礦物質(zhì)催化指數(shù)高的特點。
3.2 灰成分變化對沒焦炭反應(yīng)性產(chǎn)生的影響
從脫灰實驗我們可以得知,西北煤堿金屬、鈣、鐵等含量比較高,比較容易溶解于酸。但是有的煤炭硅含量比較高,在清除過程中比較困難。另外,煤的粒徑也會影響到最終的脫除效果。在該次實驗中,主要用于煉制坩堝焦,在煤粒徑3 mm的前提下,對徹底脫灰產(chǎn)生不利的影響。經(jīng)過脫灰處理以后,不同煤種揮發(fā)分和G值沒有出現(xiàn)明顯的變化。根據(jù)實際實驗的結(jié)果,同2種類型的煤種,如果灰成分、黏結(jié)性和結(jié)焦性沒有明顯的差異,但是粒焦反應(yīng)性存在很大的差別,主要是由于灰成分導(dǎo)致的。如果煤炭中堿金屬的比例過高,在催化作用下,就會加劇二氧化碳在高溫條件的反應(yīng)。高含量堿金屬會對煤焦炭熱態(tài)產(chǎn)生明顯的影響,西北煤配方案設(shè)計過程中,技術(shù)人員需要合理搭配煤中的氣、焦、瘦比例,控制好膠質(zhì)體和惰性物質(zhì)的數(shù)量,減少有害物質(zhì)的影響,提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。在該次實驗中,主要對煉焦配煤得到焦炭的強度、塊焦反應(yīng)性以及反應(yīng)以后的強度等性質(zhì)進行了深入的分析。在進行西北煤配置古城中,冷態(tài)強度沒有降低,反而有所提升。
通過分析配煤替代后焦炭的反應(yīng)性變化和配煤替代焦炭反應(yīng)后強度變化,焦炭的反應(yīng)性呈現(xiàn)出不同程度的增加,經(jīng)過反應(yīng)以后的強度有所減少。經(jīng)過分析配煤體態(tài)焦炭灰催化指數(shù),會隨著西北煤配入有一定程度的提升,在配入量不斷增加的前提下,灰催化指數(shù)就會出現(xiàn)增加。通過分析MBI焦炭反應(yīng)性、反應(yīng)后強度的關(guān)系,灰催化指數(shù)會呈現(xiàn)出明顯的線性特點。
在進行西北煤配煤的過程中,灰成分存在比較明顯的差異,配煤的結(jié)焦性和灰成分含量變化不會出現(xiàn)明顯的變化。經(jīng)過高溫碳化以后的焦炭冷態(tài)強度也沒有明顯的變化,但是對焦炭熱反應(yīng)性和反應(yīng)后強度產(chǎn)生極為不利的影響。
4 結(jié)語
根據(jù)以上分析,可以得出以下結(jié)論。1)在常規(guī)指標接近的煤種結(jié)焦性能存在一定的差異,會對催化指數(shù)產(chǎn)生影響。2)西北煤具有良好的黏結(jié)性,內(nèi)部的灰成分含量差別不大,但是灰成份存在很大的差異,相應(yīng)的灰催化指數(shù)就會越高。3)脫灰對煤的揮發(fā)分、黏結(jié)性產(chǎn)生十分明顯的影響,但是會減少容易與鹽酸反應(yīng)的礦物質(zhì)含量。經(jīng)過脫灰后的沒焦炭反應(yīng)性降低情況比較明顯。4)在灰成分相差比較大的前提下,焦炭的反應(yīng)性和反應(yīng)后強度會出現(xiàn)明顯的變化。
參考文獻
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