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        鄂爾多斯地區(qū)煤樣氣化配煤的可磨性指數(shù)研究

        2019-07-15 00:52:20賈風(fēng)軍榮令坤趙俊梅
        山東煤炭科技 2019年6期
        關(guān)鍵詞:哈氏測定儀王家

        賈風(fēng)軍 榮令坤 趙俊梅

        (內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014010)

        1 概述

        據(jù)統(tǒng)計(jì),我國煤炭大多數(shù)都是被直接用于燃燒,但是因?yàn)槲覈济涸O(shè)備與燃燒技術(shù)都相對(duì)落后,因此直接導(dǎo)致燃煤利用率低以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,使得能源浪費(fèi)嚴(yán)重[1]。為解決這一問題,國家政策越來越傾向于煤的清潔高效利用,而煤的氣化是煤化工和煤清潔高效利用的基礎(chǔ),因此研發(fā)煤氣化的工藝技術(shù)將是煤清潔高效利用的發(fā)展方向[2]。煤的氣化對(duì)煤種性質(zhì)要求較高,但是由于我國煤炭資源分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展在區(qū)域上的嚴(yán)重不均衡[3],無法確保單一原料煤的供應(yīng),因此配煤被廣泛的推廣應(yīng)用。由于氣化配煤的性能具有不確定性,會(huì)導(dǎo)致配煤的性質(zhì)無法滿足氣化爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)要求以及配煤氣化的不完全[4,5],因此確定配煤的性質(zhì)對(duì)于配煤的氣化具有重要的意義。而根據(jù)前人的研究來看,煤的可磨性指數(shù)能夠較好反映配煤的性能[6,7],因此確定配煤可磨性指數(shù)與氣化配煤之間的關(guān)系對(duì)于煤的氣化具有指導(dǎo)性的作用。雖然很多學(xué)者研究了配煤的可磨性指數(shù)與配煤氣化之間的關(guān)系,但是未指出其普適性,因此研究鄂爾多斯地區(qū)氣化配煤與可磨性指數(shù)之間的關(guān)系對(duì)于指導(dǎo)鄂爾多斯地區(qū)配煤的氣化具有深遠(yuǎn)意義。

        2 試驗(yàn)

        2.1 試驗(yàn)煤樣的制備

        試驗(yàn)針對(duì)的是氣化配煤的可磨性,因此煤樣選取鄂爾多斯地區(qū)適合氣化配煤的煤樣,包括爾林兔煤礦、王家塔煤礦、大柳塔煤礦的三個(gè)煤樣。其中爾林兔、大柳塔煤質(zhì)性能較為接近,王家塔煤樣煤化程度相對(duì)較高。首先使用直徑200mm和6mm的篩子篩分三組煤樣,將篩選出粒度大于6mm的煤樣破碎至6mm以下,分別選取1kg的三組煤樣干燥稱量(精確到1g)。然后運(yùn)用振篩機(jī)篩選煤樣,并將煤樣利用齒輥破碎機(jī)進(jìn)行逐級(jí)破碎,利用振篩機(jī)篩選0.63mm與1.25mm之間的煤樣。最后使用天平稱量三組篩選后的煤樣,計(jì)算篩選后煤樣質(zhì)量與篩選前煤樣總質(zhì)量之比即為出樣率,若煤樣的出樣率小于45%,則重復(fù)上述步驟,直至煤樣出樣率大于等于45%。

        2.2 試驗(yàn)方法

        煤的可磨性指數(shù)運(yùn)用哈氏可磨性測定儀測得。首先調(diào)節(jié)測定儀后打開開關(guān),運(yùn)轉(zhuǎn)至60±0.25r后關(guān)閉測定儀停止。然后在確??偟淖饔昧δ軌虮容^均勻地施加在8個(gè)鋼球上的前提下,將出樣率合格的煤樣放入哈氏可磨性測定儀內(nèi),并啟動(dòng)哈氏可磨性測定儀。測定儀運(yùn)轉(zhuǎn)至60±0.25r后,讀取煤樣可磨性指數(shù),關(guān)閉哈氏可磨性測定儀。煤樣的可磨性指數(shù)如表1。煤的工業(yè)分析依據(jù) GB/T212-2008 《煤的工業(yè)分析方法》測得,其工業(yè)分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)如表2。

        由哈氏可磨性測定儀測得三組煤樣可磨性指數(shù)可知,爾林兔與大柳塔煤樣的可磨性指數(shù)較接近,而王家塔煤樣的可磨性指數(shù)相對(duì)較高,因此以王家塔煤樣與爾林兔、大柳塔煤樣兩兩按照9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9的比例進(jìn)行氣化配煤,測得各配煤的可磨性指數(shù)(HGI)數(shù)值如表2。

        表1 煤的工業(yè)分析與可磨性指數(shù)

        表2 氣化配煤的可磨性指數(shù)

        3 分析及討論試驗(yàn)結(jié)果

        分析表2中氣化配煤在不同比例下與可磨性指數(shù)之間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性,并運(yùn)用曲線擬合進(jìn)行線性回歸分析,得出氣化配煤與可磨性指數(shù)之間的線性關(guān)系如圖1、圖2。

        由運(yùn)用曲線擬合進(jìn)行線性回歸分析所得圖1、圖2可知,配煤比例隨著大柳塔、爾兔林煤樣不斷下降與王家塔煤樣不斷增加,配煤的可磨性指數(shù)都呈現(xiàn)出良好的遞增趨勢,同時(shí)表明氣化配煤的可磨性指數(shù)隨著配煤的比例呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,且氣化配煤的可磨性指數(shù)與兩種煤樣的可磨性指數(shù)相差值關(guān)系不大。同時(shí)由于這三種煤樣的煤化程度較為接近,因此煤樣之間能夠較好地遵循線性疊加性原則。

        圖1 爾林兔:王家塔煤樣配比對(duì)可磨性指數(shù)的影響

        圖2 大柳塔:王家塔煤樣配比對(duì)可磨性指數(shù)的影響

        4 結(jié)論

        (1)以鄂爾多斯地區(qū)的王家塔煤樣與爾林兔、大柳塔煤樣兩兩按照不同比例配比,根據(jù)表1、表2可以發(fā)現(xiàn)它們之間的可磨性指數(shù)與兩種煤樣的可磨性指數(shù)相差值關(guān)系不大;

        (2)通過運(yùn)用曲線擬合進(jìn)行線性回歸分析可知,配煤比例隨著大柳塔、爾兔林煤樣不斷下降與王家塔煤樣不斷增加,配煤的可磨性指數(shù)都呈現(xiàn)出良好的遞增趨勢,表明氣化配煤的可磨性指數(shù)隨著配煤的比例呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系;

        (3)試驗(yàn)結(jié)果證明了鄂爾多斯地區(qū)煤樣配煤的可磨性指數(shù)具有疊加原則,并為確定混煤性能提供了指導(dǎo)性的作用。

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