2010第四屆焦化年會論文集 (7)

2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 82 配入活性添加物煉焦新技術(shù)的開發(fā) 呂桂雙 鄭美榮 馬 志 趙 華 王 嬡 （河北鋼鐵集團宣鋼公司，宣化 ， 075100） 【 摘 要 】 根據(jù)活 性添加物 的物理、化學(xué)特性及反應(yīng)機理，研究添加各種活性添加物對改善煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的作用與效果，研究開發(fā)了有效的活性添加物， 可擴大煉焦煤資源，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤，降低配煤成本，提高焦炭強度。 【關(guān)鍵詞】 煉焦新技術(shù) 活性添加物 開發(fā) 研究 近年來隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，焦炭生產(chǎn)規(guī)模也在逐年擴大，造成了我國優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的嚴(yán)重短缺，煉焦煤質(zhì)量日益下滑，配煤生產(chǎn)困難越來越大。為滿足不斷發(fā)展的煉鐵、焦化生產(chǎn)的需要，為高爐生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)焦炭，保證高爐穩(wěn)定順行，實現(xiàn)綜合效益最大化，面對日益緊張的煉焦煤資源市場，必須有針對性地加強配煤新技術(shù)的開發(fā)研究。為此，試驗研發(fā)在配合煤中配入活性添加物對改善煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的作用與效果，優(yōu)選確定有效的活性添加物，擴大煉焦煤資源，減少緊張的優(yōu)質(zhì)肥焦煤配比，提高焦炭質(zhì)量，降低配煤成本。 物的可行性研究 加活性添加物的試驗室試驗 擇確定活性添加物品種 有效的活性添加物能夠在煤干餾過程中的粘結(jié)和結(jié)焦階段，強化氫的再分配、提高膠質(zhì)體內(nèi)氫的濃度，在所形成的焦炭中發(fā)展各相異性結(jié)構(gòu)，對改善煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性發(fā)揮較好的作用。但是選用何種物質(zhì)做為活性添加物是本技術(shù)的關(guān)鍵之一。通過查閱國內(nèi)外有關(guān)活性添加物的技術(shù)文獻 ,掌握了活性添加物的物理、化學(xué)特性及在配煤煉焦中的反應(yīng)機理，通過元素分析和工業(yè)分析，初步選擇了五種物質(zhì)： A、 B、 C、 D、 E，做為實驗室試驗研究用活性添加物 。 入活性添加物 A 的煉焦試驗研究 根據(jù) A 和其它煤種的性質(zhì)及活性添加物在配煤煉焦中的反應(yīng)機理，制定了 4 個試驗研究方案，在此 4個方案中分別加入粒度 3%和 4%的 A，利用試驗焦?fàn)t進行煉焦試驗，驗證 A 做為活性添加物對改善煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的作用與效果。實驗配比及實驗結(jié)果見表 1。 表 1 配 A 小焦?fàn)t煉焦試驗 編號 配煤比 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強度指標(biāo) (%) 預(yù)測冶金焦強度 指標(biāo) (%) 肥煤 1/3焦 A 焦 1煤 焦 2煤 弱粘煤 瘦煤 瀝青 2540 40 案 1 17 30 3 27 7 14 2 案 2 17 33 3 24 7 14 2 5 案 3 17 30 3 24 10 14 2 56.6 案 4 15 32 3 27 7 14 2 6 案 5 15 31 4 27 7 14 2 5 010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 83 試驗結(jié)果：配入 3%、 4%的活性添加物 A 后，焦炭質(zhì)量沒有得到改善， A 對增加煉焦過程結(jié)焦性、改善煉焦煤粘結(jié)能力作用不明顯。 入活性添加物 B、 C、 D 的煉焦試驗研究 分別配加粒度 3%B、 C、 D 進行小焦?fàn)t煉焦試驗，驗證其做為活性添加物對焦炭質(zhì)量的影響作用。實驗結(jié)果見表 2 表 2 配 B、 C、 D 小焦?fàn)t煉焦試驗 配 3%B 和 3%C 試驗， 能滿足公司煉鐵生產(chǎn)需要。配 3%D 與配 A、 B、 C 相比焦炭質(zhì)量指標(biāo)有所改善，基本能滿足公司煉鐵生產(chǎn)需要。 選確定有效的活性添加物 入 A、 B、 E 的煉焦對比試驗研究 A、 B、 C 配入煉焦煤中，不能起到增加煉焦過程結(jié)焦性的作用，焦炭強度指標(biāo)沒有得到改善； D 配入煉焦煤中，對增加煉焦過程結(jié)焦性有一定的作用，但效果不明顯。為此，課題組根據(jù)國外有關(guān)技術(shù)文獻選擇 織進行配入粒度 A、 B、 E 的煉焦對比試驗，驗證其改善煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的作用與效果。實驗配比及實驗結(jié)果見表 3 表 3 A、 B、 E 對比試驗 試驗結(jié)果證實： E 做為活性添加物配入煉焦煤中，可催化煤的熱解反應(yīng)產(chǎn)生大量的氫與游離基結(jié)合，編號 配煤比 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強度指標(biāo) (%) 預(yù)測冶金焦強度指 標(biāo) (%) 肥煤 1/3焦 瘦 化 劑 焦 1煤 焦 2煤 弱粘煤 瘦煤 瀝青 2540 40 案 6 17 27 3(B) 30 7 14 2 7 案 7 17 27 3(C 30 7 14 2 9 案 8 17 27 3(D) 30 7 14 2 案 9 17 23 3(D) 30 10 3 13 2 號 配煤比 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強度 指標(biāo) (%) 預(yù)測焦炭強度 肥煤 1/3焦 活性添加物 焦 1煤 焦 2煤 瘦煤 E 瀝青 2520 40 案 10 17 27 27 10 14 案 11 17 27 ) 27 10 2 案 12 17 27 ) 27 10 14. 案 13 17 27 ) 27 10 2 010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 2010年 6月 8日 11日 84 改善了相應(yīng)的膠質(zhì)體的性質(zhì)，對提高煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的效果顯著。 行配入粒度 不同配比 E 的煉焦對比試驗研究 表 4 不同配比 E 對比試驗 根據(jù) E 的性質(zhì)，進行配入粒度 不同配比 E 的煉焦對比試驗，研究其改善煉焦煤粘結(jié)能力，增加煉焦過程結(jié)焦性的作用及提高焦炭質(zhì)量的效果。 隨著 E 配量的增加 ,焦炭強度 標(biāo)改善效果顯著。配合煤中單獨配入粒度 1%的 E，試驗結(jié)果顯示：焦塊致密，色澤光亮，焦炭的微觀結(jié)構(gòu)變化，各向異性程度提高，使得焦炭在各項質(zhì)量指標(biāo)上均有較大的提高。 試驗結(jié)果： E 對增加煉焦過程結(jié)焦性、改善煉焦煤粘結(jié)能力效果顯著。能夠起到促進氫的再分配，改善膠質(zhì)體液相質(zhì)量，改善焦炭結(jié)構(gòu)，各相異性程度提高，起到活性添加物的作用。 行配入不同粒度 E 的煉焦對比試驗研究 隨著活性添加物 焦炭強度 配 試驗配比的基礎(chǔ)上，進行了配入不同粒度 E 的煉焦對比試驗，研究不同粒度的 E 對改善煉焦煤粘結(jié)能力，增加煉焦過程 結(jié)焦性的作用及提高焦炭質(zhì)量的效 果。實驗配比及實驗結(jié)果見表 5 表 5 不同粒度 E 對比試驗 試驗結(jié)果：活性添加物 E 的粒度對煉焦過程的催化、活化作用有影響，隨著粒度的降低，活性添加物E 催化煤的熱解反應(yīng)增強，對提高煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的效果顯著，焦炭強度指標(biāo)明顯編號 配煤比 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強度指標(biāo) (%) 預(yù)測焦炭強度 肥煤 1/3 焦 焦 1 煤 焦 2 煤 瘦煤 E 瀝青 2520 40 案 14 17 30 27 10 案 15 17 30 27 10 13. 案 16 17 30 27 10 13 號 配煤比 小焦?fàn)t焦炭轉(zhuǎn)鼓強 度指標(biāo) (%) 預(yù)測焦炭強 度 肥煤 1/3 焦 焦 1 煤 焦 2煤 瘦煤 E 粘結(jié) 劑 40 案 1 17 30 27 10 13. 案 2 17 30 27 10 13. 案 3 17 30 27 10 13. 案 4 17 30 27 10 13. 010年 6月 8日 11日 2010年第四屆全國焦化技術(shù)及生產(chǎn)年會 85 改善。配入粒度為 E 與配入粒度為 E 相比，強度指標(biāo)有所改善但不十分顯著，度較小，粉塵大，配入過程操作困難，因此確定活性添加物 E 的最佳配入粒度為 配用活性添加物后，冶金焦 炭中粒相嵌組織由 升為 光學(xué)組織指數(shù) ( 高到 孔率由 降到 加到 見表 12。由于焦炭的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，各向異性程度提高，使得焦炭在各項質(zhì)量指標(biāo)均有較大的改善。 表 6 配活性添加物前后焦炭質(zhì)量對比表 表 7 配活性添加物前后焦炭微觀結(jié)構(gòu)對比表 焦樣 焦炭中粒相嵌組織（ %） 光學(xué)組織指數(shù) (氣孔率 （ %） 氣孔壁厚度 （ 配前焦樣 后焦樣 較 +性添加物 A、 B、 C 配入煉焦煤中，不能起到增加煉焦過程結(jié)焦性的作用； D 配入煉焦煤中，對增加煉焦過程結(jié)焦性有一定的作用，但效果不明顯。 性添加物 E 配入煉焦煤中，催化煤的熱解反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫與游離基結(jié)合，改善了相應(yīng)的膠質(zhì)體的性質(zhì)，對提高煉焦煤粘結(jié)能力、增加煉焦過程結(jié)焦性的效果顯著，可擴大煉焦煤資源、增加資源豐富的弱粘煤、減少資源緊張的優(yōu)質(zhì)肥焦煤配比，提高焦炭質(zhì)量、降低配煤成本。該技術(shù)的開發(fā)為合理利用 E 資源開辟了新途徑。 性添加物 E 的粒度對煉焦過程的催化、活化作用有影響，隨著粒度的降低，活性添加物 E 催化煤的熱解反應(yīng)增強，可增加煉焦過程結(jié)焦性，確定活性添加物 E 的最佳配入粒度為 用活性添加物后，冶金焦 炭中粒相嵌組織由 升為 光學(xué)組織指數(shù) ( 高到 孔率由 降到 加到 見表 12。由于焦炭的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，各向異性程度提高，使得 焦炭在各項質(zhì)量指標(biāo)均有較大的改善。 目前，隨著鋼鐵企業(yè)規(guī)模的擴大，煉焦煤資源緊缺已相當(dāng)普遍，嚴(yán)重制約企業(yè)的高效發(fā)展，研究開發(fā)煉焦新技術(shù)，并應(yīng)用新技術(shù)有針對性的優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)、提高焦炭冷熱強度指標(biāo)，降低配煤成本