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用煤岩学观点评述捣固焦炉成焦过程和焦炭质量特点2007年10月16日山西 临汾 1. 在焦化领域中应用的煤岩学观点 将十分复杂的煤不当作均一的物质来处理,而是将其与焦化有关的有机成份,按其主要性质简化后分为活性成份和惰性成份. 活性成份包括镜质组和壳质组.由于后者一般在炼焦煤中含量极少,而且当随着变质程度提高,其性质越来越接近与其共生的镜质组,故活性成份以镜质组为主.它是决定炼焦煤性质最重要因素. 任何炼焦煤中惰性成份在炼焦过程中性质和动态均是相同的,是惰性的. 1. 在焦化领域中应用的煤岩学观点 按煤的成因因素作为煤质指标: 1. 煤岩显微组份组成:它可标志成煤第一阶段地球生物化学作用的作用程度. 2. 镜质组反射率及其分布:标志成煤第二阶段地球物理化学作用阶段作用程度. 3. 荧光强度,或粘结性:标志第三成因因素.这是我们提出来的术语.因为在地质领域尚提出其它一些有不同意见的成因因素,我们无条件参予争论,只将它们合称为第三成因因素.其较合适指标为荧光强度,但目前对此尚无条件普及.与第三成因因素有关的是现行的粘结性指标.但各粘结性指标并不单独与第三成因因素有关,也与其它诸多因素有关. 4. MBI,或MCI: 这是与煤中灰成份组成有关所提出的指标,它与各类焦炭显微组织在其进高炉后碳溶反应时催化作用的趋向有关. 以上四个指标,在炼焦制度固定下,就可决定炼焦所得焦炭质量的优劣. 不同变质程度镜质组反射率分布 1. 在焦化领域中应用的煤岩学观点 镜质组随反射率提高分子化学结构各部分的变化规律和其与惰性成份之间的差别: 镜质组: 1.苯核中缩合苯环增多; 2. 侧链变短,变少; 3. 官能团减少,极至消失; 4. 桥键和交链键均遂渐减少; 惰性分份:1.分子结构中苯核大; 2.苯核周围只有氢键; 3.结构单元之间联系的桥键和交链键少. 2.捣固炼焦最显著的优点和其制约条件 配煤中多配用储量较丰富的低变质程度炼焦煤资源. 配用非炼焦煤,补充了现行常规配煤规律, 随之,扩大了炼焦煤资源. 提高装炉煤的堆密度. 降低装炉煤水份含量. 以上几点均有利于提高经济效益和社会效益 2.捣固炼焦最显著的优点和其制约条件 制约条件: 高炭化室高宽比一般不超过 9:1 ,影响焦炉大型 化; 炼焦煤资源不可只限于强粘结性的中变质程度煤; 3. 提高低变质程度煤用量的效果 提高配煤中低变质程度镜质组含量,即成焦后在焦炭显微组织组成中增加反应性较高的各向同性和各向异性程度低的成份(如细粒镶嵌). 提高配煤中低变质程度镜质组含量,即提高配煤中挥发份含量. 使装炉煤软化温度和分解温度降低. 使炼焦过程中瞬间固化时的收缩度增加. 按现行常规顶装炼焦炉而言,以上变化,均不利于提高焦炭质量. 4. 捣固焦炉能使上述缺点转化成优点 捣固后的装炉煤堆密度能从-740kg/m3至760kg/m3,提高到1120kg/m3至1140公斤/m3; 显著地降低了装炉煤料内部的空隙度; 使煤粒表面接触紧密,接触面积增大;使煤粒间单位接触面在成焦过程中减少粘结成份的吸附量; 使煤料分解的煤气泄出外排时增加阻力,使其在煤粒空间伫留时间延长,使煤气中有关成分增加合成机会,形成较大分子液相成份,从而增加煤粒表面间具有粘结性质的成份; 因此,一方面相同煤粒接触面减少吸附粘结成份的量;另一方面却又增加了粘结成份,从而可增加容纳惰性成份的量.实际上,就是使原来粘结性不强的低变质程度镜质组因捣固操作增加了粘结成份.这是为什么捣固操作能在配煤中增加弱粘结性,低变质程度煤配入量和允许在配煤中扩大惰性煤应用的主要原因之一. 4. 捣固焦炉能使上述缺点转化成优点 由于液相粘结成份增多,随之,容纳惰性成分的能力增强,甚至可以容纳无烟煤,使之参予成焦,扩大炼焦用煤范围. 煤中惰性成份,如其颗粒表面不显露在煤粒表面,这样它在成焦中不需要吸附液相成分作为粘结剂.因为在成煤过程中,其表面与周围活性成份已形成牢固的界面. 但如煤中惰性成份颗粒较大,由于它在成焦过程中,瞬间固化时,它与周围活性成份会由于收缩应力差别大,会以其为中心形成新的裂隙,影响焦炭质量. 无论任何煤中惰性