我國(guó)煉焦煤資源豐富,但肥煤、焦煤資源稀缺。為了合理利用煉焦煤資源,降低煉焦煤原料成本,本文以漣鋼焦化廠生產(chǎn)用煤為對(duì)象,進(jìn)行煤的基本性質(zhì)、工藝性質(zhì)、煤巖組成、熱解特性、容惰能力等分析測(cè)試和單種煤及其配合煤的實(shí)驗(yàn)焦?fàn)t煉焦實(shí)驗(yàn),進(jìn)而對(duì)單種煤的結(jié)焦性以及不同煤種間的替換性進(jìn)行評(píng)價(jià)和配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上,選取三種經(jīng)不同溫度處理后的煉焦煤進(jìn)行溶劑抽提、紅外光譜分析,以研究其化學(xué)結(jié)構(gòu)與粘結(jié)性的關(guān)系,結(jié)果表明:(1)不同變質(zhì)程度煉焦煤工藝性質(zhì)差異較大,1/3焦煤(均值為81.76)粘結(jié)指數(shù)高于焦煤(均值為78.40),在受熱過程中均能產(chǎn)生一定數(shù)量的膠質(zhì)體,1/3焦煤塑性溫度區(qū)間為72℃△t106℃,焦煤塑性溫度區(qū)間為54℃△t114℃,1/3焦煤的log MF值(均值為3.75)高于焦煤log MF值(均值為2.38);肥煤的粘結(jié)性最好,膠質(zhì)體數(shù)量多,流動(dòng)度好,log MF值均大于4,塑性溫度范圍361℃~489℃,塑性溫度區(qū)間寬(△t108℃);瘦煤粘結(jié)性最差,膠質(zhì)體很少或沒有。(2)經(jīng)不同溫度處理前后的1/3焦煤、肥煤和焦煤的溶劑抽提、紅外光譜分析結(jié)果表明,三種煤樣在CS2/THF混合溶劑中抽提率均隨處理溫度升高而增加,抽提物中主要含有脂肪族烴和羧基等含氧官能團(tuán),煤中的一些灰分等重質(zhì)組分和芳香結(jié)構(gòu)存在于殘?jiān)?處理溫度介于塑性溫度區(qū)間內(nèi)的溶劑抽提率與基氏流動(dòng)度呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系,其相關(guān)系數(shù)r=0.875。(3)配煤煉焦實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同1/3焦煤間替代,在其它煤種和配比不變時(shí),不同礦點(diǎn)的1/3焦煤所得焦炭質(zhì)量存在差異,其中淮南1/3焦煤替代大屯1/3焦煤時(shí)焦炭質(zhì)量明顯降低(CRI和CSR分別從27.8%和59.4%變?yōu)?0.4%和52.5%;M_(40)和M_(10)分別從81%和7.9%變?yōu)?7.2%和8.2%);相同配比下不同礦點(diǎn)的1/3焦煤對(duì)焦炭質(zhì)量影響次序?yàn)?萍鄉(xiāng)1/3焦煤大屯1/3焦煤淮南1/3焦煤;1/3焦煤替代肥煤,焦炭質(zhì)量略有下降,在其它煤種和配比不變時(shí),用10%淮南1/3焦煤等比例替代萬城肥煤時(shí)焦炭質(zhì)量下降最多(CRI和CSR分別從27.8%和59.4%變?yōu)?7.0%和56.6%,M_(40)和M_(10)分別從81%和7.9%變?yōu)?8.2%和8.3%),但仍滿足高爐用焦質(zhì)量要求,替代方案可行。(4)利用煤的基本性質(zhì)可以預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量,其預(yù)測(cè)模型為:M_(40)=-0.182V_(daf)+0.313G–1.079A_d+75.308,r=0.9094(n=8)M_(10)=0.0709V_(daf)-0.102G–0.00397A_d+14.556,r=0.7829(n=8)CRI=4.128V_(daf)–1.018G+1.857A_d+15.021,r=0.9132(n=8)CSR=-5.091V_(daf)+1.926G-0.558A_d+34.343,r=0.8589(n=8)(5)與原有配煤方案比較,相同焦炭質(zhì)量下,配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的配煤比為24%1/3JM,15%FM,55%JM,6%SM,此時(shí),配煤原料成本相對(duì)最低。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ520.62
【部分圖文】：

漣鋼焦化廠煉焦煤基本特性與配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究第一章 文獻(xiàn)綜述.1 我國(guó)煤炭資源狀況.1.1 我國(guó)煤炭資源概述我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量相對(duì)豐富，總量位居世界第三位，也是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。煤炭總資源量達(dá)到了 55697.48 億噸，包括已經(jīng)探明的資源儲(chǔ)量 10176.48噸和預(yù)測(cè)儲(chǔ)量 45521 億噸[1]。我國(guó)煤炭資源品種齊全，但分布不均勻。我國(guó)北方各省煤炭資源占全國(guó)煤炭資源量的 93%左右，在地域分布上的特點(diǎn)是北方多南方少、西部多東部少，覆蓋各個(gè)煤階段的煤，不同煤種分布如圖 1-1 所示，其中不粘煤、氣煤、長(zhǎng)煙煤和褐煤資源量最，非煉焦煤儲(chǔ)量較多；優(yōu)質(zhì)的肥煤、焦煤、瘦煤資源較少，在我國(guó)屬于短缺煤種。

朱家店 山西圣佛圖 2-1 1/3 焦煤的鏡質(zhì)組反射率分布圖Fig.2-1 Distribution of vitrinite reflectance of 1/3 coking coal1/3 焦煤是中高揮發(fā)分準(zhǔn)強(qiáng)粘結(jié)性煤。特性介于焦煤、肥煤和氣煤間的過度煤種。配入量可在較大范圍內(nèi)變化而獲得高強(qiáng)度焦炭，也具有擴(kuò)大塑性區(qū)間，減緩煉焦過的膨脹壓力和增加焦餅收縮的作用。從鏡質(zhì)組反射率分布圖來看，淮北 1/3 焦煤標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 為 0.138，有一個(gè)凹口，為 1 個(gè)凹口的混煤，分類編碼為 3。由表 2.3 和表 2.4 可以看出淮北 1/3 焦煤屬于中低、低硫、中揮發(fā)分煤（灰分 Ad為 8.98%、St,d為 0.39%、Vdaf為 31.44%）。該煤鏡質(zhì)平均最大反射率 Rmax為 0.792，惰性含量較低，為 40.4%，活惰比高。從鏡質(zhì)組反射率分布圖來看，大屯 1/3 焦煤標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 為 0.160，有一個(gè)凹口，為一個(gè)凹口的混煤，分類編碼為 3。由表 2.3 和表 2.4 可以看出大屯 1/3 焦煤屬低灰、硫、較高揮發(fā)分煤（灰分 Ad為 7.22%、St,d為 0.54%、Vdaf為 35.07%）。該煤鏡質(zhì)組均最大反射率 Rmax為 0.739，惰性含量較低，為 31.7%，活惰比高。從鏡質(zhì)組反射率分布圖來看，淮南 1/3 焦煤標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 為 0.157，有一個(gè)凹口，為

淮北礦業(yè)肥煤圖 2-2 肥煤的鏡質(zhì)組反射率分布圖Fig.2-2 Distribution of vitrinite reflectance of fat coal程度煙煤，其揮發(fā)分范圍較廣，加熱時(shí)能產(chǎn)生大肥煤?jiǎn)为?dú)煉焦時(shí)有大量液體析出，焦體有較多的粘結(jié)性煤，是重要的基礎(chǔ)煤種。分布圖來看，湖南萬城肥煤標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 為 0.130，。由表 2.3 和 2.5 可以看出湖南萬城肥煤屬于高灰、St,d為 0.34%、Vdaf為 28.63%）。該煤鏡質(zhì)組平均低，為 32.8%，活惰比高。分布圖來看，趙城肥煤標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 為 0.108，有 編碼是 3。由表 2.3 和 2.5 可以看出趙城肥煤煤屬為 9.27%、St,d為 2.05%、Vdaf為 34.18%）。該煤鏡惰性含量較低，為 25.8%，活惰比高。
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