配合煤炼焦时硫分转化规律的研究_煤炭

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配合煤炼焦时硫分转化规律的研究

作者：佚名发布时间：1970-01-01

众所周知，硫是焦炭中的有害杂质，为降低焦炭中的硫含量、优化焦炭质量，研究配合煤炼焦时硫分的转化情况是十分必要的。为此，我们进行了一系列40kg小焦炉试验，进行模拟配煤试验，找出了单种煤硫分与配合煤炼焦时所得焦炭硫分的关系，对预测焦炭质量、避免焦炭中硫分过高具有积极的意义。

1 试验的提出

1.1 单种煤、配合煤及焦炭间的硫含量关系

煤中硫含量属于化学性质指标，配合煤仅是单种煤的物理配合，相互之间的关系属于加和性质。配合煤硫分可按单种煤硫分加和法计算，也可直接测定。

在炼焦过程中，煤中的硫酸盐和硫化铁部分转化为FeS , CaS , Fe_nS_(n+1)而残留在焦炭中（S_残）；另一部分有机硫则转化为气态硫化物，在流经高温焦炭层缝隙时，部分与焦炭反应生成复杂的硫碳复合物（S_复）而转入焦炭中，其余部分则随煤气排出(S_气），随焦炉煤气带出的硫量因煤中硫的存在形态及炼焦最终温度而异。

由煤到焦炭的过程，受热解、焦炭产率（或叫成焦率）和硫的形态影响，其中成焦率大，相对转化率就较大；有机硫多，转化进入焦炭中的硫就少。

1.2 “硫滞留值”概念的提出

因有机硫与无机硫在炼焦时的转化情况不一样，且比较复杂，如果想直接从煤中有机硫和无机硫的含量入手就比较困难。本文从研究单种煤含硫的角度出发，发现单种煤在炼焦时，焦炭中硫与单种煤中硫的比值波动很大，于是提出了“硫滞留值”的概念，通过这个值来帮助研究配合煤炼焦时硫转化的情况，对于较好地预测焦炭的硫含量、更好地实现炼焦配煤具有积极的意义。

硫滞留值＝（焦炭含硫量/配合煤含硫量）×100%

1.3 试验方案的提出

2006年10月～2007年10月期间，中润公司在分析日常化验数据时发现，几次更换配煤比后，配合煤中硫分的波动与焦炭硫分的波动并不一致。为此，我们进行了一系列试验，首先研究单种煤炼焦时的硫分变化情况，再进行不同煤种配煤炼焦的试验，通过试验找出了其中的规律来指导生产。

2 试验原料及方法

2.1 试验原料

中润公司所用的炼焦煤有60%～70％来自开滦各大煤矿，其余的煤种主要来自山西各煤矿，这些煤种的煤源稳定，煤质波动不大，单种煤炼焦时，硫分的波动也不大。

2.2 试验方法

所有单种煤、配合煤的试验数据均来自40kg小焦炉的炼焦试验。取40kg干基煤装入煤箱，推入预先升温至800℃的炭化室炉膛，并迅速关闭炉门，通电打开燃烧室控制仪表，进入800～1050℃的升温程序，结焦时间控制在14h左右，焦饼中心温度达到950℃时出炉。

硫分的分析方法依据国家标准GB/T 214-1996《煤中全硫的测定方法》及GB/T 2286-1991《焦炭全硫含量的测定方法》测定。

3 试验数据及分析

3.1 原料煤分析

各原料煤的工业分析结果见表1。

3.2 配煤方案

各种配煤方案见表2。

表1 原料煤的工业分析数据

序号	煤种	A_d %	V_daf %	S_t , %		硫的滞后值％
序号	煤种	A_d %	V_daf %	煤中硫	焦中硫	硫的滞后值％
1	吕家坨焦煤	10.46	22.63	0.75	0.66	88.00
2	屯兰焦煤	9.55	21.10	0.76	0.66	86.84
3	孝义焦煤	9.96	25.62	0.91	0.84	92.31
4	孝西焦煤	9.07	22.23	0.93	0.78	83.87
5	柳林焦煤	9.10	19.80	1.04	0.82	78.85
6	西曲焦煤	10.26	19.76	1.06	0.92	86.79
7	吕梁焦煤	7.94	22.46	0.99	0.83	83.84
8	范各庄肥煤	10.84	30.08	0.98	0.81	82.65
9	钱营肥煤	10.88	32.99	0.83	0.68	81.93
10	唐山矿1/3焦煤	11.58	32.05	0.48	0.48	100.00
11	三给瘦煤	9.66	15.11	0.99	0.83	83.84
12	红墙弱黏煤	5.94	33.17	0.54	0.49	90.74
13	巨强弱黏煤	5.87	32.51	0.48	0.48	100.00
14	兴旺弱黏煤	5.55	30.67	0.48	0.42	87.50

注：唐山矿1/3焦煤、巨强弱黏煤中硫的滞留值达到100%，可能是这些煤中有机硫含量高，不易清除，在结焦时全硫率反而会因质量的减少而增高。

表2 10个配煤方案的配煤比

配煤序号	吕家坨焦煤	屯兰焦煤	西曲焦煤	柳林焦煤	范各庄肥煤	唐山矿1/3焦煤	兴旺弱黏煤
1	20	8		9	25	18	20
2	20	8	9		25	18	20
配煤序号	吕家坨焦煤	通化焦煤	范各庄肥煤	唐山矿1/3焦煤	黑龙江1/3焦煤	玉丰弱黏煤	红墙弱黏煤	巨强弱黏煤
3	18	21	18	20	5	5		13
4	18	21	18	20	5	5	13
配煤序号	吕家坨焦煤	屯兰焦煤	柳林焦煤	范各庄肥煤	钱营肥煤	唐山矿1/3焦煤	兴旺弱黏煤	汇海弱黏煤
5	17	8	12	13	10	20	16	4
6	20	5	12	13	10	20	16	4
配煤序号	吕家坨焦煤	孝义焦煤	吕梁焦煤	范各庄肥煤	钱营肥煤	唐山矿1/3焦煤	兴旺弱黏煤	三给瘦煤
7	22	8	7	10	15	20	13	5
8	22	8	7	10	15	20	11	7
配煤序号	吕家坨焦煤	孝义焦煤	吕梁焦煤	范各庄肥煤	钱营肥煤	唐山矿1/3焦煤	兴旺弱黏煤	青瓷窑气煤	三给瘦煤
9	22	8	7	10	15	20	13	5
10	22	8	7	10	10	20	13	5	5

TD>	0.62	81.58
2	0.76	0.67	88.16
3	0.74	0.67	90.54
4	0.76	0.67	88.16
5	0.79	0.70	88.61
6	0.80	0.72	90.00
7	0.86	0.76	88.37
8	0.88	0.76	86.36
9	0.86	0.73	84.88
10	0.87	0.72	82.76

3.4 数据分析

比较1号与2、3号与4、5号与6号的配煤方案，均是同类煤种间的变换（焦煤与焦煤，弱黏煤与弱黏煤）其共同的规律是：单种煤中硫滞留值低的配煤（(1、4、5号)，其配合煤炼焦时硫滞留值也低。比较7号与8、9号与10号配煤方案，是不同类煤种间的变换（弱黏煤与瘦煤，肥煤与瘦煤）。其中的区别是单种煤的硫滞留值低的配合煤炼焦时，硫滞留值不一定低，其规律性不强，各煤之间的相互影响也需要进一步研究。

4 结论

通过40kg小焦炉试验，可得到各单种煤的硫滞留值，从而进一步判断煤质。但要注意的是，该试验应建立在煤种比较稳定的基础上，如果煤质波动比较大，单种煤的硫滞留值会有变化。

（1）试验表明，配合煤炼焦时若是同类煤种间的变换，单种煤的硫滞留值与配合煤炼焦时硫滞留值的变化一致。

（2）若不是同类煤种间的变换，规律性不强，各煤种之间的相互影响需要进一步研究。

（3）通过各单种煤的硫滞留值的比较，可在煤质硫分指标区不大的情况下，选择硫滞留值较低的煤种来炼焦，以此来更好地控制焦炭中的硫含量牛娅丽（河北唐山中润煤化工有限公司）

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