些煤种可用作COREX熔炼造气煤,但是还未经证实。阴影区外的煤种则不能单独使用或直
接使用,属于(3)组,在图中用“△”标出。(3)组中,挥发分过高的煤可预先脱除部分
挥发分或与其他低挥发分煤种混合使用。灰分过高的煤则必须与低灰煤混合才能用于
COREX。
图5—2中标出了国内外几个代表性煤种所处的位置,其中包括了无烟煤、烟煤和褐煤。
可见,COREX熔炼造气煤的选择范围是相当宽的。
适用于COREX流程的煤种虽然很多,但工业实施时则应择优选用。一般,灰分不应高
于25%,挥发分应在15%~36%之间。这一范围相当于图5—2虚线围成的区域。最佳的熔
炼煤灰分在12%以下,挥发分介于20%~30%,即图5—2点划线围成的区域。
可以看出,世界范围内的煤种中处于最佳范围的并不多。这是造成COREX流程煤耗过
高的一个主要问题。 ‘ 。 。
我国的非焦煤资源丰富,位于可用范围的煤种很多,搭配出最佳煤种也较容易。事实
上,图5—2中最佳区域内仅有的两个煤种都是使用我国的大储量煤种通过配煤的手段得到
的。
由图5—2可看出,熔炼煤对灰分的限制较宽,低挥发分煤种的灰分可高达30%以上。而
理论上可用的最高灰分则直至50%。
相对来讲,熔炼煤对挥发分的变化则敏感得多。挥发分的主要成分是氢和碳。煤中的
氢主要由挥发分提供。挥发分越高,氢与碳的原子摩尔比H/C也越高。煤在COREX熔炼
造气过程中主要靠碳的燃烧反应放热,氢并不参加燃烧反应。提高氢含量反而会使煤气热
容和挥发物分解热增加。故H/C提高将使煤的气化温度降低。
影响煤气化温度的另一个重要因素是挥发分的氧化度。氧化度的衡量标准是氧与碳的
原子摩尔比O/C,其中O不含灰分中的氧。因此挥发分对熔炼煤的影响也可通过H/C和
o/c对绝热气化温度的影响表现出来。绝热气化温度丁。是指绝热状态下煤与纯氧反应,生
成CO和Hz时反应产物的温度。以O‘C为标准,熔炼煤丁。可通过一个简单的热平衡近似求
出:
式中,g为挥发物分解热,J·g一,C、H、‘N分别指煤中碳、氢和氮的含量,A为灰分(质
量热容近似取IJ·K“·g)。110540是CO的生成热,其余数值分别是CO、H。、N:的热
容。
图5—3示出了H/C和o/c对熔炼煤绝热气化温度的影响及根据绝热气化温度对熔炼
煤的分类。
根据绝热气化温度可将熔炼煤分为三种类型。绝热气化温度在2000~C以下的煤种不能
单独使用,必须与其他优质煤混合以提高绝热气化温度。绝热气化温度介于2000C和
2400~c的煤种作熔炼煤时,由于熔炼煤发热值较低,熔炼煤耗高,从而还原气发生量供过
于求。在这种情况下,流程将有过剩煤气作为副产品输出。熔炼煤绝热气化温度高于2400C
时,由于煤耗低,还原气量不能满足要求,可采用还原气循环使用等措施解决煤气量不足
的问题。只有使用绝热气化温度在2400~c~右的熔炼煤才能使熔炼煤气量恰好满足还原的
需要。有关这一问题稍后再进行详细讨论:
Kehl的COREX试验厂曾试用了近20种不同性质的熔炼煤,表5—4给出了这些煤的基
本性质,表5—5则给出了实际生产的熔炼煤质量。使用结果表明,熔炼煤挥发分对冶炼的影
响较灰分重要得多。因此,挥发分是选择熔炼煤的一项重要参数。但是,挥发分相近的煤
种可能具有差别很大的绝热气化温度。而绝热气化温度则是一项决定熔炼煤可用性和能耗
水平的决定性参数。因此,根据绝热气化温度对熔炼煤进行选择较根据煤的挥发分更为可
靠。
c0REx对入炉煤的水分有_定的要求。一般当水分低于8%时,允许直接入炉使用。水
分过高时,应预先进行干燥处理,干燥后水分可控制在3%~6%,最好低于5%。
煤中硫过高时会影响铁水质量,增加脱硫负担,使生产水平降低。熔炼煤中全硫不得
高于1。5%,最好低于0.6%。
COREx熔炼造气炉对熔炼煤的粒度有较高的适应能力,一般仅将上限控制到低于
50mm即可满足要求。但是,如果入炉粉煤过多也会给生产带来问题。熔炼煤中小粒度部分
容易在流化床中形成夹带,产生短路现象。即粉末人炉后来不及在流化床中完成气化反应
就直接被吹入热旋风除尘器。这一现象严重时会导致流化床拱顶温度下降以及热旋风除尘
器和煤气管道中焦油生成量增加。因此,最好将粒度控斜在40mm,同时保证不小于
10mm的部分不低于50%。
1煤的其他性质一般对熔炼过程没有影响或影响很小,例如煤灰软熔温度和膨胀指数等
煤的其他性质一般对熔炼过程没有影响或影响很小,例如煤灰软熔温度和膨胀指数等
参数。 |
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