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【摘 要】简要分析研究了样品放置时间不同对瘦煤粘结指数测定造成的偏差,提出了相应的解决途径。
【关键词】烟煤粘结指数;测定偏差原因
0.概述
烟煤粘结指数是评价炼焦煤塑性的一个重要指标,既是表征煤的工业性质的分类指标之一,又是指导配煤炼焦和焦炭强度预测的重要参数,目前在焦化行业原料煤采购及配煤炼焦中,粘结指数是一个不可缺少的指标,直接关系到供需双方的经济利益,所以它的准确与否显得十分重要,但实际上是瘦煤的测定结果波动较大,即使供需双方存在较大分歧,又对指导生产带来不利影响,迫切需要进行测定偏差的原因分析,找到解决问题的途径。
1.瘦煤粘结指数测定的原理及产生偏差的原因分析
G值测定原理是以一定质量的试验煤样和专用无烟煤混合均匀,在规定条件下加热成焦,所得焦炭在一定规格的转鼓内进行强度检验,用特定的公式计算得到G值,表示试验煤样的粘结能力。同一化验煤样的重复性为≤3,再现性临界差為≤4,G值测定是一个规范性很强的方法,其测定结果随着试验条件而变化,经过我们多年的研究发现,除共知的影响因素外,还会存在其他的原因。这里我们讨论样品放置时间的不同对粘结指数的影响。
2.样品放置时间不同带来的影响
按GB/5447-1997规定与要求,测定粘结指数必须采制新鲜煤样,同时应将整个采样-制样-化验的周期,控制在7天内,但是对于变质程度较高的烟煤,煤样氧化的影响十分显著,我们进行了有关分析验证。
(1)我们取山西古交地区前山区域的瘦煤,按国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,进行粘结指数测定,结果为:
古交前山区域瘦煤的粘结指数。
第1天33;第2天34;第3天31;第4天30;第5天17。
第6天 16;第7天 17。
(2)我们还是取该地区受氧化作用明显的G值在20天左右的瘦煤,仍按照国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,在进行粘结指数测定,结果如下:
氧化作用后的瘦煤的粘结指数。
第1天13;第2天13;第3天13;第4天12;第5天12。
第6天12;第7天11。
(3)我们又取山西古交地区后生区域的瘦煤,仍按照国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,在进行粘结指数测定,结果如下:
古交后山区域瘦煤的粘结指数。
第1天58;第2天56;第3天59;第4天56;第5天52。
第6天55;第7天53。
(4)原因分析:古交地区瘦煤属全国重要的炼焦煤。上述两种煤,从煤质特点来看,极其相视,精煤灰分Ad为9%-10%,全硫St,d 为0.7%-0.9%,挥发分 为17%-19%,胶质层最大厚度Y值为5mm-7mm;古交前山瘦煤和后山瘦煤的显微组分结果如下:
古交前山:镜质组最大反射率平均值1.665;镜质组72.94;矿物 5.41;稳定组0.11;惰性组中丝质组18.18,半丝3.25,微粒组0.22。
古交后山:镜质组最大反射率平均值1.641;镜质组 68.00;矿物 3.74;稳定组0.66;惰性组中丝质组20.04,半丝5.95,微粒组3.33。
前山瘦煤的镜质组含量明显高于后山,而惰性组含量明显低于后山,分析认为两者皆属古生代的石炭纪和二迭纪的煤种,由于成煤过程中沉积环境的还原程度不同,会导致性质上的根本差异,而且高变质程度的烟煤,其中部分镜质组反射率高于某一界限时也是惰性的,所以这就是前后山瘦煤粘结性不同的根本原因。
另外,山西古交地区前后区域的瘦煤的粘结指数较低,是由于他的形成环境及组成上的变化使它具有不同的还原程度,并且随着放置时间的延长受氧化程度更加明显,但是对焦化企业来说,炼焦煤进厂后不可能全部很快消化,放置时间的长短,对G值的影响很大。因此,我们要尽可能快的消化掉所存煤种,煤质在空气中的氧化致使煤的粘结指数发生变化。
3.解决途径
炼焦煤必须兼有较强的粘结性和结焦性,国内大多数焦化企业主要使用炼焦原料煤粘结指数、胶质层指数作为粘结性和结焦性常规参考指标,但是粘结指数、胶质层指数试验只能测定到形成半焦,并不能真实反映炼焦煤在大焦炉中的粘结性和结焦性,因此局限较大,尤其对于G值<30的瘦煤,测定中存在较大的不确定性,必将对炼焦生产指导和供需双方经济利益带来不便。
对焦化企业来说,炼焦煤进厂后不可能全部很快消化,放置时间或长或短,G值有会有一定程度的变化。下面是我们模拟工业焦炉(200kg、40kg、20kg)条件的试验焦炉的焦炭强度作为评价炼焦煤的结焦性指标,决定对这三种不同的G值得瘦煤做20kg的小焦炉试验,通过模拟大焦炉炼焦观察他们的真实结焦性。
煤样通过模拟工业焦炉试验后的结焦性指标如下:
古交前山:筛分试验结果:>60mm15.39;60mm-40mm12.38; 40mm-25mm5.53;25mm-10mm5.53;<10mm61.37
转鼓试验结果:M25 37.0 M10 55.8
古交前山(氧化):筛分试验结果:>60mm10.55;60mm-40mm13.09; 40mm-25mm5.03;25mm-10mm5.03;<10mm66.30
转鼓试验结果:M25 35.0 M10 58.5
古交后山:筛分试验结果:>60mm49.50;60mm-40mm27.30;40mm-25mm11.08;25mm-10mm6.06<10mm6.06
转鼓试验结果:M25 70.2 M10 21.8
由上面结果可以看出,古交前山的瘦煤在氧化前后G值变化较大(33-11),但是真实的结焦性较差,也变化不大,而古交后山煤胶质层最大厚度与前山非常接近(Y值为5mm-7mm),但是G值较好(50-60),真实的结焦性较好,所以对于G值在30左右的瘦煤,我们使用时要警惕由于粘结性的变化而影响结焦效果,这样才能更有效的指导生产。
【参考文献】
[1]韩德馨.中国煤岩学.中国矿业大学出版社,1996.
[2]程鹏.中国煤炭性质、分类和利用化学工业出版社,2007.
【关键词】烟煤粘结指数;测定偏差原因
0.概述
烟煤粘结指数是评价炼焦煤塑性的一个重要指标,既是表征煤的工业性质的分类指标之一,又是指导配煤炼焦和焦炭强度预测的重要参数,目前在焦化行业原料煤采购及配煤炼焦中,粘结指数是一个不可缺少的指标,直接关系到供需双方的经济利益,所以它的准确与否显得十分重要,但实际上是瘦煤的测定结果波动较大,即使供需双方存在较大分歧,又对指导生产带来不利影响,迫切需要进行测定偏差的原因分析,找到解决问题的途径。
1.瘦煤粘结指数测定的原理及产生偏差的原因分析
G值测定原理是以一定质量的试验煤样和专用无烟煤混合均匀,在规定条件下加热成焦,所得焦炭在一定规格的转鼓内进行强度检验,用特定的公式计算得到G值,表示试验煤样的粘结能力。同一化验煤样的重复性为≤3,再现性临界差為≤4,G值测定是一个规范性很强的方法,其测定结果随着试验条件而变化,经过我们多年的研究发现,除共知的影响因素外,还会存在其他的原因。这里我们讨论样品放置时间的不同对粘结指数的影响。
2.样品放置时间不同带来的影响
按GB/5447-1997规定与要求,测定粘结指数必须采制新鲜煤样,同时应将整个采样-制样-化验的周期,控制在7天内,但是对于变质程度较高的烟煤,煤样氧化的影响十分显著,我们进行了有关分析验证。
(1)我们取山西古交地区前山区域的瘦煤,按国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,进行粘结指数测定,结果为:
古交前山区域瘦煤的粘结指数。
第1天33;第2天34;第3天31;第4天30;第5天17。
第6天 16;第7天 17。
(2)我们还是取该地区受氧化作用明显的G值在20天左右的瘦煤,仍按照国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,在进行粘结指数测定,结果如下:
氧化作用后的瘦煤的粘结指数。
第1天13;第2天13;第3天13;第4天12;第5天12。
第6天12;第7天11。
(3)我们又取山西古交地区后生区域的瘦煤,仍按照国标要求制样后混匀并分成7个平行样品,在进行粘结指数测定,结果如下:
古交后山区域瘦煤的粘结指数。
第1天58;第2天56;第3天59;第4天56;第5天52。
第6天55;第7天53。
(4)原因分析:古交地区瘦煤属全国重要的炼焦煤。上述两种煤,从煤质特点来看,极其相视,精煤灰分Ad为9%-10%,全硫St,d 为0.7%-0.9%,挥发分 为17%-19%,胶质层最大厚度Y值为5mm-7mm;古交前山瘦煤和后山瘦煤的显微组分结果如下:
古交前山:镜质组最大反射率平均值1.665;镜质组72.94;矿物 5.41;稳定组0.11;惰性组中丝质组18.18,半丝3.25,微粒组0.22。
古交后山:镜质组最大反射率平均值1.641;镜质组 68.00;矿物 3.74;稳定组0.66;惰性组中丝质组20.04,半丝5.95,微粒组3.33。
前山瘦煤的镜质组含量明显高于后山,而惰性组含量明显低于后山,分析认为两者皆属古生代的石炭纪和二迭纪的煤种,由于成煤过程中沉积环境的还原程度不同,会导致性质上的根本差异,而且高变质程度的烟煤,其中部分镜质组反射率高于某一界限时也是惰性的,所以这就是前后山瘦煤粘结性不同的根本原因。
另外,山西古交地区前后区域的瘦煤的粘结指数较低,是由于他的形成环境及组成上的变化使它具有不同的还原程度,并且随着放置时间的延长受氧化程度更加明显,但是对焦化企业来说,炼焦煤进厂后不可能全部很快消化,放置时间的长短,对G值的影响很大。因此,我们要尽可能快的消化掉所存煤种,煤质在空气中的氧化致使煤的粘结指数发生变化。
3.解决途径
炼焦煤必须兼有较强的粘结性和结焦性,国内大多数焦化企业主要使用炼焦原料煤粘结指数、胶质层指数作为粘结性和结焦性常规参考指标,但是粘结指数、胶质层指数试验只能测定到形成半焦,并不能真实反映炼焦煤在大焦炉中的粘结性和结焦性,因此局限较大,尤其对于G值<30的瘦煤,测定中存在较大的不确定性,必将对炼焦生产指导和供需双方经济利益带来不便。
对焦化企业来说,炼焦煤进厂后不可能全部很快消化,放置时间或长或短,G值有会有一定程度的变化。下面是我们模拟工业焦炉(200kg、40kg、20kg)条件的试验焦炉的焦炭强度作为评价炼焦煤的结焦性指标,决定对这三种不同的G值得瘦煤做20kg的小焦炉试验,通过模拟大焦炉炼焦观察他们的真实结焦性。
煤样通过模拟工业焦炉试验后的结焦性指标如下:
古交前山:筛分试验结果:>60mm15.39;60mm-40mm12.38; 40mm-25mm5.53;25mm-10mm5.53;<10mm61.37
转鼓试验结果:M25 37.0 M10 55.8
古交前山(氧化):筛分试验结果:>60mm10.55;60mm-40mm13.09; 40mm-25mm5.03;25mm-10mm5.03;<10mm66.30
转鼓试验结果:M25 35.0 M10 58.5
古交后山:筛分试验结果:>60mm49.50;60mm-40mm27.30;40mm-25mm11.08;25mm-10mm6.06<10mm6.06
转鼓试验结果:M25 70.2 M10 21.8
由上面结果可以看出,古交前山的瘦煤在氧化前后G值变化较大(33-11),但是真实的结焦性较差,也变化不大,而古交后山煤胶质层最大厚度与前山非常接近(Y值为5mm-7mm),但是G值较好(50-60),真实的结焦性较好,所以对于G值在30左右的瘦煤,我们使用时要警惕由于粘结性的变化而影响结焦效果,这样才能更有效的指导生产。
【参考文献】
[1]韩德馨.中国煤岩学.中国矿业大学出版社,1996.
[2]程鹏.中国煤炭性质、分类和利用化学工业出版社,2007.