一种基于煤岩和基质强度的焦煤细化分类方法与流程 专利技术说明

石油,煤气及炼焦工业设备的制造及其应用技术1.本发明属于煤焦化工领域，尤其涉及一种基于煤岩和基质强度的焦煤细化分类方法。背景技术：2.随着高炉的大型化，焦炭作为支撑骨架作用越来越重要，因此需要炼焦煤具有较好的结焦特性。焦煤作为骨架煤种，在配煤中起的作用越来越大。大多数焦化企业对焦煤的评价主要依据黏结指数g值、胶质层厚度y值、挥发分vdaf(或镜质组反射率)进行评价配用。但对于我国产量大、性质优异的山西地区典型焦煤，其g值、y值并不高，而在配煤中却能发挥更大的作用，说明主要依靠g值、y值或挥发分来评价分类焦煤具有局限性。3.煤是一种组成、结构非常复杂且极不均一的有机生物岩，煤岩主要成分划分为镜质组、壳质组、惰质组。镜质组和壳质组在煤干馏结焦过程中，能够软化熔融形成中间相小球体，煤热解过程中中间相的形成和发展对炼焦煤的特性起重要作用。焦煤镜质组含量差异较大，主要集中在40％～90％之间。镜质组与惰质组之间的界面结合强度直接影响焦炭强度，可以用基质强度表示。镜质组含量的差异、成焦过程中界面结合强度是焦煤其他指标接近而焦炭性能差异较大的主要原因。因此，找到能区分焦煤性质的关键指标，对焦煤进行合理的细化分类是对焦煤性质评价的基础，在焦煤细化分类基础上进行焦煤性质评价有利于焦化企业对焦煤进行筒仓或煤场分类存储、配比控制和稳定焦炭质量。技术实现要素：4.本发明的目的是提供一种基于煤岩和基质强度的焦煤细化分类方法，该方法主要利用煤岩镜质组含量及焦炭基质强度进行煤质分析和细化分类，解决焦煤黏结性和结焦性指标接近使得配煤结构优化难度增加的问题，该方法简单可靠，成本低廉，时效性好，有利于稳定焦炭质量，适用于煤炭和焦化企业。5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：6.一种基于煤岩和基质强度的焦煤细化分类方法，包括如下步骤：7.1)测定焦煤的挥发分vdaf、胶质层指数y、黏结指数g、煤岩组成；8.2)制定干馏试验用样品，样品粒度为3mm粒级占比75％～90％；9.3)将步骤2)制好的样品50g～5000g置于干馏反应器中，并通入惰性气体，设置干馏反应器升温速率为3～10℃/min升至850℃～1000℃，并恒温0～5h；10.4)反应结束后，自然冷却至30℃以下后取出焦煤焦炭，将其粉碎至0.2～0.8mm；11.5)取步骤4)制好的焦煤焦炭样品质量记为m0，置于i型转鼓中进行旋转实验，i型转鼓转速为25～50转/min，旋转20～60min后，将i型转鼓内焦样倒出，并用0.2mm的圆孔筛进行筛分，筛分后筛上物的焦粒样品重量记为m1；12.6)计算基质强度icb，icb＝(m1/m0)*100％；13.7)进行焦煤细化分类，将焦煤质量由高到低分成焦煤1类、焦煤2类、焦煤3类，当煤岩组成中镜质组含量v≤60.0％时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若icb＜50.0％，则为焦煤2类；当镜质组含量v在60.0％～75.0％之间时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若48.0％《icb《50.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类；当镜质组含量v＞75.0％时，若icb≥48.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类。14.上述步骤1)所述焦煤的挥发分vdaf介于20.0％～28.0％之间。15.上述步骤1)所述焦煤黏指数g值介于75～90之间。16.上述步骤1)所述胶质层厚度y值介于15mm～20mm之间。17.上述步骤5)中，焦煤焦炭样品质量m0为2g～200g。18.本发明的技术原理：19.经过长期研究，本发明是以煤岩学理论为支撑开发的焦煤细化分类方法。由于岩相组成和性质的差异，导致焦煤热解软化熔融形成的胶质体的数量和质量差异较大，最终影响焦炭质量。20.与现有的技术相比，本发明的有益效果是：21.1)本发明在较短时间内即可区分常规煤质指标接近的焦煤煤种，并对焦煤进行细化分类，可为焦煤煤质评价和指导配煤提供可靠依据；22.2)本发明方法简单可靠，成本低廉，时效性好，适用于煤炭和焦化企业，具有广泛的推广价值。具体实施方式23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用以限制本发明。24.本发明是一种基于煤岩和基质强度的焦煤细化分类方法，通过获得焦煤镜质组含量和基质强度对焦煤进行细化分类，用以区别常规指标接近的焦煤。25.为了说明本发明的技术方案，以下结合具体实施例进行详细说明。26.实施例1：27.1)测定焦煤的挥发分vdaf、胶质层指数y，黏结指数g、煤岩组成；28.2)制定干馏试验用样品,样品粒度为3mm粒级占比80％；29.3)将步骤2)制好的样品200g置于干馏反应器中，并通入惰性气体，设置干馏反应器升温速率为3℃/min升至950℃，并恒温0.5h；30.4)反应结束后，自然冷却至30℃以下后取出焦煤焦炭，将其粉碎至0.2～0.8mm；31.5)将步骤4)制好的焦煤焦炭样品4g质量记为m0，置于i型转鼓中进行旋转实验，i型转鼓转速为25转/min，旋转50min后，将i型转鼓内焦样倒出，并用0.2mm的圆孔筛进行筛分，筛分后大于0.2mm的焦粒样品重量记为m1，32.6)计算基质强度icb，icb＝(m1/m0)*100％；33.7)进行焦煤细化分类，当煤岩组成中镜质组含量v≤60.0％时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若icb＜50.0％，则为焦煤2类；当镜质组含量v在60.0％～75.0％之间时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若48.0％《icb《50.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类；当镜质组含量v＞75.0％时，若icb≥48.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类。实施例1的焦煤指标及细化分类见表1。34.表1实施例1的焦煤指标及细化分类[0035][0036]实施例2：[0037]1)测定焦煤的挥发分vdaf、胶质层指数y，黏结指数g、煤岩组成；[0038]2)制定干馏试验用样品，样品粒度为3mm粒级占比82％；[0039]3)将步骤2)制好的样品500g置于干馏反应器中，并通入惰性气体，设置干馏反应器升温速率为5℃/min升至950℃，并恒温0.5h；[0040]4)反应结束后，自然冷却至30℃以下后取出焦煤焦炭，将其粉碎至0.2～0.8mm；[0041]5)将步骤4)制好的焦煤焦炭样品6g质量记为m0，置于i型转鼓中进行旋转实验，i型转鼓转速为25转/min，旋转40min后，将i型转鼓内焦样倒出，并用0.2mmm的圆孔筛进行筛分，筛分后大于0.2mm的焦粒样品重量记为m1；[0042]6)计算基质强度icb，icb＝(m1/m0)*100％；[0043]7)进行焦煤细化分类，当煤岩组成中镜质组含量v≤60.0％时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若icb＜50.0％，则为焦煤2类；当镜质组含量v在60.0％～75.0％之间时，若icb≥50.0％，则为焦煤1类，若48.0％《icb《50.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类；当镜质组含量v＞75.0％时，若icb≥48.0％，则为焦煤2类，若icb＜48.0％，则为焦煤3类。实施例2的焦煤指标及细化分类见表2。[0044]表2实施例2的焦煤指标及细化分类[0045][0046]本发明解决了焦煤黏结性和结焦性指标接近使得煤质评价、配煤结构优化难度增加的问题，在较短时间内可对焦煤进行细化分类，为煤质评价和指导配煤提供依据。[0047]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明并不限于以上描述实施例，在本发明描述的值与区间内的简单变型及组合，均将视为本发明的公开内容，并属于本发明的保护范围。









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