焦炭定义[1]

焦炭(一)

一、焦炭定义

焦炭是一种固体燃料,质硬、多孔、发热量高;烟煤在隔绝空气下加热到950-1050℃,经干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制的焦炭,这一过程称为高温干馏。在干馏温度为500-700℃情况下制的的焦炭称为半焦。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。 二、焦炭的种类

82%以上,而90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。 三、焦炭的用途

焦炭广泛用于高炉炼铁、冲天炉熔铁、铁合金冶炼和有色金属冶炼等生产,作为还原剂、能源和供碳剂,也用于电石生产、气化和合成化学等领域作为原料。

对于不同用途的焦炭,均有其特定的要求,如高炉焦的化学性质和物理性质都有严格的要求;而铸造焦,一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和灰分、硫分低;化工气化用焦,对强度要求不严,但要求反应性好,灰熔点较高;电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的分布

从我国焦炭产量分布情况看,我国炼焦企业地域分布不平衡,主要分布于华北、华东和东北地区。 五、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。

焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下: 真密度为 1.8-1.95g/cm3; 视密度为 0.88-1.08g/ cm3;

气孔率为 35-55%; 散密度为 400-500kg/ m3; 比表面积为 0.6-0.8m2/g 平均比热容为 0.808kj/(kgk)(100℃),1.465kj/(kgk)(1000℃); 热导率为 2.64kj/(mhk)(常温),6.91kg/(mhk)(900℃);

着火温度(空气中)为 450-650℃; 干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g; 六、焦炭质量的评价

焦炭是高温干馏的固体产物,主要成分是碳,是具有裂纹和不规则的孔孢结构体。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度,其指标一般以裂纹度(指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少)来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率(指焦炭气孔体积占总体积的百分数)来表示,它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭,对气孔率指标要求不同,一般冶金焦气孔率要求在40~45%,铸造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低,与炼焦所用煤种有直接关系,如以气煤为主炼得的焦炭,裂纹多,气孔率高,强度低;而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。

1、焦炭中的灰分(A):焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%,焦炭用量增加 2—2.5% 因此,焦炭灰分的降低是十分必要的。

2、焦炭中的硫分(S) 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石;3.5% 来自石灰石;82.5% 来自焦炭。当焦炭硫分大于1.6%,硫份每增加 0.1% ,焦炭使用量增加 1.8%,石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%,大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。

3、焦炭的抗碎强度(M40):是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力,用M40值表示,主要受焦炭的裂纹度影响。

4、焦炭的耐磨强度(M10):是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示,主要受焦炭的孔孢结构即气孔率的影响。

5、焦炭的反应性(CRI):焦炭与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力,CRI =(G0—G1)/G0×100%(G0-试验焦炭样重量g;G1-反应后焦炭样重量g)。 焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化中与CO2、O2和H2O发生化学反应。由于焦与O2和H2O的反应与CO2的反应类似,因此大多数国家都用焦炭与CO2间的反应特性评定焦炭反应性。

6、焦炭的反应后强度(CSR):是指反应后的焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭的反应后强度和反应性反映的是焦炭在高温状态下的性能,因此称之为焦炭的热态指标。

7、焦炭中的挥发分(V):根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%,则表示生焦;挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火,一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。

8、焦炭中的水分(M):水分波动会使焦炭计量不准,从而引起炉况波动。此外,焦炭水分提高会使M04偏高,M10偏低,给转鼓指标带来误差。

9、焦炭的粒度:在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为:对大焦炉(1300—2000 平方米)焦炭粒度大于 40 毫米;中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明,焦炭粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒,使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一,空隙大,阻力小,炉况运行良好。

10、焦炭中的磷分(P):炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。

焦炭(二)

七、焦炭在高炉冶炼中的作用

(1)发热剂。焦炭是高炉冶炼的主要燃料,焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气,煤气在上升过程中将热量传给炉料,使高炉内的各种物理化学反应得以进行。

(2)还原剂。焦炭燃烧产生的CO及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。

(3)料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3~1/2的体积,尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在的,它对料柱起骨架支撑作用,高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。

(4)渗碳剂。

八、 高炉用焦炭的质量标准

焦炭粒度一般为分:>40mm大块焦,>25mm大中块焦,>25-40mm中块焦,<25mm焦粉。质量标准一般以大中块焦为例(见表1)。

表1 高炉用焦炭的质量标准

九、炼焦生产工艺流程

现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。工艺流程图见图6。

注 : 水分只作为生产操作中控制指标,不作质量考核依据。

图6 炼焦生产工艺流程

1、洗(选)煤

原煤开采出来必须先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其它杂质。洗(选)煤有风力和水力两种。水力洗煤就是利用水的浮力,根据煤和煤矸石(煤里的石头)密度的不同把它们分开,节省能源和运输费用。因为不分开的话,煤矸石低温进炉膛,排渣时被加热到了高温,本身不发热反而吸收煤的热量。

一般情况下,1吨原煤可以洗(选)出0.5吨洗精煤。 2、配煤

将各种结焦性能不同的洗精煤按一定比例配合,作为炼焦原料。煤的分类:按用途分为炼焦煤和非炼焦煤(喷吹煤、动力煤、电煤等),炼焦煤主要包括焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤、气煤、气肥煤等;按挥发分含量,可分为褐煤(挥发分40%-60%)、烟煤(挥发分10%-40%)和无烟煤(挥发分10%以下);按粘结性,可分为强粘结煤、中等粘结煤、弱粘结煤和不粘结煤。

炼焦配煤中考虑的主要因素包括煤的灰分、挥发分、G(粘结指数)值、Y(胶质层厚度)值等。按照目前工艺情况,炼焦配煤中大约需要40%-45%的焦煤洗精煤。 3、炼焦

将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室,在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏,经过一定时间(结焦时间),最后形成焦炭。 目前情况下,炼成1吨焦炭需要1.33-1.40吨洗精煤。 4、炼焦的产品处理

将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火,然后进行破碎、筛分、分级,获得不同粒度的焦炭产品,分别送往高炉及烧结等用户。目前,熄焦方法有干法和湿法两种。

湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔,用高压水喷淋60-90s。

干法熄焦是将红热的焦炭放入干熄焦室内,用惰性气体循环回收焦炭的物理热。 十、焦炉结构

焦炉由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。炭化室宽0.4-0.5m、长10-17m、高4-7.63m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧),两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧,由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部,分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。焦炉的大小一般以其炭化室的高度来衡量。目前,国内最大的焦炉炭化室高度为7.63米。

十一、炼焦生产先进的工艺技术 1、 捣固炼焦技术

捣固炼焦技术(侧装)是将配合好的煤料在炉外通过机械力,提高其堆密度(可由常规工艺下的0.75t/m提高至1-1.15t/m,使煤料颗粒紧密接触,相对提高煤软化过程中的膨胀压力,有利于煤料相互融合,提高焦炭的强度。

与常规顶装工艺生产的焦炭相比,在相同配煤比条件下,捣固焦炭M25可提高4-8个百分点,M10下降2-7个百分点。另外,由于装煤堆密度提高,单孔出焦率也显著提高,可使焦炉生产能力提高25%左右。在焦炭质量相同的情况下,捣固焦炉比顶装焦炉可多配入20%-30%的弱粘结性煤。 2、 配型煤炼焦技术

配型煤炼焦是将生产配煤取出约30%,在一定的条件下配入粘结剂,制成型煤,再与剩余煤料混合后装入炼焦炉进行炼焦。煤料中配入型煤后可增大堆密度,能够改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。配型煤炼焦适合于多配弱粘性煤,在保证焦炭质量不变或略有提高的条件下,弱粘结性煤可多配约10%-15%。 3、煤调湿技术

煤调湿技术是在装炉前将炼焦煤料中的水分除掉一部分,保持装炉煤水分稳定且相对较低。煤调湿可改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。入炉煤的水分由10%调湿到6%时,煤料的堆密度可增大50kg/m,在保持焦炭质量不变的条件下,可多配弱粘结性煤7%-10%。 4、焦炉大型化技术

大容积焦炉具有机械化自动化程度高、焦炭质量好、动力消耗低、生产率高、生产环境清洁以及经济效益好等优点。它具有以下效果:在产量相同的条件下可减少炉孔数,相应减少焦炉的占地面积;减少每天出炉次数,从而减少污染物的排放。6m焦炉与4.3m焦炉相比,污染物排放量可减少1/3以上,同时可提高劳动生产率和焦炭质量(M40提高1个百分点,M10降低0.5个百分点),降低生产成本。

5、干熄焦技术

所谓干熄焦技术,就是以循环惰性气体为载体,由循环风机将冷循环气体通入到红焦冷却室,将高温焦炭冷却至250℃以下。吸收焦炭热量后的循环气体被导入干熄焦锅炉以回收热量,产生蒸汽。循环气体经冷却、除尘后,再经风机返回干熄焦炉,如此循环冷却红焦。

采用干熄焦技术,焦炭的冷态强度M40可提高3-5个百分点,反应后强度CSR提高1-2个百分点。同时,可基本消除酚、HCN、H2S、NH3、SO2的排放,减少焦尘排放,且节省熄焦用水。据不完全统计,目前,我国共有干熄焦装置50多套,首钢京唐项目的处理能力为260吨/小时的装置是世界上最大的干熄焦装置。 七、中国煤炭资源概况及分布

我国煤炭资源丰富,种类齐全,但主要以动力煤为主,炼焦煤资源较少,主焦煤、肥煤资源不足,特别是具有强粘结性的炼焦煤资源更少。2010年我国煤炭总产量为32亿吨左右,其中炼焦煤产量约10亿吨,焦煤2.2亿吨,占22%;肥煤1.0亿吨,占10%;瘦煤和贫瘦煤1.4亿吨,占14%;1/3焦煤、气肥煤、气煤5.4亿吨,占54%。山西、山东、安徽、黑龙江、河南等省是我国的炼焦煤主产区。山西省产量约为3.4亿吨,占全国总量的34%,是最大的炼焦煤生产基地和主要调出省,山东、河南、黑龙江等省已进入资源衰退期,炼焦煤产能提升空间有限。

1.国内各省煤炭集中分布情况

山西省炼焦煤资源储量大,品质好,查明保有储量1503亿吨,占全国的52.4%,气煤占49.8%,肥煤占11.3%,焦煤占23.2%,瘦煤占15.7%主要分布山西西南区域的吕梁、太原、介休、霍州、临汾等市,具体在离柳、乡宁、西山、汾西、霍州、霍东等矿区。特别是西山煤田、河东煤田的焦煤和肥煤,低灰、低硫、粘结性强、角质层厚,属优质炼焦煤。山西焦煤集团为国内第一大焦煤产业集团。

山西神府、内蒙鄂尔多斯、山西大同和新疆等地区富集着大量低变质程度非炼焦煤如长焰煤、不粘煤及弱粘煤,大多具有低灰、低硫、低磷、高发热量的特点,这些地区的煤炭生产的半焦也获得低灰、低磷、低硫、低铝和高反应性、高比阻等优良特性。

山西东南地区属于国内无烟煤重要集中区,其中阳泉、长治、晋城为主产区,山西三大无烟煤企业:阳泉煤业、潞安环能、晋煤集团(以无烟块煤为主)。

山东地区以1/3焦煤为主,主要大型矿务局包括:兖矿、临矿、新汶矿业、淄矿、枣矿、肥矿。目前山东煤炭企业重组,新汶矿业、枣庄矿业(集团)、淄博矿业、肥城矿业、临沂矿业和龙口矿业重组为山东能源集团。

河北地区煤炭资源主要集中在河北西南地区,如邯郸、邢台、石家庄等省市,主要的煤炭企业包括峰峰集团、冀中能源、邯郸矿务局、开滦集团等,峰峰集团为国内第二大炼焦煤基地。

安徽地区主要以主焦煤为主,四大煤矿为:淮南矿业、淮北矿业、国投新集、皖北煤电。 江西地区煤炭质量较差,煤炭资源集中在丰城和萍乡,生产低质炼焦煤和动力煤。

湖南地区煤炭主要以无烟煤为主,湘煤集团是华南地区唯一的大型煤炭矿务局,主要生产无烟煤和动力煤,几乎没有炼焦煤,煤炭资源集中在郴州及其周边地区。

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贵州地区大型煤炭矿务局有盘江煤电和水城矿务局,盘江煤电动力煤居多,焦煤方面以1/3焦煤为主,基本无主焦煤,目前有一个矿出贫瘦煤,供给周边钢厂做喷吹配煤,但量少,供不应求。水城矿务局主要以动力煤为主,有少量主焦煤。贵州织金和纳雍两县交界处的织纳煤田是南方最大的无烟煤储备基地,煤炭资源占贵州总量30%,由于铁路建设不完善,资源一直得不到有效利用。目前该地区无烟煤生产主要用于化工行业。

四川地区最大的煤炭企业为川煤集团,旗下攀煤集团主产主焦煤和喷吹煤,供给云贵川区域钢厂及焦化企业使用,位于攀枝花市。。 云南地区没有大型煤炭企业,煤炭资源集中在曲靖及丽水地区,都是些小型的煤炭企业。 2.我国北方主要代表性矿区煤种特征大致如下 (1)华北地区(主要是山西地区)

a.大同矿:年产量千万吨以上,属弱粘结煤,主要品种为块、末煤、其煤质较好,适合于窑炉和锅炉烧用。 b.阳泉矿:属于无烟煤,主要品种为块、末煤,适合工业烧白灰、烤粮、制气等,可做民用型煤的原料。 c.汾西矿:属于主焦煤、主要品种为洗精煤、适用于炼钢、煤气等行业。 d.山西地方矿:属于弱粘结煤,主要品种为原煤,适用各行业的锅炉用煤。 (2)西北地区

a)乌达矿:属于肥焦煤,主要品种为原煤、混煤,适用于锅炉用煤。 b)海勃湾矿:属于焦煤,主要品种为洗精煤,适用于钢铁行业用煤。 c)包头矿:属于气煤,主要品种为块、混煤,适用各行业锅炉用煤。 (3)东北地区 1)辽宁省地区:

a抚顺矿物局:属于气煤、长焰煤,其品种有洗精煤、洗大、中块煤、洗混小块煤、洗末、洗粉、原煤等。适用于各种窑炉、锅炉用煤。

b阜新矿物局:属于长焰煤,其品种有洗中块、洗粒、洗末、洗粉、原煤等。适用于窑炉、锅炉用煤。 c北票矿物局:属于肥焦煤,其品种为洗精煤。适用于炼钢、煤气专项用煤。 d沈阳矿物局:属于肥焦、无烟、褐煤。

e南票矿物局:属于长焰煤,其品种有块煤、混煤、原煤。

f铁法矿物局:属于长焰煤,其品种有洗中块、混块、洗粒、洗末、原煤等。属新型矿井,是可达成千万吨的矿物局。其煤质、热值在4000大卡左右,

2)吉林省地区:

a 通化矿物局:属于焦煤、其品种主要有洗精煤,适应于炼钢、煤气等行业专项用煤。 b 辽源矿物局:属于气、焦煤,其品种有粒、末、原煤。 3).黑龙江省地区:

a鹤岗矿物局:属于气煤,其品种主要有洗精煤、洗块、混煤、原煤等。主要矿有竣德矿、岭北露天矿、南山矿、兴安矿、富力矿、大陆矿、兴山矿等。适合于炼钢、煤气以及各行锅炉用煤。

b双鸭山矿物局:属于气煤、贫瘦煤、弱粘结煤。其品种有洗精煤、块煤、混煤、原煤等,主要矿有岭东矿、岭西矿、四方台矿、宝山矿、七星矿、集贤矿、双阳矿、新安矿、东保卫矿等。适用于炼钢、煤气、各种锅炉用煤。

c七台河矿物局:属于气、焦煤。主要品种有洗精煤、块煤、混煤、原煤等。主要矿有新建矿、新兴矿、新立矿、桃山矿、东风矿、富强立井矿,适合于电厂、炼钢、煤气以及锅炉用煤。该矿主要是焦煤比较大,单烧比较困难。

d鸡西矿物局:属于气、焦煤。主要品种洗精煤、块煤、混煤、原煤等。主要矿有恒山矿、小恒山矿、滴道矿、麻山矿、城子河矿、穆陵矿、二道河子矿、正阳矿、大道沟矿、张新矿、东海矿、平岗矿、杏花矿等。适合于发电、炼钢、煤气以及各种锅炉用煤。 3.国内煤炭煤质大致特征

判别煤炭质量优劣的指标很多,其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积,煤的灰分、硫分普遍较低;海陆相交替沉积,煤的灰分、硫分普遍较高。

中国煤炭灰分普遍较高,秦岭以北地区,晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区,侏罗纪煤田为陆相沉积,煤的灰分一般为 10%~20%,有的在10%以下,硫分一般小于1%,东北地区硫分普遍小于0.5%。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤,灰分一般达15%~25%,硫分一般高达2%~5%。 广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤,硫分可高达6%~10%以上。

据统计,中国灰分小于10%的特低灰煤仅占探明储量的17%左右。大部分煤炭的灰分为10%~30%。 硫分小于1%的特低硫煤占探明储量的43.5%以上,大于4%的高硫煤仅为2.28%。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤,低灰和低硫煤很少。 炼焦用煤的灰分一般都在20%以上;硫分含量大于2%的炼焦用煤占20%以上。中国炼焦用煤的另一大特点是:硫分越高,煤 的动结性往往越强,其可选性一般较差。

中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20%~30%。东北地区褐煤硫分多在1%以下,广东、广西、云南褐煤硫分相对较高,有的甚至高达8%以上。褐煤全水分一般可达20%~50%,分析基水分为10%~20%,低位发热量一般只有11.71~16.73MJ/kg。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫;原煤灰分大都低于15%,硫分小于1%。部分煤田,如神府、东胜煤田,原煤灰分仅为3%一5%,被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高,一般在40%以上,因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高,其灰分大多为15%-30%,流分在1.5%-5%之间。贫煤经洗选后,可作为很好的动力煤和气化用煤。

中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少,大多为三号年轻无烟煤,其主要特点是,灰分和硫分均较高,大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点,主要用作动力用煤,部分可作气化原料煤。 八、世界煤炭资源概况

世界煤炭资源分布特点:

全世界的煤炭资源量约达20万亿吨,其中俄罗斯及独联体国家、中国、美国、澳大利亚、加拿大、德国、南非、英国、波兰、印度等世界前10位主要产煤国的资源量约占世界总资源量的95%。

1.世界煤炭资源大部分集中在北半球,以亚洲最为丰富,占全球58%,其次为美洲北部,占30%,欧洲北部约占8%,其他地区如澳大利亚和非洲东南部储量不到10%。

(1).在主要产煤区的国家中,俄罗斯的煤资源主要分布在欧洲的顿涅茨煤田和博朝拉煤田及西伯利亚库兹涅茨煤田等。美国的煤炭资源有80%左右分布在东、西部的8个州内,其余42个州只占20%左右。澳大利亚有90%以上的煤炭资源集中分布在东部沿海地区。印尼的煤炭则主要产于半岛的东北部。

(2)世界煤资源分布不均衡,褐煤占1/3以上,在硬煤(包括烟煤和无烟煤)资源中,炼焦煤不足资源量的1/10。在总量约1.34万亿吨的炼焦煤资源中,肥煤、焦煤和瘦煤约占1/2,其中低灰、低硫的优质炼焦煤资源仅有约600亿吨。在世界炼焦煤资源中,约有1/2分布在亚洲地区,1/4分布在北美洲地区,其余分布在世界各地。世界无烟煤资源不多,优质无烟煤的可采量很少,主要有中国的太西无烟煤、内蒙古拉本无烟煤和越南的鸿基无烟煤,其他国家的无烟煤资源更少。在世界动力煤资源中,以硬煤为主,褐煤次之,其中低灰、低硫的优质动力煤资源大约只占20%以下。

2.主要产煤国煤炭探明可采储量统计

在世界各大洲的煤炭探明可采储量中,以北美洲最多,其中的次烟煤和褐煤占55%左右,硬煤(无烟煤和烟煤)占45%左右。其次为亚洲和欧洲。

(1)美国居世界首位,占世界的1/4,按目前的开采速度可开采250年,以次烟煤和褐煤的比例稍大。 (2)俄罗斯居世界第二位,占世界的16%,次烟煤和褐煤约占2/3,硬煤占1/3。

(3)中国居世界第三位,占世界12%,硬煤的比例略大于次烟煤和褐煤分别占中国探明储量的54%和46%。 (4)澳大利亚、印度、南非分别居世界的第四位和第六位,他们的探明储量个占世界的9%、8%和6%。 (5)乌克兰和哈萨克斯坦分别居世界的第七、第八位,均占世界的4%。 九、中国进口炼焦煤主要来源和基本煤质特征

从全球的角度看,焦煤贸易量大约2.6亿吨,出口主要集中在澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯、内蒙古,而澳大利亚占比高达64%,这种高度集中的贸易格局使得澳大利亚在焦煤定价的影响力非常巨大,国内方面,我国炼焦煤资源分布也极不均衡,主要集中在华北、华东。其中,山西省炼焦煤种资源储量最大,查明资源量为1551.84亿吨,占全国资源储量的55.35%,其次是安徽(200.22亿吨)、山东(188.38亿吨)、贵州(100.04亿吨)、黑龙江(95.01万吨)、新疆(94.53万吨)、河南(92.99万吨),分别占7.14%、6.72%、3.57%、3.39%、3.37%、3.32%。

中国炼焦煤主要来自内蒙古、澳大利亚、加拿大、印度尼西亚、俄罗斯、美国等国家,其中除蒙古国陆路进口外,其它国家均为海运至中国沿海各个港口。

1.蒙古

蒙古国的煤炭储量在500亿吨左右,除2/3供应国内使用,其余绝大部分出口到中国。其中南部储藏着丰富的煤炭资源,大部分为炼焦煤,具有低灰、低磷的特点,挥发分含量相对较高,粘结性较强,反应活性高,在配煤炼焦中可适量使用。当前,中国的宁夏、内蒙等西北地区的焦化企业使用蒙古的炼焦煤,进口量快速增长。

2.澳大利亚

澳大利亚煤炭资源储量909亿吨,占世界8.8%,其中无烟煤和烟煤可采储量453亿吨,次烟煤和褐煤可采储量456亿吨。澳煤炭可供开采364年,95%以上富集在新南威尔士州和昆士兰州,新洲占34.25,昆州占62%,以露天矿藏为主。

澳大利亚炼焦煤煤质较好,一般具有低灰、低硫的特点,粘结性不高,但单独炼焦热强度较好。澳大利亚炼焦煤是世界上最大的焦煤出口国,占全球出口份额的65%。澳大利亚也是中国进口炼焦煤的主要国家之一,中国东部沿海及长江流域一带,如环渤海地区、华东、华南及华中地区的焦化企业均在不同程度使用澳大利亚优质炼焦煤,山西长治地区也使用少量。

3.印度尼西亚

印度尼西亚煤炭储量67亿吨,主要分布在苏门答腊西部和南部以及加里曼丹东部和南部。印尼出口到中国的炼焦煤以高挥发份气煤、1/3焦煤为主,具有粘结性极强,灰低的特点,与中国沿海地区焦化企业具有一定的互补性,但印尼煤镜质组含量很高,活性较高,炼焦

后热性质不好,可配合其他煤种使用。

4.加拿大

加拿大煤炭资源储量约100亿吨,年产量约7000万吨以上,约40%用于出口,主要出口到欧洲、美洲、以及东北亚各国。加拿大炼焦煤品质较好,一般具有低灰、低硫、低磷的优质特点,所得焦炭质量较好。如FordingRiver、Coal Mountain、Greenhills、Elkview、Line Creek和Luscar煤矿所产炼焦煤品质较好。

5.俄罗斯

俄罗斯煤炭储量预计超过50000亿吨,探明2020亿吨,远东探明200亿吨,50%可用于露天开采。俄罗斯煤炭从长焰煤到褐煤,各类煤炭均有,炼焦煤储量大,品种齐全。主要炼焦煤产地有库兹巴斯、伯朝拉、南雅库特和伊尔库兹克火煤田。3/4分布在亚洲,欧洲大部分为褐煤,适合露天开采。俄罗斯炼焦煤主要出口到日、韩以及中国东北地区,中国沿海地区及西北地区是俄罗斯炼焦煤潜在的用户之一。

6.美国

美国是重要的煤炭生产国和出口国之一,其烟煤占51%,次烟煤占38.5%无烟煤占1.5%,褐煤占9%,均匀分布在东部阿巴拉契亚地区、中部地区和西部地区,各占22.6%、28.1%和49.3%,煤田包括阿巴拉契亚煤田、中部煤田、南部煤田(墨西哥湾沿岸)、北部大平原煤田、西部煤田(落基山煤田)、太平洋沿岸煤田和阿拉斯加煤田,其中以阿巴拉契亚、中部和西部煤田最重要。

美国煤炭主要出口到日本、加拿大以及欧洲的意大利、荷兰等国家,中国亦有部分企业开始使用进口的美国炼焦煤,数量相对较少。 十、动力用煤对煤炭质量的要求

从广义上来讲,凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的,产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤,简称动力煤。

动力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤;气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分(大于40%)低热值(小于15。73兆焦/千克)的烟煤、低挥发分(小于10%)的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。

火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。

电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤,也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲,不可能燃用各种挥发分的煤炭,因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有:

①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高,着火越容易。根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。 ②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧的影响比灰分大得多。

④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强,因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上,在这样高温下,煤灰大多呈软化或流体状态。

⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质,虽对燃烧本身没有影响,但它的含量太高,对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此,电厂燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超过2.5%。 十一、炼焦对煤炭质量的要求

炼铁高炉对焦炭质量提出了较高的质量要求,为了炼出符合质量要求的冶金焦炭,对于冶炼精煤主要质量指标有以下要求: (1)配煤灰分:配煤中的灰分在炼焦后全部残留于焦炭中,成为生产冶金焦的主要质量指标之一,因此应当控制配煤的灰分。煤的成焦率一般在75%左右。由于配煤中灰分全部转入焦炭中,所以焦炭的灰分要比配煤灰分高1.3倍左右。在生产上要求配煤灰分小于10%。

(2)配煤硫分:硫分煤中通常以黄铁矿、硫酸盐和硫的有机化合物三种形式存在。通常洗选一般只能除去黄铁矿硫,而配煤中的硫约有85%-90%残留于焦炭中。因此配煤中的硫分越低越好,炼焦配煤的硫分一般应小于1.0%。

(3)配煤挥发分:为了满足钢铁工业对冶金焦的需要,又能尽量多生产化学产品,顶装机焦配煤干燥无灰基挥发分一般在25%-30%。受资源限制,我国炼钢焦配煤中的气煤用量一般较高,有的焦化厂配煤挥发分达到32%。近几年来,根据我国肥煤、主焦煤紧俏的资源情况,大力推广捣固炼焦新工艺,气煤配比可以达到 75%,配煤干燥无灰基挥发分超过34%。

(4)配煤的胶质层厚度:胶质层是表示煤在加热时产生液体的数量的指标。配煤中必须具有一定的液体物质来粘结其他不能熔融的物质,使之成为坚固的冶金焦炭。配煤对胶质层的要求厚度为15-20毫米。但某大型焦化厂多配气煤后的配煤胶质厚度仅为13-14毫米,也炼出了比较好的冶金焦炭。

以上几个指标,都根据单种煤的相应指标及配煤比例,按加权平均法计算的。

十二、高炉喷吹对煤炭质量的要求 高炉喷吹煤评价指标

(1)灰分:喷吹煤灰分在冶炼中转化为炉渣,不仅增加石灰石的消耗和炉渣量,而且使焦比升高。喷吹煤的灰分越低越好,喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2个百分点,即焦炭灰分为13%,则喷吹煤的灰分应不高于11%。

(2)硫分:喷吹煤粉中的硫分影响生铁和钢的产量(钢铁中硫大于0.07%使之产生脆性)喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2个百分点,即焦炭硫分为0.8%,喷吹煤硫分应不高于0.6%。

(3)发热量:碳含量越高,挥发分越低,燃烧时放出的热量越多。喷吹煤是以放出的热量和形成的还原剂CO、H2等来代替焦炭的个别作用,发热量越大,置换比越大。

(4)可磨性:煤的可磨性指数标志着煤被粉碎的难易程度,喷吹煤的可磨性指数越大,越易粉碎,煤粉加工成本越低,但煤的可磨指数大于90时,在磨机内会有粘结现象。实践证明,喷吹煤可磨指数为70-90时最佳。

(5)反应性:煤对CO2的反应性即将CO2还原成CO的能力。喷吹煤的反应性随着煤炭变质程度加深而减弱,它是反映煤气化、燃烧的一个重要指标。反应性强的煤,可提高煤粉燃烧率,扩大喷吹量。

(6)燃烧性:煤的燃烧性好,即其着火点低,反应性强。喷吹煤的燃烧率与煤质有关,一般认为煤化程度低的煤燃烧性较好。 (7)爆炸性:喷吹煤的爆炸性与挥发分和粒径有关,挥发分含量越高,爆炸性越大,煤粉越细,越易爆炸。悬浮的煤粉与空气或其他氧化剂混合极易发生爆炸。一般认为煤粉Vdaf25%为强爆炸性煤。

虽然喷吹烟煤与喷吹无烟煤都是从风口喷入高炉,用以代替一部分焦炭,但由于两者化学成分不完全相同。要求喷吹操作也有所不同,其主要区别是:

(1)烟煤的挥发分高,有自燃及易爆的特性。为了确保喷吹烟煤的作业安全,在制粉、输粉、喷粉等系统都需有严密的气氛保护,必须有温度控制及灭火和防爆装置。而无烟煤则无需气氛保护,温度控制和防爆装置也简单一些,因此,烟煤喷吹设施投资很高。 (2)烟煤的挥发分高,着火点低,易于燃烧,易于被高炉接受,可以扩大喷吹量。 (3)烟煤含H2量高,产生的煤气还原能力强,有利于提高间接还原的速度。 (4)烟煤的可磨性比无烟煤好,磨制烟煤时制粉机出力可以提高。 (5)烟煤的密度较无烟煤小,输煤时可增大浓度,因而输送速度较快。

(6)由于烟煤中含挥发分较高,单位质量的煤完全燃烧所需偿热与氧气多一些,所以在同等条件下允许最大喷煤量要比无烟煤小一些,但喷吹烟煤有利用使用高风温和富氧。

(7)烟煤多具有不同程度的黏结性,因此对喷吹支管防止积煤的要求要严格一些,在炉况不顺、风口不活跃时,不能像无烟煤那样大量强制喷煤,以免风口结焦。

(8)两种煤对置换比的影响不完全一致,无烟煤含碳高,需补偿热少是有利因素,烟煤含H2高、总热量高也是有利因素。但决定性的置换比高低的是最主要因素是灰分。 十三、半焦的开发和应用

我国的半焦产业主要集中在陕西、山西、内蒙三省交界处,该地区长焰煤、不黏煤及弱粘煤具有低灰、低硫、低磷、低铝和低变质程度特性,其产品半焦也获得低灰、低磷、低硫、低铝和高反应性、高比阻等优良特性,半焦的优良特性和低廉价格使其迅速在铁合金、电石和化肥造气行业得到推广应用,目前,半焦产能已达3000万吨/年,年产量达2000万吨。每年用于铁合金生产的半焦达到500万吨。

国内第一座小型直立炉制取半焦的生产装置于1990年在山西大同左云县投入生产, 国内第一座年产60万吨的大型直立炉制取半焦的生产装置于2007年在陕西省神木县投入生产。

表一 神府、东胜和大同煤质分析指标

表二 半焦质量指标

焦炭是高炉炼铁生产最昂贵的原料,为了减少高炉生产对焦炭依赖,通过风口喷吹煤粉作为补充燃料替代焦炭的热源作用是最常用的技术手段,半焦粉具有高碳含量和高反应活性的特点,使其适于替代无烟煤用作高炉喷吹原料。

目前,用于高炉喷吹的半焦达到约100万吨/年,且快速增长,半焦用于高炉喷吹的试验表明其可用于炉容450m3至3200m3的高炉,喷吹比例可达15%到60%。

半焦的新应用领域及进展

以半焦为主要原料生产大块铸造型焦

铸造行业要求铸造焦低灰、低硫、块度大并具有高的机械强度,大块铸造焦可以以半焦为主要原料采用型焦工艺生产。

烧结生产一般采用焦粉做燃料,由于高炉喷吹煤粉技术的应用高炉焦比不断下降。焦炭相对产量下降,使供应烧结的焦粉出现短缺。许多钢铁企业采用无烟煤代替焦粉进行烧结生产,半焦粉具有低灰、低硫、高发热值和低廉的价格,使其比无烟煤更具优势。增加半焦粉的粒度上限可以平衡其较高的反应性,半焦粉代替焦粉用于烧结的试验正在进行中。

半焦的高反应性对生产预还原球团十分有利,另外,低灰、低硫和高碳含量的半焦有可能作为高炉生产的补充燃料。

据估算,高炉喷吹、铁合金和电石生产约需半焦3000-4500万吨/年。按目前每年生产2000万吨半焦计算,每年可节省炼焦洗精煤约2800万吨。

半焦的使用范围

半焦可用于生产半焦的煤炭资源丰富。半焦已用于冶金行业,如铁合金生产和高炉喷吹。半焦可用于铸造型焦、烧结、含碳球团及代替小粒焦直接用于高炉冶炼,研究工作正在进行中。半焦生产科节省炼焦煤资源。半焦用于含碳球团及代替小粒焦用于高炉冶炼可降低温室气体排放量。

浮选厂从煤泥中浮选精煤,产品是精煤,煤粉,尾煤,我怎么计算成本呢,假设我们一吨煤泥中能洗70%的精煤,本月售出精煤100吨,煤粉50吨,尾煤20吨,请问我该怎么计算成本呢

你是要计算成本呢还是计算利润呢,计算成本就是煤泥的购入价格加上加工精煤所发生的各种电费、水费、浮选剂及其他材料费等费用,计算利润就是用产生的各种煤种乘以销售价格减掉煤泥的购入价格加上加工精煤所发生的各种电费、水费、材料费等费。

如果算产生100吨精煤、50吨煤粉和20吨尾煤需要多少煤泥量的话,你所给的条件还不够完全,但如果以精煤为主,直接用100吨精煤量除以精煤产率70%就可以了,但从你所给的条件来看,精煤的产率为70%,其他煤种的产率为30%,如果当月要销售到煤粉50吨和尾煤20吨的情况下,至少需要煤泥233吨的煤泥量才能保证这个销量, 不知道我的解答是否符合你的题意!

我们企业是个浮选厂,我们月底共浮选了4323.32吨的精煤,煤粉有385.64吨,尾煤1824.83吨

卖出精煤2323.32吨/1060元,还余2000吨未卖出。煤粉385.64吨/900元,尾煤1824.83吨/800元,购进煤泥(原材料)7203吨/590.13元(平均价格)。制造费用164712.工人工资54000.不知我应该怎么出成本呢?

焦炭(一)

一、焦炭定义

焦炭是一种固体燃料,质硬、多孔、发热量高;烟煤在隔绝空气下加热到950-1050℃,经干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制的焦炭,这一过程称为高温干馏。在干馏温度为500-700℃情况下制的的焦炭称为半焦。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。 二、焦炭的种类

82%以上,而90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。 三、焦炭的用途

焦炭广泛用于高炉炼铁、冲天炉熔铁、铁合金冶炼和有色金属冶炼等生产,作为还原剂、能源和供碳剂,也用于电石生产、气化和合成化学等领域作为原料。

对于不同用途的焦炭,均有其特定的要求,如高炉焦的化学性质和物理性质都有严格的要求;而铸造焦,一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和灰分、硫分低;化工气化用焦,对强度要求不严,但要求反应性好,灰熔点较高;电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的分布

从我国焦炭产量分布情况看,我国炼焦企业地域分布不平衡,主要分布于华北、华东和东北地区。 五、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。

焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下: 真密度为 1.8-1.95g/cm3; 视密度为 0.88-1.08g/ cm3;

气孔率为 35-55%; 散密度为 400-500kg/ m3; 比表面积为 0.6-0.8m2/g 平均比热容为 0.808kj/(kgk)(100℃),1.465kj/(kgk)(1000℃); 热导率为 2.64kj/(mhk)(常温),6.91kg/(mhk)(900℃);

着火温度(空气中)为 450-650℃; 干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g; 六、焦炭质量的评价

焦炭是高温干馏的固体产物,主要成分是碳,是具有裂纹和不规则的孔孢结构体。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度,其指标一般以裂纹度(指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少)来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率(指焦炭气孔体积占总体积的百分数)来表示,它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭,对气孔率指标要求不同,一般冶金焦气孔率要求在40~45%,铸造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低,与炼焦所用煤种有直接关系,如以气煤为主炼得的焦炭,裂纹多,气孔率高,强度低;而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。

1、焦炭中的灰分(A):焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%,焦炭用量增加 2—2.5% 因此,焦炭灰分的降低是十分必要的。

2、焦炭中的硫分(S) 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石;3.5% 来自石灰石;82.5% 来自焦炭。当焦炭硫分大于1.6%,硫份每增加 0.1% ,焦炭使用量增加 1.8%,石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%,大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。

3、焦炭的抗碎强度(M40):是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力,用M40值表示,主要受焦炭的裂纹度影响。

4、焦炭的耐磨强度(M10):是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示,主要受焦炭的孔孢结构即气孔率的影响。

5、焦炭的反应性(CRI):焦炭与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力,CRI =(G0—G1)/G0×100%(G0-试验焦炭样重量g;G1-反应后焦炭样重量g)。 焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化中与CO2、O2和H2O发生化学反应。由于焦与O2和H2O的反应与CO2的反应类似,因此大多数国家都用焦炭与CO2间的反应特性评定焦炭反应性。

6、焦炭的反应后强度(CSR):是指反应后的焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭的反应后强度和反应性反映的是焦炭在高温状态下的性能,因此称之为焦炭的热态指标。

7、焦炭中的挥发分(V):根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%,则表示生焦;挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火,一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。

8、焦炭中的水分(M):水分波动会使焦炭计量不准,从而引起炉况波动。此外,焦炭水分提高会使M04偏高,M10偏低,给转鼓指标带来误差。

9、焦炭的粒度:在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为:对大焦炉(1300—2000 平方米)焦炭粒度大于 40 毫米;中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明,焦炭粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒,使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一,空隙大,阻力小,炉况运行良好。

10、焦炭中的磷分(P):炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。

焦炭(二)

七、焦炭在高炉冶炼中的作用

(1)发热剂。焦炭是高炉冶炼的主要燃料,焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气,煤气在上升过程中将热量传给炉料,使高炉内的各种物理化学反应得以进行。

(2)还原剂。焦炭燃烧产生的CO及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。

(3)料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3~1/2的体积,尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在的,它对料柱起骨架支撑作用,高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。

(4)渗碳剂。

八、 高炉用焦炭的质量标准

焦炭粒度一般为分:>40mm大块焦,>25mm大中块焦,>25-40mm中块焦,<25mm焦粉。质量标准一般以大中块焦为例(见表1)。

表1 高炉用焦炭的质量标准

九、炼焦生产工艺流程

现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。工艺流程图见图6。

注 : 水分只作为生产操作中控制指标,不作质量考核依据。

图6 炼焦生产工艺流程

1、洗(选)煤

原煤开采出来必须先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其它杂质。洗(选)煤有风力和水力两种。水力洗煤就是利用水的浮力,根据煤和煤矸石(煤里的石头)密度的不同把它们分开,节省能源和运输费用。因为不分开的话,煤矸石低温进炉膛,排渣时被加热到了高温,本身不发热反而吸收煤的热量。

一般情况下,1吨原煤可以洗(选)出0.5吨洗精煤。 2、配煤

将各种结焦性能不同的洗精煤按一定比例配合,作为炼焦原料。煤的分类:按用途分为炼焦煤和非炼焦煤(喷吹煤、动力煤、电煤等),炼焦煤主要包括焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤、气煤、气肥煤等;按挥发分含量,可分为褐煤(挥发分40%-60%)、烟煤(挥发分10%-40%)和无烟煤(挥发分10%以下);按粘结性,可分为强粘结煤、中等粘结煤、弱粘结煤和不粘结煤。

炼焦配煤中考虑的主要因素包括煤的灰分、挥发分、G(粘结指数)值、Y(胶质层厚度)值等。按照目前工艺情况,炼焦配煤中大约需要40%-45%的焦煤洗精煤。 3、炼焦

将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室,在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏,经过一定时间(结焦时间),最后形成焦炭。 目前情况下,炼成1吨焦炭需要1.33-1.40吨洗精煤。 4、炼焦的产品处理

将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火,然后进行破碎、筛分、分级,获得不同粒度的焦炭产品,分别送往高炉及烧结等用户。目前,熄焦方法有干法和湿法两种。

湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔,用高压水喷淋60-90s。

干法熄焦是将红热的焦炭放入干熄焦室内,用惰性气体循环回收焦炭的物理热。 十、焦炉结构

焦炉由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。炭化室宽0.4-0.5m、长10-17m、高4-7.63m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧),两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧,由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部,分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。焦炉的大小一般以其炭化室的高度来衡量。目前,国内最大的焦炉炭化室高度为7.63米。

十一、炼焦生产先进的工艺技术 1、 捣固炼焦技术

捣固炼焦技术(侧装)是将配合好的煤料在炉外通过机械力,提高其堆密度(可由常规工艺下的0.75t/m提高至1-1.15t/m,使煤料颗粒紧密接触,相对提高煤软化过程中的膨胀压力,有利于煤料相互融合,提高焦炭的强度。

与常规顶装工艺生产的焦炭相比,在相同配煤比条件下,捣固焦炭M25可提高4-8个百分点,M10下降2-7个百分点。另外,由于装煤堆密度提高,单孔出焦率也显著提高,可使焦炉生产能力提高25%左右。在焦炭质量相同的情况下,捣固焦炉比顶装焦炉可多配入20%-30%的弱粘结性煤。 2、 配型煤炼焦技术

配型煤炼焦是将生产配煤取出约30%,在一定的条件下配入粘结剂,制成型煤,再与剩余煤料混合后装入炼焦炉进行炼焦。煤料中配入型煤后可增大堆密度,能够改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。配型煤炼焦适合于多配弱粘性煤,在保证焦炭质量不变或略有提高的条件下,弱粘结性煤可多配约10%-15%。 3、煤调湿技术

煤调湿技术是在装炉前将炼焦煤料中的水分除掉一部分,保持装炉煤水分稳定且相对较低。煤调湿可改善焦炭质量或多配弱粘结性煤。入炉煤的水分由10%调湿到6%时,煤料的堆密度可增大50kg/m,在保持焦炭质量不变的条件下,可多配弱粘结性煤7%-10%。 4、焦炉大型化技术

大容积焦炉具有机械化自动化程度高、焦炭质量好、动力消耗低、生产率高、生产环境清洁以及经济效益好等优点。它具有以下效果:在产量相同的条件下可减少炉孔数,相应减少焦炉的占地面积;减少每天出炉次数,从而减少污染物的排放。6m焦炉与4.3m焦炉相比,污染物排放量可减少1/3以上,同时可提高劳动生产率和焦炭质量(M40提高1个百分点,M10降低0.5个百分点),降低生产成本。

5、干熄焦技术

所谓干熄焦技术,就是以循环惰性气体为载体,由循环风机将冷循环气体通入到红焦冷却室,将高温焦炭冷却至250℃以下。吸收焦炭热量后的循环气体被导入干熄焦锅炉以回收热量,产生蒸汽。循环气体经冷却、除尘后,再经风机返回干熄焦炉,如此循环冷却红焦。

采用干熄焦技术,焦炭的冷态强度M40可提高3-5个百分点,反应后强度CSR提高1-2个百分点。同时,可基本消除酚、HCN、H2S、NH3、SO2的排放,减少焦尘排放,且节省熄焦用水。据不完全统计,目前,我国共有干熄焦装置50多套,首钢京唐项目的处理能力为260吨/小时的装置是世界上最大的干熄焦装置。 七、中国煤炭资源概况及分布

我国煤炭资源丰富,种类齐全,但主要以动力煤为主,炼焦煤资源较少,主焦煤、肥煤资源不足,特别是具有强粘结性的炼焦煤资源更少。2010年我国煤炭总产量为32亿吨左右,其中炼焦煤产量约10亿吨,焦煤2.2亿吨,占22%;肥煤1.0亿吨,占10%;瘦煤和贫瘦煤1.4亿吨,占14%;1/3焦煤、气肥煤、气煤5.4亿吨,占54%。山西、山东、安徽、黑龙江、河南等省是我国的炼焦煤主产区。山西省产量约为3.4亿吨,占全国总量的34%,是最大的炼焦煤生产基地和主要调出省,山东、河南、黑龙江等省已进入资源衰退期,炼焦煤产能提升空间有限。

1.国内各省煤炭集中分布情况

山西省炼焦煤资源储量大,品质好,查明保有储量1503亿吨,占全国的52.4%,气煤占49.8%,肥煤占11.3%,焦煤占23.2%,瘦煤占15.7%主要分布山西西南区域的吕梁、太原、介休、霍州、临汾等市,具体在离柳、乡宁、西山、汾西、霍州、霍东等矿区。特别是西山煤田、河东煤田的焦煤和肥煤,低灰、低硫、粘结性强、角质层厚,属优质炼焦煤。山西焦煤集团为国内第一大焦煤产业集团。

山西神府、内蒙鄂尔多斯、山西大同和新疆等地区富集着大量低变质程度非炼焦煤如长焰煤、不粘煤及弱粘煤,大多具有低灰、低硫、低磷、高发热量的特点,这些地区的煤炭生产的半焦也获得低灰、低磷、低硫、低铝和高反应性、高比阻等优良特性。

山西东南地区属于国内无烟煤重要集中区,其中阳泉、长治、晋城为主产区,山西三大无烟煤企业:阳泉煤业、潞安环能、晋煤集团(以无烟块煤为主)。

山东地区以1/3焦煤为主,主要大型矿务局包括:兖矿、临矿、新汶矿业、淄矿、枣矿、肥矿。目前山东煤炭企业重组,新汶矿业、枣庄矿业(集团)、淄博矿业、肥城矿业、临沂矿业和龙口矿业重组为山东能源集团。

河北地区煤炭资源主要集中在河北西南地区,如邯郸、邢台、石家庄等省市,主要的煤炭企业包括峰峰集团、冀中能源、邯郸矿务局、开滦集团等,峰峰集团为国内第二大炼焦煤基地。

安徽地区主要以主焦煤为主,四大煤矿为:淮南矿业、淮北矿业、国投新集、皖北煤电。 江西地区煤炭质量较差,煤炭资源集中在丰城和萍乡,生产低质炼焦煤和动力煤。

湖南地区煤炭主要以无烟煤为主,湘煤集团是华南地区唯一的大型煤炭矿务局,主要生产无烟煤和动力煤,几乎没有炼焦煤,煤炭资源集中在郴州及其周边地区。

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贵州地区大型煤炭矿务局有盘江煤电和水城矿务局,盘江煤电动力煤居多,焦煤方面以1/3焦煤为主,基本无主焦煤,目前有一个矿出贫瘦煤,供给周边钢厂做喷吹配煤,但量少,供不应求。水城矿务局主要以动力煤为主,有少量主焦煤。贵州织金和纳雍两县交界处的织纳煤田是南方最大的无烟煤储备基地,煤炭资源占贵州总量30%,由于铁路建设不完善,资源一直得不到有效利用。目前该地区无烟煤生产主要用于化工行业。

四川地区最大的煤炭企业为川煤集团,旗下攀煤集团主产主焦煤和喷吹煤,供给云贵川区域钢厂及焦化企业使用,位于攀枝花市。。 云南地区没有大型煤炭企业,煤炭资源集中在曲靖及丽水地区,都是些小型的煤炭企业。 2.我国北方主要代表性矿区煤种特征大致如下 (1)华北地区(主要是山西地区)

a.大同矿:年产量千万吨以上,属弱粘结煤,主要品种为块、末煤、其煤质较好,适合于窑炉和锅炉烧用。 b.阳泉矿:属于无烟煤,主要品种为块、末煤,适合工业烧白灰、烤粮、制气等,可做民用型煤的原料。 c.汾西矿:属于主焦煤、主要品种为洗精煤、适用于炼钢、煤气等行业。 d.山西地方矿:属于弱粘结煤,主要品种为原煤,适用各行业的锅炉用煤。 (2)西北地区

a)乌达矿:属于肥焦煤,主要品种为原煤、混煤,适用于锅炉用煤。 b)海勃湾矿:属于焦煤,主要品种为洗精煤,适用于钢铁行业用煤。 c)包头矿:属于气煤,主要品种为块、混煤,适用各行业锅炉用煤。 (3)东北地区 1)辽宁省地区:

a抚顺矿物局:属于气煤、长焰煤,其品种有洗精煤、洗大、中块煤、洗混小块煤、洗末、洗粉、原煤等。适用于各种窑炉、锅炉用煤。

b阜新矿物局:属于长焰煤,其品种有洗中块、洗粒、洗末、洗粉、原煤等。适用于窑炉、锅炉用煤。 c北票矿物局:属于肥焦煤,其品种为洗精煤。适用于炼钢、煤气专项用煤。 d沈阳矿物局:属于肥焦、无烟、褐煤。

e南票矿物局:属于长焰煤,其品种有块煤、混煤、原煤。

f铁法矿物局:属于长焰煤,其品种有洗中块、混块、洗粒、洗末、原煤等。属新型矿井,是可达成千万吨的矿物局。其煤质、热值在4000大卡左右,

2)吉林省地区:

a 通化矿物局:属于焦煤、其品种主要有洗精煤,适应于炼钢、煤气等行业专项用煤。 b 辽源矿物局:属于气、焦煤,其品种有粒、末、原煤。 3).黑龙江省地区:

a鹤岗矿物局:属于气煤,其品种主要有洗精煤、洗块、混煤、原煤等。主要矿有竣德矿、岭北露天矿、南山矿、兴安矿、富力矿、大陆矿、兴山矿等。适合于炼钢、煤气以及各行锅炉用煤。

b双鸭山矿物局:属于气煤、贫瘦煤、弱粘结煤。其品种有洗精煤、块煤、混煤、原煤等,主要矿有岭东矿、岭西矿、四方台矿、宝山矿、七星矿、集贤矿、双阳矿、新安矿、东保卫矿等。适用于炼钢、煤气、各种锅炉用煤。

c七台河矿物局:属于气、焦煤。主要品种有洗精煤、块煤、混煤、原煤等。主要矿有新建矿、新兴矿、新立矿、桃山矿、东风矿、富强立井矿,适合于电厂、炼钢、煤气以及锅炉用煤。该矿主要是焦煤比较大,单烧比较困难。

d鸡西矿物局:属于气、焦煤。主要品种洗精煤、块煤、混煤、原煤等。主要矿有恒山矿、小恒山矿、滴道矿、麻山矿、城子河矿、穆陵矿、二道河子矿、正阳矿、大道沟矿、张新矿、东海矿、平岗矿、杏花矿等。适合于发电、炼钢、煤气以及各种锅炉用煤。 3.国内煤炭煤质大致特征

判别煤炭质量优劣的指标很多,其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积,煤的灰分、硫分普遍较低;海陆相交替沉积,煤的灰分、硫分普遍较高。

中国煤炭灰分普遍较高,秦岭以北地区,晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区,侏罗纪煤田为陆相沉积,煤的灰分一般为 10%~20%,有的在10%以下,硫分一般小于1%,东北地区硫分普遍小于0.5%。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤,灰分一般达15%~25%,硫分一般高达2%~5%。 广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤,硫分可高达6%~10%以上。

据统计,中国灰分小于10%的特低灰煤仅占探明储量的17%左右。大部分煤炭的灰分为10%~30%。 硫分小于1%的特低硫煤占探明储量的43.5%以上,大于4%的高硫煤仅为2.28%。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤,低灰和低硫煤很少。 炼焦用煤的灰分一般都在20%以上;硫分含量大于2%的炼焦用煤占20%以上。中国炼焦用煤的另一大特点是:硫分越高,煤 的动结性往往越强,其可选性一般较差。

中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20%~30%。东北地区褐煤硫分多在1%以下,广东、广西、云南褐煤硫分相对较高,有的甚至高达8%以上。褐煤全水分一般可达20%~50%,分析基水分为10%~20%,低位发热量一般只有11.71~16.73MJ/kg。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫;原煤灰分大都低于15%,硫分小于1%。部分煤田,如神府、东胜煤田,原煤灰分仅为3%一5%,被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高,一般在40%以上,因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高,其灰分大多为15%-30%,流分在1.5%-5%之间。贫煤经洗选后,可作为很好的动力煤和气化用煤。

中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少,大多为三号年轻无烟煤,其主要特点是,灰分和硫分均较高,大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点,主要用作动力用煤,部分可作气化原料煤。 八、世界煤炭资源概况

世界煤炭资源分布特点:

全世界的煤炭资源量约达20万亿吨,其中俄罗斯及独联体国家、中国、美国、澳大利亚、加拿大、德国、南非、英国、波兰、印度等世界前10位主要产煤国的资源量约占世界总资源量的95%。

1.世界煤炭资源大部分集中在北半球,以亚洲最为丰富,占全球58%,其次为美洲北部,占30%,欧洲北部约占8%,其他地区如澳大利亚和非洲东南部储量不到10%。

(1).在主要产煤区的国家中,俄罗斯的煤资源主要分布在欧洲的顿涅茨煤田和博朝拉煤田及西伯利亚库兹涅茨煤田等。美国的煤炭资源有80%左右分布在东、西部的8个州内,其余42个州只占20%左右。澳大利亚有90%以上的煤炭资源集中分布在东部沿海地区。印尼的煤炭则主要产于半岛的东北部。

(2)世界煤资源分布不均衡,褐煤占1/3以上,在硬煤(包括烟煤和无烟煤)资源中,炼焦煤不足资源量的1/10。在总量约1.34万亿吨的炼焦煤资源中,肥煤、焦煤和瘦煤约占1/2,其中低灰、低硫的优质炼焦煤资源仅有约600亿吨。在世界炼焦煤资源中,约有1/2分布在亚洲地区,1/4分布在北美洲地区,其余分布在世界各地。世界无烟煤资源不多,优质无烟煤的可采量很少,主要有中国的太西无烟煤、内蒙古拉本无烟煤和越南的鸿基无烟煤,其他国家的无烟煤资源更少。在世界动力煤资源中,以硬煤为主,褐煤次之,其中低灰、低硫的优质动力煤资源大约只占20%以下。

2.主要产煤国煤炭探明可采储量统计

在世界各大洲的煤炭探明可采储量中,以北美洲最多,其中的次烟煤和褐煤占55%左右,硬煤(无烟煤和烟煤)占45%左右。其次为亚洲和欧洲。

(1)美国居世界首位,占世界的1/4,按目前的开采速度可开采250年,以次烟煤和褐煤的比例稍大。 (2)俄罗斯居世界第二位,占世界的16%,次烟煤和褐煤约占2/3,硬煤占1/3。

(3)中国居世界第三位,占世界12%,硬煤的比例略大于次烟煤和褐煤分别占中国探明储量的54%和46%。 (4)澳大利亚、印度、南非分别居世界的第四位和第六位,他们的探明储量个占世界的9%、8%和6%。 (5)乌克兰和哈萨克斯坦分别居世界的第七、第八位,均占世界的4%。 九、中国进口炼焦煤主要来源和基本煤质特征

从全球的角度看,焦煤贸易量大约2.6亿吨,出口主要集中在澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯、内蒙古,而澳大利亚占比高达64%,这种高度集中的贸易格局使得澳大利亚在焦煤定价的影响力非常巨大,国内方面,我国炼焦煤资源分布也极不均衡,主要集中在华北、华东。其中,山西省炼焦煤种资源储量最大,查明资源量为1551.84亿吨,占全国资源储量的55.35%,其次是安徽(200.22亿吨)、山东(188.38亿吨)、贵州(100.04亿吨)、黑龙江(95.01万吨)、新疆(94.53万吨)、河南(92.99万吨),分别占7.14%、6.72%、3.57%、3.39%、3.37%、3.32%。

中国炼焦煤主要来自内蒙古、澳大利亚、加拿大、印度尼西亚、俄罗斯、美国等国家,其中除蒙古国陆路进口外,其它国家均为海运至中国沿海各个港口。

1.蒙古

蒙古国的煤炭储量在500亿吨左右,除2/3供应国内使用,其余绝大部分出口到中国。其中南部储藏着丰富的煤炭资源,大部分为炼焦煤,具有低灰、低磷的特点,挥发分含量相对较高,粘结性较强,反应活性高,在配煤炼焦中可适量使用。当前,中国的宁夏、内蒙等西北地区的焦化企业使用蒙古的炼焦煤,进口量快速增长。

2.澳大利亚

澳大利亚煤炭资源储量909亿吨,占世界8.8%,其中无烟煤和烟煤可采储量453亿吨,次烟煤和褐煤可采储量456亿吨。澳煤炭可供开采364年,95%以上富集在新南威尔士州和昆士兰州,新洲占34.25,昆州占62%,以露天矿藏为主。

澳大利亚炼焦煤煤质较好,一般具有低灰、低硫的特点,粘结性不高,但单独炼焦热强度较好。澳大利亚炼焦煤是世界上最大的焦煤出口国,占全球出口份额的65%。澳大利亚也是中国进口炼焦煤的主要国家之一,中国东部沿海及长江流域一带,如环渤海地区、华东、华南及华中地区的焦化企业均在不同程度使用澳大利亚优质炼焦煤,山西长治地区也使用少量。

3.印度尼西亚

印度尼西亚煤炭储量67亿吨,主要分布在苏门答腊西部和南部以及加里曼丹东部和南部。印尼出口到中国的炼焦煤以高挥发份气煤、1/3焦煤为主,具有粘结性极强,灰低的特点,与中国沿海地区焦化企业具有一定的互补性,但印尼煤镜质组含量很高,活性较高,炼焦

后热性质不好,可配合其他煤种使用。

4.加拿大

加拿大煤炭资源储量约100亿吨,年产量约7000万吨以上,约40%用于出口,主要出口到欧洲、美洲、以及东北亚各国。加拿大炼焦煤品质较好,一般具有低灰、低硫、低磷的优质特点,所得焦炭质量较好。如FordingRiver、Coal Mountain、Greenhills、Elkview、Line Creek和Luscar煤矿所产炼焦煤品质较好。

5.俄罗斯

俄罗斯煤炭储量预计超过50000亿吨,探明2020亿吨,远东探明200亿吨,50%可用于露天开采。俄罗斯煤炭从长焰煤到褐煤,各类煤炭均有,炼焦煤储量大,品种齐全。主要炼焦煤产地有库兹巴斯、伯朝拉、南雅库特和伊尔库兹克火煤田。3/4分布在亚洲,欧洲大部分为褐煤,适合露天开采。俄罗斯炼焦煤主要出口到日、韩以及中国东北地区,中国沿海地区及西北地区是俄罗斯炼焦煤潜在的用户之一。

6.美国

美国是重要的煤炭生产国和出口国之一,其烟煤占51%,次烟煤占38.5%无烟煤占1.5%,褐煤占9%,均匀分布在东部阿巴拉契亚地区、中部地区和西部地区,各占22.6%、28.1%和49.3%,煤田包括阿巴拉契亚煤田、中部煤田、南部煤田(墨西哥湾沿岸)、北部大平原煤田、西部煤田(落基山煤田)、太平洋沿岸煤田和阿拉斯加煤田,其中以阿巴拉契亚、中部和西部煤田最重要。

美国煤炭主要出口到日本、加拿大以及欧洲的意大利、荷兰等国家,中国亦有部分企业开始使用进口的美国炼焦煤,数量相对较少。 十、动力用煤对煤炭质量的要求

从广义上来讲,凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的,产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤,简称动力煤。

动力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤;气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分(大于40%)低热值(小于15。73兆焦/千克)的烟煤、低挥发分(小于10%)的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。

火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。

电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤,也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲,不可能燃用各种挥发分的煤炭,因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有:

①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高,着火越容易。根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。 ②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧的影响比灰分大得多。

④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强,因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上,在这样高温下,煤灰大多呈软化或流体状态。

⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质,虽对燃烧本身没有影响,但它的含量太高,对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此,电厂燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超过2.5%。 十一、炼焦对煤炭质量的要求

炼铁高炉对焦炭质量提出了较高的质量要求,为了炼出符合质量要求的冶金焦炭,对于冶炼精煤主要质量指标有以下要求: (1)配煤灰分:配煤中的灰分在炼焦后全部残留于焦炭中,成为生产冶金焦的主要质量指标之一,因此应当控制配煤的灰分。煤的成焦率一般在75%左右。由于配煤中灰分全部转入焦炭中,所以焦炭的灰分要比配煤灰分高1.3倍左右。在生产上要求配煤灰分小于10%。

(2)配煤硫分:硫分煤中通常以黄铁矿、硫酸盐和硫的有机化合物三种形式存在。通常洗选一般只能除去黄铁矿硫,而配煤中的硫约有85%-90%残留于焦炭中。因此配煤中的硫分越低越好,炼焦配煤的硫分一般应小于1.0%。

(3)配煤挥发分:为了满足钢铁工业对冶金焦的需要,又能尽量多生产化学产品,顶装机焦配煤干燥无灰基挥发分一般在25%-30%。受资源限制,我国炼钢焦配煤中的气煤用量一般较高,有的焦化厂配煤挥发分达到32%。近几年来,根据我国肥煤、主焦煤紧俏的资源情况,大力推广捣固炼焦新工艺,气煤配比可以达到 75%,配煤干燥无灰基挥发分超过34%。

(4)配煤的胶质层厚度:胶质层是表示煤在加热时产生液体的数量的指标。配煤中必须具有一定的液体物质来粘结其他不能熔融的物质,使之成为坚固的冶金焦炭。配煤对胶质层的要求厚度为15-20毫米。但某大型焦化厂多配气煤后的配煤胶质厚度仅为13-14毫米,也炼出了比较好的冶金焦炭。

以上几个指标,都根据单种煤的相应指标及配煤比例,按加权平均法计算的。

十二、高炉喷吹对煤炭质量的要求 高炉喷吹煤评价指标

(1)灰分:喷吹煤灰分在冶炼中转化为炉渣,不仅增加石灰石的消耗和炉渣量,而且使焦比升高。喷吹煤的灰分越低越好,喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2个百分点,即焦炭灰分为13%,则喷吹煤的灰分应不高于11%。

(2)硫分:喷吹煤粉中的硫分影响生铁和钢的产量(钢铁中硫大于0.07%使之产生脆性)喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2个百分点,即焦炭硫分为0.8%,喷吹煤硫分应不高于0.6%。

(3)发热量:碳含量越高,挥发分越低,燃烧时放出的热量越多。喷吹煤是以放出的热量和形成的还原剂CO、H2等来代替焦炭的个别作用,发热量越大,置换比越大。

(4)可磨性:煤的可磨性指数标志着煤被粉碎的难易程度,喷吹煤的可磨性指数越大,越易粉碎,煤粉加工成本越低,但煤的可磨指数大于90时,在磨机内会有粘结现象。实践证明,喷吹煤可磨指数为70-90时最佳。

(5)反应性:煤对CO2的反应性即将CO2还原成CO的能力。喷吹煤的反应性随着煤炭变质程度加深而减弱,它是反映煤气化、燃烧的一个重要指标。反应性强的煤,可提高煤粉燃烧率,扩大喷吹量。

(6)燃烧性:煤的燃烧性好,即其着火点低,反应性强。喷吹煤的燃烧率与煤质有关,一般认为煤化程度低的煤燃烧性较好。 (7)爆炸性:喷吹煤的爆炸性与挥发分和粒径有关,挥发分含量越高,爆炸性越大,煤粉越细,越易爆炸。悬浮的煤粉与空气或其他氧化剂混合极易发生爆炸。一般认为煤粉Vdaf25%为强爆炸性煤。

虽然喷吹烟煤与喷吹无烟煤都是从风口喷入高炉,用以代替一部分焦炭,但由于两者化学成分不完全相同。要求喷吹操作也有所不同,其主要区别是:

(1)烟煤的挥发分高,有自燃及易爆的特性。为了确保喷吹烟煤的作业安全,在制粉、输粉、喷粉等系统都需有严密的气氛保护,必须有温度控制及灭火和防爆装置。而无烟煤则无需气氛保护,温度控制和防爆装置也简单一些,因此,烟煤喷吹设施投资很高。 (2)烟煤的挥发分高,着火点低,易于燃烧,易于被高炉接受,可以扩大喷吹量。 (3)烟煤含H2量高,产生的煤气还原能力强,有利于提高间接还原的速度。 (4)烟煤的可磨性比无烟煤好,磨制烟煤时制粉机出力可以提高。 (5)烟煤的密度较无烟煤小,输煤时可增大浓度,因而输送速度较快。

(6)由于烟煤中含挥发分较高,单位质量的煤完全燃烧所需偿热与氧气多一些,所以在同等条件下允许最大喷煤量要比无烟煤小一些,但喷吹烟煤有利用使用高风温和富氧。

(7)烟煤多具有不同程度的黏结性,因此对喷吹支管防止积煤的要求要严格一些,在炉况不顺、风口不活跃时,不能像无烟煤那样大量强制喷煤,以免风口结焦。

(8)两种煤对置换比的影响不完全一致,无烟煤含碳高,需补偿热少是有利因素,烟煤含H2高、总热量高也是有利因素。但决定性的置换比高低的是最主要因素是灰分。 十三、半焦的开发和应用

我国的半焦产业主要集中在陕西、山西、内蒙三省交界处,该地区长焰煤、不黏煤及弱粘煤具有低灰、低硫、低磷、低铝和低变质程度特性,其产品半焦也获得低灰、低磷、低硫、低铝和高反应性、高比阻等优良特性,半焦的优良特性和低廉价格使其迅速在铁合金、电石和化肥造气行业得到推广应用,目前,半焦产能已达3000万吨/年,年产量达2000万吨。每年用于铁合金生产的半焦达到500万吨。

国内第一座小型直立炉制取半焦的生产装置于1990年在山西大同左云县投入生产, 国内第一座年产60万吨的大型直立炉制取半焦的生产装置于2007年在陕西省神木县投入生产。

表一 神府、东胜和大同煤质分析指标

表二 半焦质量指标

焦炭是高炉炼铁生产最昂贵的原料,为了减少高炉生产对焦炭依赖,通过风口喷吹煤粉作为补充燃料替代焦炭的热源作用是最常用的技术手段,半焦粉具有高碳含量和高反应活性的特点,使其适于替代无烟煤用作高炉喷吹原料。

目前,用于高炉喷吹的半焦达到约100万吨/年,且快速增长,半焦用于高炉喷吹的试验表明其可用于炉容450m3至3200m3的高炉,喷吹比例可达15%到60%。

半焦的新应用领域及进展

以半焦为主要原料生产大块铸造型焦

铸造行业要求铸造焦低灰、低硫、块度大并具有高的机械强度,大块铸造焦可以以半焦为主要原料采用型焦工艺生产。

烧结生产一般采用焦粉做燃料,由于高炉喷吹煤粉技术的应用高炉焦比不断下降。焦炭相对产量下降,使供应烧结的焦粉出现短缺。许多钢铁企业采用无烟煤代替焦粉进行烧结生产,半焦粉具有低灰、低硫、高发热值和低廉的价格,使其比无烟煤更具优势。增加半焦粉的粒度上限可以平衡其较高的反应性,半焦粉代替焦粉用于烧结的试验正在进行中。

半焦的高反应性对生产预还原球团十分有利,另外,低灰、低硫和高碳含量的半焦有可能作为高炉生产的补充燃料。

据估算,高炉喷吹、铁合金和电石生产约需半焦3000-4500万吨/年。按目前每年生产2000万吨半焦计算,每年可节省炼焦洗精煤约2800万吨。

半焦的使用范围

半焦可用于生产半焦的煤炭资源丰富。半焦已用于冶金行业,如铁合金生产和高炉喷吹。半焦可用于铸造型焦、烧结、含碳球团及代替小粒焦直接用于高炉冶炼,研究工作正在进行中。半焦生产科节省炼焦煤资源。半焦用于含碳球团及代替小粒焦用于高炉冶炼可降低温室气体排放量。

浮选厂从煤泥中浮选精煤,产品是精煤,煤粉,尾煤,我怎么计算成本呢,假设我们一吨煤泥中能洗70%的精煤,本月售出精煤100吨,煤粉50吨,尾煤20吨,请问我该怎么计算成本呢

你是要计算成本呢还是计算利润呢,计算成本就是煤泥的购入价格加上加工精煤所发生的各种电费、水费、浮选剂及其他材料费等费用,计算利润就是用产生的各种煤种乘以销售价格减掉煤泥的购入价格加上加工精煤所发生的各种电费、水费、材料费等费。

如果算产生100吨精煤、50吨煤粉和20吨尾煤需要多少煤泥量的话,你所给的条件还不够完全,但如果以精煤为主,直接用100吨精煤量除以精煤产率70%就可以了,但从你所给的条件来看,精煤的产率为70%,其他煤种的产率为30%,如果当月要销售到煤粉50吨和尾煤20吨的情况下,至少需要煤泥233吨的煤泥量才能保证这个销量, 不知道我的解答是否符合你的题意!

我们企业是个浮选厂,我们月底共浮选了4323.32吨的精煤,煤粉有385.64吨,尾煤1824.83吨

卖出精煤2323.32吨/1060元,还余2000吨未卖出。煤粉385.64吨/900元,尾煤1824.83吨/800元,购进煤泥(原材料)7203吨/590.13元(平均价格)。制造费用164712.工人工资54000.不知我应该怎么出成本呢?


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