利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法：获得焦炭平均块度指标；测定各单种煤的胶质层指数Y，基氏流动度，灰分，硫分，灰成分和挥发分；选定一个生产配比；设定P值表征煤的胶质体性能，计算P值；设定B值表征煤的支链化程度，计算支链化程度指标B值；控制P值和B值；若焦炭块度要求为49～50mm，控制P≥130，且B≥0.35，若焦炭块度要求为48～49mm，控制P≥100，且B≥0.30；判断P值和B值是否满足要求。本发明专利技术不必对炼焦用配合煤各个指标进行检测，在较短时间内即可得到配合煤焦化过程的特点，能够为5.5m捣固焦炉焦炭块度的调整和确定提供可靠的依据。块度的调整和确定提供可靠的依据。块度的调整和确定提供可靠的依据。

【技术实现步骤摘要】
利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法


[0001]本专利技术属于煤焦化工领域，尤其涉及一种利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法。

技术介绍

[0002]随着国家政策的引导与炼铁技术的进步，特别是《产业结构调整指导目录(2019年本)》发布以来，将容积400立方米及以下炼钢用生铁高炉列为淘汰类，将容积400立方米以上1200立方米以下炼钢用生铁高炉列为限制类，高炉大型化发展是未来必然趋势。随着高炉的大型化，焦炭作为支撑骨架作用越来越重要，为保证料柱的透气性，降低高炉压差，不仅要求焦炭有良好的冷、热态性能，还要求焦炭有合适的块度和均匀性。捣固炼焦作为一种能减少优质炼焦煤用量、降低焦炭成本的方法在我国发展迅速，国内大多数独立焦化企业采用捣固炼焦方式。由于受配煤结构影响，捣固焦炭块度较小，平均块度一般为45～47mm，无法满足中大型高炉焦炭平均块度48～50mm的要求。因此，提高焦炭块度成为了行业关注热点。
[0003]焦炭块度与所用炼焦煤性质息息相关，尤其受热解胶质体性质和黏结性的影响。测定煤黏结性和结焦性的实验室方法很多，常用的方法有：坩埚膨胀序数、罗加指数、黏结指数、基氏流动度、胶质层指数、奥阿膨胀度和格金焦型等。由于成煤过程和成煤植物不同造成了炼焦煤种类的多样性和基本性质的复杂性。上述每个指标都侧重表征煤性质的某一方面，各指标之间既有关联，又没有明确关系，采用不同煤质指标评价相同煤种会得出不同的结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法，不必对炼焦用配合煤各个指标进行检测，在较短时间内即可得到配合煤焦化过程的特点，能够为5.5m捣固焦炉焦炭块度的调整和确定提供可靠的依据。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法，包括如下步骤：
[0007]1)获得焦炭平均块度指标；
[0008]2)测定各单种煤的胶质层指数Y，基氏流动度，灰分，硫分，灰成分和挥发分；
[0009]3)选定一个生产配比，调整该配比，调整配比方法为提高Y≥20mm的单种煤的比例，或提高基氏最大流动度MF≥2000ddpm的单种煤的比例，或提高软固化温度区间ΔT≥85℃的单种煤的比例；
[0010]4)按调整后的配比配煤，测定配合煤的胶质层指数、基氏流动度、傅里叶红外曲线(FTIR)和挥发分V
daf
；
[0011]5)设定P值表征煤的胶质体性能，且令：
[0012]P＝Y*logMF*ΔT/V
daf
，其中ΔT＝T3-T1；
[0013]Y—胶质层最大厚度，mm；
[0014]MF—基氏最大流动度，ddpm；
[0015]T1—初始软化温度，℃；
[0016]T3—固化温度，℃
[0017]ΔT—软固化温度区间，℃
[0018]根据步骤4)测得的胶质层指数、基氏流动度指标和挥发分，计算P值；
[0019]6)利用origin图形处理软件，将配合煤红外光谱中3000～2800cm-1
复合吸收峰区域进行分峰拟合，设定B值表征煤的支链化程度，B值越大，表明配合煤的支链化程度越大，煤的黏结性越好，且令：
[0020]B＝A
2955
/A
2922
，其中A
2955
表示甲基(-CH3)振动吸收峰的峰面积，A
2922
表示亚甲基(-CH2)振动吸收峰的峰面积；
[0021]计算支链化程度指标B值；
[0022]7)根据步骤1)中焦炭块度要求，控制P值和B值；若焦炭块度要求为49～50mm，控制P≥130，且B≥0.35，若焦炭块度要求为48～49mm，控制P≥100，且B≥0.30；
[0023]8)判断按照步骤5)和6)计算的P值和B值是否满足步骤7)要求；
[0024]若满足，调整配比结束，否则重复步骤3)至步骤8)。
[0025]还需要控制配合煤灰分催化指数MCI小于2.80％；配合煤的灰成分由单种煤灰成分通过加权计算获得；根据如下公式计算配合煤灰分催化指数MCI：
[0026][0027]其中：Ad为灰分，Vd为干基挥发分；
[0028]并控制配合煤挥发分V
daf
为26-29％。
[0029]上述步骤1)中焦炭平均粒度指标，是5.5m捣固焦炉生产的焦炭平均块度指标。
[0030]上述步骤6)中配合煤的红外光谱在波数范围3000～2800cm-1
处拟合为5个峰，拟合峰的位置根据曲线的二阶导数确定，5个峰的峰位置分别为2955cm-1
，2922cm-1
，2895cm-1
，2873cm-1
和2850cm-1
，位置偏差在
±
5cm-1
范围内。
[0031]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]1)本专利技术的专利技术人经过长期研究，发现将P值与Y值、最大基氏流动度的对数值MF、软固化温度区间ΔT以及V
daf
通过本专利技术名的关系式进行关联，能较好的反应胶质体的性能，配合煤支链化程度能较好地反应煤的官能团结构特征，进而反应煤的黏结性，胶质体性能指标和官能团结构特征是控制焦炭块度较好的指标。
[0033]2)本专利技术方法简单可靠，成本低廉，时效性好，适用于5.5m捣固炼焦企业。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法流程图。
[0035]图2为本专利技术实施例提供的配合煤红外光谱3000～2800cm-1
波数范围的拟合曲线。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用以限制本专利技术。
[0037]本专利技术是一种利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法，就是通过控制胶质体性能指标和官能团结构特征支链化程度来提高焦炭块度，使5.5m捣固焦炉生产的焦炭能满足中大型高炉对焦炭块度的要求。
[0038]本专利技术所适用的单种煤包括不粘煤、长焰煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤。
[0039]煤是以有机大分子为主，组成和结构十分复杂的体系，对于不同变质程度的煤来说，其结构又存在较大的差异。近些年来，傅里叶变换红外光谱(FTIR)是一种分析固体样品官能团结构特征的现代分析技术，尤其是配合相应的分峰拟合软件后，在煤结构表征中能够提供更加精细的煤结构信息。与其它化学分析手段相比，红外分析的优势在于操作简单、省时、仪器操作费用少。本专利技术的专利技术人在研究和实践中发现，炼焦煤的支链化程度与煤的黏结性十分相关，脂肪族结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用煤胶质体性能和官能团结构特征提高焦炭块度的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获得焦炭平均块度指标；2)测定各单种煤的胶质层指数Y，基氏流动度，灰分，硫分，灰成分和挥发分；3)选定一个生产配比，调整该配比，调整配比方法为提高Y≥20mm的单种煤的比例，或提高基氏最大流动度MF≥2000ddpm的单种煤的比例，或提高软固化温度区间ΔT≥85℃的单种煤的比例；4)按调整后的配比配煤，测定配合煤的胶质层指数、基氏流动度、傅里叶红外曲线和挥发分V
daf
；5)设定P值表征煤的胶质体性能，且令：P＝Y*logMF*ΔT/V
daf
，其中ΔT＝T3-T1；Y—胶质层最大厚度，mm；MF—基氏最大流动度，ddpm；T1—初始软化温度，℃；T3—固化温度，℃ΔT—软固化温度区间，℃根据步骤4)测得的胶质层指数、基氏流动度指标和挥发分，计算P值；6)利用图形处理软件，将配合煤红外光谱中3000～2800cm-1
复合吸收峰区域进行分峰拟合，设定B值表征煤的支链化程度，B值越大，表明配合煤的支链化程度越大，煤的黏结性越好，且令：B＝A
2955
/A
2922
，其中A
2955
表示甲基振动吸收峰的峰面积，A
2922
表示亚甲基振动吸收峰的峰面积；计算支链化程度指标B值；7)根据步骤1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雨，徐秀丽，王泽世，胥玉玲，张世东，马岩，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：