【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焦化行业配煤炼焦，涉及一种预测配煤炼焦生产中焦炭质量的方法，特别是一种预测焦炭冷态强度的方法。
技术介绍
1、随着煤炭资源的大幅度开采和利用，优质炼焦煤资源储量逐渐减少，导致了优质炼焦煤资源的短缺，进而提高了焦炭生产成本。在焦化行业不景气的背景下，企业不得不扩大参与配煤炼焦的煤种，这也会对焦炭强度产生直接的影响。
2、未来随着炼焦工业的发展，对焦炭的质量要求将会不断提高，而炼焦煤尤其是优质炼焦煤资源作为不可再生资源储量又在不断减少，因此有必要对焦炭质量进行更为科学合理精确的预测，降低炼焦成本，盘活焦化产业。
3、焦炭的冷态强度是配煤炼焦生产过程中的一个关键参数，直接影响到焦炭的机械性能和耐久性。因此，焦炭冷态强度的预测对于优化炼焦工艺、提高产品质量以及降低生产成本具有重要意义。
4、目前，预测焦炭冷态强度的方法主要基于经验公式。传统的经验公式无法准确确定不同煤种在炼焦过程中的交互作用对冷态强度的影响，从而无法真实、准确地预测在配煤炼焦过程中焦炭的冷态强度；同时，目前的预测模型大多适用于特定企业，往往缺乏科学的理论依据和对煤质因素的深入分析。
5、例如，唐炜等（柳钢焦炭质量预测模型的研究[j]. 燃料与化工, 2021, 52(06)）选取配合煤指标中的干燥基灰分含量（ad）、干燥无灰基挥发分含量（vdaf）、黏结指数（g）、干燥基硫含量（st,d）、胶质层指数（x和y）建立了基于线性回归的焦炭质量预测模型，其模型使用范围较小，超出后预测精度下降。
6、建立
7、追根溯源，煤在焦化过程中的一切宏观特性都与其大分子结构转变相关，即“结构决定性质”。因此，基于对煤成焦机理分子层面的认识，从煤的结构出发，将影响焦炭质量的红外结构特征参数芳香度 fa引入预测模型的构建，对于准确合理预测焦炭质量并提高预测模型的普适性至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有模型中对焦炭冷态强度预测准确度不高的缺陷，提供一种基于红外结构参数预测焦炭冷态强度的方法。
2、炼焦煤的结构单元可以分为脂肪-脂肪层、脂肪-芳香层和芳香-芳香层。红外结构参数芳香度 fa用于反映煤的芳香结构，这种结构是构成焦炭的基本结构并提供骨架支撑，与焦炭的强度密切相关。同样，挥发分vdaf用于评估煤中热稳定性低的结构总量，其与煤炭大分子中存在的脂肪族结构有关。挥发分与芳香度参数可以在一定程度上反映出煤成焦过程中芳香结构与脂肪结构的动态转化，同时二者均随着煤阶的变化而变化。
3、本专利技术构建了原料煤挥发分与芳香度之间的经验关系，通过易于检测获得的原料煤挥发分vdaf含量计算出原料煤的芳香度预测值 fa预测，并充分考虑灰分、硫分、黏结指数、胶质层指数等原料煤的其他特性指标因素在炼焦过程中对焦炭质量的影响，因此根据挥发分提出了预测芳香度 fa结构参数的模型具有较好的相关性，从而更好的评价煤的综合结构特性，从而使焦炭质量的预测更加精确。
4、具体地，本专利技术所述的基于红外结构参数预测焦炭冷态强度的方法是测定出原料煤的挥发分、灰分、硫分、黏结指数、胶质层最大厚度以及最终收缩度参数，按照原料煤的芳香度预测值 fa预测与挥发分vdaf间的经验公式：
5、 fa预测 =-0.0084vdaf +1.0334
6、获得原料煤的芳香度预测值 fa预测；
7、代入公式：
8、m40 =1.940ad +16.836 fa预测 +10.940st,d +0.286g-0.578y -0.060x +28.232
9、m10 =-0.605ad +7.700 fa预测 -5.948st,d-0.385g +0.910y +0.076x +27.392
10、预测出以所述原料煤炼焦获得焦炭的抗碎强度m40和耐磨强度m10；
11、式中：
12、 fa预测—原料煤的芳香度预测值；
13、m40—原料煤炼焦所得焦炭的抗碎强度预测值，%；
14、m10—原料煤炼焦所得焦炭的耐磨强度预测值，%；
15、vdaf—原料煤的干燥无灰基挥发分，%；
16、ad—原料煤的干燥基灰分，%；
17、st,d—原料煤的干燥基硫分，%
18、g—原料煤的黏结指数；
19、y—原料煤的胶质层最大厚度，mm；
20、x—原料煤的最终收缩度，mm。
21、其中，所述的原料煤是可以用于炼焦或配煤炼焦的各种原料煤，包括适合于炼焦的各种单种煤，以及适合于炼焦的配合煤。
22、采用本专利技术上述基于红外结构参数预测焦炭冷态强度的方法，可以较为准确地预测出以各种适合于炼焦的原料煤进行炼焦获得焦炭的冷态强度。
23、本专利技术首先是构建了原料煤的芳香度预测值 fa预测与挥发分vdaf之间的经验公式。
24、一般地，本专利技术上述构建的经验公式可以适用于任何可用于炼焦的原料煤的芳香度预测，且预测精度能够满足要求。
25、但是进一步地，当所述原料煤的干燥无灰基挥发分vdaf为20～35%时，通过所述经验公式获得的芳香度预测值 fa预测结果更加准确。
26、更进一步地，当所述原料煤中的干燥无灰基挥发分vdaf被优选限定在22～32%时，获得的芳香度预测值 fa预测结果与芳香度实际测量值之间的误差更小，精度更高。
27、同样，本专利技术针对焦炭冷态强度的预测公式可以适用于任何可用于炼焦的原料煤，但是较佳地，当所述原料煤的干燥基灰分ad≤12%，干燥基硫分st,d≤2%，黏结指数g≥72，胶质层最大厚度y为12～25mm，最终收缩度x为25～45mm时，对焦炭抗碎强度m40和耐磨强度m10的预测结果更加准确。
28、更优选地，当所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于红外结构参数预测焦炭冷态强度的方法，其特征是测定原料煤的挥发分、灰分、硫分、黏结指数、胶质层最大厚度以及最终收缩度参数，按照原料煤的芳香度预测值fa预测与挥发分Vdaf间的经验公式：
2.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤是可用于炼焦或配煤炼焦的各种单种煤或配合煤。
3.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤的干燥无灰基挥发分Vdaf为20～35%。
4.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤的干燥无灰基挥发分Vdaf为22～32%。
5.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤的干燥基灰分Ad≤12%，干燥基硫分St,d≤2%，黏结指数G≥72，胶质层最大厚度Y为12～25mm，最终收缩度X为25～45mm。
6.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤的干燥基灰分Ad≤10%，干燥基硫分St,d≤1%，黏结指数G为72～82，胶质层最大厚度Y为12～16mm，最终收缩度X为28～42mm
...【技术特征摘要】
1.一种基于红外结构参数预测焦炭冷态强度的方法，其特征是测定原料煤的挥发分、灰分、硫分、黏结指数、胶质层最大厚度以及最终收缩度参数，按照原料煤的芳香度预测值fa预测与挥发分vdaf间的经验公式：
2.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤是可用于炼焦或配煤炼焦的各种单种煤或配合煤。
3.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方法，其特征是所述原料煤的干燥无灰基挥发分vdaf为20～35%。
4.根据权利要求1所述的预测焦炭冷态强度的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳伟明，燕慧，王雷雷，邓韶博，杨伯威，周文艳，侯晓瑞，陈旭辉，王美君，申岩峰，
申请(专利权)人：山西焦化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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