东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用

煤质技术-中国科技核心期刊矿业类核心期刊J东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用武晨晓(冀中能源股份有限公司选煤煤质部,河北邢台054021)摘要:东庞煤矿9号煤资源丰富,为高硫气肥煤和肥煤,黏结性很好,适当降硫就可用于炼焦配煤,此品种在周边用户群中有一定的需求。通过对东庞矿区的2号煤和9号煤进行配煤、煤质分析、40 kg焦炉炼焦实验等,研究配煤指标变化和成焦性能。镜质组最大反射率实验结果表明:配煤具有煤种的单一性,其工业性质及黏结性等指标具有近似的数学加权性，通过配煤入洗可以实现高低硫资源煤质指标互补。将研究成果用于指导实际生产,改造东庞矿洗煤工艺,新建东庞矿西庞井选煤厂,实现高硫煤的全部配煤入洗,生产出满足市场需求的中高硫气肥煤品种,扩大了炼焦资源和高硫煤用途,提高了企业经济效益。2011 年生产高硫精煤111 万t,直接增加收入1.5亿元。关键词:配煤;高硫煤;40 kg焦炉炼焦实验;洗选中图分类号:TD94文献标识码:A文章编号:1006 -6772(2013)01 -00601-04Preparation of blended raw high-sulphur coal in Dongpang coal mineWU Chen-xiao( Preparation and Coal Quality Test Department ,Jizhong Energy Resources Co. ,Ld. ,Xingtai 054021 ,China)Abstract :There are abundant No. 9 coal resources in Dongpang coal mine , most are high-sulphur gas-fat coal andfat coal, the caking property is excellent , so just reduce sulphur content, the blended raw coal can be used tocoking. Investigate the coking properties of No. 2 and No. 9 coal resources according to coal blending test, coalquality analysis and 40 kg sample coke oven test. The maximum reflectance of vitrinite test show that , the blendedcoal retain some part of raw coal characteristics, its industrial natures and caking property can be solved forweighting function. The blended coal for cleaning can comprehensively utilize high and low sulphur coal resources.The newly-built Xipanging coal preparation plant adopts the research achievement for practical productionguidance , the middle and high sulphur gas-fat coal products meet the market demand , that means the benefitsincrease. The high sulphur clean coal yield is 1. 11x10* tons , increase 1. 5x108 yuan in 2011.Key words: blended coal ;high-sulphur coal ;40 kg sample coke oven test ; preparation收稿日期:2012-11-29责任编辑:孙淑君中国煤化工作者简介:武晨晓(1965- -) ,男,河北新河人,高级工程师,1985年毕业于中国矿业学院HHC N M H G质管理和煤化工项目前期工作。引用格式:武晨晓东庞煤5高硫煤配煤炼焦的研究与应用[J].洁净煤技术,2013 ,19(1) :61-64.武晨晓:东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用61煤质技术指导煤炭生产和经营。1冀中股份矿井生产现状2.1 配煤方案冀中能源股份有限公司(以下简称“冀中股根据市场需求及东庞煤矿的资源特点,利用高份")是中国第二大炼焦煤生产基地,其邢台矿区现低硫精煤按比例配出不同硫分含量的精煤产品,进分别有矿、矿井、选煤厂6,11,7 个,原煤生产能力和行煤质分析，并进行40 kg小焦炉炼焦实验,对焦炭洗煤能力均达到1300万Va,基本实现原煤全部人质量进行分析鉴定。选。可生产炼焦精煤、高炉喷吹用煤、烧结用煤、化目前在公司供货范围内的用户,对硫分在肥生产用块煤、动力用煤等品种。1. 5%和2.0%左右、高黏结性的冶炼精煤,尤其是随着矿井服务年限的增加,作为主采煤层的2号肥煤或气肥煤,有一定的市场需求。东庞煤矿目前煤(低硫、低灰、较好黏结性的1/3焦煤和气煤)资生产格局为一一矿四井,矿本部和升达井主采2号煤源逐渐枯竭,矿井逐步进人衰老期。为了延长矿井资源,西庞井和西风井开采9号煤。2号煤硫分在的寿命,东庞、邢台等各矿都把视线放在井田下部0. 4%左右,9号煤硫分在3. 5%左右。现有东庞选的9号高硫、高黏结性的肥煤资源上,但因其硫分煤厂(450万Va)和新建西庞选煤厂(150万Va)。高,应用受到限制。为扩大其用途,提高企业经济为了进行对比,分别取东庞煤矿的2号煤和9效益,于2009年启动了9号煤的加工利用技术研号煤制成2个单- ~煤样,再按硫分进行配比,以w(2究，从资源特点和市场需求出发,探索合理开发利号煤):w(9号煤)为2:1和1:1的比例配出硫分约为用途径。1.5%和2.0%的2个煤种,编为配煤1和配煤2。2研究方案设计3分析实验结果取东庞煤矿有代表性的2号煤和9号煤样,分3.1东庞煤矿 煤质分析别进行煤质分析和配煤、炼焦实验等,用实验结果东庞煤矿炼焦煤煤质分析结果见表1。表1东庞煤矿炼焦煤煤质分析工业分析/%w(形态硫)/%煤岩组成/%煤样牌号S.s/%Pg/%M.A.Vut硫酸铁硫化铁 有机硫M MMR2号煤QM45 2.92 8.55 37. 910.43 .0.01 0. 060.36 0. 02079 58.9 30.1 8.2 2.8 0. 694配煤1 QM45 2. 488.2 37. 711.420.01 0.16 1.25 0.022 84 61.9 29.3 6.1 2.7 0. 732配煤2 QM45 2. 008.37.52.1. 940.01 0. 20.1.73 0. 02587 65.0 28.5 4.5、 2.0 0. 7509号煤QF 1.37 7.42 37. 143. 590.01 0. 343.24 0.030 95 71.7 24.2 2.6 1.5 0. 831胶质层厚度吉泽勒流动度奥阿膨胀度格金十馏X/mm Y/mmiT，ATMTT: TAT a/% b/%焦型CR/% Tar/% Water/%34. 515.590 433 47080 22403406 4403 25.8 23.3G72.7 15. 25.133.0 17. 5385 433 472 87 10890 332 399 450 118 26.3 73. IC7 74.6 14.1 4. 531.0378 4375 97 15434398 4512228105. 728.0 26. 067 436 482 115 32590 316 388 455 139 28.6 174. 6C9 75.9 13. 52.8由表1可见,2号煤的特点是特低硫,但黏结性尤其是配煤的硫分和黏结性等指标,通过配煤可以较差,是气煤;9号煤的硫分高,但黏结性也好,属于调节下。吉式流动度测试结果显示,2号煤的仅为气肥煤。2号煤和9号煤的硫分均以有机硫为主,2240,而9号中国煤化工有明显的差经过洗选难以有效去除。配煤的各项指标均介于别,同样的差HCNMH G标上。从煤岩两者之间,说明这些指标具有近似的数学加权性,成分来看,2号煤和9号煤的镜质组含量差别较大,96《洁净煤技术》2013年第19卷第1期煤质技术-中国科技核心期刊矿业类核心期刊号煤镜质组含量更高些,表现为具有更好的黏结性。低磷的优点,但2号煤的硫含量更低9号煤的黏结图1为东庞2号煤、东庞9号煤配煤1和配煤性能更强。配煤1和配煤2,从配合效果来看十分2镜质组反射率分布。由图1可见，配煤的测试结理想,两种配合煤不仅具有了低灰、低磷的传统优果显示为单一峰值,只是范围略宽些,表现为单一势,而且黏结性较2号煤更强,硫含量较9号煤有了煤种的特点,有利于炼焦配煤应用。大幅度的降低,两者的镜质组反射率分布没有留下综上所述,东庞2号煤和9号精煤均具有低灰、配合的痕迹,可作为单煤销售。0.50-0.54r060-0640.55-0.59-0.65-0.690.65~0.69; 0.70-0.74: 0.70-0.74， 0.75-0.79三0.80-0.84! 0.80-0.84整0.85-0.89-盘0.90-0.94-温0.90-0.941.0-1.0502030401001.05σ203040频次/%a)东庞2号煤b)东庞9号煤0:55-0.59-055059[还0.60-0.64R 0.60-0.64哥0.65-0.69安0.70-0.74茶0.70-0.740.75-0.79品0.80-0.84云0.80-0.840.85-0.89警0.85-0.890.95~0.990.95-0.991.00-1.041.00-1.045c)配煤ld)配煤2图1东庞2 号煤、东庞9号煤、配煤1和配煤2镜质组反射率分布3.2 40 kg小焦炉炼焦实验及分析的质量分析,其中包括焦炭的工业分析、磷、硫形将东庞2号煤、9号煤和2种配煤分别进行态硫、反应性及反应后强度(CRI,CSR)、冷态转鼓40 kg实验焦炉单煤炼焦实验,对所得焦炭进行全面强度等,见表2。表2焦炭质分析%工业分析形态硫机械强度某样焦8s,PA.Vs硫酸铁硫化铁有机硫M4oM1o2号煤66.01. 1211. 981.060.370. 010.120. 240. 029.68.510.8配煤166. 541.74 11. 68.0. 851.090.010.170.910.030 66.712.0配煤266. 891. 5611.62 .1. 390.00.181.210.033 66.212. 99号煤.67. 121. 0810. 951.022. 750.112.640. 04165.115.3粒度组成CRICSR>80 mm60~80mm40 ~60 mm20 ~40 mm10~20mm<10 mm49. 4428. 8115.613.720.561. 8646.033.447.0527. 42I7.984.390.88中国煤化工37.245.7127. 1419.114. 8340.641.2526.7321. 955.781.32YHCNMHG52.5武晨晓:东庞煤矿高硫煤配煤炼焦的研究与应用63煤质技术由表2可见,4种煤均可单独炼焦,成焦率67%经过1a多的运行,高低硫精煤配煤入洗系统左右;焦炭的全硫有明显降低[2),原煤中的硫分有运转正常,精煤质量指标得到灵活.有效的控制,生52%左右转移到焦炭中,并且以有机硫为主3;从产出适合用户需求的中、高硫精煤,扩大了高硫、肥焦炭的性能指标看,9号煤优于2号煤,配煤居中。煤、气肥煤等稀缺资源的应用途径,为企业创造了巨4种煤所得焦炭机械强均一般,都未达到三级冶金大的经济效益。2009 年共配洗9号煤47.5万t,生焦的质量要求,这与炼焦煤的变质程度较低、挥发分产高硫精煤34.8万t,增加效益5160万元。2010 年偏高以及项装装煤等因素有关(4-5。焦炭的CRI值生产高硫精煤71.3万t,增加效益1亿元以上。.越低越好,CSR值越高越好。由表2看出9号焦炭2011年生产高硫精煤111万t,增加效益1.5亿元反应性和反应后强度较理想,分别达到或接近- -级以上。冶金焦炭;2号焦炭的热反应性和反应后强度较差,5结吾配合煤炼焦所得焦炭的反应性及反应后强度比2号煤的焦炭有明显提高。说明4种煤仅适合于配煤炼东庞矿高硫煤与低硫煤配煤,在指标上认定为单一煤种,炼焦实验结果表明:配煤可以适当调节煤焦,在配煤时应注意硫分。的黏结性,焦炭的冷热强度及各项指标均能符合行4现场实际应用业的规范要求。这一研究结果 在理论上支持配煤人河北省南部地区及周边200 km范围内,分布洗,保证了高硫肥煤成功推向市场,迅速成为--种适着许多焦化和钢铁企业,是炼焦煤的北方消费中销对路的精煤新品种,实现了“有限资源效益最大心。合计炼焦能力约4580万Va,需要炼焦精煤约化”,该结果对邢台煤矿高硫煤的开发利用具有积6100万V/a,本地的炼焦用煤主要是1/3焦煤，缺少极示范作用,为邢台矿区高硫煤合理加工利用开拓高黏结性的肥煤等6]。有些用户为了提高炼焦配了一条新路,同时也扩大了炼焦煤的适用资源范围，煤的黏结性,同时降低成本,就需要-定量不同硫分有利于促进炼焦行业可持续发展。的肥煤.气肥煤等。如新兴铸管、天铁、邯钢S,为参考文献:1. 5%左右的肥煤,安钢、济钢、旭阳、建滔等S,为[1]王开明 ,蔡斌.煤质分析在配煤检测中的应用[J].煤2%左右的肥煤。为了将上述研究成果加以应用,实现科学配煤炭加工与综合利用,2010(3) :28-29.人洗,在研究了配煤洗选特性的基础上17-8] ,2009年[2]朱银惠,张现林,李文红,等煤在炼焦过程中热解脱对东庞选煤厂旧重介系统进行改造,使之与主厂房硫降低焦炭中硫含量[J].洁净煤技术,2008,14(4):新重介系统完全分开,以旧重介系统配洗高硫煤。76-78.新建西庞选煤厂2011年4月投产.采用配洗工[3] 高梅杉,张建民,罗鸣 煤在还原气氛下热解硫的析出艺,流程示意如图2所示。机理研究进展[J].洁净煤技术,2005,11(1) :34-37.[4]王岩,王利斌,裴贤丰,等.焦炭热性能影响因素研究外来2号煤p外来9号煤[J].洁净煤技术,2011,17(5) :40-43.受煤坑1[ 受煤坑2|受煤坑3 |[ 木矿9号煤][5]孟敏.炼焦配煤及煤炭质量预测研究现状[J].煤炭加受煤输送带，工与综合利用,2011(1) :40-43.原煤1号新|原煤2号新老原煤仓]申明新.河北炼焦煤资源分布与利用[J].洁净煤技术,2006,12(3):10-13.选煤工艺[7]聂 其英.选煤厂配煤自动化[J].洁净煤技术,2006,12.产品输送带(4):19-中国煤化工l 1号精煤仓J 2号精煤仓」中煤仓[8] 刘武.来TYH.CNMHG'煤炭加工与综图2西庞选煤厂 配洗工艺合利用,2007(4):12-14.)4《洁净煤技术》2013年第19卷第1期