焦化廠及煤化工配煤煉焦技術(shù)方案

焦化廠及煤化工配煤煉焦技術(shù)方案一、膠質(zhì)層重疊原理要求配合煤中各單種煤的膠質(zhì)體的軟化區(qū)間和溫度間隔能較好地搭接，這樣可使配合煤在煉焦過程中，能在較大的溫度范圍內(nèi)處于塑性狀態(tài)，從而改善粘結(jié)過程，并保證焦炭的結(jié)構(gòu)均勻。其中典型的方法是“J法”配煤技術(shù)?！癑法”配煤技術(shù)是一種快速、準(zhǔn)確、簡單、經(jīng)濟(jì)、隨機(jī)確定各種最佳（實(shí)用）配煤方案的新技術(shù)，以“煤的粘結(jié)能力測定法”為基礎(chǔ)，以煤與焦相互統(tǒng)一變化規(guī)律為依據(jù)，準(zhǔn)確預(yù)測焦炭強(qiáng)度，按Jb-Vdaf“米”字形配煤圖及其原則進(jìn)行操作，評(píng)估煤質(zhì)，確定“主導(dǎo)煤”，辨明“添加劑煤”和“填充劑煤”，用簡易“優(yōu)選法”確定配煤比，定出配煤方案。1/6二、互換性配煤原理焦炭質(zhì)量取決于煉焦煤中的活性組分、惰性組分含量及煉焦操作條件。單種煤的變質(zhì)程度決定其活性組分的質(zhì)量，鏡質(zhì)組平均組最大反射率是反映單種煤的變質(zhì)程度的最佳指標(biāo)。目前應(yīng)用煤巖學(xué)指導(dǎo)配煤，很多焦化廠都有自己的配煤方案，但一般都是鏡質(zhì)組平均隨機(jī)反射率、反射率直方圖及鏡惰比三個(gè)參數(shù)作為煤巖學(xué)配煤參數(shù)。根據(jù)互換性配煤原理，當(dāng)配煤有較強(qiáng)粘結(jié)性時(shí)，加入一定量焦粉或無煙煤有利于焦炭質(zhì)量提高，回配3%?5%的焦粉代替瘦煤煉焦，技術(shù)上是可行的，但在同樣煤質(zhì)情況下不添加粘結(jié)劑，要保證焦炭質(zhì)量，焦粉的細(xì)度至關(guān)重要。三、共炭化原理煤中加入非煤粘結(jié)劑進(jìn)行炭化，稱為共炭化。共炭化研究為采用低變質(zhì)程度弱粘結(jié)煤煉焦時(shí)選用合適的粘結(jié)劑提供了理論依據(jù)，也為加入有機(jī)渣油、塑料類、橡膠類、瀝青等與煤共炭化提供了可能性，并且為解決當(dāng)前世界的環(huán)境污染問題做出了很大的貢獻(xiàn)。國外在400℃下將廢塑料與煤焦油瀝青共熱解，收集熱解油和氣體產(chǎn)物，反應(yīng)所得的殘余物與弱粘結(jié)煤共焦化能提高其結(jié)焦性；國外研究工作則是利用配煤同塑脂廢料共焦化，由于芳香結(jié)構(gòu)的有機(jī)物對(duì)配煤的結(jié)焦性具有良好的影響，所得焦炭強(qiáng)度得以提高，并獲得貴重的化學(xué)產(chǎn)品。國內(nèi)利用10g固定床反應(yīng)器研究廢塑料與煤共焦化特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)廢塑料添加量不超過5%時(shí)，煤氣產(chǎn)率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪烴和甲基化芳香化合物明顯增加，而半焦性質(zhì)基本不受影響。研究認(rèn)為，廢塑料與煤共焦化技術(shù)可行。曾對(duì)幾種瀝青與XXX焦化渣用Corbett法進(jìn)行了組成分析，研究表明，減壓渣油和丙烷脫瀝青飽和烴含量較高，瀝青質(zhì)很少，作為改質(zhì)劑性能較差。熱裂化渣油和乙烯焦油含有相當(dāng)高的芳烴與瀝青，QI少，因此作為改質(zhì)劑性能較好。煤焦油瀝青具有較高的芳香性能，因此溶劑性能較好，但QI含量高，對(duì)焦油過程中間相發(fā)展不利。四、焦炭質(zhì)量預(yù)測1、焦炭灰分、硫分預(yù)測；在生產(chǎn)狀況穩(wěn)定的條件下，焦炭的灰分、硫分與配合煤的灰分、硫分存在較好的線性關(guān)系。一般預(yù)測模型為：Y=aX+b；應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中最小二乘法確定方程中的回歸系數(shù)a，b，并以此控制配合煤的灰分、硫分，以及調(diào)整單種煤使用的比例和為選擇煤源提供參考。2、焦炭冷態(tài)強(qiáng)度預(yù)測;焦炭冷態(tài)強(qiáng)度（指M40、M10）預(yù)測所采用的指標(biāo)一般為煤化度指標(biāo)和粘結(jié)性指標(biāo)。預(yù)測方法基本可以分為三類：第一類以煤的工藝指標(biāo)為參數(shù)，如Vdaf與C.I.、MF、G、y的組合，一般常用Vdaf與G的組合，因?yàn)檫@兩個(gè)因素對(duì)焦炭質(zhì)量起決定性作用。一般Vdaf為28%?32%，G為88%?72%或y為14?18mm。配煤的揮發(fā)分升高，焦炭裂紋增多，強(qiáng)度下降，特別是M40，配煤揮發(fā)分每變化土1%，M40變化±2.0%，M10變化土0.2%；第二類是以煤巖指標(biāo)為參數(shù)進(jìn)行預(yù)測；第三類在考慮配合煤指標(biāo)的同時(shí)，也考慮煉焦煤準(zhǔn)備和煉焦工藝條件。3、熱態(tài)性質(zhì)預(yù)測法；焦炭的熱態(tài)性質(zhì)通常采用焦炭的反應(yīng)性指數(shù)（CRI）和反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）來表示。預(yù)測方法有三種：（1）焦炭冷態(tài)指標(biāo)預(yù)測法：這類方法主要基于焦炭冷態(tài)性質(zhì)指標(biāo)，如焦炭強(qiáng)度（M40、M10）、氣孔率與氣孔分布、光學(xué)組織等來預(yù)測。（2）配合煤指標(biāo)預(yù)測法：該方法依據(jù)配合煤反射率、粘結(jié)性、惰性物含量以及配合煤其他性質(zhì)，如灰分、揮發(fā)分、灰組成等進(jìn)行預(yù)測。多數(shù)預(yù)測模型僅限于生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，適用范圍也局限于各自煉焦煤種。（3）單種煤性質(zhì)預(yù)測法：馮安祖等從單種煤性質(zhì)入手，研究了不同單種煤的煤化度指標(biāo)（揮發(fā)分、鏡質(zhì)組最大反射率）、粘結(jié)性指標(biāo)、灰組成與其焦炭熱性質(zhì)的關(guān)系。認(rèn)為煤的揮發(fā)分與焦炭的反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度有非常密切的關(guān)系。揮發(fā)分位于22%?26%以及Rmax為1.1?1.2左右，單種焦的熱性質(zhì)最佳。單種煤的粘結(jié)指數(shù)（G）、膠質(zhì)層厚度（y）、全膨脹（a+b）、基氏流動(dòng)度（lgMF）與焦炭熱反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度之間存在基本一致的規(guī)律性。五、人工智能和專家系統(tǒng)的應(yīng)用配煤專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)由煤資源信息系統(tǒng)、單種煤信息系統(tǒng)、配合煤信息系統(tǒng)、焦炭質(zhì)量預(yù)測系統(tǒng)及生產(chǎn)控制系統(tǒng)構(gòu)成。包括了單種煤到配合煤、由配合煤到焦炭的正向推理過程和對(duì)應(yīng)的反向推理過程，每一個(gè)過程都包含確定性的關(guān)系和領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)。該研究的配煤系統(tǒng)主要由優(yōu)化控制子系統(tǒng)、信息管理子系統(tǒng)和故障診斷子系統(tǒng)組成。優(yōu)化控制子系統(tǒng)主要完成焦炭質(zhì)量預(yù)測、配煤比計(jì)算和專家自學(xué)習(xí)三大功能。因?yàn)榛旌厦旱拿嘿|(zhì)特性與各組成單煤之間不是簡單的線性關(guān)系，而是復(fù)雜的非線性關(guān)系，所以采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立焦炭質(zhì)量模型。計(jì)算配煤比需要應(yīng)用規(guī)則模型。自學(xué)習(xí)是根據(jù)檢測到的實(shí)際值與計(jì)算出來的各種中間結(jié)果，自動(dòng)地修改數(shù)學(xué)模型或形成新的規(guī)則模型。信息管理子系統(tǒng)包括單種煤的性質(zhì)參數(shù)、配合煤及焦炭的質(zhì)量目標(biāo)、配煤工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)、數(shù)學(xué)模型的計(jì)算參數(shù)等；故障