陜西子長氣煤在麟源煤業(yè)的試驗及應(yīng)用

李 艷，史 楠

（潞安化工集團(tuán)羿神能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046100）

隨著國家鋼鐵行業(yè)的發(fā)展及市場競爭壓力的增大，鋼鐵企業(yè)對焦炭質(zhì)量提出越來越高的要求，使本來就很匱乏的優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源愈加緊張，擴(kuò)大煉焦煤源、改善和穩(wěn)定焦炭質(zhì)量、滿足高爐大型化生產(chǎn)，是焦化廠當(dāng)今面臨的一項重要課題[1]。陜西子長氣煤主要分布在以子長縣城為中心較大范圍內(nèi)，南至寶塔區(qū)、富縣，北到橫山縣、子洲縣南部。區(qū)內(nèi)煉焦用煤煤類主要為氣煤，占比達(dá)97%，氣煤在各煤層中均有分布[2]。子長氣煤是一種中低變質(zhì)、高揮發(fā)分、強(qiáng)黏結(jié)性的煙煤[3]。強(qiáng)黏結(jié)性的氣煤結(jié)焦性較好，加熱時產(chǎn)生的膠質(zhì)體較多，煉焦時能結(jié)成均勻的塊焦。配煤煉焦時，配入一定比例的強(qiáng)黏結(jié)氣煤取代部分寧武氣煤、蒲縣1/3 焦煤和呂梁強(qiáng)肥煤，能緩解我國煉焦煤資源不足的壓力，優(yōu)化煤炭資源的利用，提高焦炭質(zhì)量，增加煤氣和化產(chǎn)品的收率，降低配煤成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。長治麟源煤業(yè)的生產(chǎn)實踐表明，配入3%～9%陜西子長氣煤代替該廠的1/3 焦煤和寧武氣煤，可保證焦炭質(zhì)量，降低煉焦成本。

1 陜西子長氣煤的性質(zhì)

陜西子長氣煤經(jīng)洗選后，灰分低，黏結(jié)指數(shù)大，且硫分、磷分等均符合煉焦用煤技術(shù)條件要求，是很好的煉焦用煤。

1.1 陜西子長氣煤工業(yè)分析

陜西子長氣煤的工業(yè)分析按照GB/T 212—2008進(jìn)行測定，工業(yè)分析結(jié)果見表1。

表1 陜西子長氣煤的工業(yè)分析結(jié)果

由表1 可知，陜西氣煤硫分較低，黏結(jié)指數(shù)G 值較高，膠質(zhì)層厚度Y 值較高，能在一定程度上降低配合煤的含硫量，提升配合煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性。同時，陜西子長氣煤具有較高的揮發(fā)分，在煉焦生產(chǎn)中，能夠產(chǎn)生更多的煤氣對提高焦油、粗苯、硫磺等化產(chǎn)品的產(chǎn)率具有一定優(yōu)勢。

1.2 煤巖組分分析

參照GB/T 6948—2008《煤的鏡質(zhì)體反射率顯微鏡測定方法》，采用MSP9000C 型偏光顯微鏡測定陜西子長氣煤鏡質(zhì)組反射率，利用MSP9000C 軟件采集相關(guān)數(shù)據(jù)并擬合得出陜西子長氣煤鏡質(zhì)組反射率分布圖，見圖1，陜西子長氣煤Rran 區(qū)段計算結(jié)果見表2。

圖1 陜西子長氣煤鏡質(zhì)組反射率分布

表2 陜西子長氣煤Rran 區(qū)段計算結(jié)果

由圖1 和表2 可知，陜西氣煤的鏡質(zhì)組反射率平均值Rran 為0.732，屬于氣肥煤，其鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率直方圖呈正態(tài)分布，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.780，為單一煤層煤。陜西氣煤的活性組分為74%，惰性組分為26%，活惰比2.85[3]。

2 陜西氣煤配煤煉焦試驗

2.1 陜西氣煤40 kg 焦?fàn)t配煤煉焦試驗

陜西氣煤40 kg 焦?fàn)t配煤煉焦試驗條件：裝煤細(xì)度≤3 mm 大于90%，裝煤密度1.05 g/cm3，裝煤溫度800 ℃，40 min 升溫至1 090 ℃，結(jié)焦時間12 h，悶爐2 h，紅焦用清水熄滅。通過5 組配煤煉焦試驗，討論了采用陜西氣煤代替蒲縣1/3 焦煤和寧武氣煤配煤煉焦應(yīng)用的可能性和可行性。配煤方案見表3，所得焦炭的質(zhì)量分析見表4。

表3 陜西氣煤40 kg 焦?fàn)t配煤煉焦試驗方案

表4 焦炭工業(yè)分析指標(biāo)

由表3 可知，1#～5#方案為試驗方案，陜西子長氣煤配入量在18%～21%時，配合煤的灰分在9.44%～9.77%，硫分在0.75%～0.81%，G 值在63.0～65.3，Y值在13 mm～14 mm。各項指標(biāo)能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。

由表4 可知，焦炭灰分、硫分均優(yōu)于二級焦炭指標(biāo)規(guī)定，焦炭冷態(tài)強(qiáng)度良好，M40最高達(dá)到80%，M25最高達(dá)到90%，M10最優(yōu)達(dá)到6.9%；熱強(qiáng)度反應(yīng)性CRI分布在30.5%～35.4%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR 分布在49.3%～55.8%。試驗方案焦炭的反應(yīng)性較高，反應(yīng)后強(qiáng)度較低，其主要原因為40 kg 焦?fàn)t爐型小，熱效率和生產(chǎn)工況不如工業(yè)生產(chǎn)焦?fàn)t。根據(jù)麟源煤業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)，同一配比和生產(chǎn)條件下，試驗焦?fàn)t焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度比工業(yè)生產(chǎn)焦?fàn)t焦炭低4.8%～8.7%，因此陜西子長氣煤通過優(yōu)化配煤用于煉焦生產(chǎn)是可行的。

2.2 陜西氣煤配煤煉焦工業(yè)應(yīng)用

結(jié)合40 kg 試驗焦?fàn)t配煤煉焦結(jié)果，長治麟源煤業(yè)在5.5 m 搗固焦?fàn)t上進(jìn)行了陜西子長氣煤配煤煉焦的工業(yè)應(yīng)用，其配煤煉焦方案和焦炭分析結(jié)果見表5 和表6。

由表5 和表6 可以看出，焦炭的硫分和灰分可以達(dá)到二級指標(biāo)水平，硫分最低為0.64%，灰分最低為12.41%；焦炭的機(jī)械強(qiáng)度最優(yōu)的M40為84.2%，M25為92%，M10為6.8%，熱強(qiáng)度最優(yōu)為反應(yīng)性25.5%，反應(yīng)后強(qiáng)度61.9%。將陜西子長氣煤的配入量控制在3%～9%，合理調(diào)整其他煤種比例，能夠生產(chǎn)出反應(yīng)后強(qiáng)度超過一級指標(biāo)，機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到一級指標(biāo)，灰分硫分優(yōu)于二級指標(biāo)的焦炭。

表5 陜西子長氣煤配煤煉焦工業(yè)生產(chǎn)方案及配合煤分析

表6 陜西子長氣煤配煤工業(yè)生產(chǎn)焦炭質(zhì)量分析

3 經(jīng)濟(jì)效益

陜西子長氣煤的成本低于蒲縣1/3 焦煤和寧武氣煤，長治麟源煤業(yè)公司采用3%～9%的陜西子長氣煤代替寧武氣煤、蒲縣1/3 焦煤和呂梁強(qiáng)肥煤用于配煤煉焦生產(chǎn)，使噸焦節(jié)約成本8 元～20 元，截至目前，長治麟源煤業(yè)公司已用陜西子長氣煤30 余萬t。

4 結(jié)論

陜西子長氣煤子長氣煤的灰分、硫分較低，揮發(fā)分高，黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)較高，煤巖鏡質(zhì)組反射率分布中，1/3 焦煤含量較高。麟源煤業(yè)通過利用陜西子長氣煤部分代替寧武氣煤、蒲縣1/3 焦煤和呂梁強(qiáng)肥煤配煤煉焦，在合理調(diào)整配比的情況下，能夠生產(chǎn)出優(yōu)于一級標(biāo)準(zhǔn)的冶金焦炭，降低生產(chǎn)成本，提升采購博弈能力，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤的用量。