1、配煤技术发展的重要性,徐金鑫 201305214,内容,1,2,3,4,配煤技术介绍,动力配煤,炼焦配煤,发展配煤技术的重要性,配煤技术介绍,背景： 近年来，随着工业化、城镇化进程明显加快，对能源资源的需求持续快速增长，煤炭的生产和需求也出现了前所未有的高速增长态势。面对能源紧缺、能源不能有效利用以及环境污染等问题，煤炭工业发展“十一五”规划中提出“充分发挥现有生产能力，扩大动力煤、高炉喷吹煤洗选加工量，提高炼焦精煤产品质量。受到资源分布、运输条件以及地区间平衡等因素的制约。煤的配合加工与利用越来越受到人们重视。,配煤技术介绍,概念：洁净煤精确配煤技术是根据电厂、化工及冶金等客户对煤炭清洁度和
2、热能利用率等指标的要求，将不同品质的煤炭经过科学分析计算，将高硫、高热量、高灰分煤炭与低硫、低热量、低灰分煤炭进行精确混配，生产出低硫、高热量、低灰飞、低水分的质量稳定、合符电厂规格和国家环保要求的洁净煤炭，在实现环保的同时，提高电厂锅炉的燃烧效率。这项技术是节约使用能源、提高能源利用效率的高科技成果，它将为我国经济增长和可持续发展，建设节约型社会提供有力的保障和支持。新“煤种” 就是配合过程中存在着线性可加成性，通过优化配比，使各原料煤的各成分和性质问实现取长补短，互为补充，充分发挥各种原料煤的优点和长处，综合性能优于其中任何一种原料煤。,配煤技术介绍,国内外流行的煤炭混配方式有地面式、地下
3、坑道式及半空式精确配煤技术三种。前两种配煤方式工艺流程粗放，混配过程简单，物料损耗较大且无法满足环保要求。半空式精确配煤技术比其他两种方式投资更低、占地面积更少、环境污染也小。,配煤技术介绍,半空式精确配煤技术工艺流程图如下,动力配煤,发展动力配煤的意义：燃煤供应品种多，质量不均一、不稳定，煤质不适应燃煤设备要求，是当前燃煤效率低、污染排放严重的重要原因之一。特别在燃用高硫煤时，缺乏先讲的脱硫、脱氮技术也是造成燃煤污染的一大原因。为解决上述问题，动力配煤技术可视为现实、经济的可行措施。,动力配煤,动力配煤研究的问题： (1)不同炉型用煤的煤质控制指标与最佳范围，使动力配煤方案最优化; ( 2)
4、影响燃烧特性的主要煤质指标及其可加性; ( 3)配煤质量控制指标的选择; ( 4)煤中不同岩相组成对燃烧特性及燃烬性能的影响;( 5)煤中有害元素在燃烧过程中的形态变化、逸散、交互作用及控制方法; ( 6)动力配煤燃烧性能的综合评价，即动力配煤评价方法等。,动力配煤,配煤原理：动力配煤的优化设计原则是在一定约束条件下追求目标函数的极值。具体分为四个步骤：提出约束条件；确定目标函数；建立数学模型；解出最优配方。动力配煤的优化设计原则是在一定约束条件下追求目标函数的极值。 具体分为四个步骤：提出约束条件；确定目标函数；建立数学模型；解出最优配方。,确定约束条件：,目标函数：,动力配煤,动力配煤发展
5、现状：国外的配煤技术，主要是充分利用中、低热值煤与高热值煤混配，保证燃煤的低位发热量和控制燃煤的灰分，研究内容主要涉及配煤混介系统和配煤混匀方法等，除此以外，还对配煤的着火性能、结渣性能对燃烧的影响以及采用配煤燃烧对二氧化氮和二氧化硫排放量等做过研究。这些研究一方面是通过试验总结出各种规律，为电站和工业锅炉应用混煤提供依据;另一方面是开发各种混煤燃烧技术和燃烧设备。,炼焦配煤,发展炼焦配煤的意义：合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤； 扩大炼焦煤资源； 提高焦炭质量；有利于提高炼焦化产品产量。配煤作为炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌
6、号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。,炼焦配煤,配煤理论：1.胶质层重叠原理，要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀；2.互换性配煤原理，焦炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标；3.共炭化原理，煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变
7、质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油塑料类橡胶类沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。,炼焦配煤,目前世界各国的焦化行业为稳定提高焦炭质量，合理利用炼焦煤资源降低生产成木，主要采取以下几种配煤炼焦技术:1.捣固炼焦技术，可以大量配用价格低的煤、三分之一焦煤、瘦煤，明显降低了炼焦配煤成本，合理利用了煤炭资源。2.配型煤炼焦技术:将炼焦装炉煤的一部分从备煤系统切出配加粘结剂后压制成型煤，再与其余散装煤料混合装炉炼焦，此技术由于煤料堆积密度的提高和粘结剂对煤料的改制作用，显著改善焦炭质量。3.煤调湿工艺旨在降低装炉煤的水分，减
8、少由于洗煤厂脱水工艺及气候影响造成的装炉煤水分波动。,炼焦配煤,用煤岩学观点和方法预测焦炭质量，并指导配煤是50多年煤岩学发展的大事，也是焦化工业重沐科研成果。目前，煤岩学已广泛应用于煤的研究及生产实践中。在焦化工业，煤岩学作为一种有用理论正在被广泛接受并逐渐应用于生产实践。 煤岩学配煤基本原理：煤是不均一物质；煤中各活性组分质量的非均一性；惰性组分和活性组分在配煤中都不可缺少；成焦过程。,炼焦配煤,几种有代表性的煤岩配煤方法： 1.阿莫索夫和施皮罗法； 2.美国伯利恒钢铁公司法； 3.日本宫津隆法； 4.加拿大利德法； 5.荷兰文克列威伦法； 6.美国钢铁公司盖内伐厂的方法； 7.澳大利亚的
9、布郎一塔洛法； 8.前西德赛莫奈斯和马科夫斯基法； 9.前西德赛莫奈斯和马科夫斯基法；,炼焦配煤,9.周师庸法； 10.西安煤科分院的方法； 11.刘运良等指出镜质组反射率只能反映出单种煤的变质程度； 12.华东冶金学院江中砒开始与莱钢合作绘制出煤的CBI-SI曲线图，预测焦炭强度，还完成了一个煤岩配煤的应用软件； 13.张学礼配煤技术针对煤炭中活性组分与惰性组分在加热过程中的“时差”、“温差”、“动差”进行配煤，使活性组分与惰性组分达到最佳结合，从而生产出超过国家部一级冶金焦的优质焦炭。,炼焦配煤,上述方法虽都根据煤岩配煤基本原理，但由于各单位煤炭资源和工艺等条件的小同，以及运用的手段不同，
10、配煤方法并不相同。应该说这些方法并不十分完美，都不同程度地存在局限性，只适用在某些特定的范围内。因此预计随着基础研究工作的进一步深入，还将有新的发展。下面介绍一下计算机专家配煤系统。计算机配煤专家系统是基于计算机和信息技术发展起来的配煤概念，它综合利用了煤炭数据库、焦炭质量预测方法、过程控制原理以及炼焦专家经验，以期实现生产成本最小化、优质炼焦煤用量最小化和弱孰结煤用量最大化的目标，对完善炼焦煤资源规划具有很大的推动作用。,炼焦配煤,针对传统的基于人工经验的配比计算量大、准确性不高的特点，计算机系统被逐渐应用于配煤技术。计算机专家系统基于给定的焦炭质量指标、配介煤质量指标、煤场现有的各大类煤种
11、质量参数以及配煤和炼焦条件，根据一定的成本和库存等约束条件，提出应用模拟算法，分别建立配比计算和配比优化模型，通过该模型可以获得最优的配煤比和配煤方案。计算机专家系统的应用，大大降低了配煤成本，提高了配煤的精确性和焦炭的质量。,发展配煤技术的重要性,洁净煤精确配煤技术的应用，能够提升国内传统煤炭的资源价值、促进我国节能减排工作和清洁能源的可持续发展与利用;该技术的使用能够有效整合国内外煤炭资源，缓解我国煤炭资源紧缺的压力，有利于资源节约型和环境友好型社会的建设。 动力配煤技术是适合我国国情的洁净煤技术，是改变我国燃煤效率低、污染严重的有效技术途径之一，在我国将有很好的发展前景。 在优质炼焦煤急
12、剧短缺、煤炭资源供应紧张的情况下，开展炼焦配煤理论的研究和开发新的工艺技术来实现钢铁企业的可持续发展，是焦炭企业急需解决的问题，对我国的煤炭资源介理利用和响应国家的可持续发展战略都具有积极的、重要的意义。,参考文献,1 国家发展和改革委员会.煤炭工业发展“十一五”规划，2007. 2 陈庆为.国外洁净煤精配技术在我国的应用及发展前景J. 中国煤炭工业，2009, (2) : 47-48. 3 戴财胜，湛合辉，张晓琪.发展动力配煤控制空气污染J. 选煤技术，2002, (3):3-5. 4 Wu Min and Shen Deyao，Expert Control Based Neural Net
13、works and Mathematical Models for the Coal Blending Process, Control Theory and Applications，2000. 12 5 桂祥友，马云东.非线性优化理论在动力配煤中的应用J. 中国矿业，2005,14(6):49-51. 6 Sun Yilu, Liu Wenzhen. Research on classification of Chinese coal for power generation. In:Proceedings 1985 inter-national conference on coal sc
14、ience. Sydney: Pergamon Press, 1985 7 Arnold A J, Smith D B. Coal blending-meeting specifications. Mining Engineering, 1994(10):1 144 8 张双个.煤化学M.徐州:中国矿业大学出版社，2004. 9 Ugursal V I and Taweel A M Al，Mackay G D M，Impact of Coal Quality of Electrical Power Generation:A Technoeconomic model International
15、Journal of Energy Research，1990，8 10 姚伯元，李德谨，马学刚.各类型混煤在炼焦配煤中的作用J. 燃料与化上，2007,38(6):1-7. 11 潘立慧.魏松波.炼焦新技术M.北京:冶金工业出版社.2006. 12 艾天杰，侯惠敏煤岩学在炼焦配煤中的应用以宣钢焦化厂原料煤为例J.煤田地质与勘探，2001, 29 (4) : 4-6. 13 工海燕.煤岩学与炼焦配煤技术的发展J.煤质技术.2004( 6): 39- 41. 14 胡德生，吴信慈宝钢煤岩配煤方法的研究J.钢铁，2001,36(1)：1-6. 15Zhu Zi-Zong，Optimization
16、and modification of non-caking coal blending for conventional coking， Meitan Xuebao/Journal of the China Coal Society, v 37, n 7, p 1195-1200, July 2012 16 李训明，水恒福.煤的可溶组分对其孰结性能的影响J.山东冶金，2005 (27):119-121. 17 秦志宏，李兴顺，陈娟，等.煤的孰结性来源及形成机理J. 中国矿业大学学报,2010(39) :65-69. 18 姚昭章炼焦学M.北京:冶金工业出版社，2004. 19 周师庸.赵俊国
17、.炼焦煤性质与高炉焦炭质量M.北京:冶金工业出版社.2005. 20 FurnaceByoung-Hwa Lee, Eric G. Eddings, and Chung-Hwan Jeon,Influence of Coal Blending Methods on Unburned Carbon and NO Emissions in a Drop-Tube J.Energy & Fuels2012 26 (11), 6803-6814 21 黄金干.加入WTO的中国钢铁与炼焦行业发展现状及展望J.冶金信息导刊，2003 (6) : 42-56. 22 周尽晖，王朋.添加炭素物料改善焦炭性能的研究J.炭素技术，2003(1):5-7. 23 吴庆华，张双龙，武青文.加入活性催化添加剂提高焦炭强度试验J.煤质技术，2007 (6):19-20. 24 李喜洋.改善配煤质量的新途径煤岩配煤J.湖南冶金，2005,33(4):17一19.,
