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生产好焦炭必须低硫煤吗?非也,配煤是关键!

日期:2019-08-23  来源:中国煤炭资源网  责任编辑:网络运营部

    低硫焦煤生产优质焦炭真得划算吗? 关于这个问题,汾渭能源总经理技术助理张媛近日在“2019双焦市场分析及投资策略报告会”上做出了专业的分析和解答。

 

        8月20日,在山西孝义举办的“2019双焦市场分析及投资策略报告会”,张媛详细介绍了炼焦过程中,硫分所经历的三个阶段,即“溢出——吸附——分解”,并指出焦煤中碱金属氧化物含量越高,则固硫效果越好,被吸附留在焦炭中的含量也越多。

 

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        原来,在炼焦过程中,硫分首先在达到一定温度后进行热解反应,以H2S的形式溢出,然后与煤中的矿物质反应生成稳定性相当高的硫化物,即所谓的“固硫作用”。

 

        这一作用与煤灰中的碱金属含量紧密相关,其中起决定作用的是CaO, 其与H2S反应会形成CaSO4。此外,Fe2O3、MgO等碱金属氧化物也有相同的作用。

 

        其后,随着炼焦温度进一步提升到1300摄氏度,留在煤焦中的硫又会分解进入到烟气中, 但由于复盐(3CaO.CaSO4.Al2O3;CaSO4•SrSO4(硫酸锶))的存在,提高了硫酸盐的高温稳定性,从而减少硫被排放到大气中。

 

        汾渭能源开发的“全要素智能配煤系统”,可以通过入炉煤碱金属含量,从而预测出硫分随烟气排出以及被固定在焦炭中的含量。

 

        这一预测对入炉煤配比起到至关重要的作用。根据焦化厂焦炭硫含量要求的不同,可以灵活配比不同的入炉煤,张媛表示。

 

        比如,在对入炉煤硫转化率预测后,为满足目标焦炭中硫含量的要求,则可以选用硫分相对较高但硫转化率低的煤,而不一定要加入高价低硫煤充当配煤,这对于焦化厂而言,可以节省很大一部分成本。

 

        “因此,在采购炼焦煤时,不能仅看这个煤的硫很低,以低硫的高价采购,但实际在炼焦过程中起不到降硫的目的,”张媛指出。

 

        煤灰中的碱金属对于焦炭热强度有很大的影响,张媛介绍道。

 

        煤灰中主要成分是Al、SI、Fe、Ca、Mg、K、Na、TI等的氧化物,占98%左右,分为酸性物质和碱性物质,酸性物质为Al2O3、SIO2和TiO2,碱性物质为Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。

 

        酸性物质在高温状态下性能稳定,煤灰熔融时起“骨架”作用;碱性金属中Na2O 、K2O在煤灰熔融时率先熔化,CaO、MgO、Fe2O3等则在煤灰熔融时起助熔作用,明显降低灰熔融温度,而熔融温度的降低影响焦炭热态强度。

 

        因此当灰成分中以硅、铝、钛等酸性物质为主时有利于提高并生产高热强度的焦炭,而以碱性物质为主时,则降低焦炭的热强度,甚至其进入高炉后完全没有热强度。

 

        此外,从化学反应方面来讲,Fe、Ca、Mg、K、Na等碱性金属在高温反应过程中起催化作用,加快了焦炭与CO2的反应,对焦炭的气孔壁起到破坏作用进一步降低了热强度。

 

        “如何在众多参数作用下,通过‘全要素智能配煤系统’的优化功能,找到在一定焦炭质量下的最低成本方案?” 张媛指出。“这基于我们全要素的参数设定及量化设置,比之传统指标人工经验来配煤的精准度和稳定性有了很大提高。”

 

        中国高炉大型化起步较晚,对煤的基础理论研究和跨行业、跨领域研究的认识与投入不足,导致中国炼焦煤的评价与炼焦配煤理论在煤岩学与灰化学这两大重大领域出现空白,严重影响了中国焦化行业的科学发展与竞争力。

 

        汾渭能源与其合作伙伴中国科学院山西煤炭化学研究所、太原理工大学及山西太钢不锈钢股份有限公司进行了长期的跟踪研究,并且在山西省科技厅的重点支持下,进行大量的科学实验,成功在炼焦煤评价与配煤优化领域实现了弯道超车,开发出了功能强大的智能配煤优化应用软件。

 

        全要素智能配煤系统所涉及的参数多达32个,除充分应用了我国业内的传统配煤理论外,引人了成煤期与沉积环境、煤岩学、煤灰化学等国外常用的配煤理论与参数。

 

        目前该系统使用客户30多个,使用产能5890万吨,所用客户首次使用即在原有煤源下降低成本10元以上,最高降幅达150元。同时避免了产品质量的波动,实现了按需精准生产,为下一步扩大资源优化成本创造了巨大的空间。

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