李永林, 范 虹

(太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司,山西 太原 030024)

焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用

李永林, 范 虹

(太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司,山西 太原 030024)

以太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司的工業(yè)焦?fàn)t數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立了該公司的焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型。利用單種煤和配合煤的各種性質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量,并指導(dǎo)配煤,以獲得穩(wěn)定的焦炭質(zhì)量。

焦炭;單種煤;配合煤;質(zhì)量預(yù)測(cè)

引 言

用實(shí)驗(yàn)室的煤質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量并指導(dǎo)配煤,穩(wěn)定焦炭質(zhì)量,已成為配煤技術(shù)水平的一個(gè)重要標(biāo)志[1,2]。

利用單種煤和配合煤的各種性質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量,可以減少配煤試驗(yàn)的次數(shù),確定經(jīng)濟(jì)合理的配煤比[3-5]。隨著煤質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,應(yīng)用焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)技術(shù)直接指導(dǎo)配煤作業(yè)得到世界主要焦炭生產(chǎn)國(guó)的普遍關(guān)注[6-8]。

本文以太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司焦化廠生產(chǎn)焦?fàn)t數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立了該公司的焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型,分析了進(jìn)行焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)方法研究需要進(jìn)行的基礎(chǔ)工作。

1 焦炭灰分和硫分預(yù)測(cè)

焦炭的灰分、硫分與配合煤的灰分、硫分有較強(qiáng)的線性關(guān)系;焦炭的灰分、硫分與原料煤的灰分、硫分呈一元線性關(guān)系。根據(jù)太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司不同時(shí)間段的裝爐煤和對(duì)應(yīng)焦炭灰分與硫分平均值數(shù)據(jù),得出焦炭灰分與裝爐煤灰分之間的關(guān)系(見圖1)以及焦炭硫分與裝爐煤硫分之間的關(guān)系(見圖2)。

采用一元線性回歸得到方程式(1)和式(2):

根據(jù)回歸方程計(jì)算的焦炭預(yù)測(cè)灰分和硫分與實(shí)測(cè)灰分及硫分關(guān)系見第40頁(yè)表1。GB/T 2001《焦炭工業(yè)分析測(cè)定方法》規(guī)定:焦炭測(cè)定的重復(fù)性≤0.2%,再現(xiàn)性≤0.3%。從表1中可以看出,焦炭預(yù)測(cè)灰分與實(shí)際灰分的差值,在16組數(shù)據(jù)中有14組小于0.1%,有2組介于0.1%～0.2%,均小于測(cè)試誤差,說(shuō)明該灰分預(yù)測(cè)方程具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性。GB/T 2286《焦炭全硫含量的測(cè)定方法》規(guī)定:硫分小于1%樣品的測(cè)定重復(fù)性≤0.04%,再現(xiàn)性≤0.1%。從表1可以看出,焦炭預(yù)測(cè)硫分與實(shí)際硫分差值,16組數(shù)據(jù)均小于0.04%,也說(shuō)明提出的硫分預(yù)測(cè)方程具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性。

表1 焦炭預(yù)測(cè)灰分和硫分與實(shí)測(cè)灰分和硫分的關(guān)系%

2 焦炭機(jī)械強(qiáng)度預(yù)測(cè)

2.1 V-G法

根據(jù)太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司一段時(shí)間的揮發(fā)分和黏結(jié)指數(shù)平均值數(shù)據(jù),采用國(guó)內(nèi)較為常用的V-G法得出抗碎強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度預(yù)測(cè)方程,如式(3)和式(4):

式中:M40——抗碎強(qiáng)度,%;

M10——耐磨強(qiáng)度,%;

Vdaf——干燥無(wú)灰基揮發(fā)分,%;

G——煙煤黏結(jié)指數(shù)。

GB/T 2006-94《冶金焦炭機(jī)械強(qiáng)度的測(cè)定方法》規(guī)定:M25(M40)和M10的重復(fù)性分別為2.5%和1.0%。裝爐煤V-G法預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)焦炭質(zhì)量見表2。從表2可以看出,裝爐煤V-G法預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量M40絕對(duì)誤差在0.01%～2.74%,平均值為1.33%;V-G法預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量M10絕對(duì)誤差在0.015%～0.623%,平均值為0.087%。符合M40、M10測(cè)定的重復(fù)性≤3.0,再現(xiàn)性≤1.0的要求。

表2 裝爐煤V-G法預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)焦炭質(zhì)量%

2.2 R-G法

根據(jù)太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司的14個(gè)單組裝爐煤鏡質(zhì)體最大反射率Rmax、煙煤黏結(jié)指數(shù)G的測(cè)試結(jié)果以及相應(yīng)生產(chǎn)焦炭的M40和M10,得到的回歸方程如式(5)和式(6):

表3為裝爐煤Rmax和G預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量數(shù)據(jù)。從表3可以看出,裝爐煤Rmax和G預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量M40絕對(duì)偏差在0.30%～3.37%,平均值為2.10%;Rmax和G預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量M10絕對(duì)偏差在0.040%～0.860%,平均值為0.046%。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高,且符合M40、M10測(cè)定的重復(fù)性≤3.0和≤1.0的要求,但預(yù)測(cè)值的M40偏小于實(shí)測(cè)值。

表3 裝爐煤R-G法預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)焦炭質(zhì)量%

3 結(jié)論與建議

太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司采用的預(yù)測(cè)方程中,配合煤的灰分、硫分通過(guò)一元線性回歸方程預(yù)測(cè)焦炭灰分、硫分的結(jié)果比較準(zhǔn)確可靠;通過(guò)配合煤的揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)可以采用一元線性回歸法得出焦炭強(qiáng)度預(yù)測(cè)方程,其準(zhǔn)確性較高;利用煤巖配煤理論預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量時(shí),只有保證測(cè)試精確度和測(cè)試速度,才能使預(yù)測(cè)模型有實(shí)用價(jià)值。

在焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)中,各種指標(biāo)的測(cè)試精度對(duì)焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度會(huì)有一定的影響。特別是煤巖組分及焦炭顯微結(jié)構(gòu)的測(cè)定,受人為主觀因素的影響較大。因此,一方面有必要開發(fā)相關(guān)技術(shù),提高煤顯微組分和焦炭顯微結(jié)構(gòu)測(cè)試精度及組分鑒定的可追溯性;另一方面,需深入研究煤巖組分和焦炭顯微結(jié)構(gòu)及其對(duì)煤、焦性質(zhì)的影響,不能簡(jiǎn)單地套用現(xiàn)有模型。

建立焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型,需對(duì)煤焦質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行深入的理論分析,同時(shí)應(yīng)開展小焦?fàn)t煉焦試驗(yàn),利用一定規(guī)格的試驗(yàn)焦?fàn)t,進(jìn)行單種煤及不同配比煤(考慮配煤灰分、硫分、黏結(jié)性、煤巖等)的煉焦試驗(yàn),繪制煤焦質(zhì)量關(guān)系圖,或建立回歸方程,然后用工業(yè)焦?fàn)t數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型加以修正,逐步建立既符合煤焦質(zhì)量關(guān)系基本原則又適于一定配煤結(jié)構(gòu)的焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)及控制模型,以便更好地為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

[1]李 凡.利用小焦?fàn)t試驗(yàn)提高焦炭熱態(tài)性能的研究[J].梅山科技,2005,15(12):145-146.

[2]胡德生,吳信慈,戴朝發(fā).寶鋼煤巖配煤煉焦的研究[J].鋼鐵,2001,36(1):11-16.

[3]葉道敏,肖文釗,羅俊文,等.煤巖配煤和焦炭強(qiáng)度的預(yù)測(cè)[J].燃料與化工,1998,29(5):233-236.

[4]張文成.煤巖顯微組分在配煤中的應(yīng)用[J].梅山科技,2003(4):28-30.

[5]趙煥棟,李明富,江中砥,等.煤巖配煤中CB I和SI指數(shù)的意義及其應(yīng)用[J].燃料與化工,1998,29(4):188-191.

[6]Valia H S.Prediction of coke strength after reaction with CO2from coal analyses at inland steel company[J]. I&S M,1989(5):77-87.

[7]周師庸.應(yīng)用煤巖學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1985.

[8]姚昭章,鄭明東.煉焦學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 2008.

Abstract:Based on the test of industrial coke of TCGC,mathematicsmodels used forpredicting the quality of the industrial coke is established,which used different quality index of single coal and blending coal.And stability quality of coke is achieved by these methods.

Key words:coke;single coal;blending coal;coal quality prediction

Application of coke quality prediction

L IYong-li n
(Ta iyuan Coal Gasification(Group)Co.,L td.,Ta iyuan Shanxi030024,China)

TQ531

A

1004-7050(2010)06-0039-03

2010-10-29

李永林,男,1965年出生,1985年畢業(yè)于太原理工大學(xué)煤化工專業(yè),現(xiàn)主要從事焦化技術(shù)的研究開發(fā)工作。