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1、用煤反射率分布图监控焦化来煤质量、指导堆放与炼焦配煤海南大学材料化工学院姚伯元电话：0898-66272710邮箱：2011 年7月23日报告内容二焦化混煤认识与用煤镜质组反射率监控来煤质量 混煤对单煤用户有利，对焦化企业弊大于利：煤化学与工艺指标难鉴别，建立在单煤基础上的配煤理论难适应性等。原因在于判断煤牌号或煤阶依据的煤质指标都不能给出判断的真伪。如由挥发分与粘结指数判断的焦煤既可能是单一焦煤，也可能是由其它单煤混配出的假焦煤，二者在炼焦配煤中的作用明显不同。用煤镜质组反射率指标也不能判别混煤煤阶的真伪：混煤的指标煤阶与剥离出的单煤煤阶在多数情况下不一致。 鉴于焦化企业来煤中混煤远多于单煤
2、的现实状况，正确认识各类型混煤炼在炼焦中作用是发挥其有利作用，控制焦化来煤质量多用混煤的基础，具有现实意义。一、各类型混煤在炼焦配煤中的作用 鉴别混煤与计算其中各单煤比例都依据镜质组反射率分布图（简称分布图）：单煤呈单峰分布且范围较窄，混煤呈多峰分布且范围较宽。鉴别混煤的国家标准1（简称判别方法）依据这一原理用“凹口”数结合标准偏差将混煤划分为5种类型，见表1。但这仅考虑了混煤的复杂程度。进一步分析其炼焦配煤中的作用，这是发挥混煤积极作用的基础。 表1 商品煤镜质组反射率分布图类型与编码（*项为笔者修改建议）Table 1 Commercial coal vitrinite reflectan
3、ce distribution type and coding类型凹口数标准偏差(S)编码单一煤层煤00.10简单混煤00.1-0.21复杂混煤（*无凹口混煤）00.22具1个凹口的混煤13具2个凹口的混煤24具2个以上凹口的混煤25*具1个凹口的简单混煤10.1-0.21分析依据的理论基础国内外学者都认为不同分布范围的镜质组结焦性质不同。据此可推测：同一分布范围内的镜质组性质相同。煤牌号（煤种）是为进行商品交易从逐步过渡的煤阶中人为划分的。实践中常遇到重复测定结果在规定误差范围内，但分属不同煤牌号的问题，本质是这类过渡煤的镜质组在二个牌号煤中都有分布。例如Rmax为0.92的肥煤，其中一定有
4、相当部分镜质组分布在1/3焦煤的分布范围，若这部分镜质组比例稍高，则划归为1/3焦煤。因此在配煤分布图上，同一分布范围的镜质组，不论分属何种牌号煤都性质相同。配煤时只考虑不同范围镜质组作用即可，不必剥离出单煤研究其归属。其实，分布图重叠到一定程度后，在可接受误差范围内，任何方法都不能将其中的各单煤峰剥离出。分布图可反映配煤的适配性：活性组分软化熔融温度的重叠性。适配性差的煤，如气煤与瘦煤，活性组分软化熔融温度不重叠而互呈惰性，分布峰则不重叠。适配性好的配煤，如肥煤与焦煤，塑性温度区间重叠大，则分布图重叠部分多。显然单煤峰之间有重叠部分的混煤有助于改善其中较差单煤的结焦性，如混入少量肥煤的气煤结
5、焦性好于气煤，应充分利用混煤这种对炼焦有利的一面。 1.1 炼焦配煤中的单煤 从我国炼焦煤现状考虑，判别方法中下列煤可作为炼焦配煤中的单煤: (1) “单一煤层煤”：分布图呈正态单峰分布，且范围窄，标准偏差小于0.1，为纯粹单煤。 （2） “简单混煤”：分布图基本上呈正态（或偏正态）单峰，分布范围较“单一煤层煤”略宽，标准偏差为。焦化企业来煤中的单煤绝大多数是这种“简单混煤”：原煤洗选过程少量混杂形成，并非有意混配。（3）“具1个凹口的混煤”中相同混煤与相邻混煤：由二种单煤形成的混煤。二单煤关系有多种情况。相邻混煤指由相邻牌号煤形成的混煤，如气煤与1/3焦煤的混煤等。特点是分布范围不宽，标准偏
6、差为，其中单煤峰重叠多，指标煤阶介于二单煤之间，一般与比例大的单煤一致。图1为这类混煤的分布图与剥离计算结果（横坐标为随机反射率Re,纵坐标为百分比%），若其中1/3焦煤比例大，则混煤指标为1/3焦煤，反之为肥煤。由于相邻牌号煤性质过渡，差异小，镜质组重叠多，因此混煤性质介于二单煤之间并接近比例大的单煤。例如，最大反射率为0.88的1/3焦煤与0.91的肥煤在炼焦配煤中的作用一致，差异小于最大反射率分别为0.91与1.15的二种肥煤，因此可视为单煤使用。相同混煤与相邻混煤在判别方法中无归属，因此建议增加“具1个凹口的简单混煤”类型。图1 相邻混煤Fig 1 Adjacent mixed coa
7、lRomax0.984，S0.103 指标煤牌号：肥煤 煤类型：带1个凹口的混煤，凹口数1编码3混煤中单煤比例计算结果单煤 煤牌号 Roe Romax S %1 1/3焦煤 0.758 0.810 0.08 27.72 肥煤 0.947 1.012 0.06 72.31.2 炼焦配煤中应剥离出单煤考虑结焦性的混煤 这类混煤的指标煤阶与其中单煤的煤阶明显不一致。包括：一至数个凹口的由相间牌号煤形成的混煤（相间混煤）。如气煤与肥煤的混煤等。这种混煤中单煤分布峰仍有部分重叠，适配性中等，结焦性好于其中较差的单煤，并可改善其中较差单煤的结焦性。如肥煤与瘦煤的混煤，单煤焦好于纯瘦煤单煤焦。这种混煤的反射
8、率指标煤阶与其中各单煤都不同，炼焦时应剥离出单煤3-4考虑在配煤中所占比例。图2的混煤反射率指标为焦煤，剥离出的单煤分别为肥煤与焦瘦煤，各占约64与36%。用这类混煤配煤时，补配过渡煤，使其中的单煤都成为相邻煤，可有效改善焦炭质量。图2 相间混煤Fig 2 White mixed coalRomax1.287，S0.214指标煤牌号：焦煤 煤类型：带1个凹口的混煤，凹口数1编码3混煤中单煤比例计算结果单煤 煤牌号 Roe Romax S %1 肥煤 1.039 1.109 0.085 63.82 焦瘦煤 1.416 1.512 0.092 36.21.3 可作为炼焦配煤中基础煤的混煤（1）多凹
9、口混煤：判别方法中具2个（或以上）凹口的混煤”的混煤都是由二种以上单煤经人为混配而成，其结焦性有时甚至好于同牌号单煤。特点是分布范围宽，指标较好，多为肥煤、焦煤。但其中单煤比例常波动，不同批次来煤分布图有一定差异。若作为同牌号单煤使用，焦炭质量会明显下降且易波动。图3的混煤反射率指标为肥煤，但性质与肥煤差异大。这类混煤可作为配煤的基础煤，通过添加其它单煤或混煤，调整其分布图，即可满足炼焦要求，起到积极作用。Romax1.118，S0.409 指标煤牌号：肥煤 煤类型：带1个凹口的混煤，凹口数3编码4混煤中单煤比例计算结果单煤 煤牌号 Roe Romax S %1 气煤 0.625 0.668
10、0.041 43.12 肥煤 1.025 1.095 0.064 36.73 焦煤 1.400 1.495 0.021 5.5 4 瘦煤 1.600 1.709 0.031 14.7图3 多凹口混 煤 Fig 3 Multi-notch mixed coal （2）“复杂混煤”(无凹口混煤）：如图4的混煤。特点是分布图无凹口，范围宽，由二种（或以上）相邻单煤形成。其中单煤重叠部分多，适配性好。其结焦性常好于某些纯单煤（如气煤、瘦煤等）。这种混煤的镜质组反射率分布曲线虽无凹口，多数仍有单煤峰的痕迹，仍可用“曲线剥离分峰法”剥离出其中的单煤曲线并确定出混煤比。如图4在Re=1.4附近有单煤峰的痕迹
11、。用“曲线剥离分峰法”确定出该混煤由Romax指标分别为1.057的肥煤与1.447的焦煤混合而成，这二种单煤分别占71与29。这种混煤由于其中的单煤分布曲线重叠过多，也可能难以剥离出其中单煤。这种混煤性质与同煤阶单煤不同，不能作为单煤使用，但适合作为配煤的基础煤。用“无凹口混煤”命名更合适。Romax1.223,S0.267 混煤中单煤比例计算结果指标煤牌号：焦煤 单煤 煤牌号 Roe Romax S %煤类型：复杂混煤，凹口数0，编码3 1 肥煤 0.990 1.057 0.121 71.3 2 焦煤 1.355 1.447 0.149 28.7 图4 无凹口混煤 Fig 4 No not
12、ch mixed coal1.4 焦化企业应避免购入的混煤（相隔混煤）： 由相隔一个以上牌号单煤形成的混煤。分布图基本无重叠，如图5的混煤。这种混煤与同牌号单煤性质差异大，镜质组软化熔融温度不重叠，互呈惰性，适配性差，并使其中单煤结焦性都降低。只能按确定出的单煤考虑其作用。在炼焦配煤中作为单煤使用危害大，应避免采购这种混煤。 Romax0.863，S0.235 煤牌号：1/3焦煤 煤类型：带1个凹口的混煤，凹口数1编码3混煤中单煤比例计算结果单煤 煤牌号 Roe Romax S %1 非炼焦煤 0.479 0.507 0.056 36.42 肥煤 0.955 1.020 0.065 63.6图
13、5 相隔混煤Fig 5 Separated mixed coal用反射率分布图监控来煤质量鉴别煤阶与煤种统计镜质组反射率各分布范围百分比Re范围频率%Re范围频率%Re范围频率%Re范围频率%0.4-0.450.00.95-10.81.5-1.5510.32.05-2.10.00.45-0.50.01-1.050.01.55-1.64.52.1-2.150.00.5-0.550.01.05-1.10.01.6-1.654.52.15-2.20.40.55-0.60.01.1-1.150.81.65-1.70.82.2-2.250.00.6-0.650.01.15-1.20.01.7-1.750
14、.42.25-2.30.40.65-0.70.01.2-1.252.11.75-1.81.22.3-2.350.40.7-0.750.01.25-1.33.31.8-1.850.42.35-2.40.00.75-0.80.41.3-1.356.61.85-1.91.22.4-2.450.00.8-0.850.01.35-1.416.11.9-1.950.42.45-2.50.00.85-0.90.01.4-1.4517.81.95-20.02.50.80.9-0.950.01.45-1.525.62-2.050.4反射率分布表 按镜质组随机反射率Rr划分的主要区域1、主要成焦范围：2、次要成焦范围：，3、非成焦范围： 1.9 按镜质组含量划分1、镜质组含量 90% （或惰质组含量：50%）评价焦化来煤质量时，上述二因素权重应各占50%。例如，某来煤镜质组含量 80%， Rr主要成焦范围占70%，次要成焦范围占30%，为优质炼焦煤。 若焦化来煤镜质组含量基本固定，则可主要考虑Rr划分的各主要区域所占比例。常 规 检 验： Rr划分的主要区域新煤种检验：镜质组含量
