黄陵矿区化工用煤资源禀赋及在焦化过程中的作用研究

发布时间：2020-06-02 00:25

【摘要】：黄陵矿区是黄陇煤田5个主力矿区之一,蕴藏着丰富的侏罗纪优质低阶烟煤,清洁高效、合理开发利用区内资源是实现资源效益最大化和低碳经济的关键。本文以黄陵矿区煤炭资源为对象,在系统分析煤炭特性的基础上,深入研究了煤质参数及煤种(重点是化工用煤)特点与空间变化规律;以黄陵煤化工有限责任公司捣固炼焦主要配煤煤种为基础,探讨了 1/2中黏煤、黄陵气煤等化工用煤作为基础配煤在焦化过程中的作用及其对焦炭性能的影响,建立了捣固炼焦焦炭性能预测模型;阐明了黄陵化工用煤对煤气、焦油组成及产率的影响。对黄陵煤的资源禀赋及变化规律研究发现,黄陵煤煤质空间差异性明显,整体上具有低灰、低硫、中高挥发分、高发热量、弱黏结、中等可磨、中低变质、活性组分含量较低等特点。煤中活性组分含量从一号矿井东南缘到二号矿井西北缘不断下降,黏结性最高的煤呈北东南西向带状分布于一号矿西北部和二号矿东部。矿区煤变质程度相对较低,属第Ⅱ变质阶段之烟煤,在一号矿中西部边界处及二号矿东北部煤的变质程度最高,一号矿中东部、二号矿中心区域变质程度最低,其它区域煤的变质程度居中。区内发育长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤和1/3焦煤等6个煤种9个小类,1/2中黏煤、气煤和1/3焦煤等化工用煤主要分布于一、二号矿结合部及一号矿西南部。以黄陵1/2中黏煤、气煤等化工用煤作为基础配煤进行捣固炼焦结果表明,其可以部分替代黏结性较强的煤种。用黄陵1/2中黏煤部分替代配焦煤炼焦时,配煤中焦煤含量大于15%、瘦煤含量在10%~15%之间是形成合格焦炭的基础,1/2中黏煤在配煤中的最大比例为55%;当1/2中黏煤在配煤中比例过高则焦炭热稳定性下降明显,这与黄陵1/2中黏煤中惰质组组分和挥发分含量较高时焦化过程中瘦化作用有关。利用SPSS软件建立了以黄陵1/2中黏煤为基础配煤的焦炭性能预测数学模型结果表明,配煤的灰分、成焦率与焦炭灰分含量具有较好相关性;配煤的灰分、硫含量与焦炭硫含量具有较好相关性;配煤黏结指数、镜质组反射率、活性组分含量与焦炭抗碎强度具有较好相关性;配合煤的镜质组反射率、黏结指数与焦炭耐磨强度具有较好相关性;焦炭热反应性及反应后强度与配合煤的挥发分具有较好相关性。对黄陵煤配煤热解产出的煤气、焦油等产物研究发现,随着温度升高煤气产率增大,煤气中H2、CO产率先减后增,CH4、C02产率先增后减;随着黄陵1/2中黏煤配入量的增大焦油产率增大,缺少黄陵1/2中黏煤配煤炼焦的焦油产物主要以液态烃类物质为主,随着黄陵1/2中黏煤在配煤中比例增加焦油中液态烃类物质逐渐减少、固态烃类增加,当黄陵1/2中黏煤添加量增至62%后,焦油中固态烃类物质含量又趋下降。综合分析认为,黄陵1/2中黏煤配比为55%、1200°C时,煤气中氢碳比接近甲醇合成的理论氢碳比,合成甲醇效能最佳。
【图文】：

技术路线图

变化情况图,变化情况,有机显微组分,低磷

表 2.7 黄陵矿区煤中磷分级情况Table 2.7Classification of coal phosphoruscontent in Huangling mining area2.2.2 黄陵煤煤岩显微组分及组成分析实验测得煤中各有机显微组分含量见图 2.1，煤中有机显微组分和无机矿物质含量见图 2.2，，煤中矿物组成情况见图 2.3 和表 2.8。3 中等硫分煤 MS 0.91~1.50 31.254 中高硫煤 MHS 1.51~3.00 14.585 高硫煤 HS ≥3.00 4.17序号级别名称代号煤炭磷分（P），% 各种煤比例，%1 特低磷煤 SLP ≤0.01 02 低磷分煤 LP 0.01～0.05 03 中等磷分煤 MP 0.05~0.10 04 高磷分煤 HP ≥0.10 100
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ520

【参考文献】