引 言

约90%的冶金焦炭用于高炉炼铁[1]。我国是焦炭生产大国，产能和产量都居世界之首，近年来，受钢铁行业影响，焦炭产量过剩严重。焦化企业亟需为冶金焦炭寻找新的利用途径，而煤炭气化广泛应用于化工、冶金、机械、建材等行业和城市煤气的生产过程中，如果通过焦化厂现有常规焦炉能够生产出满足经济和技术可行的气化用原料即气化焦，那么就可以为焦炭带来新的销路，实现企业的转型升级[2-3]。

与冶金焦相比，气化焦对机械强度和块度要求略低；配煤成本占焦炭生产成本约85%；我国褐煤储量丰富，而且价格低廉，焦油产率高，因此可以考虑在配煤中配入褐煤，以降低成本，提高化产品产率。樊丽华等[4]研究了由褐煤制备的无灰煤在配煤炼焦中的应用，褐煤配入比例为10%。翁福枚[5]利用淮南单种煤，炼制气化焦，未配入褐煤。但有关大比例配入褐煤生产气化焦，国内外均未见报道。笔者通过实验室炼焦实验，对配入YS、LL和XF 3种褐煤用于生产气化焦的可行性进行了研究，所得试验结果，可为焦化行业利用褐煤等低阶煤配煤炼焦提供参考，以实现不新增投资成本的情况下，改变焦化企业困境。

（2）由于车顶面积太小，太阳能电池板的面积不可能做的很大，因此目前设计所提供的充电电功率太小，还不能直接推动电动机工作，因此太阳能电池组只能作为电动汽车的补充充电系统使用。如果能把太阳能电池做成像人造革一样的柔软板材，能够贴在汽车的所有表面，同时光电转换率又能提高到30%以上，那么太阳能电池板在电动汽车上的应用将更有价值。

1 炼焦试验和干馏实验

1.1 原料

实验中选用我国西南地区7种不同变质程度的煤样，有褐煤、气煤、肥煤、焦煤、1/3焦煤，进行工业分析及全硫、黏结指数、胶质层指数、粉焦反应性的检测分析。原料煤经过自然干燥后进行破碎、筛分，将筛分好的煤样装入密封袋中保存。

发病初期用70%甲基托布津可湿性粉剂500倍液～1000倍液，或2%农抗120水剂2000倍液灌根，每株150mL，每隔7d防治次，连灌2遍～3遍，也可用敌克松与面粉按1：20配制成糊状，涂于病茎茎基部，具有一定防病作用，或47%春雷·王铜（加瑞农）可湿性粉剂500倍液～600倍液喷灌防治，隔5d～7d防治1次，连续防治2次或3次。药剂交替使用，每种药剂只能使用1次。采收前5d～7d停止用药。

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1.2 炼焦试验

炼焦试验在中钢集团鞍山热能研究院有限公司自主研发的侧开门式40 kg试验焦炉中进行，采用捣固炼焦方法。试验焦炉炼焦制度模拟生产焦炉，800℃装炉，炼焦炉炉墙终温1 050℃。通过炼焦试验，制得不同质量的气化焦。

1.3 干馏实验

利用格金干馏装置，按照GB/T 1341—2007煤的格金低温干馏实验方法进行20 g干馏实验。实验装置升温制度为：室温下装入 ＜0.2 mm煤样，以10℃/min由室温升至300℃，以5℃/min由300℃升至900℃，恒温 15 min。参照 GB/T 1341—2007，计算焦油收率和气体产量。

1.4 产物分析

采用北京北分瑞利3420A气相色谱仪，对20 g干馏实验得到的气体进行组分和含量测定，根据检测气体的性质，本设备配有3根色谱柱和2个检测器，进样口温度为100℃，柱箱温度50℃，载气为N2和氩气，流速为 30 mL/min，可检测 H2、CO、CH4等 10种气体组分。

按现行的国家标准检测焦炭性质。焦炭的机械强度检测参照GB/T 2006—2008，CO2反应性检测参照GB/T 220—2001，灰熔融性温度检测参照GB/T 219—2008。

1.4.2 气体分析

总之，纵观广东区域发展近40年的历程，无论是各级政府还是学术界，抑或是新闻媒体，对区域发展的实际绩效普遍感到不满意，因此必须创新广东区域发展的思路。

电源投资商在投资过程中一般会考虑长期、稳定的收益，而不是短期市场的价格。但稀缺性价格的产生却与随机事件关系密切，无法预期，且新增电源将减少未来尖峰价格出现的概率。实际运行中：单一能量市场由于电价的非经济性很难为投资提供可靠的信号；电厂投资巨大、建设周期长也导致发电公司投资谨慎；单一的能量市场无法体现容量对用户的可靠性价值，因此无法引导出最优的装机容量。

1.4.1 气化焦质量分析

2 结果与讨论

2.1 单种煤性质分析

7种单种煤样的工业分析等煤质指标列于表1。

 

表1 单种煤样基本性质

  

煤样YS LL XF XY HS TB ZC分类HM HM HM QM45 1/3JM JM25 FM36 Mt 31.60 9.94 29.80 2.38 4.36 4.62 7.82 Mad 24.43 10.75 10.19 1.60 2.69 0.88 0.93工业分析和全硫/% 胶质层指数Y/mm Ad Vdaf St,ad黏结指数G 15.83 40.09 27.90 8.52 13.53 14.04 8.92 55.05 49.45 50.80 38.29 35.26 27.31 36.48 FCd 37.83 30.28 35.47 56.45 55.98 62.48 57.85 1.09 0.26 1.65 4.41 0.16 0.21 2.30---102 74 88 98---2 5 15 19 28粉焦反应性α（1 100℃）/%100 100 100 74.88 64.38 57.55 31.06

40 kg炼焦试验配煤情况列于表3，方案2#和方案1#中，LL褐煤配比分别为15%和20%，方案4#和方案3#中，YS褐煤配比分别为20%和30%。配入不同比例褐煤得到的焦炭质量列于表4。

从表3和表4还可看出，YS褐煤配入量由20%增加到30%时，减少其他煤配入量，焦炭的硫分由1.07%升高到1.77%，对焦炭冷强度影响较大，3#方案的焦炭 M25为 53.5%，M10为 43.3%，根据文献[6-7]，预计焦炉正常推焦会受到较大影响，此方案不能在生产中应用。多配入10%的YS褐煤时，焦炭成焦率下降2.72%。综上，实际生产中不宜配入过多的YS褐煤。

LL和XF的灰分（分别为40.09%、27.90%）极高，在配合煤中的比例不易过多，否则需要灰分极低的原料同其搭配。XF褐煤和YS褐煤的硫分高（分别为1.65%、1.09%），受硫分高的影响，其配入量不宜过高。LL褐煤的硫分低，对降低焦炭硫分可起到积极作用。从控制焦炭质量考虑，LL、YS和XF褐煤均无黏结性，为保证焦炭质量，需要配入强黏结性煤与其搭配，如肥煤、气肥煤。YS、LL和XF 3种褐煤对CO2化学反应性均达到100%，对生产反应活性高的气化焦有利。

目前，随着国家有关新能源政策的相继出台，促使全国各地的喜能源发电项目得到了迅速的发展，但是仅靠政策的支持是远远不够的，还需要科学、合理的项目规划才能确保新能源的合理利用。我国在新能源的规划和安排上还有待进一步加强，没有完整的规划方案，就无法真正落实新能源接入的工作和要求，也会间接造成新能源发电站项目接入电网的压力，导致新能源无法正常接入部分电网，降低新能源的使用率和利用率。

2.2 褐煤粒度对气化焦质量的影响

通常煤的脆度随变质程度加深而呈马鞍形变化，褐煤与其他煤种比较，脆度小，粉粹比较难，因此，需要将其单独粉碎，再与其他煤种混合。将YS和XF褐煤粉碎至不同细度，进行小焦炉配煤炼焦试验，研究褐煤粒度对炼焦结果的影响，不同方案YS和XF褐煤的粉碎细度分别控制成＜1 mm、＜3 mm和＜5 mm粒度分别占85%，配煤比及褐煤细度见表2。

HS煤灰分偏高，硫分低，黏结性适中，CO2化学反应活性较高。用其作为气化焦生产原料，可以调节焦炭的硫分，同时对提高气化焦的反应活性起到一定作用。XY煤硫分极高（4.41%），其配入量不易过高。粉焦反应性为74.88%，在配煤中有利于提高焦炭的化学反应性。TB煤的黏结性较好，G值88，胶质层厚度Y为19 mm。ZC煤可以与高灰煤进行搭配使用，起到调节灰分的作用，适宜与褐煤搭配使用。

 

表2 40 kg炼焦试验配煤比及褐煤细度

  

注：方案中3#和6#代表方案号，后缀-1、-3、-5代表褐煤粉碎细度，如-1表示褐煤＜1 mm粒度约占85%。

 

方案3#-1 3#-3 3#-5 6#-1 6#-3 6#-5配煤比/%HS 47 47 47 65 65 65 XY 23 23 23 15 15 15 YS 30 30 30 XF 20 20 20褐煤细度＜1 mm约占85%＜3 mm约占85%＜5 mm约占85%＜1 mm约占85%＜3 mm约占85%＜5 mm约占85%

褐煤粉碎至不同细度下，40 kg炼焦试验焦炭的筛分组成和机械强度的变化情况见图1和图2。图1结果表明，对于YS褐煤而言，随着褐煤粉碎细度的降低，40 kg试验焦炉炼得焦炭＜10 mm所占比例明显升高，＞80 mm焦炭所占比例明显降低。图2结果表明，随着褐煤粉碎细度的降低，焦炭抗碎强度M25升高，耐磨强度M10降低。由此可见，YS褐煤粒度对焦炭冷强度影响较大，适当增加YS褐煤粒度，对焦炭冷强度改善具有较大促进作用。

由图1和图2可知，对于XF褐煤，随着褐煤粉碎细度的降低，40 kg试验焦炉炼得焦炭＜10 mm所占比例基本维持不变；＞80 mm焦炭所占比例先升高后基本维持不变；焦炭抗碎强度M25升高，耐磨强度M10基本呈降低趋势，开始变化幅度稍大。由此可见，XF褐煤粒度对焦炭冷强度和热性质会产生一定影响，适当增加XF褐煤粒度，可以改善焦炭冷强度。工业生产中，YS和XF褐煤细度适宜控制在＜3 mm占85%左右，也可＜5 mm占85%左右。

  

图1 褐煤不同粉碎细度下焦炭的筛分组成变化情况

  

图2 褐煤不同粉碎细度下焦炭的机械强度变化情况

2.3 褐煤配入量对气化焦质量的影响

由表1可知：

 

表3 不同褐煤配入量40kg炼焦试验和20g干馏实验配煤情况

  

方案 配煤比/%YS 1# 2# 3# 4#HS 50 55 47 65 XY 20 20 23 15 TB 10 10 LL 20 15 30 20

 

表4 40 kg炼焦试验气化焦质量

  

方案1# 2# 3# 4#成焦率/%70.35 70.18 63.07 65.79 Ad/%23.52 22.72 19.52 19.81 Vdaf/%1.11 1.52 1.87 1.99 FCd/%75.63 76.11 78.98 78.59 St,d/%1.05 1.21 1.77 1.07 M25/%88.4 88.9 53.5 77.9 M10/%10.3 9.3 43.3 20.7 ST/℃1 350 1 320 1 320 1 310

从表3和表4可以看出，方案2#和方案1#中，LL褐煤配入量由15%增加到20%时，减少HS，焦炭的灰熔融性温度（ST）明显升高，表明适当增加LL褐煤，减少HS（1/3焦煤），有利于焦炭的灰熔融性温度达到1 350℃或之上。从表4可见，提高LL褐煤配入量，对焦炭成焦率影响不大。

YS褐煤内水最高（24.43%），内水难脱出，变质程度最低，LL和XF褐煤内水脱出相对容易些，变质程度高于YS。生产中配入大量褐煤，配合煤内水会增加，脱水时间将延长，为保证焦饼成熟，可能需要延长结焦时间或提高炉墙温度。

五是要适应和谐企业建设的新形势。企业和谐才能使团队具有强大的凝聚力、号召力和战斗力，才能促进企业的蓬勃发展。

不同焦炭中的粉焦与CO2反应性的比较见图3。从图 3 可看出，采用方案 1#、2#、3#、4#生产的气化焦反应性均高于冶金焦反应性。这与范冬梅等[8]研究结果一致，即褐煤配入量增加时，有利于焦炭与CO2反应。

  

图3 不同焦炭的CO2反应性比较

2.4 褐煤配入量对化产品收率及组成的影响

按1#、2#、3#和4#方案经过20 g干馏实验得到的焦油和气体收率列于表5。表5中的数据仅用来描述变化趋势，数值不能用来指导生产，因为实验所用20 g干馏实验装置与生产焦炉差别较大。

 

表5 20 g干馏实验焦油和气体收率

  

方案1# 2# 3# 4#焦油产率/%13.48 12.82 13.09 12.48气体产量/mL·g-1 238.88 254.43 257.27 263.93

从表3和表5可知，当配煤结构相同时，增加褐煤配入量，焦油产率提高，而气体产量略有降低。

不同褐煤配入量对煤气组成的影响见图4。从图4可以看出，提高LL褐煤（方案2#和方案1#）和YS褐煤（方案4#和方案3#）配入量，对气体组分影响的变化趋势一致，都是在褐煤配入量增加时，煤气组成中H2含量降低，CO和CO2的含量升高，其他组分变化不大。生产中可根据对煤气组成的具体要求，选择褐煤的配入量。

  

图4 褐煤配入量对煤气组成的影响

3 结 论

3.1 从40 kg炼焦试验结果可以看出，适当提高YS和XF褐煤的粒度，可以改善焦炭的冷强度，不同褐煤对焦炭冷强度的改善程度不同；粉焦反应性变化基本没有影响。YS和XF褐煤细度适宜控制在＜3 mm占85%左右，也可＜5 mm占85%左右。

3.2 从40 kg炼焦试验结果可以看出，适当增加褐煤配入量，对LL褐煤焦炭质量和成焦率影响不大，YS褐煤配入量由20%增加到30%时，焦炭机械强度（M25和M10）下降严重，建议生产中褐煤配入量不宜大于20%。不同褐煤对焦炭质量和化产品的影响不同，差别较大。

3.3 从20 g干馏实验结果可以看出，增加褐煤配入量，焦油产率提高，而气体产率略有降低，褐煤配入量增加时，煤气组成中H2含量降低，CO和CO2的含量升高，其他组分变化不大。

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