炼焦煤各指标在优化配煤中的应用及专家系统的建立资料.ppt

炼焦模型的建立 小结： 焦炭的反应性与焦炭中显微结构有关，而各向异性组分主要是由中间相发展而来。 通过对中间相形成动力学分析找出影响中间相的主要因子与反应性及反应后强度关联 其次，碱金属、碱土金属对焦炭反应性有较强的催化作用，在模型中亦要考虑到有些碱金属、碱土金属的影响。 中间相是由煤软化过程中的胶质体形成并聚集成长起来的，而胶质体是由煤中活性组分（镜质组、部分半镜质组、壳质组）形成的。 炼焦模型的建立 设为一级反应，则有 式中k是反应速率常数，t是软化范围内的反应时间，M是胶质体重量百分数。 中间相的生成也可按一级反应处理，其动力学方程为： 按照胶质体理论，在恒温热解时，煤的热解机理可认为是一串联反应过程： 炼焦模型的建立 在恒温下对两式求解 上式较复杂，假设k与 的差别不大，用 的一阶泰勒展开简化：即 表示中间相瞬间重量百分数在恒温时的关系。其中反应速率常数与温度、催化剂种类及浓度、变质程度及活性组分种类及数量有关。 炼焦模型的建立 若在煤的软化温度范围内用平均中间相重量百分数，而反应时间采用恒定加热速度下的软化温度区间来代替 ，则上式可描述不同煤在热解时中间相形成的数量，但许多不定因素归到速率常数中。一般速率常数可用阿累尼乌斯方程描述 软化温度间隔 与活性组分（或惰性组分）的种类及数量、煤的变质程度、加热速度等因素有关。 炼焦模型的建立 炼焦模型的建立及影响因素分析 二、数学模型 灰分：Ad,j=f(Ad,m，Vdaf) 全硫：St,d，j=f（St,d，m） 机械强度： M40=f(Vdaf，Y)；M10=f(Ad，G) 热强度： 炼焦模型的建立 预测值与实测值比较 影响因素分析 焦炭灰分影响因素 全部来自炼焦煤中的灰分，同时与炼焦煤的挥发分密切相关。 焦炭硫分影响因素 与炼焦煤的硫分和赋存形态有关。 焦炭冷强度影响因素 抗碎强度与炼焦煤的挥发分和粘结性密切相关。 耐磨强度主要受焦炭的孔孢结构即气孔率的影响，取决于焦炭气孔壁薄厚和其组成以及所形成气孔的均匀程度和所占体积，与炼焦煤的粘结性相关性很大。 影响因素分析 焦炭热性质影响因素 的影响： T1:随变质程度提高，热解活化能提高，使软化温度升高，即随MMR的增加T1增加。 在相同变质程度下（即MMR一定），随煤中惰性组分含量的增加软化温度提高 在变质程度及惰性组分含量不变时，壳质组含量增加会使T1降低，但随变质程度的提高其与镜质组的差别减小 T3:随MMR的增加而增加，但增加幅度较T1小。 在MMR一定时，随惰性组分的增多而降低。 壳质组固化温度一般较镜质组低，质组含量的增多也会使T3下降。 随变质程度MMR的增加而减小，随惰性组分含量的增加而减小。 影响因素分析 焦炭热性质影响因素 碱金属、碱土金属的影响：相同条件下催化活性顺序为KNaCaMg，说明碱金属K的催化作用强于Na，Ca和Mg更加次之。 煤岩组分的影响：在变质程度一定时，随活性组分增加焦炭热强度出现极大值而后降低，除影响 外，还影响粘结指数 变质程度的影响：焦煤附近最佳，但需结合 和煤岩组成，综合考虑 结论 焦炭成本主要靠配煤成本 专家系统是基于大数据时代的先进配煤技术 专家系统的指标选择必须基于炼焦煤性质表征，同时兼顾常用性 专家系统建立基于配煤理论和焦炭与CO2催化反应机理，同时考虑验证系数而来 不断完善 * 指标的选择 Y： 能够近似反应工业炼焦过程 煤在加热过程中，形成和消失胶质体过程中瞬间产生胶质体的最大量，是产生胶质体数量的一个指标 是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。 指标的选择 指标的选择 奥亚膨胀度 将粒度小于0.15mm煤样10g与1ml水混合，制成煤笔，放入内部非常光洁的膨胀管内。然后放入已经预热到330℃的电炉中，升温速率3℃/min，加热至500-550℃止。 煤样膨胀性的指标 区分强粘结性煤的分类指标 指标的选择 坩埚膨胀序数：表征粘结性和膨胀性 ISO、英、美、法、日、俄、波等均有国标 1g煤样，按规定程序放于坩埚，加热到820℃，所得焦块与标准对比所得编号。 优点：速度快、简单 缺点：主观误差大、易误判，5以上缺乏判断力 指标的选择 指标的选择 指标的选择 基式流动度 煤在热解过程中所生成的胶质体的流动性质的量 可以反映煤在干馏时形成胶质体的粘度，能表征煤的塑性，是研究煤的流变性和热分解动力学的有效手段。 德国人基士勒提出，目前在美国、日本、加拿大作为国家标准，不同的标准在装煤甑的尺寸和形状、浆的形状、装煤方式不同，所以测定结果不能互比。 将一定量粒度小于0.43mm的煤样装入煤坩埚中，坩埚中央垂直方向装有搅拌浆，向搅拌桨轴施加恒定的力矩，将煤坩埚放入