CN104090084A - 一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤焦化领域，根据参配煤比例、镜质组含量和反射率分布，预测配合煤镜质组反射率分布的方法，以及结合流动度变化函数和G值指导配煤的方法。本发明的步骤为：采用煤岩分析系统，检测参配煤的镜质组反射率分布、镜质组含量，根据参配煤的镜质组含量、反射率分布和配煤比例计算配合煤的镜质组反射率分布和含量；通过计算控制配合煤的镜质组反射率分布区间、流动度和配合煤的G值，进而控制焦炭的质量。上述方法纠正了传统方法不考虑不同单种煤镜质组含量不同，只根据配煤比例简单加和计算配合煤镜质组反射率分布的错误，可以精确预测配合煤镜质组反射率分布，同时结合流动度函数和G值，可以在较低的粘结指数条件下配出高强度焦炭。

Description

一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法及应用

技术领域

本发明涉及煤焦化领域配合煤镜质组反射率分布的预测方法，以及结合配合煤流动度和G值，指导配煤，控制焦炭质量方法。

背景技术

煤岩相因其对煤阶特性、焦炭微观组织以及冷、热强度的重要作用，逐步应用到炼焦配煤领域。现有的配合煤反射率分布计算方法采用简单加和的方法，根据参配煤比例和镜质组反射率分布计算配合煤镜质组反射率分布，但是这种方法没有考虑每种参配煤的镜质组含量的不同，比如长广气肥煤镜质组含量16％左右，而艾维尔沟焦、肥煤镜质组含量高达90％左右，因此简单加和计算出的配合煤镜质组反射率分布和与实际检测结果相差巨大，对指导配煤产生误导。因此本发明提出新的配合煤镜质组反射率分布预测方法，从概率统计的原理出发，考虑了参配煤镜质组含量和参配比例，预测结果与实际检测结果相近，同时结合配合煤的流动度和G值，既考虑了焦炭的微观结构也考虑了配合煤的流动性和粘结性对焦炭质量的影响，在限定条件下有针对性的增减参配煤的比例，可以在较低的粘结指数条件下配出高强度焦炭。

发明内容

本发明的目的是开发一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法及其在配煤炼焦领域的应用，通过预测配合煤镜质组反射率分布结合配合煤流动度和G值指导配煤、控制焦炭质量，该发明纠正了传统方法简单加和计算配合煤镜质组反射率分布，违背概率统计的错误，实现精确预测配合煤镜质组反射率分布、简化配煤实验、快速高效指导配煤。

一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法及应用，其具体实现步骤为：

(1)测定单种煤反射率分布，以及镜质组分含量，在考虑不同单种煤镜质组分含量的前提下，按照权利要求1所述方法计算配合煤反射率分布，要求计算出的配合煤镜质组反射率区间在[0～0.9]的镜质组百分比Re_[0～0.9]<30％，[0.9～1.6]的镜质组百分比Re_[0.9～1.6]>45％，[>1.6]的镜质组百分比Re_[>1.6]<25％；

(2)测定单种煤的基氏流动度，并根据单种煤的瞬时流动度随温度的变化关系提炼出流动度随温度的变化函数SF＝f(t)，

式中：SF，表示单种煤在温度t℃下的瞬时流动度；

t，表示温度；

然后将不同单种煤的流动度随温度变化函数拟合成配合煤的流动度随温度的变化函数PF(t)具体拟合方法如下：

第i种单种煤流动度温度变化函数，SF_i＝f_i(t)，

式中：i＝1，2，3......n(n∈N)，315℃≤t≤500℃；

第i种单种煤配比为m_i，则配合煤流动度随温度变化函数，PF(t)＝∑_im_iSF_i，

式中：PF(t)表示配合煤流动度随温度变化函数；

对配合煤流动度随温度变化函数PF(t)取极值(最大值)，即配合煤的最大流动度，要求390℃≤t₀≤500℃；

式中：t₀表示最大流动度温度；

(3)要求配合煤粘结指数G≥75％，灰分Ad≤12.5％，硫S≤0.9％。

附图说明：

图1参配煤A的镜质组反射率分布图；

图2参配煤B的镜质组反射率分布图；

图3检测的配合煤(50％A煤与50％B煤混合)镜质组反射率分布图；

图4考虑参配煤镜质组含量和配煤比例的情况下计算的配合煤(50％A煤与50％B煤混合)镜质组反射率分布图；

图5只考虑配煤比例，不考虑镜质组含量的情况下计算的配合煤(50％A煤与50％B煤混合)镜质组反射率分布图；

图6只考虑配煤比例，不考虑镜质组含量的情况下计算的配合煤镜质组反射率分布与检测出地反射率分布的关系图；

图7考虑参配煤镜质组含量和配煤比例的情况下计算的配合煤镜质组反射率分布与检测出地反射率分布的关系图；

图8配煤方案的计算镜质组反射率分布图。

具体实施方式

1本发明配合煤镜质组反射率分布预测方法实施案例1，具体步骤为：

(1)检测参配煤A和参配煤B的镜质组反射率分布与镜质组含量；

检测出参配煤A的镜质组含量ξ_A＝61％，镜质组反射率分布图如图1所示；

参配煤B的镜质组含量ξ_B＝85％，镜质组反射率分布图如图2所示。

(2)参配煤A和参配煤B按照1:1比例混合，检测配合煤镜质组反射率分布，如图3所示。

(3)计算参配煤A和参配煤B按照1:1的比例混合后的配合煤镜质组反射率分图，根据权利要求1中所列公式与方法，代入下式中已经检测出的参配煤A和参配煤B的镜质组含量和配合比例，计算出配合煤的镜质组含量和反射率分布，并绘制配合煤的镜质组反射率分布图，如图4所示，

计算配合煤镜质组含量：

计算配合煤镜质组分布

下面将本发明配合煤镜质组反射率分布计算结果与传统的计算结果作对比，具体比较方法和结果如下：

根据传统的配合煤镜质反射率分布计算方法，只考虑参配煤比例的情况下计算出配合煤镜质组反射率分布计算结果如图5所示。

对比本发明配合煤镜质组反射率计算结果和传统计算结果，如图6、图7所示。

本发明提出的配合煤镜质组反射率分布计算结果和检测结果更相近，误差由传统计算方法的55％，减少到15％以内，极大的提高了配合煤镜质组反射率分布准确性。

2本发明利用配合煤镜质组反射率分布的预测方法，并结合流动度、G值控制焦炭质量的方法，通过实施案例2说明，具体步骤为：

(1)选择参配煤，检测参配煤镜质组含量和镜质组反射率分布，设定参配煤比例，要求计算出的配合煤镜质组反射率区间在[0～0.9]的镜质组百分比Re_{[0～ 0.9]}<30％，[0.9～1.6]的镜质组百分比Re_[0.9～1.6]>45％，[>1.6]的镜质组百分比Re_[>1.6]<25％，按照掺配比例配合后的镜质组反射率分布如表2所示，符合配煤要求；

(2)测定单种煤的基氏流动度，并根据单种煤的瞬时流动度随温度的变化关系拟合出流动度随温度的变化函数SF(t)，单种煤的流动度随温度变化函数如表1所示，按照要求计算配合煤的复合函数：

PF(t)＝0.05f₁(t)+0.07f₂(t)+0.1f₃(t)+0.07f₅(t)+0.1f₆(t)+0.15f₈(t)+0.05f₉(t)+0.15f_{1 2}(t)

$\mathrm{PF}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& (t\&le;415)\\ -60678+275.4076t-0.311352t^2& (415<t<469)\\ 0& (t\&GreaterEqual;469)\end{array}\right.$

对配合煤函数PF(t)取极限值(最大值)，

PF(t)在t→442.3处取的极限值(最大值)，即：

$\underset{t\&RightArrow;442.3}{\lim }\left(\mathrm{PF}\left(t\right)\right)=-60678+275.4076t-0.311352t^2$

lim_t→442.3(PF(t))＝224.61

极限值lim_t→442.3(PF(t))≥100，且390℃≤t₀≤500℃，符合配煤要求；

(3)配合煤粘结指数G＝78％，灰分Ad＝12.0％，硫S＝0.85％，符合配煤要求。

经过上述步骤，在配合煤的粘结指数G值只有78的条件下，配出的焦炭质量强度M₄₀达到89.5％，耐磨强度M₁₀为7.2％，反应性为24.9％，反应后强度达到64.7％，形成的焦炭质量达到准一级冶金焦标准。

从上述案例可以看出，本专利所提出的配合煤镜质组反射率分布计算方法，更加科学和精确，纠正了传统方法简单加和，且不考虑参配煤镜质组含量的计算方法，经过本发明改进，计算结果和检测结果的偏差由大于50％，减少到15％以内。并且结合本专利提出的配煤方法配煤，可以在相对较低的G值条件下配出高强度的焦炭，降低配煤成本，确保焦炭质量稳定。

表1单种煤性质及配比

表2配合煤反射率分布

Re[0～0.9]/％	配合煤Re[0.9～1.6]/％	配合煤Re[>1.6]/％
			25.7	50.2	24.1

表3焦炭质量

Claims (2)

1.一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法，其特征在于：

测定参配煤镜质组含量ξ_j，反射率分布U_ji，根据配煤百分比m_j、参配单种煤镜质组分布U_ji和镜质组含量ξ_j，计算配合煤的镜质组分布U_i和镜质组含量ξ，

$\mathrm{\&xi;}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&xi;}}_j\&times;m_j}{100}---\left[1\right]$

$U_i=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&xi;}}_j\&times;m_j\&times;U_{\mathrm{ji}}}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^n{\mathrm{\&xi;}}_j\&times;m_j}---\left[2\right]$

上式U_ji为j煤中镜质组反射率在[i，i+0.05]范围内的累计直方图面积，即反射率在此范围内的镜质组占镜质组总量的百分比。

2.如权利要求1所述的一种配合煤镜质组反射率分布的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测定参配单种煤反射率分布，以及镜质组分含量，在考虑不同单种煤镜质组分含量的前提下，计算配合煤反射率分布，要求计算出的配合煤镜质组反射率区间在[0～0.9]的镜质组百分比Re_[0～0.9]<30％，[0.9～1.6]的镜质组百分比Re_[0.9～1.6]>45％，[>1.6]的镜质组百分比Re_[>1.6]<25％；

(2)测定单种煤的基氏流动度，并根据单种煤的瞬时流动度随温度的变化关系拟合出流动度随温度的变化函数SF＝f(t)，

式中：SF，表示单种煤在温度t℃下的瞬时流动度；

t，表示温度；

然后将不同单种煤的流动度随温度变化函数拟合成配合煤的流动度随温度的变化函数PF(t)具体拟合方法如下：

第i种单种煤流动度温度变化函数，SF_i＝f_i(t)，

式中：i＝1，2，3......n(n∈N)，315℃≤t≤500℃；

第i种单种煤配比为m_i，则配合煤流动度随温度变化函数，PF(t)＝∑_im_iSF_i，

式中：PF(t)表示配合煤流动度随温度变化函数；

对配合煤流动度随温度变化函数PF(t)取极值(最大值)，即配合煤的最大流动度，要求390℃≤t₀≤500℃；

式中：t₀表示最大流动度温度，即配合煤流动度函数极值点(最大值点)；

(3)要求配合煤粘结指数G≥75％，灰分Ad≤12.5％，硫S≤0.9％。