CN116716122A - 一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配煤炼焦技术领域，尤其涉及一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，包括：获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构，对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线，利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤，基于吉氏流动度分析，提出一种表征炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的指标和方法，用于评价炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的平均流动性和整体数量等，并基于上述胶质体综合性质指标形成新的配煤方法，真实全面地表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的综合性质，提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量。
Description
技术领域
本发明涉及配煤炼焦技术领域，特别是涉及一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法。
背景技术
炼焦煤的成焦过程可以分为煤的干燥预热阶段、胶质体形成阶段、半焦形成阶段和焦炭形成阶段。在炼焦煤胶质体形成阶段，炼焦煤中的微观活性组分如镜质组和壳质组等会发生软化熔融形成胶质层，胶质层具有一定的流动性，胶质层会向周围区域流动并包围覆盖附近的惰性物质。胶质体的行程阶段对于半焦的形成和半焦的结构等具有重要影响，如果炼焦煤在该阶段产生的胶质体数量较少、胶质体的黏结性较差或胶质体的流动性较差，则胶质体与惰性组分融并结合的程度较差，则所得半焦和焦炭的质量就会较差。目前，评价炼焦煤塑性区间所产生胶质体性质的指标主要包括黏结指数、胶质层最大厚度和吉氏流动度。其中，黏结指数用于表征胶质体的黏结性强弱，但黏结指数的测定实际上是煤颗粒之间或煤粒与惰性组分颗粒间结合牢固程度的一种度量，黏结指数对于弱黏结及中等黏结性的煤区分能力强，对强黏结煤样没有区分能力。胶质层最大厚度取决于炼焦煤的性质、胶质体的膨胀性和试验条件，在不同温度和升温速率下所测胶质层最大厚度指标不一样，该指标也只能反映生成胶质体的数量，不能反映胶质体的黏结性和流动性。吉氏流动度指标在鉴别不同变质程度炼焦煤的流动性、炼焦煤是否发生氧化以及判断氧化的程度、不同变质程度炼焦煤所产生塑性体的塑性温度区间是否首尾衔接等方面具有显著的优势。但是最大流动度只能反映胶质体在升温至某个温度瞬间所能达到的最大流动性，无法准确表征胶质体在整个塑性流变过程中的流动性。
目前单种煤的流动性或是指导配煤炼焦时使用的指标主要包括最大流动度、初始软化温度、最大流动度温度、流动性部分区域、曲线宽度等指标，其中最大流动度只能表征胶质体所能达到的最大流动度，该流动度是塑性区间的最大值。流动度部分区域也仅能保证部分区间，并没有真实全面地表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的综合性质。因此，目前表征炼焦煤塑性区间胶质体流变特性的指标存在较多的弊端。
综上所述可知，如何设计一种可以提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量的配煤方法是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，以解决现有配煤方法结焦不均匀，焦炭质量差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，包括：
获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤。
优选地，所述对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线包括：
对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，得到所述初步配煤结构的流动度数值、最大流动度、初始软化温度、最大流动度温度及固化温度，利用各温度点对应的流动度数值的对数值绘制吉氏流动度对数曲线。
优选地，所述利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤包括：
基于所述吉氏流动度对数曲线，将第1个到第i个连续相同温度间隔与其对应的吉氏流动度对数值相乘后再进行加和操作，基于塑性温度区间，获取平均流动度指标。
优选地，所述平均流动度指标计算公式为：
∑(LgFi×ΔTi)/(Tr-Ts)
其中，LgFi为吉氏流动度对数值，ΔTi为相同温度间隔，Ts为初始软化温度，Tr为固化温度。
优选地，所述利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标还包括：
基于所述吉氏流动度对数曲线，使用炼焦用单一煤塑性温度区间所对应流动度对数值曲线对软化熔融-固化温度区间进行积分，获得胶质体数量指标，基于所述胶质体数量指标及所述平均流动度指标完成配煤。
优选地，所述基于所述胶质体数量指标及所述平均流动度指标完成配煤包括：
若所述初步配煤结构中所用各炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标要求，配煤完成；
若所述初步配煤结构中所用某种炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标不满足所述预设指标要求，则换取煤炭样本，重新获取配煤指标，直至所有单一煤种的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标。
优选地，所述煤炭样本包括：焦煤、肥煤、1/3焦煤、气煤及瘦煤。
本发明还提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置，包括：
样本获取模块，获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
流动度分析模块，对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
配煤模块，利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤。
本发明还提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述所述一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的步骤。
本发明所提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，基于吉氏流动度分析，提出一种表征炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的指标和方法，用于评价炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的平均流动性和整体数量等，并基于上述胶质体综合性质指标形成新的配煤方法，真实全面地表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的综合性质，提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明所提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的第一种具体实施例的流程图；
图2为一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法结构流程图；
图3为各煤样的吉氏流动度曲线示意图；
图4为肥煤-1吉氏流动度曲线示意图；
图5为本发明实施例提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，基于胶质体综合性质指标形成新的配煤方法，真实全面地表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的综合性质，提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的第一种具体实施例的流程图；具体操作步骤如下：
步骤S101：获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
选取典型的焦煤、肥煤、1/3焦煤、气煤、瘦煤等炼焦用单一煤种作为研究对象，并根据生产经验给出配合煤样的初步配比，形成初步配煤结构。
步骤S102：对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，得到所述初步配煤结构的流动度数值、最大流动度、初始软化温度、最大流动度温度及固化温度，利用各温度点对应的流动度数值的对数值绘制吉氏流动度对数曲线。
步骤S103：利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤；
基于所述吉氏流动度对数曲线，将第1个到第i个连续相同温度间隔与其对应的吉氏流动度对数值相乘后再进行加和操作，基于塑性温度区间，获取平均流动度指标；
基于所述吉氏流动度对数曲线，使用炼焦用单一煤塑性温度区间所对应流动度对数值曲线对软化熔融-固化温度区间进行积分，获得胶质体数量指标，基于所述胶质体数量指标及所述平均流动度指标完成配煤；
所述平均流动度指标计算公式为：
∑(LgFi×ΔTi)/(Tr-Ts)
其中，LgFi为吉氏流动度对数值，ΔTi为相同温度间隔，Ts为初始软化温度，Tr为固化温度；
若所述初步配煤结构中所用各炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标要求，配煤完成；
若所述初步配煤结构中所用某种炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标不满足所述预设指标要求，则换取煤炭样本，重新获取配煤指标，直至所有单一煤种的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标。
本实施例提供一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，基于炼焦煤吉氏流动度分析，提出了一种表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体在整个流变过程的平均流动度指标和表征产生胶质体数量的指标，针对各炼焦用单一煤种，分别提出了其平均流动度指标范围和胶质体数量指标范围，用于限制配合煤用单种煤及其配比，科学全面地表征了炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的数量和流动性质量，真实全面地表征炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的综合性质，优化了表征炼焦煤塑性区间胶质体流变特性指标，提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量。
基于上述实施例，本实施例对所述基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法展开描述，如图2所示，具体如下：
选取山西地区典型的焦煤、肥煤、1/3焦煤和瘦煤各一种煤样作为研究对象，配合煤的配煤结构为：焦煤55％，肥煤16％，1/3焦煤13％，瘦煤16％。
将上述煤样按照要求分别制取0.425mm的样品，并分别取5g样品，并对上述样品分别开展吉氏流动度测试，结果如表1所示：
表1吉氏流动度特征指标
如图3所示，根据各煤样的吉氏流动度原始数据，将各温度点对应的流动度数值Fi求取对数，并利用所求取的对数值与对应温度绘制吉氏流动度对数曲线。
如表2所示，利用上述样品所对应的吉氏流动度曲线，根据本方法提出的表征平均流动度指标和胶质体数量的指标，计算各煤样的吉氏流动度新特征指标，焦煤的平均流动度指标范围为0.4～0.8，胶质体数量范围为90～250；1/3焦煤的平均流动度指标范围为0.3～0.7，胶质体数量范围为70～200；肥煤的平均流动度指标范围为0.6～0.8，胶质体数量范围为200～250；瘦煤的平均流动度指标范围为0.1～0.2，胶质体数量范围为30～50。对比表2中数据与各煤种指标要求，发现焦煤、1/3焦煤和瘦煤的平均流动度和胶质体数量指标均满足要求，肥煤的平均流动度指标满足要求，但肥煤的胶质体数量不满足要求。因此，需要重新选择一种肥煤，并重新测定。
表2吉氏流动度新特征指标
重新选取一种肥煤作为研究对象，将上述煤样按照要求制取0.425mm的样品，并取5g样品开展吉氏流动度测试，结果如表3所示：
表3吉氏流动度特征指标
如图4所示，根据煤样的吉氏流动度原始数据，将各温度点对应的流动度数值Fi求取对数，并利用所求取的对数值与对应温度绘制吉氏流动度对数曲线；
利用上述样品所对应的吉氏流动度曲线，根据本方法提出的表征平均流动度指标和胶质体数量的指标，计算煤样的吉氏流动度新特征指标，可以得到肥煤-1的平均流动度为0.8，胶质体数量为247，肥煤的要求。
根据以上步骤，完成了配煤结构中煤种的筛选，配煤完成。
本发明实施例提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，基于吉氏流动度分析，提出一种表征炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的指标和方法，对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，得到所述初步配煤结构的流动度数值、最大流动度、初始软化温度、最大流动度温度及固化温度，利用各温度点对应的流动度数值的对数值绘制吉氏流动度对数曲线，基于所述吉氏流动度对数曲线，获得胶质体数量指标及平均流动度指标，通过判断平均流动度和胶质体数量指标是否满足预设值完成配煤，科学全面地表征了炼焦煤在塑性区间所产生胶质体的数量和流动性质量，优化了表征炼焦煤塑性区间胶质体流变特性指标，提高焦炭成熟的均匀性，改善焦炭质量。
请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置的结构框图；具体装置可以包括：
样本获取模块100，获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
流动度分析模块200，对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
配煤模块300，利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤。
本实施例的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置用于实现前述的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，因此一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置中的具体实施方式可见前文中的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的实施例部分，例如，样本获取模块100，流动度分析模块200，配煤模块300，分别用于实现上述一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法中步骤S101，S102，S103，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
Claims (10)
1.一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，包括：
获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤。
2.如权利要求1所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线包括：
对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，得到所述初步配煤结构的流动度数值、最大流动度、初始软化温度、最大流动度温度及固化温度，利用各温度点对应的流动度数值的对数值绘制吉氏流动度对数曲线。
3.如权利要求1所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤包括：
基于所述吉氏流动度对数曲线，将第1个到第i个连续相同温度间隔与其对应的吉氏流动度对数值相乘后再进行加和操作，基于塑性温度区间，获取平均流动度指标。
4.如权利要求3所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述平均流动度指标计算公式为：
∑(LgFi×ΔTi)/(Tr-Ts)
其中，LgFi为吉氏流动度对数值，ΔTi为相同温度间隔，Ts为初始软化温度，Tr为固化温度。
5.如权利要求3所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标还包括：
基于所述吉氏流动度对数曲线，使用炼焦用单一煤塑性温度区间所对应流动度对数值曲线对软化熔融—固化温度区间进行积分，获得胶质体数量指标，基于所述胶质体数量指标及所述平均流动度指标完成配煤。
6.如权利要求5所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述基于所述胶质体数量指标及所述平均流动度指标完成配煤包括：
若所述初步配煤结构中所用各炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标要求，配煤完成；
若所述初步配煤结构中所用某种炼焦用单一煤种所对应的平均流动度指标和胶质体数量指标不满足所述预设指标要求，则换取煤炭样本，重新获取配煤指标，直至所有单一煤种的平均流动度指标和胶质体数量指标满足预设指标。
7.如权利要求1所述的基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法，其特征在于，所述煤炭样本包括：焦煤、肥煤、1/3焦煤、气煤及瘦煤。
8.一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤装置，其特征在于，包括：
样本获取模块，获取煤炭样本，基于预设值将所述煤炭样本进行配比，获得初步配煤结构；
流动度分析模块，对所述初步配煤结构进行吉氏流动度分析，获得吉氏流动度对数曲线；
配煤模块，利用所述吉氏流动度对数曲线，获取配煤指标，并基于所述配煤指标，完成配煤。
9.一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法的步骤。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310956270.9A CN116716122A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310956270.9A CN116716122A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种基于炼焦煤塑性区间胶质体综合性质的配煤方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN116716122A true CN116716122A (zh) | 2023-09-08 |
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Family Applications (1)
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2023
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