配煤添加活性炭对炭化条件和焦炭质量的影响

• 来源：快盈iiiq 更新时间：2021-05-14点击：815次

• 　　配煤添加活性炭对炭化条件和焦炭质量的影响，掺加生物质配煤是降低高炉炼铁温室效应气体散失的有效途径。通过在350kg试验焦炉(宽460mm，容量0.405m3)上进行加拿大矿物与能源研究中心的实验，研究了加入活性炭对配煤的炭化条件和焦炭性能的影响。加入活性炭后，大大降低了焦炭炼制过程中对焦炉炉壁的压力。活性炭粒度和灰分含量对焦炭性能有重要影响。

  

  　　加入活性炭后，对炭化条件及焦炭质量的影响。

  快盈iii　　细粒化活性炭对焦炭的稳定性和硬度有较好的改善作用，但对焦炭性能和CSR的影响与粗粒化活性炭相反。要在提高活性炭添加量的同时生产出适合高炉炼铁的焦炭，就必须控制活性炭的矿物含量和混合部位。

  　　在配煤中添加活性炭，在2%~5%范围内进行了9次炭化试验。活性炭是由加拿大东部的一种硬木缓慢热解而成。实验煤破碎至粒度小于3.35mm占80%，活性炭为6.4~9.5mm,2.4~3.4mm,0.07mm,3种不同粒度范围。通过分析煤的性质(灰分、挥发分和FC)、元素和矿物含量，得出混合煤的碳含量和容碱度随加入活性炭的量增加而增大。

  　　对混合煤的热流变特性进行了分析。

  　　配煤添加活性炭对炭化条件和焦炭质量的影响，加入活性炭后，log10的流动度略有下降，混合煤SD2.5(ASTMD5515-97(2010))的膨胀度也有相对变化。随着活性炭的加入，FS1对流动度和膨胀度的敏感度均有所降低。结果表明，少量的活性炭可以很好地与煤混合，因此，活性炭对焦化过程中胶质层的形成没有影响。

  快盈iii　　对混煤岩进行了岩相分析。

  　　活性炭的加入使混合煤中的惰性组分比基础配煤增加，但随着惰性组分的稀释，混合煤中的镜质组含量和总活性组分减少。最大平均反射率降低影响混合煤中惰性组分的增加。显微组分分析表明，活性炭越细，与煤的混合物越好，因此，活性炭与煤之间的差别可以用光学显微镜加以鉴别。

  　　经进煤槽采用重力加人炭化室，2个垂直墙分别固定并可移动，试验期间温度保持在1200℃，在炼焦过程中监测作用于炭化室墙的压力。试验表明，活性炭的加入对炭化室墙压力有较大的影响，其降低幅度与活性炭的粒度有关。随着活性炭颗粒的减小，炭化室墙压力下降的幅度减小。已知惰性物质(如活性炭或焦粉)可以作为压力调节剂，使气体更容易从胶质层逸出。

  　　煤粉1和煤粉2分别加人6.4~9.5mm和2.4~3.4mm的粗粒状活性炭，3加粒状活性炭<0.07mm。添加粗颗粒活性炭后，粒径小于12.5毫米的焦炭料位显著提高。在配煤1和配煤2炭化试验中，与不加活性炭的基础配煤相比，焦炭的ASTM稳定性和硬度明显下降。同时，配煤1、配煤2焦炭的IRSTDI40和I10指数较低，说明其焦炭冷强度有明显降低。配煤量1和配煤量2焦炭的表观密度小于相应的基础配煤密度。添加细颗粒活性炭的3号配煤对焦炭的稳定性、硬度及IRSID影响不大。

  快盈iii　　对2.4~3.4mm和0.07mm以下(5%)的活性炭分别测定，并用光学显微镜对其进行了分析。对添加有2.4~3.4mm活性炭的配煤焦炭，活性炭颗粒与原料的蜂窝状多孔结构相吻合，胶质层渗入到活性炭多孔结构中，但大部分的大颗粒活性炭没有被焦炭包裹，导致焦炭基质薄弱，稳定性和硬度明显下降。用<0.07mm的细粒状活性炭加入配煤后的焦炭显微图像可以看出，惰性材料的细粒状颗粒嵌入到焦炭结构中，克服了粗粒状活性炭的缺点，使焦炭的稳定性和硬度与基本配煤基本相同。

  快盈iii　　测定了活性炭在焦炭CRI和CSR中的作用。

  快盈iii　　结果表明，加入<0.07mm活性炭后，焦炭CRI明显提高，CSR明显降低，而加入相应的基础配煤后，焦炭的CSR明显降低。通过添加5%活性炭配煤和基础配煤对焦炭进行CSR比较，活性炭中矿物含量较高(尤其是Ca)会提高焦炭的反应性，Ca作为催化剂可加速焦炭中碳与CO2的反应。加入细粒级活性炭后，矿物质在焦炭中均匀分散，而粗粒级活性炭催化性能比较稳定，因此，其CSR的降低幅度相对较小。

  快盈iii　　配煤添加活性炭对炭化条件和焦炭质量的影响，总的来说，配煤添加活性炭对炭化条件和焦炭质量都会产生一定的影响，对活性炭进行除矿预处理是非常必要的，可以将添加活性炭的配煤压制成煤饼，从而改善焦炭性能，提高活性炭的加入量。