炼焦煤中各种形态硫在炼焦过程中的析出规律探讨

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　　摘 要：为了控制和稳定焦炭硫，根据国家相关标准确定了相应的40kg焦炉中15种单煤，各种硫和各种焦炭总硫的含量，焦化过程中的发生形式及其降水规律，并通过配合煤试验验证了降水规律。
　　关键词：单煤；总硫；有机硫；无机硫；焦化
　　1 技术方案
　　15种单一煤的总硫的测定。在相应的煤上进行40kg焦炉焦化试验，以测定相应焦炭的总硫含量。分析每种煤中硫的出现及其在焦化过程中的沉淀，使用40kg测试焦炉进行配煤测试以确定相应的煤和焦炭的总硫含量，分析和验证焦化过程中单一煤中硫的沉淀。
　　2 单煤试验
　　2.1 测试煤样
　　选择15种单一煤进行检测，按1～15分类，其中1～4为1/3焦煤，5～8为肥煤，其余为炼焦煤，用于随后的配煤测试。
　　2.2 试验方法
　　煤中总硫的测定按GB/T214-2007进行，煤中其他硫的测定按GB/T215-2003进行，焦炭中总硫的测定按GB/T2286-2008进行。40kg测试焦炉相关指标数据：碳化室尺寸：400（宽）mm×595（高）mm×500（长）mm；包装煤饼尺寸：344（宽）mm×412（高）mm×454（长）mm；包装容积：64531.56cm3；煤粉细度：75%～80%；装煤量：43kg/炉（常规干基），堆积密度为0.67t/m3；装煤水分：10%；加煤时碳化室壁温：800℃；炉温：高达约1050℃，焦饼饼中心温度980℃～1100℃；总碳化时间：16h，湿淬。
　　2.3 试验结果及分析
　　试验结果：煤中硫的存在分为两大类：无机硫和有机硫。无机硫存在于矿物中，煤中有机硫含量低，但与煤的有机质结合，分布均匀，难以去除，其中，选择用于测试的煤都是洁净煤，即由洗煤厂洗煤。试验煤样的总硫分配量为0.44%～1.99%，涵盖低硫、中硫和高硫。
　　在焦化过程中，几乎所有的无机硫都转移到焦炭中；有机硫作为气体部分释放，进入焦炉煤气，少量在煤焦油中冷凝，其余部分转移到焦炭中，因此，焦炭中的硫来自无机硫和一些有机硫。
　　3 配合煤试验
　　我们选择比较具有类似硫含量的煤的方案。从表1可以看出，在N1和N2方案中混合煤的硫含量相同，但相应焦炭的硫含量N1比N2的硫含量低0.03%。比较这两组方案，属于炼焦煤13和煤14是相互替代的，从单一煤中有机硫的转化率来看，煤13的转化率为14.67%，煤14的转化率为61.31%，即煤13中的一小部分硫进入焦炭，而大部分硫在煤14中进入焦炭，因此，尽管N1和N2的硫相同，但焦炭硫与煤14或N2的含量高。比较N3和N4，两组煤混合物的总硫相差0.01%，但焦炭硫的差异为0.06%。煤3和煤4都属于1/3焦煤，它们互相替代，煤3和煤4的转化率分别为28.67%和71.07%，煤4具有高的焦炭硫含量，虽然配煤的硫含量相同或相似，但焦炭的硫含量随着单一煤中有机硫的转化率而变化。当单一煤中有机硫的转化率大时，煤焦化获得的焦炭硫含量大。相反，它太高，硫含量低。
　　4 结论
　　通过测量15种单一煤的总硫，各种形式的硫和相应的焦炭总硫，分析了各种焦煤的有机硫转化率。结果表明，对于肥煤和炼焦煤，焦化过程中硫的转化率基本上随着有机硫百分比的增加而增加；在保证焦炭冷热状态的前提下，根据单煤硫焦化过程中不同有机硫转化率的降水规律，可在煤硫指数条件下选择有机硫转化；一般洗煤厂通过洗涤去除煤中的無机硫，根据该试验的结果，煤中的无机硫含量不均匀。如果有条件，可以与煤炭供应商协商，进一步洗去煤中的无机硫，从而达到降低焦炭硫含量的目的。
　　参考文献：
　　[1]谢克昌.煤的结构与反应性[M].北京：科学出版社，2002.
　　[2]申峻，邹岗明，王志忠.煤碳化成焦机理的研究进展[J].煤炭转化，1999（4）：22-27.
　　[3]程君，周安宁，李建伟.煤结构研究进展[J].煤炭转化，2001，24（4）：1-7.
　　作者简介：
　　翟芳（1984- ），女，山西介休人，2014年7月毕业于石油大学化学工程与工艺专业，助理工程师，从事煤质化验工作。
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