配煤

煉焦煤、電煤摻燒、鍋爐作業準備的工序之一。

煉焦用煤品種較多，應用配煤技術，不僅能保證焦炭質量，還能合理地利用煤炭資源，節約優質煉焦煤，擴大煉焦煤資源。配煤技術涉及煤的多項工藝性質、結焦特性和灰分、硫分、揮發分的配合性質和煤的成焦機理等。長期以來，配煤試驗一直是選定配煤方案、驗證焦炭質量的不可缺少的配煤技術程序。

配煤方法有配煤槽配煤和露天配煤廠配煤兩種。常用的設備有配煤盤、電磁振動給料器和自動配煤裝置等。

煤化工企業中使用的鍋爐以及氣化爐都對煤質有相應的要求，在保持目前生產條件不變的情況下，不僅要進一步提升鍋爐的工作效率以及氣化爐的反應效率，還要盡量保護環境、提高自身的經濟和社會效益，用煤設備運行的效率與配煤技術是息息相關的，因為用煤設備的工作效果與煤質之間有直接的關係。

當煤炭質量符合了設計標準以後，利用配煤技術可以使用煤設備不再局限於某種煤質，在充分利用所有煤炭資源的同時還降低了成本。同時配煤實現了動力煤以及原料煤資源的擴大，通過幾種煤的搭配可以使其更加高效，化學產品的產率也得到了提升。

當前世界各國煉焦煤資源稀缺，高爐的大型化對焦炭質量及其穩定性的要求越來越高，而煉焦煤資源中強粘結性煤卻越來越少，這一矛盾在我國尤為突出。考慮到經濟效益及現實情況，國內外各焦化廠都在致力於配煤方案的研究。雖然方案千變萬化，而卻不外乎膠質層重疊原理、互換性原理、共炭化原理這三種。

要求配合煤中各單種煤的膠質體的軟化區間和溫度間隔能較好地搭接，這樣可使配合煤在煉焦過程中，能在較大的溫度範圍內處於塑性狀態，從而改善粘結過程，並保證焦炭的結構均勻。其中典型的方法是“J法”配煤技術。“J法”配煤技術是一種快速、準確、簡單、經濟、隨機確定各種最佳（實用）配煤方案的新技術，以“煤的粘結能力測定法”為基礎，以煤與焦相互統一變化規律為依據，準確預測焦炭強度，按Jb-Vdaf“米”字形配煤圖及其原則進行操作，評估煤質，確定“主導煤”，辨明“添加劑煤”和“填充劑煤”，用簡易“優選法”確定配煤比，定出配煤方案。

焦炭質量取決於煉焦煤中的活性組分、惰性組分含量及煉焦操作條件。單種煤的變質程度決定其活性組分的質量，鏡質組平均組最大反射率是反映單種煤的變質程度的最佳指標。

應用煤岩學指導配煤，很多焦化廠都有自己的配煤方案，但一般都是鏡質組平均隨機反射率、反射率直方圖及鏡惰比三個參數作為煤岩學配煤參數。根據互換性配煤原理，當配煤有較強粘結性時，加入一定量焦粉或無煙煤有利於焦炭質量提高，回配3%～5%的焦粉代替瘦煤煉焦，技術上是可行的，但在同樣煤質情況下不添加粘結劑，要保證焦炭質量，焦粉的細度至關重要。

煤中加入非煤粘結劑進行炭化，稱為共炭化。共炭化研究為採用低變質程度弱粘結煤煉焦時選用合適的粘結劑提供了理論依據，也為加入有機渣油﹑塑料類﹑橡膠類﹑瀝青等與煤共炭化提供了可能性，並且為解決當前世界的環境污染問題做出了很大的貢獻。國外Collin在400℃下將廢塑料與煤焦油瀝青共熱解，收集熱解油和氣體產物，反應所得的殘餘物與弱粘結煤共焦化能提高其結焦性；烏克蘭的研究工作則是利用配煤同塑脂廢料共焦化，由於芳香結構的有機物對配煤的結焦性具有良好的影響，所得焦炭強度得以提高，並獲得貴重的化學產品。

國內中國科學院山西煤炭化學研究所李保慶等利用10g固定床反應器研究廢塑料與煤共焦化特性。試驗結果表明，當廢塑料添加量不超過5%時，煤氣產率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪烴和甲基化芳香化合物明顯增加，而半焦性質基本不受影響。

研究認為，廢塑料與煤共焦化技術可行。該所曾對幾種瀝青與重慶焦化渣用Corbett法進行了組成分析，研究表明，減壓渣油和丙烷脫瀝青飽和烴含量較高，瀝青質很少，作為改質劑性能較差。熱裂化渣油和乙烯焦油含有相當高的芳烴與瀝青，QI少，因此作為改質劑性能較好。煤焦油瀝青具有較高的芳香性能，因此溶劑性能較好，但QI含量高，對焦油過程中間相發展不利。

為了評價配合煤性質是否恰當，要用多種指標來加以衡量，這些指標稱為配煤指標或配煤參數。

配合煤的化學成分指標有灰分、硫含量和磷含量，當焦炭作特殊用途時，還需包括灰分的化學組成。配合煤的主要工藝性質指標有揮發分、粘結性和結焦性，常用的粘結性指標有坩堝膨脹序數、羅加指數、粘結指數、奧亞膨脹度（見煤的膨脹度）、膠質層最大厚度、基氏最大流動度（見煤的流動度）等。

配合煤的煤岩指標有煤岩顯微組分、鏡質組最大平均反射率和鏡質組反射率分佈曲線，或由此計算而得的強度指數SI和組分平衡指數CBI。（見焦炭強度預測）有時也用所得焦炭的性質來評價配煤，如焦炭的轉鼓強度、熱態性質等。（見塊焦反應性指數和反應后強度）在日常配煤中，不可能採用大量參數來進行生產管理，因此除化學成分外，往往根據本地區煤的特點，選擇2～3個指標作為控制目標。

19世紀50年代以前，煉焦多以單種強粘結性煤（如焦煤）為原料，存在“粘結性過剩”現象，為了解決這個問題，配入無煙煤、氧化煤、半焦、焦粉等。初期的配煤技術用於煤氣工業。

20世紀前半葉，由於煉焦工業發展，產生了焦煤和強粘結性煤短缺問題，推動了配煤技術的全面發展。關於高、中、低揮發分煤的結焦特性及在配煤中的作用，配煤指標的選擇和測試方法等配煤技術的基礎工作，都在這期間形成，至今仍有指導意義。

20世紀50年代以來，煤岩學指標用於配煤，使配煤技術更為科學可靠。煤岩測定方法的自動化，為配煤技術指導生產創造了條件。

中國配煤技術起步於20世紀50年代初，以氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤四種煤按一定比例配合，進行了大規模的試驗研究，確定了主要鋼鐵公司的煉焦配煤方案。

60年代，鑒於中國煉焦煤源分佈不均衡，不能在所有地區滿足四種煤配合的原則，並根據各地區煤資源特點，探討了各自的配煤規律，從而擴大了煉焦煤資源。在此期間，在全國建立了十餘座200kg試驗焦爐，廣泛開展了配煤試驗，推動了配煤技術的發展。

從50年代開始，中國就開展了煤岩學在煉焦中的應用研究，60年代開始探索煤岩配煤。

70年代以來，開展焦炭強度預測的研究，使配煤技術進入新的發展階段。與此同時，焦炭的宏觀和微觀性質、冷態和熱態強度以及新的成焦理論的研究，為配煤技術發展提供了理論依據。

近年來，我國鋼鐵生產持續增長，對焦炭的需求量擴張，煉焦煤資源與焦炭需求量的矛盾日益突出。同時，高爐不斷大型化及富氧噴吹煤粉等冶鍊技術對焦炭的質量要求越來越高。

（1）發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。但是配煤技術在研究開發上沒有新的突破，特別是在生產上沒有大的進步，這是我國當前焦炭質量低的主要癥結之一。發展配煤技術涉及多方面技術和需要一定的條件。當前我國各焦化廠和科研、設計院所，都不具備獨立研究開發配煤技術的能力，因此必須統一規劃、協調，聯合科研、設計、生產多方面的力量，集中一批優秀科技人員，並得到足夠的資助，經過數年努力攻關才有希望取得成功。

（2）提高焦炭質量的另一個主要措施是採用煤預處理技術。我國除寶鋼等個別企業採用配型煤工藝外，絕大多數焦化廠沒有採用煤預處理工藝，這也是我國焦炭強度普遍較低的主要原因之一。

各種煤預處理工藝適於不同的煉焦煤和要求不同的條件，因此採用該工藝時要根據本廠煉焦煤特點和條件，通過試驗選擇適當的煤預處理工藝。

大量試驗結果表明：華東、東北和華北等地區的焦化廠，可採用搗固、配型煤、煤乾燥（調濕）及風動選擇粉碎等預處理技術。這些技術在世界上都已工業化，在支持個別有條件的企業引進這些技術的同時，應組織科研、設計和生產等單位聯合消化，並進一步研究開發使之發展成為能向其它企業推廣應用的技術。

傳統的配煤計算主要是人工進行，隨著計算機技術、軟體技術的發展，人們把固定的配煤計算方法寫入軟體，運用計算機技術輕鬆快捷實現配煤計算分析。

主要目的是：

（1）減輕人工計算的繁雜程度；

（2）全配煤方案提供參考，以便優化配煤方案，拓展人工配煤思路，從而有效降低成本。