配煤添加活性炭對(duì)炭化條件和焦炭質(zhì)量的影響，摻加生物質(zhì)配煤是降低高爐煉鐵溫室效應(yīng)氣體散失的有效途徑。通過(guò)在350kg試驗(yàn)焦?fàn)t(寬460mm，容量0.405m3)上進(jìn)行加拿大礦物與能源研究中心的實(shí)驗(yàn)，研究了加入活性炭對(duì)配煤的炭化條件和焦炭性能的影響。加入活性炭后，大大降低了焦炭煉制過(guò)程中對(duì)焦?fàn)t爐壁的壓力。活性炭粒度和灰分含量對(duì)焦炭性能有重要影響。

　　加入活性炭后，對(duì)炭化條件及焦炭質(zhì)量的影響。

　　細(xì)粒化活性炭對(duì)焦炭的穩(wěn)定性和硬度有較好的改善作用，但對(duì)焦炭性能和CSR的影響與粗?；钚蕴肯喾?。要在提高活性炭添加量的同時(shí)生產(chǎn)出適合高爐煉鐵的焦炭，就必須控制活性炭的礦物含量和混合部位。

　　在配煤中添加活性炭，在2%~5%范圍內(nèi)進(jìn)行了9次炭化試驗(yàn)?；钚蕴渴怯杉幽么髺|部的一種硬木緩慢熱解而成。實(shí)驗(yàn)煤破碎至粒度小于3.35mm占80%，活性炭為6.4~9.5mm,2.4~3.4mm,0.07mm,3種不同粒度范圍。通過(guò)分析煤的性質(zhì)(灰分、揮發(fā)分和FC)、元素和礦物含量，得出混合煤的碳含量和容堿度隨加入活性炭的量增加而增大。

　　對(duì)混合煤的熱流變特性進(jìn)行了分析。

　　配煤添加活性炭對(duì)炭化條件和焦炭質(zhì)量的影響，加入活性炭后，log10的流動(dòng)度略有下降，混合煤SD2.5(ASTMD5515-97(2010))的膨脹度也有相對(duì)變化。隨著活性炭的加入，F(xiàn)S1對(duì)流動(dòng)度和膨脹度的敏感度均有所降低。結(jié)果表明，少量的活性炭可以很好地與煤混合，因此，活性炭對(duì)焦化過(guò)程中膠質(zhì)層的形成沒(méi)有影響。

　　對(duì)混煤巖進(jìn)行了巖相分析。

　　活性炭的加入使混合煤中的惰性組分比基礎(chǔ)配煤增加，但隨著惰性組分的稀釋，混合煤中的鏡質(zhì)組含量和總活性組分減少。平均反射率降低影響混合煤中惰性組分的增加。顯微組分分析表明，活性炭越細(xì)，與煤的混合物越好，因此，活性炭與煤之間的差別可以用光學(xué)顯微鏡加以鑒別。

　　經(jīng)進(jìn)煤槽采用重力加人炭化室，2個(gè)垂直墻分別固定并可移動(dòng)，試驗(yàn)期間溫度保持在1200℃，在煉焦過(guò)程中監(jiān)測(cè)作用于炭化室墻的壓力。試驗(yàn)表明，活性炭的加入對(duì)炭化室墻壓力有較大的影響，其降低幅度與活性炭的粒度有關(guān)。隨著活性炭顆粒的減小，炭化室墻壓力下降的幅度減小。已知惰性物質(zhì)(如活性炭或焦粉)可以作為壓力調(diào)節(jié)劑，使氣體更容易從膠質(zhì)層逸出。

　　煤粉1和煤粉2分別加人6.4~9.5mm和2.4~3.4mm的粗粒狀活性炭，3加粒狀活性炭<0.07mm。添加粗顆?；钚蕴亢螅叫∮?2.5毫米的焦炭料位顯著提高。在配煤1和配煤2炭化試驗(yàn)中，與不加活性炭的基礎(chǔ)配煤相比，焦炭的ASTM穩(wěn)定性和硬度明顯下降。同時(shí)，配煤1、配煤2焦炭的IRSTDI40和I10指數(shù)較低，說(shuō)明其焦炭冷強(qiáng)度有明顯降低。配煤量1和配煤量2焦炭的表觀密度小于相應(yīng)的基礎(chǔ)配煤密度。添加細(xì)顆粒活性炭的3號(hào)配煤對(duì)焦炭的穩(wěn)定性、硬度及IRSID影響不大。

　　對(duì)2.4~3.4mm和0.07mm以下(5%)的活性炭分別測(cè)定，并用光學(xué)顯微鏡對(duì)其進(jìn)行了分析。對(duì)添加有2.4~3.4mm活性炭的配煤焦炭，活性炭顆粒與原料的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)相吻合，膠質(zhì)層滲入到活性炭多孔結(jié)構(gòu)中，但大部分的大顆?；钚蕴繘](méi)有被焦炭包裹，導(dǎo)致焦炭基質(zhì)薄弱，穩(wěn)定性和硬度明顯下降。用<0.07mm的細(xì)粒狀活性炭加入配煤后的焦炭顯微圖像可以看出，惰性材料的細(xì)粒狀顆粒嵌入到焦炭結(jié)構(gòu)中，克服了粗粒狀活性炭的缺點(diǎn)，使焦炭的穩(wěn)定性和硬度與基本配煤基本相同。

　　測(cè)定了活性炭在焦炭CRI和CSR中的作用。

　　結(jié)果表明，加入<0.07mm活性炭后，焦炭CRI明顯提高，CSR明顯降低，而加入相應(yīng)的基礎(chǔ)配煤后，焦炭的CSR明顯降低。通過(guò)添加5%活性炭配煤和基礎(chǔ)配煤對(duì)焦炭進(jìn)行CSR比較，活性炭中礦物含量較高(尤其是Ca)會(huì)提高焦炭的反應(yīng)性，Ca作為催化劑可加速焦炭中碳與CO2的反應(yīng)。加入細(xì)粒級(jí)活性炭后，礦物質(zhì)在焦炭中均勻分散，而粗粒級(jí)活性炭催化性能比較穩(wěn)定，因此，其CSR的降低幅度相對(duì)較小。

　　配煤添加活性炭對(duì)炭化條件和焦炭質(zhì)量的影響，總的來(lái)說(shuō)，配煤添加活性炭對(duì)炭化條件和焦炭質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，對(duì)活性炭進(jìn)行除礦預(yù)處理是非常必要的，可以將添加活性炭的配煤壓制成煤餅，從而改善焦炭性能，提高活性炭的加入量。