专利名称：炼焦煤副产价值预测方法
炼焦煤副产价值预测方法技术领域
本发明特别涉及一种应用于焦化领域的炼焦煤副产价值的预测方法。
技术背景
炼焦煤价格的快速上涨，使炼焦行业面临巨大的成本压力。如何选择价格低廉、性 能优良的炼焦煤成为焦化行业降本增效的关键。由于我国炼焦用煤短缺，结构分布不合理， 使得炼焦煤的质量不稳定，炼焦煤价格不能完全反映炼焦煤的质量。与此同时虽然就降低 炼焦成本进行了大量的研究，比如提高劣质煤用量、研发低成本配煤炼焦系统等，但这些研 究都只考虑了炼焦煤的价格，而没有考虑到炼焦煤在炼焦过程中产生的副产价值，因此不 能筛选出净价格最低的配煤方案。发明内容
本发明的目的在于提出一种炼焦煤副产价值预测方法，用以预测炼焦煤在炼焦过 程中产生的副产品价值，进而便于厂家在综合考虑炼焦煤价格和炼焦煤副产价值等多个方 面因素的基础上，筛选出净价格最低的配煤方案，从而克服现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案
一种炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，该方法为计算炼焦煤副产的能量， 并据此估算炼焦煤副产价格，从而得出炼焦煤净价格，并用于选择性价比高的炼焦煤，其 中炼焦煤净价格=炼焦煤价格-炼焦煤副产价格；
所述炼焦煤副产包括焦炉煤气、焦油和粗苯。
根据权利要求1所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，
炼焦煤副产价格=化产价格+焦粉和除尘灰价格；
化产价格=化产能量X单位能量化产对应的价格。
进一步地讲，所述化产能量是根据下式得出的
Qbp 一 Qtar+Qben+Qgas — Qcoal_Qcoke_QH2S_ ^ Hreact,
式中Qbp为化产能量、Qtar为焦油能量、Qben为粗苯能量、Qgas为焦炉煤气能量、Qcoal 为炼焦煤的热量、Q。。ke为焦炭的热量、Qh2s为硫化氢的热量、AHreact为焦化反应热。
前述焦粉和除尘灰的价格是由焦粉和除尘灰的产率计算出的。
所述焦炭的热量及硫化氢的热量是根据焦炭产率和炼焦煤中硫的转化率得出 的；
所述焦炭产率Yc由下式得出
Yc = I-Cv X Vmd/100
上式中，Yc为焦炭产率，Vmd为干燥基挥发份，Cv为挥发份的修正系数，Cv由焦炉 和副产回收装置的效率决定；
所述炼焦煤硫的转化率k由下式得出
Tscoke = Ys/100 X Tscoal/ (1-Cv X Vmd/100)4
上式中，Tscoal为干基炼焦煤的含硫量，Tscoke为干基焦炭的含硫量；
上述Vmd = 15% 34%，Cv = 85% 95%，Tsraal = 0. 15% 2%，Ys = 55% 60%。
炼焦煤的热量是根据下式得出的
Qcoal (MJ/kg) = (l-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2 + 0· 2305 X Vmda f+34. 19) XL 0689-3. 5103
式中，A为干基灰份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，且A = 7% 13% ,Vmdaf= 15% 37%。
焦炭的热量是根据下式得出的
Qcoke (MJ/kg coal) = 33. 18 X (l-A/lOO-CvX Vmd/100)
式中，A为干基灰份，Cv为挥发份的修正系数，Vmd为干基挥发份；且A = 7% 13%, Vmd = 15% 34%，Cv = 85% 95%。
硫化氢的热量是根据下式得出的
Qh2s (MJ/kg coal) = 16. 512)XTs/100X (l—Ys/100)。
焦化反应热是根据下式得出的
当 Vmdaf =< 23. 34%时，Δ Hreact (MJ/kg coal) = 0. 006968X Vmdaf,
当 Vmdaf > 23. 34% 时，Δ Hreact (MJ/kg coal) = _0· 002695 X Vm2daf+0. 132755 X Vmdaf -1· 4677，
上述Vmdaf为干燥无灰基挥发份，且Vmdaf = 15 % 37 %。
所述化产能量Qbp是根据下式得出的
Qbp(MJ/kgcoal) = CX [(l-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305XVmdaf+34. 19) XL 0689-3. 5103-33. 18X (I-A/100-Cv X Vmd/100)-16. 51XTs/100X (l—Ys/100) - Δ HreacJ，
式中，Δ Hreact为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv 为挥发份的修正系数，Ys为配合煤中硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数， A为干基灰份，Ts为配合煤中的含硫量。
所述化产价格P是根据下式得出的
Ρ(元 /kg) =CX [(l-A/100) X (_0· 00508X (Vmdaf)2+0. 2305XVmdaf+34. 19) Χ1.0 689-3. 5103-33. 18Χ (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100)-ΔHreact] Xm
式中，Δ Hreact为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv 为挥发份的修正系数，Ys为配合煤中硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数， A为干基灰份，Ts为配合煤中的含硫量，m(元/MJ)为单位能量化产的实际平均价格。
炼焦煤副产价格(元/ 吨)=CX [ (I-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305 X Vm daf+34. 19) XI. 0689-3. 5103-33. 18X (Ι-Α/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100 )-ΔHreact] XmX 1000/(I-CvXVmd/100)/Ym+n/Ym,
式中，AHreart为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv 为挥发份的修正系数，Ys为配合煤中硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数， A为干基灰份，Ts为配合煤中的含硫量，m(元/MJ)为单位能量化产的实际平均价格，Ym为 焦炭的冶金焦率(η(元/吨)为焦粉和除尘灰价格。
图1是煤的高位热值与干燥无灰基挥发分的关系图2是煤的高位热值的计算结果和实际测量结果间的关系图3是煤焦化过程的反应热与挥发分间的关系图。
具体实施方式
本发明的炼焦煤副产价值预测方法是通过以下技术方案实现的
炼焦煤的副产价格=化产价格+焦粉和除尘灰价格
1.化产价格的预测
化产的价格=化产的能量X单位能量化产对应的价格
炼焦煤的化学产品主要包括焦炉煤气、焦油和粗苯，其化产的能量由这三种主要 化学产品的产率与单位化产能量之积求得。
因为煤的能量Qcoal Qcoke+Qtar+Qben+Qgas+QH2S+Δ Hreact
所以化产能量 Qbp = Qtar+Qben+Qgas = Qcoal-Qcoke-QH2s- Δ Hreact
上式中Qbp 化产能量，Qtar 焦油能量，Qben 粗苯能量，Qgas 焦炉煤气能量，Qcoal 煤 的热量，Qcoke 焦炭的热量，Qh2s 硫化氢的热量，AHreart 焦化反应热；在计算化产的能量时 需要用到焦炭的产率和配合煤中硫的转化率，如下所示。
1. 1焦炭产率和硫的转化率的计算
1. 1. 1 焦炭产率为:Yc = I-Cv X Vmd/100
上面公式中Yc为焦炭产率，
Vmd为干燥基挥发份，适用范围(15% 34%)。Cv为挥发份的修正系数，适用范 围(85% 95% )，决定于焦炉和副产回收装置的效率。
1.1. 2硫的转化率k
Tscoke = Ys/100 X Tscoal/ (1-Cv X Vmd/100)
上式中Ts。。al为干基炼焦煤的总含硫量，适用范围(0. 15% 2% )；
Tscoke为干基焦炭的总含硫量。
Ys为配合煤在焦化过程中硫的转化率，适用范围(55% 60% )。
1. 2化产能量的预测
化产能量Qbp = Qtar+Qben+Qgas = Qcoal-Qcoke-QH2S- Δ Hreact
1.2. 1 煤的能量 Qcoal
图1展示了美国煤的热量(参阅参考文献1)和干燥无灰基挥发份的关系
Qcoal (MJ/kg), d = (I-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305XVmdaf+34. 19)上式中 A为干基灰份，适用范围(7% 13%)，
Vmdaf为干燥无灰基挥发份，适用范围(15% 37% )。
考虑到其他煤的性质和美国煤略有不同(美国煤中往往含有更多的活性组分)， 所以应对上述计算方法进行校正。
参阅图2，校正后煤的能量计算方法为
Qcoal (MJ/kg) = (l-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2 + 0· 2305 X Vmdaf+34. 19)XI. 0689-3. 5103
1.2.2产生焦炭的能量0^
每kg干的炼焦煤产生的焦炭的能量
Qcoke (MJ/kg coal) = 33. 18 X (l-A/lOO-CvX Vmd/100)
上式中A为干基灰份，适用范围(7% 13% )，
Cv为挥发份的修正系数，适用范围(85% 95%)，决定于焦炉和副产回收装置的效率。
Vmd为干基挥发份，适用范围(15% )
1. 2. 3 产生 H2S 的能量 QH2S
Qh2s (MJ/kg coal) = 16. 51XTs/100X (l-Ys/100)
上式中Ts为配合煤中的含硫量，适用范围(0.巧1^ ？1^)。上述参数16. 51的由 来见于参考文献2。
Ys为配合煤在焦化过程中硫的转化率，适用范围(55% 60% )；
1.2.4 反应热 Δ Hreact
煤焦化过程的反应热与挥发分间的关系(反应热原数据来自参考文献3))
当 Vmdaf =< 23. 34 时，Δ Hreact (MJ/kg coal) = 0. 006968 X Vmdaf,
当 Vmdaf >23. 34 时，Δ Hreact (MJ/kg coal) =-0. 002695 X Vm2daf+0. 132755 X Vmdaf-I 4677
1.2. 5化产的能量
理论上化产的能量为
Qbp (MJ/kg coal) = Qc。al-Qc。ke_QH2S-Δ Hreact
= (I-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305XVmdaf+34. 19) X 1. 0689-3. 5103-33. 18X (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100)-ΔHreact
实际生产中必然存在大量的损耗，因而需要在前面乘以一个生产系数C。
C为理论收率和实际生产间的校正系数，根据实际焦炉生产状况决定，适用范围 (0. 7 0. 9)，所以实际上所得的化产能量的预测方程为
Qbp(MJ/kgcoal) = CX [(l-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305XVmdaf+34. 19) XL 0689-3. 5103-33. 18X (I-A/100-Cv X Vmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100) - Δ HreacJ
1. 3化产价格的计算
根据生产报表中各主要副产的能量和价格，单位能量化产的实际平均价格m元/ MJ。
化产价格的预测算法为
化产价格P(元/kg) = CX [(l-A/100) X (_0· 00508X (Vmdaf)2+0. 2305XVmdaf+34. 19) XL 0689-3. 5103-33. 18X (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100)-ΔHreactl Xm
干基每吨炼焦煤产生的化产价格为=1000XP(元/吨)
2.焦粉+除尘灰价格的预测
焦化厂目前每吨焦炭中冶金焦率为Ym。平均每吨焦炭产生焦粉和除尘灰的价格为
3.每冶炼1吨冶金焦的产生的副产的价格为
=(化产价格/吨煤)/焦炭产率/冶金焦率+(η元/全焦)/冶金焦率。
= CX [(l-A/100) X (-0. 00508X (Vmdaf)2+0. 2305XVmdaf+34. 19) X 1. 0689—3. 5 103-33. 18X (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100) -Δ Hreact] XmX 1000/ (I-Cv X Vmd/100) /Ym+n/Ym (元)
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用 等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之。
前述参考文献1-3分别为
l)http://www. energy, psu. edu/copl/doesb. html。
2)Perry,R H,《Perry，s Chemical engineers' handbook》，6thEd. ,1984。
3)http://www. docstoc. com/docs/2480818/Aval_7o
权利要求
1.一种炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，该方法为计算炼焦煤的副产能量，并 据此估算炼焦煤副产价格，从而得出炼焦煤净价格，并用于选择性价比高的炼焦煤，其中 炼焦煤净价格=炼焦煤价格-炼焦煤副产价格；所述炼焦煤副产包括焦炉煤气、焦油、粗苯、焦粉和除尘灰。 根据权利要求1所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于， 炼焦煤副产价格=化产价格+焦粉和除尘灰价格； 化产价格=化产能量X单位能量化产对应的价格。
2.根据权利要求1所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，所述化产能量是根 据下式得出的Qbp — Qtar+Qben+Qgas — Qcodl_Qcoke~QH2S_ ^ Hreact,式中Qbp为化产能量、Qtar为焦油能量、Qben为粗苯能量、Qgas为焦炉煤气能量、Qcoal为炼 焦煤的热量、Q。。ke为焦炭的热量、Qh2s为硫化氢的热量、AHreact为焦化反应热。
3.根据权利要求2所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，所述焦炭的热量及 硫化氢的热量是根据焦炭产率和炼焦煤硫的转化率得出的；所述焦炭产率Yc由下式得出 Yc = I-Cv X Vmd/100上式中，Yc为焦炭产率，Vmd为干燥基挥发份，Cv为挥发份的修正系数，Cv由焦炉和副 产回收装置的效率决定；所述炼焦煤硫的转化率^由下式得出 Tscoke = Ys/100XTscoal/(l-CvXVmd/100)上式中，Tscoadl为干基炼焦煤的总含硫量，Tscoke为干基焦炭的总含硫量；上述 Vmd = 15% 34%，Cv = 85% 95%，Ts。。al = 0. 15% 2%，Ys = 55% 60%。
4.根据权利要求2所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，炼焦煤的热量是根 据下式得出的Qcoal (MJ/kg) = (l-A/ 1 00) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2 + 0· 230 5 X Vmda f+34. 19) XL 0689-3. 5103式中，A为干基灰份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，且A = 7% 13%，Vmdaf = 15% 37%。
5.根据权利要求2所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，焦炭的热量是根据 下式得出的Qcoke (MJ/kg coal) = 33. 18 X (l-A/100-CvX Vmd/100)式中，A为干基灰份，Cv为挥发份的修正系数，Vmd为干基挥发份；且A = % 13%， Vmd = 15% 34%，Cv = 85% 95%。
6.根据权利要求3所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，硫化氢的热量是根 据下式得出的Qh2s (MJ/kg coal) = 16. 512) X IVlOO X (l-Ys/100)。
7.根据权利要求2所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，焦化反应热是根据 下式得出的当 Vmdaf =< 23. 时，Δ Hreact (MJ/kg coal) = 0. 006968 X Vmdaf,当 Vmdaf > 23. 34% 时，Δ Hreact (MJ/kg coal) = _0· 002695 X Vm2daf+0. 132755 X Vmdaf-L 4677，上述Vmdaf为干燥无灰基挥发份，且Vmdaf = 15% 37%。
8.根据权利要求1或2所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，所述化产能量 Ql3p是根据下式得出的Qbp (MJ/kgcoal) =CX [(l-A/100) X (-0. 00508 X (Vmdaf) 2+0. 2305XVmdaf+34. 19) X1.0 689-3. 5103-33. 18 X (l-A/100-CvX Vmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100) - Δ Hreact]，式中，AHreart为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv为挥 发份的修正系数，Ys为炼焦煤硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数，A为干 基灰份，Ts为配合煤中的含硫量。
9.根据权利要求1所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，所述化产价格P是根 据下式得出的Ρ(元 /kg) = CX [(l-A/100) X (-0. 00508X (Vmdaf)2+0. 2305XVmdaf+34. 19) XL 0689-3. 5103-33. 18X (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100)-ΔHreact] Xm式中，AHreart为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv为挥 发份的修正系数，Ys为炼焦煤硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数，A为干 基灰份，Ts为配合煤中的含硫量，m(元/MJ)为单位能量化产的实际平均价格。
10.根据权利要求1所述的炼焦煤副产价值预测方法，其特征在于，炼焦煤副产价格 (元 / 吨)=CX [(l-A/100) X (-0. 00508X (Vmdaf)2+0. 2305XVmdaf+34. 19) X 1. 0689-3. 5 103-33. 18X (l-A/100-CvXVmd/100)-16. 51XTs/100X (l-Ys/100) -Δ Hreact] XmX 1000/ (I-Cv X Vmd/100) /Ym+n/Ym,式中，AHreart为焦化反应热，Vmd为干燥基挥发份，Vmdaf为干燥无灰基挥发份，Cv为挥 发份的修正系数，Ys为炼焦煤硫的转化率，C为理论收率和实际生产间的校正系数，A为干 基灰份，Ts为配合煤中的含硫量，m(元/MJ)为单位能量化产的实际平均价格，Ym为冶金焦 产率，η(元/吨)为焦粉和除尘灰价格。
全文摘要
本发明涉及一种炼焦煤副产价值预测方法，该方法为计算炼焦煤副产的能量，并据此估算炼焦煤副产价格，从而得出炼焦煤净价格，并用于选择性价比高的炼焦煤，其中炼焦煤净价格＝炼焦煤价格一炼焦煤副产价格；所述炼焦煤副产包括焦炉煤气、焦油、粗苯、焦粉和除尘灰。进一步的讲，炼焦煤副产价格＝化产价格+焦粉和除尘灰价格；化产价格＝化产能量×单位能量化产对应的价格。本发明可用以预测炼焦煤在炼焦过程中产生的副产品价值，进而便于厂家在综合考虑炼焦煤价格和炼焦煤副产价值等多个方面因素的基础上，筛选出净价格最低的配煤方案。
文档编号G06Q50/00GK102044051SQ201010576338
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘建波, 周俊兰, 杜屏 申请人:江苏沙钢集团有限公司