由鏡質(zhì)組反射率分布預(yù)測配合煤的指標(biāo)

白云起，周 揚(yáng)，周國江

（1.黑龍江科技大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，哈爾濱 150022；2.黑龍江省能源環(huán)境研究院，哈爾濱 150090）

由鏡質(zhì)組反射率分布預(yù)測配合煤的指標(biāo)

白云起1，周 揚(yáng)2，周國江1

（1.黑龍江科技大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，哈爾濱 150022；2.黑龍江省能源環(huán)境研究院，哈爾濱 150090）

通過對25個煤的鏡質(zhì)組反射率分布、Vdaf、G值、Y值的分析研究，建立了煤的鏡質(zhì)組反射率分布與煤的揮發(fā)分Vdaf、黏結(jié)指數(shù)G值、膠質(zhì)層指數(shù)Y值之間的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測煤的揮發(fā)分、G值、Y值，并進(jìn)行了驗證實驗，具有很好的可靠性。目前很多企業(yè)都用煤的揮發(fā)分、G值、Y值來配煤，上述實驗進(jìn)一步證明可用煤的鏡質(zhì)組反射率分布可指導(dǎo)配煤煉焦工業(yè)生產(chǎn)。

鏡質(zhì)組反射率分布；揮發(fā)分；G值；Y值

焦炭質(zhì)量預(yù)測模型研究，國內(nèi)外研究者已提出多種模型，由于研究方法不同，模型結(jié)構(gòu)差異很大，其原因在于煤質(zhì)的復(fù)雜性以結(jié)焦過程的復(fù)雜性。現(xiàn)有的預(yù)測模型可以分為線性和非線性預(yù)測模型，非線性模型雖然比線性模型精確，但模型的復(fù)雜性使求解成為新的問題。

目前很多企業(yè)在配煤煉焦過程中，主要控制配合煤的Vdaf、G值、Y值。為了追塑配煤的根本，探索了煤的鏡質(zhì)組反射率分布與Vdaf、G值、Y值之間關(guān)系，建立了數(shù)學(xué)模型。

1　實驗部分

1.1實驗原料

實驗原料為雙鴨山建龍有限公司焦化廠常用的龍煤主焦，地方主焦，七選1/3焦，龍煤1/3焦，地方1/3焦，氣煤，瘦煤，肥煤，貧煤以及混合的配合煤等。九種原料煤的煤質(zhì)分析見表1。

表1　各牌號煤鏡質(zhì)組最大反射率平均值Tab.1　Average values of vitrinite maximum reflection on various grades of coal

1.2各種煤的R、Vad、G值、Y值的檢測

2　實驗數(shù)據(jù)

把各種煤的鏡質(zhì)組反射率分布用國標(biāo)GB/T6948-2008《煤的鏡質(zhì)體反射率顯微測定方法》來檢測結(jié)果如表2：

表2　各種煤的鏡質(zhì)組反射率分布表Tab.2 Vitrinite reflection distribution of coals

各種煤用國家標(biāo)準(zhǔn)方法來檢測揮發(fā)分Vdaf、黏結(jié)指數(shù)G值、膠質(zhì)層指數(shù)Y值，其檢測結(jié)果如表3：

表3　各種煤的Vdaf、G值、Y值表Tab.3 The Vdaf、G and Y of coals

3　實驗數(shù)據(jù)處理

3.1建立焦炭質(zhì)量預(yù)測模型

用SPSS軟件處理揮發(fā)分Vdaf與鏡質(zhì)組反射率分布相關(guān)的25組實驗數(shù)據(jù)，得到如表4結(jié)果。

表4　揮發(fā)分Vdaf與表2的數(shù)據(jù)處理結(jié)果Tab.4　The processing results of Vdafand tab.2模型匯總

由此得到數(shù)學(xué)模型：

此模型R值=0.598>R臨界（ɑ=0.01）值=0.555,Sig值=0.008<0.01，所以該方程相關(guān)性是特別顯著的。該數(shù)學(xué)模型表示煤的揮發(fā)分Vdaf與1/3焦煤含量成正比，與貧煤的含量成反比。這個結(jié)論與煤化學(xué)理論是相符合的。

用SPSS軟件處理膠脂層指數(shù)Y值與鏡質(zhì)組反射率分布相關(guān)的25組實驗數(shù)據(jù)，得到如表5結(jié)果。

表5　膠脂層指數(shù)Y值與表2的數(shù)據(jù)處理結(jié)果Tab.5 The processing results of Y and tab.2模型匯總

由此得到數(shù)學(xué)模型：

此模型R值=0.629>R臨界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.004<0.01，所以該方程相關(guān)性是特別顯著的。該數(shù)學(xué)模型表示煤的膠脂層指數(shù)Y值與瘦煤含量成正比，與貧煤的含量成反比。這個結(jié)論與煤化學(xué)理論是基本相符合的。

用SPSS軟件處理黏結(jié)指數(shù)G值與鏡質(zhì)組反射率分布相關(guān)的25組實驗數(shù)據(jù)，得到如表6結(jié)果。

表6　黏結(jié)指數(shù)G值與表2的數(shù)據(jù)處理結(jié)果Tab.6 The processing results of G and tab.2模型匯總

由此得到數(shù)學(xué)模型：

此模型R值=0.579>R臨界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.033<0.05，所以該方程相關(guān)性是顯著的。該數(shù)學(xué)模型表示煤的黏結(jié)指數(shù)G值與瘦煤和無煙煤的含量成正比，與貧煤的含量成反比。這個結(jié)論與煤化學(xué)理論是不相符合的。

3.2焦炭質(zhì)量預(yù)測模型的驗證

為此進(jìn)行了驗證實驗，其實驗數(shù)據(jù)與處理結(jié)果如下：

驗證實驗結(jié)果表明：用煤的鏡質(zhì)組反射率分布來預(yù)測揮發(fā)分Vdaf含量是可信和可行的；預(yù)測G值也是可以的，但相對誤差較高一些；預(yù)測Y值相對誤差超過了5%，所以只能作為參考值。

表7　驗證實驗煤的鏡質(zhì)組反射率分布表Tab.7　Data of verification test on vitrinite reflection distribution of coal

表8　驗證實驗煤的揮發(fā)分Vdaf、G值、Y值表Tab.8　Data of verification test on the Vdaf、G and Y of coal

4　結(jié)論

第一，通過對25種煤的揮發(fā)分Vdaf與鏡質(zhì)組反射率分布的研究，得到V=26.541+0.196*X3-0.361*X8數(shù)學(xué)模型，表示煤的揮發(fā)分Vdaf與1/3焦煤含量成正比，與貧煤的含量成反比，該方程的R值=0.598 >R臨界（ɑ=0.01）值=0.555,Sig值=0.008<0.01，所以相關(guān)性是特別顯著的。

第二，通過對25種煤的膠脂層指數(shù)Y值與鏡質(zhì)組反射率分布的研究，得到Y(jié)=8.991+1.04*X7-0.561*X8數(shù)學(xué)模型，表示煤的膠脂層指數(shù)Y值與與瘦煤含量成正比，與貧煤的含量成反比。該方程的R值=0.629 >R臨界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.004<0.01，所以相關(guān)性是特別顯著的。

第三，通過對25種煤的黏結(jié)指數(shù)G值與鏡質(zhì)組反射率分布的研究，得到G=69.002+2.469*X7-2.112*X8+4.865*X9數(shù)學(xué)模型，表示煤的黏結(jié)指數(shù)G值與瘦煤和無煙煤的含量成正比，與貧煤的含量成反比。該方程的R值=0.579>R臨界（ɑ=0.01）值=0.555，Sig值=0.033<0.05，所以該方程相關(guān)性是顯著的。

第四，上述三個模型通過驗證實驗，用煤的鏡質(zhì)組反射率分布來預(yù)測揮發(fā)分Vdaf含量是可信和可行的；預(yù)測G值也是可以的，但相對誤差較高一些；預(yù)測Y值相對誤差超過了5%，所以只能作為參考值。

［1］ 魏江紅.應(yīng)用線性回歸法預(yù)測焦炭強(qiáng)度［J］.中國煤炭，2011，37（6）：90-93.

［2］ 方開泰.均勻設(shè)計與均勻設(shè)計表［M］.北京：科學(xué)出版社，1994.

Prediction of the Blending Coal Indexes by the Vitrinite Reflection Distribution

BAI Yun-qi1,ZHOUYang2,ZHOUGuo-jiang1
（1.College ofEnvironmental and Chemical Engineering,HeilongjiangUniversityofScience and Technology,Harbin 150022,China；2.Energyand Environmental Research Institute ofHeilongjiangProvince,Harbin 150090,China）

Based on the analysis of the vitrinite reflection distribution、Vdaf、G and Y of 25 kinds of coals,the mathematical model of vitrinite reflection distribution and Vdaf、G、Y of coals is established.This model is passed the verification experiment,and is reliability.At present,many enterprises use the Vdaf、G and Y to complete the blending of coal.The experimental results show that the vitrinite reflection distribution of coal instead ofthe Vdaf、Gand Ycan guide the industrial production ofcoal blendingand coking.

The vitrinite reflection distribution；Volatile；Gvalue；Yvalue

TQ531.2

B

1674-8646（2015）12-0018-04

2015-09-27

黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計劃項目（GC13A112）；黑龍江省科技攻關(guān)計劃項目（GZ11A402）

白云起（1964-），男，黑龍江雞西人，碩士，副教授，從事煤化工研究。