焦炭生产发表评论(0)编辑词条

    焦炭生产过程包括洗煤、配煤、炼焦和产品处理等四个工序。

焦炭生产

    我国炼焦煤较丰富，但在地区和品种分布上明显存在两个不平衡。从总的分布来看，东部沿海地区煤的储量小，而产量较大，而内陆及西部地区储量高。仅山西、河南、内蒙古、安徽四省区的炼焦煤储量就占全国炼焦煤储量的70%。根据我国焦煤资源的现状，将煤合理分类，按类使用，既满足各工业部门的需要，又使资源得到充分合理利用。根据煤的煤化程度将所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三类，再按有关参数将每类煤分为若干小类。
三类煤中变质程度很浅的褐煤和变质程度很深的无烟煤，由于在加热时不能软化形成胶质体，无黏结性，因而不属于炼焦用煤。只有在隔绝空气下加热，能软化形成胶质体并结为焦炭的熔煤，才可用于炼焦。烟煤种类中由于变质程度及黏结性差别很大，所以其结焦性能差异比较大。

焦炭生产

    1.炼焦配煤原则：
①配合煤性质与本厂的煤料预处理工艺以及炼焦条件相适应
②不要产生过大的膨胀压力，结焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难、损坏炉体
③充分利用本地区煤炭资源，合理运输、方便车辆调配、降低成本
④尽可能多配一些高挥发分的煤，以增加化学产品的产率
⑤在保证焦炭质量的前提下，尽量多配弱粘结性煤，少用优质焦煤，合理利用我国煤炭资源

   2. 炼焦配煤技术要求：
①配合煤的灰分≤9%（我国一级焦的灰分≤12% ）
②配合煤中S ≤1.0~1.2%
③挥发分过高的煤，结焦性较差
  多配高挥发分煤会降低焦炭的强度
  一般大中型高炉用焦的配合煤，可燃基挥发分为28~32%
  小型高炉用焦的配合煤，可燃基挥发分可高一些

焦炭生产

    炼焦炉由一系列相间排列的炭化室和燃烧室组成，两室之间的隔墙用硅砖砌筑。炭化室顶部有装煤孔，准备好的配合煤通过装煤机从装煤孔装入，然后用平煤杆推平。炭化室两侧有可开启的炉门，推焦后炉门关闭；焦炭成熟后，用移门机一开炉门，借助推焦机将红热焦炭推出，通过拦焦车导入熄焦车。燃烧室下有空气预热室，预热的空气与焦炉煤气混合燃烧，产生1350℃左右的高温废气，将炉墙加热，炉墙则从两侧把热量传给炭化室的煤料。煤在隔绝空气的情况下加热干馏，完成炼焦过程。随温度升高，煤料经过干燥、预热、热分解、软化熔融、形成半焦和半焦转化为焦炭。

 ①干燥、预热阶段
　　煤料装入后加热至200℃左右
　　发生的变化：
　　水分蒸发
　　部分结晶水分解H2O
　　释放出被吸附的CO2、CH4、H2S等气体
　　煤料被预热
　　煤质不变

②煤部分分解和焦油析出阶段

焦炭生产

　　温度范围在200~350℃左右
　　发生的变化：
　　剩余结晶水分解
　　煤开始逐步分解，放出CO、CO2、CH4、H2O、少量焦油蒸气
③胶质体形成阶段
　　温度升高到350~450℃时
　　发生的变化：
　　煤继续分解，产生大量焦油蒸气、高沸点液体
　　残留的固体颗粒与焦油、液体组成具有一定粘度的胶质体
　　胶质体中的气体不能自由析出
　　煤开始软化
　　固体颗粒被润湿而粘结起来
　　出现膨胀现象

④胶质体固化、半焦形成阶段
　　温度升高到450~500℃时
　　发生的变化：
　　胶质体中的液体逐渐分解，一部分产物呈气体析出
　　不易析出而鼓成很多气泡
　　一部分产物、余下液体在膨胀压力推动下与固体颗粒融为一体，相互缩聚固化，生成固态的、强度不高的、多孔状半焦

⑤半焦转为焦炭阶段
　　温度进一步从650℃升高到950℃时
　　发生的变化：
　　半焦内的有机质继续分解，析出重焦油气体
　　重焦油从加热侧（为高温）析出时被裂解，析出石墨碳，沉积于半焦表面或孔隙内，使得焦炭更紧密、坚硬
　　半焦热缩聚
　　裂纹进一步收缩而加深、扩大
　　焦饼中心温度达到1050℃左右时，焦炭即告成熟

①影响焦炭质量的因素：
a.煤的结焦特性
　　形成半焦前的粘结性—煤在加热时能否产生胶质体
　　胶质体数量（以其中液体的多少决定）
　　胶质体流动性、胶质体热稳定性

　　煤分解时：
　　液体为零时——即无胶质体的煤，没有粘结性，不能炼焦，更不能单独炼焦
　　液体太少时——液体远远不能充满固体颗粒间隙
　　分解产物气体自由逸出、不能形成一定的膨胀压力
　　固体颗粒也不能紧密地粘结起来
　　焦炭结构就疏松，强度很差
b.煤料制备
　　煤的水分、粒度分布、堆积密度、配煤均匀性
　　配合煤水分（7~10%）
　　配合煤水分含量影响配合煤堆积密度、结焦时间、焦炭的产质量、炉体寿命

　　水分过高：煤粒粘结而不能达到最紧密排列，降低堆积密度，减少装煤量，中心部分水分蒸发因传热很慢而减缓，从而延长结焦时间。
　　水分过低：
　　煤料水分不稳定：易造成焦饼中心温度偏低，以至出现生焦，影响焦炭强度

c.炼焦操作制度
　　升温速度、加热温度
　　变质程度较浅的煤——分解温度较低，热稳定性差
　　提高加热速度，使分解出大量气体的温度恰好在煤质软化阶段，以利于提高膨胀压力，增加煤的结焦性
　　变质程度较深的煤——分解温度较高

②提高焦炭质量的途径：

a.配入型煤炼焦
　　型煤炼焦——将配合煤用机械的方法，制成型块（
　　然后与一般粉煤混合，装入炭化室炼焦
　　所产焦炭耐磨性提高
　　型煤的堆积密度提高
　　由常规煤料的0.7t/m3提高到1.1~1.2t/m3
　　型煤中煤粒间隙小，相互接触面积增大

b.预热煤炼焦
　　预热煤炼焦——用专门的设备将配合煤预热到150~200℃，
　　再用专门的装煤方法把预热煤加入炭化室炼焦
　　预热煤的堆积密度增大
　　加热速度提高
　　结焦性能变好
　　结焦时间缩短

c.煤料选择破碎
　　选择破碎：将煤料先筛分后破碎再配合、或分别破碎后再配合以保证煤质均匀，尽可能减少煤粉，并使不可熔组分达到适当细度