煤在炭化室是怎样变成焦炭的

(一)炼焦原理

1,炼焦原理

炼焦生产,基本原料是炼焦煤.将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭.这种煤热解过程通常称为煤的干馏.

煤的干馏分为低温干馏,中温干馏和高温干馏三种.它们的主要区别在于干馏的最终温度不同,

低温干馏在500℃-600℃,中温干馏在700℃-800℃,高温干馏在900℃-1000℃.目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦,炼焦煤气和炼焦化学产品.这种高温炼焦过程,就是高温干馏.

2,炼焦煤的热解过程

炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,它具有下列特性:当被加热到400℃左右,就开始形成熔融的胶质体,并不断地自身裂解产生出油气,这类油气经过冷凝,冷却及回收工艺,得到各种化工产品和净化的焦炉煤气.

当温度不断升高,油气不断放出,胶质体进一步分解,部分气体析出,而胶质体逐渐固化成半焦,同时产生出一些小气泡,成为固定的疏孔.温度再升高,半焦继续收缩,放出一些油气,最后生成焦炭.

(二)炼焦方法

1,机械化焦炉生产

煤料从炉顶部的装煤孔或机侧(捣固焦)装入炭化室,由两侧燃烧室传来的热量,将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温.加热过程中,煤料熔融分解,所生成的气态产物由炭化室顶端部的上升管逸出,导入煤气净化处理系统,可得到化学产品及煤气残留在炭化室内的固化成焦炭.煤料分解固化过程完成后,将炭化室两侧的炉门打开,用推焦机将焦炭推出,落入熄焦车(或干法熄焦装置).赤热的焦炭可用水熄灭,或用惰性气体将余热导走,冷却后即得到可使用的焦炭.机械化焦炉(顶装)目前国内采用炉型主要有

JN型,

JNX型,以及58型,66型,70型.另外还有一种3号简易焦炉.

2,土法炼焦

炼焦煤(多为单种焦煤,配煤,焦肥煤)在普通粘土砖窑炉内(目前国内多用75型,89型,91型,95型,96型,赵城连体炉)以土法炼焦工艺生产的可燃固体产物.

在炉窑内不隔绝空气的条件下,借助窑炉边墙的点火孔人工点火,将堆放在窑内的炼焦煤点燃,靠炼焦煤自身燃烧热量逐层将煤加热(直接火加热部分)煤燃烧产生的废气与未燃尽的大量煤裂解产物形成的热气流,经窑室侧壁的导火道继续燃烧,并将部分热传入窑内(间接加热部分).高温燃气流(800℃〉则夹带着未燃尽的煤裂解物

--化学产品排入大气.这个过程延续8~11天,焦炭成熟,从人工点火孔注水熄焦,冷炉,扒焦.

土法炼焦结焦周期长,成焦率低,煤耗高,焦炭灰分高(燃烧一部分煤造成的).炼焦化学产品或被烧掉或随高温废气流排入大气,不仅不能综合利用炼焦煤,还对大气造成严重污染.

3,型焦

型焦是由煤粉等型焦用料加压成型煤,再经炭化处理制成的,也有把型煤经氧化热处理或型焦炭化炉氧化处理或自热硬化处理制成型块称为型焦.根据处理的工艺方式,可分为冷压型焦和热压型焦.

4,其它工艺生产

其它工艺生产焦炭,主要有连续徊转窑,立式炉等炉型生产的焦炭.

2、冲压制成的再生焦碳块

3、处理和间接地冷却焦炭的方法和装置

4、促进烃热裂化所产生焦炭散裂的方法

5、低灰高挥发份长焰煤生产型焦的方法

6、低粘结指数碳材料填充料及以该填充料为主要原料的型焦及其生产方法

7、高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法

8、工业冶金型焦

9、固体载热体快速加热粉煤热压型煤及型焦工艺

10、关于高炉炼铁节约焦炭的方法

11、焦粉团块及其制作方法

12、焦粉粘结块焦的生产方法

13、焦炭的生产方法

14、焦炭粉压球的生产工艺

15、焦炭改性工艺

16、焦炭干燥冷却装置

17、焦碳粉粘合块和生产方法

18、矿粉、焦炭粉冷压造块及造块方法

19、利用电石渣生产碳化焦球的方法

20、利用废塑料提高冶金焦炭强度的方法及系统

21、利用废塑料提高冶金焦炭强度的系统

22、连体式炼焦炉及其炼焦方法

23、炼铁不用焦炭

24、炼制冶金焦的湿磨焦粉配煤方法及其湿磨焦粉工艺

25、两段法大块冷压型焦生产工艺

26、棉杆压制焦炭

27、气化粉焦的无机物激活粘结型焦及其工艺方法

28、全封闭联体特制型焦连续出焦炉

29、生产优质冶金焦和冶金铸造焦

30、石油焦粉末成块工艺及其专用压块机

31、石油焦脱硫提纯方法及工业炉

32、提高焦炭热性质的方法

33、无机物粘结型焦(煤)及其成型工艺

34、无烟煤炼焦用煤及由该煤生产的焦炭和该焦炭的生产方法

35、无粘结剂抗水型煤或型焦的制造方法及装置

36、细碎原煤与细碎焦炭混合炼焦的方法

37、限制焦炭鼓应力的骤冷灼热焦炭的方法

38、型焦的制备方法及其成型机

39、型焦及其生产方法和压力成型设备

40、型焦及其制备方法

41、型煤(型焦)及其生产方法

42、延迟焦化焦炭塔水急冷冷焦工艺

43、冶金型废灰份可控型焦或型煤及其生产方法

44、冶金用焦炭的制造方法

45、一种蜂窝型焦炭的生产方法

46、一种改进的具有两路进料系统的焦化工艺

47、一种改善焦炭热性质的方法

48、一种机制焦炭及制造工艺

49、一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法

50、一种降低焦炭硫分的炼焦新工艺

51、一种焦粉成型的方法

52、一种焦粉成型工艺（一）

53、一种焦粉成型工艺（二）

54、一种焦粉成型工艺（三）

55、一种焦炭粉末用于炼铁的方法

56、一种冷压焦粉球及其应用

57、一种炼焦的配煤方法

58、一种生产工业型焦的工艺

59、一种生产优质焦炭的方法

60、一种提高焦炭强度的废塑料加工设备系统

61、一种型焦(煤)用无机粘结剂

62、一种型焦炭化炉

63、一种冶金焦及其生产方法

64、一种用不粘煤生产的型焦及其制法

65、一种用传统焦炉生产型焦的方法

66、一种用焦粉制造铸造型焦的方法

67、一种用瘦煤生产的型焦及其制法

68、一种用无烟煤生产的铸造型焦及其制造方法

69、一种铸造型焦的生产方法及其使用的设备系统

70、用于破碎焦炭的工具

71、用于生产更均匀和更高质量焦炭的方法

72、用于石墨电极的针状焦炭及其生产方法

73、用于无烟煤及弱粘性煤生产型焦的炼焦炉

74、原煤替代焦炭生产铁合金的方法

75、在罐式炉内通过电加热生产型焦的方法以及生产这种焦的罐式炉

76、制备石墨电极用针状焦炭的方法

炼焦煤料的制备 简称备煤，是将煤矿运来的各种精煤（或低灰分原煤）制备成配比准确、粒度适当、质量均一、符合炼焦要求的煤料。一般包括：卸煤、贮存和混匀、配合、粉碎和混合，并将制备好的煤料送到焦炉贮煤塔。严寒地区，还应有解冻库和破冻块设备。炼制优质焦炭，必须对备煤操作给予足够的重视。把煤混匀好,提高配煤的准确度，使煤质波动最小,保证焦炭的化学成分和物理机械性能的稳定，以稳定焦炭质量。因此配煤设备必须准确地按给定值配煤；配煤槽要均匀连续下煤。煤中杂物要除净，水分不能过高。煤料的合理粉碎，可以有效地提高焦炭的机械强度。必须根据具体情况对不同的煤料确定最适宜的粉碎粒度。

改进备煤流程，是扩大炼焦煤源和改善焦炭质量的途径。目前，中国绝大多数焦化厂都采用先按规定比例配合的混合粉碎流程。这种流程不能根据各种煤的硬度差异分别进行处理，因此只适用于粘结性较好、煤质较均匀的炼焦煤料。较新的备煤流程有三种：①单独粉碎流程，是将各种煤先单独进行粉碎，然后按规定的比例配合，再进行混合；②分组粉碎流程，是先将硬度相近的各煤种，按比例配合成组，各组分别送往各自的粉碎机粉碎到要求的粒度,再进行混合；③选择粉碎流程,是将粉碎到一定程度的煤过筛，将筛出的粗粒级组分进行再粉碎，这样可使粘结性差、惰性物含量高的粗粒级组分粉碎得较细，避免粘结性好的岩相组分过度粉碎。

炼焦生产 已经制备好的煤料从煤塔放入装煤车,分别送至各个炭化室装炉。干馏产生的煤气经集气系统,送往化学产品回收车间加工处理。经过一个结焦周期（即从装炉到推焦所需的时间，一般为14～18小时，视炭化室宽度而定），用推焦机将炼制成熟的焦炭经拦焦机推入熄焦车；熄焦后，将焦炭卸入凉焦台；然后筛分、贮藏（图4）。

炼焦车间一般由两座炼焦炉组成一个炉组。两座炼焦炉布置在同一中心线上，中间设一个煤塔。一个炉组配有相应的焦炉机械──装煤车、推焦机、拦焦机、熄焦车和电机车；还配备一套熄焦设施，包括熄焦塔、熄焦泵房、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等，布置在炉组的端部。熄焦塔中心与炉端炭化室中心的距离一般不小于40米。如采用干法熄焦，则需设干熄焦站。炼焦车间还装备有必要的管道和换向系统。

焦炭处理 从炼焦炉出炉的高温焦炭,需经熄焦、凉焦、筛焦、贮焦等一系列处理。为满足炼铁的要求，有的还需进行整粒。

熄焦 有湿法熄焦和干法熄焦两种方式。前者是用熄焦车将出炉的红焦载往熄焦塔用水喷淋。后者是用180℃左右的惰性气体逆流穿过红焦层进行热交换，焦炭被冷却到约200℃，惰性气体则升温到800℃左右，并送入余热锅炉，生产蒸汽。每吨焦发生蒸汽量约400～500公斤，干法熄焦可消除湿法熄焦对环境的污染，提高焦炭质量，同时回收大量热能，但基建投资大，设备复杂，维修费用高。

凉焦 将湿法熄焦后的焦炭，卸到倾斜的凉焦台面上进行冷却。焦炭在凉焦台上的停留时间一般要30分钟左右，以蒸发水分，并对少数未熄灭的红焦补行熄焦。

筛焦 根据用户要求将混合焦在筛焦楼进行筛分分级。中国钢铁联合企业的焦化厂，一般将焦炭筛分成四级，即粒度大于40毫米为大块焦，40～25毫米为中块焦，25～10毫米为小块焦，小于10毫米为粉焦。通常大、中块焦供冶金用，小块焦供化工部门用，粉焦用作烧结厂燃料。

贮焦 将筛分处理后的各级焦炭，分别贮存在贮焦槽内，然后装车外运，或由胶带输送机直接送给用户。

整粒 将大于80(或75)毫米级的焦炭预先筛出，经切焦机破碎后再过筛，得到粒度80～25(或75～25)毫米级焦炭用于炼铁。这样可以提高焦炭粒度的均匀性，并避免大块焦炭沿固有的裂纹在高炉内碎裂，从而提高焦炭的机械强度，有利于炼铁生产。

煤干馏过程中所得到的一种液体产物 高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温煤焦油，低温干馏（见煤低温干馏）得到的焦油称为低温煤焦油。

煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。 组成和性质不同，其加工利用方法各异。