煉焦工藝一、煉焦及其產品煉焦：煤在焦爐內隔絕空氣加熱到1000℃左右，可獲得焦炭、化學產品和煤氣的過程，此過程稱為高溫干餾或高溫煉焦，一般簡稱煉焦。煉焦產品：焦炭

90%用于高爐煉鐵，其余用于機械工業、鑄造、電石生產原料、氣化以及有色金屬冶煉。化學產品

硫酸銨、吡啶堿、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、瀝青等。用于化學肥料、農藥、合成纖維的原料、塑料等。煤氣可用來合成氨、生產化學肥料或用做加熱燃料。二、煉焦爐的發展煤成堆、窯式土法煉焦

將煤置于地上或地下的窯中，依靠干餾時產生的煤氣和部分煤的直接燃燒產生的熱量來煉制焦炭，稱為土法煉焦。土法煉焦成焦率低，焦炭灰分高，結焦時間長，化學產品不能回收，綜合利用差。

倒焰式

將成焦的炭化室和加熱的燃燒室分開的焦爐，隔墻上設有通道，炭化室內煤干餾時產生的煤氣經此流入燃燒室內，同來自爐頂的通風道內的空氣混合，白上而下的邊流動邊燃燒，故稱為倒焰式焦爐。干餾時所需熱量從燃燒室經爐墻傳給炭化室內的煤料。二、煉焦爐的發展廢熱式將炭化室和燃燒室完全隔開，炭化室內生產的荒煤氣送到回收車間分離出化學產品后，再送回燃燒室內燃燒或民用。燃燒后產生的高溫廢氣直接從煙囪排出。

蓄熱式

將高溫煙氣先經蓄熱室后降溫，熱量用來預熱空氣等。三、煉焦工藝流程及主要設備§3-2煤的成焦過程

煙煤煉焦時隨溫度的變化狀況煤膠質體半焦焦炭氣態產物干燥預熱軟化、膨脹固化、收縮1003505506501000脫水、脫氣反應分解反應縮聚反應溫度℃一、成焦過程基本概念<350oC

煤干燥預熱階段350~480oC

膠質體形成階段480~650oC

半焦形成階段650~950oC

焦炭形成階段二、煤的黏結和半焦收縮黏結性黏結性：干餾時，黏結本身與惰性物的能力，指煉焦時形成熔融焦炭的能力（經過膠質體生成塊狀半焦的能力）。黏結性與結焦性關系黏結性好事結焦性好的前提和必要條件（結焦性好的煤，其黏結性一定好）提高黏結性:黏結性好的煤，Y=16～18mm，G=65～78%。半焦收縮半焦收縮：半焦不穩定部分受熱裂解，生成氣態產物；殘留部分不斷締合增炭，產生體積收縮。二、煤的黏結和半焦收縮半焦收縮氣孔：焦炭是孔狀體，若氣孔率低、氣孔小、氣孔避厚、氣孔壁強度高，則焦炭強度高。裂紋收縮應力導致產生裂紋（裂成焦塊，裂紋多則焦炭細）三、焦爐煤料中熱流動態供熱兩側爐墻供熱（靠近爐墻煤料溫度先升高，溫升速度快；遠離爐墻的溫度后升高，升高速度慢）不同部位煤料溫度隨加熱時間變化（圖3-2）爐墻溫度加入煤時，爐墻溫度迅速下降靠近爐墻煤料溫度炭化室中心溫度

加煤后8小時方由100oC升高（才脫完水分）不同部位煤料的升溫速度：煤料升溫線（圖3-3）100~350oC：爐墻附近8oC/min；中心1.5oC/min升溫速度不同，溫度梯度不同，故收縮梯度不同，升溫速度大的裂紋多，焦塊小。

三、焦爐煤料中熱流動態炭化室內不同部分煤料同一時間內的情況（圖3-4）當裝煤后加熱約8小時，水分蒸發完了時，中心面溫度上升。當加熱14~15小時，炭化室內部溫度都接近1000oC，焦炭成熟。溫度

,℃11001000900800700600500400300200100濕煤層干煤層膠質層半焦焦炭成焦分布73915h中心爐墻爐焦縫圖3-4炭化室煤料溫度和成焦層分布四、炭化室內成焦特征炭化室內同時進行著不同成焦階段裝煤約8小時期間，炭化室同時存在著濕煤層、干煤層、膠質體層、半焦層和焦炭層。兩膠質體層在裝煤后11小時左右在中心匯合。裝煤后15小時左右，焦炭成熟。膨脹壓力過大時可危及爐墻（最大膨脹壓力出現在兩膠質體中心匯合時）。裂紋靠近爐墻的焦炭裂紋多，有焦花之稱。焦縫成熟焦餅中心面上有一條縫稱焦縫，上下直通。五、氣體析出途徑里行氣（10%左右）形成與兩膠質體之間，不可能橫穿過膠質體，只能上行進入爐頂空間，這部分氣體稱為里行氣。沒有經歷二次熱解作用；含大量水蒸氣，含煤一次分解產物（主要CH4及其同系物，還有H2、CO2、CO及不飽和烴）外行氣（90%左右）產生膠質體外側（由于膠質體固化和半焦熱解產生大量氣態產物）沿焦餅裂縫及爐墻與焦餅間隙進入爐頂空間，此部分氣體稱外行氣。經過高溫區，經二次熱解作用，二次熱解產物（主要H2，及少量CH4)五、氣體析出途徑氣體中化學產品原料煤性質對化學產品產率的影響較大。揮發分高，煤氣和粗苯產率都高。溫度對化學產品產率影響較大（爐墻溫度、焦餅溫度，其次是炭化室爐頂空間溫度）§3-3配煤和焦炭質量一、配煤的目的和意義配煤：就是將兩種以上的單種煤料，按適當比例均勻配合，以求制得各種用途所要求的焦炭質量。焦煤煉焦的缺點（單種煤煉焦）焦煤儲量不足推焦困難，容易損壞爐墻焦煤揮發分少，煉焦化學產品產率低合理配煤的優勢提高焦炭質量擴大煉焦煤源，合理利用煤炭資源增加煉焦化學產品產率等二、配煤用煤氣煤（QM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）及中間過渡性牌號煤。⑴氣煤揮發性最大，黏結性差；煉焦產品特點：焦炭碎、強度低、推焦易；可得較多化學產品。⑵肥煤揮發份較高，灰分高，黏結性最好但結焦性差；煉焦產品特點：焦炭碎、強度低、推焦難；可提高化學產品產率和煤氣產率。⑶焦煤揮發分適中（＜肥煤），黏結性高，灰分高煉焦產品特點：焦炭塊大，強度高，推焦困難二、配煤用煤⑷瘦煤揮發分低，黏結性差煉焦產品特點：焦炭塊大，抗碎強度高，耐磨性差（易成焦粉）；化學產品產率和煤氣產率低。⑸貧煤沒有黏結性，不結焦，不能單獨煉焦；配煤中可起瘦化劑的作用。三、配煤的工藝指標配煤的工業分析水分（一般＜10%，焦化廠8%~10%）水分高的不利影響：焦爐升溫慢，延長結焦時間，影響爐體壽命；影響裝爐煤堆密度ρ（如圖3-7，隨水分↑ρ↓）水分過低的不利影響：破碎和裝煤時造成煤塵飛揚惡化操作條件，使焦油中游離碳增加。圖3-7配煤堆密度和水分的關系

1

濕煤，2干煤

102468101214900850800750水分，%堆密度

,kg/m3

2三、配煤的工藝指標灰分（配煤灰分＜12%，焦炭灰分＜15%）灰分的害處（配煤的灰分全部轉入焦炭）a：灰分是惰性物質，灰分高則黏結性降低；灰分顆粒成為裂紋中心，配煤灰分高則焦炭強度降低。b：煉鐵用焦耗量高，高爐生產能力降低。揮發分（中國生產配煤揮發分Vdaf一般25%~32%）a:揮發分高，化學產品產率高，煤氣產率高。b:揮發分過高焦炭平均粒度小，抗碎強度低。c:揮發分過低煤的黏結性差，耐磨強度降低，可導致推焦困難。三、配煤的工藝指標硫分（配煤＜1.0%，一般焦炭＜1.0%~1.2%）硫分害處（配煤中有80%左右轉入焦炭）冶煉中焦炭中硫分轉入生鐵中，使生鐵呈熱脆性，加速鐵腐蝕。降低配煤中硫含量的途徑：一是通過洗選除掉部分無機硫。二是配煤時，適當將高、低硫煤的調配使用。三、配煤的工藝指標黏結性和膨脹壓力

①黏結性黏結性是結焦性的前提和必要條件。黏結性的指標：我國常用的是膠質層最大厚度Y和粘結指數G②膨脹壓力（安全膨脹壓力＜10~15KPa）是黏結性煤的煉焦特征，提高堆ρ能增大膨脹壓力。粉碎度（＜3mm的占90%，煤粉碎粒度應少含有過大或過小的顆粒，特別要求小于0.2～0.5mm要少。）黏結性好的成分和易碎的不細碎，反之細碎。弱黏結性的應細碎；強黏結性的應粗碎；肥煤、焦煤易碎應粗碎；氣煤硬度大難碎應細碎四、焦炭的用途1.高爐煉鐵（供熱燃料、還原劑、疏松骨架）要求：冶金焦反應率要小(C+CO2反應降低焦炭強度)、一定的塊度、強度2.鑄造用焦（熔化爐料：其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。）要求：鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。3.氣化用焦要求：反應能力要高于化工氣化用焦，對強度要求不嚴，但要求反應性好，灰熔點較高。4.電石焦對焦炭的質量要求不高,要求盡量提高固定碳含量。五、焦炭的質量1物理性質主要成分為碳，是具有一定強度、塊度的銀灰色固體，內部有縱橫裂紋，沿焦炭縱橫裂紋分開即為焦塊，焦塊內含微裂紋，沿微裂紋分開即為焦體，焦體由氣孔和氣孔壁（焦質）。真密度：單位體積焦質的質量。視密度（假密度）：單位體積焦塊的質量。堆密度：焦炭單位堆積體積的質量。

氣孔率=（1-假密度/真密度）×100%五、焦炭的質量2化學成分①灰分(主要成分是SiO2和Al2O3)不利，灰分越低越好②硫分不利（硫易使生鐵鑄件脆裂）硫是生鐵冶煉的有害雜質之一，它使生鐵質量降低。在煉鋼生鐵中硫含量大于0.07%即為廢品。

③揮發分鑒別焦炭成熟度的重要指標。揮發分＞1.5%為生焦揮發分小于0.5—0.7%,則表示過火;一般成熟的冶金焦揮發分為1%左右。五、焦炭的質量④水分（一般為2%～6%）水分要穩定，否則引起爐溫波動。⑤堿性成分（K2O、Na2O）由于其催化和腐蝕作用，能嚴重降低焦炭強度。3.機械強度①耐磨強度M10a:耐磨強度（M10↓、耐磨性↑）當焦炭外表面承受的摩擦力超過氣孔壁強度時，就會產生表面薄層分離的現象，形成碎末，焦炭抵抗這種破壞的能力稱為耐磨強度。b:轉鼓測定耐磨強度指標M10

五、焦炭的質量轉鼓試驗：為了試驗焦炭的耐磨性和抗碎性，通常采用轉鼓試驗。轉鼓試驗就是模仿焦炭在高爐冶煉過程中的撞擊、擠壓、研磨，將一個十分復雜的受力情況加以簡化的試驗方法。在轉鼓中裝入大于60毫米的焦炭50千克，以每分鐘25轉速度轉動4分鐘

M10一般用焦炭在轉鼓內破壞到一定程度后，粒度＜10mm的碎焦質量m1占式樣質量m總的分數來表示耐磨強度。<一般7%～11%>M10=(m1/m總)×100%②抗碎強度M40（M40↑、抗碎性↑）a：抗碎強度當焦炭承受沖擊力時，焦炭沿裂紋或者缺陷處碎成小塊，焦炭抵抗這種破壞的能力稱為抗碎強度。b：轉鼓測定耐磨強度指標M40

粒度＞40mm的焦塊質量m2占式樣質量m總的分數來表示抗碎強度。<M40一般70%～80%>M40=(m2/m總)×100%4焦炭的反應性①反應性大多數國家都用焦炭與二氧化碳間的反應特性評定焦炭反應性。是指與CO2的碳溶反應性五、焦炭的質量表6-1-11高爐用焦炭強度轉鼓強度指數（％）級別ⅠⅡⅢⅣM40≥80.0≥76.0≥72.0≥65.0M10<8.0<9.0<10.0<11.0五、焦炭的質量②影響焦炭反應性的三大因素a：原料煤性質（煤種、煤巖相的組成、煤灰分等）b：煉焦工藝因素（焦餅中心溫度、結焦時間、煉焦方式等）c：高爐冶煉條件（溫度、時間等）③焦炭反應性（CRI

%）的測定：國內：CO2測定稱取一定質量的焦炭試樣，置于反應器中，在1100+5℃時與CO2反應2h后，以焦炭質量損失的百分數表示焦炭反應性（CRI）。

有時也用CO2容積速率表示五、焦炭的質量低溫干餾和高溫干餾的比較低溫干餾和高溫干餾的區別：溫度不同設備不同產物成分不同低溫干餾產物成分主要為：焦爐煤氣、煤焦油。高溫干餾產物成分主要為：焦炭目的不同低溫干餾和高溫干餾的相同點：原料相同產物狀態相同（氣、液、固）§3-4現代焦爐一、焦爐概述（sheet1）1.焦爐的構成主要構成部分——“三室”燃燒室蓄熱室炭化室焦爐其他附屬機械：加煤車、推焦車、導焦車、熄焦車等。——“四車”2.焦炭的工藝生產流程煤炭化室熄焦焦炭爐頂加煤車煉制水澆或干熄推焦焦炭產品一、焦爐概述（sheet2）“三室”——炭化室炭化室是煤隔絕空氣干餾的場所；煤由爐頂加煤車加入炭化室，炭化室兩端有爐門，煉好的焦炭用推焦車推出，沿導焦車落入熄焦車中，赤熱焦炭用水熄滅，置于焦臺上。兩側為燃燒室，與燃燒室相間，一墻之隔。炭化室尺寸：有效容積是有效長度、平均寬度和有效高度的乘積。長12～20m，寬0.4～0.6m，高3～8m。炭化室頂部厚度1～1.5m，3～5個加煤孔；炭化室墻表面積較大，內部溫度均勻，平均1100oC。一、焦爐概述（sheet3）“三室”——燃燒室燃燒室是煤氣燃燒為炭化室供熱的地方；

與炭化室依次相間，一墻之隔。每座焦爐的燃燒室都比炭化室多一個。對與炭化室隔墻的要求：

防止干餾煤氣泄漏，盡快傳遞干餾所需的熱量，高溫抗腐蝕性強，整體結構強度高。溫度約為1300℃由燃燒火道構成，溫度達1000℃～

1400℃。設置蓄熱室，對火道廢氣熱量進行回收；火道所用材料：高溫區、低溫區——硅磚（或矽磚），焦爐表面——絕熱磚；立火道數目22～36個。一、焦爐概述（sheet4）“三室”——蓄熱室蓄熱室是回收燃燒室廢氣的熱量來預熱空氣和貧煤氣的地方；蓄熱室位于焦爐爐體下部，其上部經過斜道與燃燒室相連，下部經過廢氣盤分別與煙道、貧煤氣管和大氣相通，主要由格子磚、蓄熱室內隔墻、封墻等構成。對蓄熱室砌筑材料的要求：格子磚采用薄壁異型黏土磚，定期用壓縮空氣吹掃。（增大傳熱面積，減小阻力）蓄熱室內隔墻包括中心隔墻、單墻和主墻。中心隔墻將蓄熱室分為機焦兩側。單墻兩側為同向氣流（煤氣和空氣），壓力接近，用標準磚砌筑。主墻兩側則為異向氣流，壓差較大，多用帶溝舌的異型磚砌筑。封墻內層為黏土磚，外側為隔熱磚。一、焦爐概述（sheet5）“四車”加煤車頂裝焦爐的裝煤車設在爐頂，其作用是從煤塔取出一定重量的煤料，通過炭化室頂部裝煤孔卸入炭化室內。推焦車炭化室裝煤完畢后，煤落在室內成錐形,由推焦機上的平煤桿將煤推平；打開、清掃與關閉機側的爐門；將成熟的焦炭從炭化室的機側推到焦側的導焦車上。導焦車（攔焦車）攔著從炭化室推出來的焦炭落到熄焦車上，并打開,清掃與關閉焦側的爐門。熄焦車接受推出的赤熱焦炭，運到熄焦塔內(或運到干法熄焦裝置用惰性氣體將余熱導走發電或補充管網的蒸汽)，將赤熱焦炭熄滅，然后卸在涼焦臺上冷卻。一、焦爐概述（sheet6）焦爐的加熱系統燃燒室、斜道區、蓄熱室

變換時間：20~30min（氣流的換向時間）

斜道區連接蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區，它位于蓄熱室頂部和燃燒室底部之間，用于導入空氣和煤氣，并將其分配到每個立火道中，同時排除廢氣。傾斜角應大于30o，以免積灰堵塞，斷面收縮角小于7o。二、焦爐爐型（sheet1）現代焦爐應具備的性能保證煉得優質焦炭；獲得較多的煤氣和化學制品；炭化室加熱均勻；能耗低；結構合理，堅固耐用。二、焦爐爐型（sheet2）現代焦爐分類方法很多，可以按照裝煤方式、加熱用煤氣種類、空氣和加熱用煤氣的供入方式、氣流調節方式、拉長火焰方式以及燃燒室火道形式等進行分類。按裝煤方式分類，有頂裝焦爐和側裝焦爐。按加熱用煤氣種類分類，有復熱式焦爐（能用焦爐煤氣或貧煤氣）和單熱式焦爐（用貧煤氣）。按空氣和加熱用煤氣的供入方式分類，有側入式焦爐和下噴式焦爐。側入式：加熱用的富煤氣由焦爐機焦兩側水平磚煤氣道引入爐內，空氣和貧煤氣則從交換開閉器和小煙道從焦爐側面進入爐內。下噴式：加熱用的富煤氣由爐體下部通過下噴管垂直地進入爐內，空氣和貧煤氣則從交換開閉器和小煙道從焦爐側面進入爐內。焦爐分類下噴式焦爐—各燈頭定量供氣兩分式火道二、焦爐爐型（sheet3）按燃燒室火道形式進行分類每兩個火道為一組，一個火道中上升煤氣，并在其中燃燒，生成的高溫廢氣從火道中間隔墻跨越孔流入相鄰的火道而下降，每隔20~30分鐘換一次。特點：調節靈敏，加熱阻力小，加熱均勻。缺點：壓差大，火道間竄漏的可能性大。雙聯式炭化室下部設有大蓄熱室，有中心隔墻分機焦兩側。當用貧煤氣加熱時，一側蓄熱室單數進空氣，雙數進煤氣（或相反）。燃燒生成的廢氣匯集于水平集合焰道，由另一側下降。優點：結構簡單，壓差小，不竄漏。缺點：焰道內氣流阻力大，火道內和蓄熱室長向氣體分布不均。兩分式上跨式火道聯結方式每個燃燒室下設兩個蓄熱室。當用貧煤氣加熱時，一個預熱貧煤氣，一個預熱空氣，兩者在火道下部混合燃燒后，經跨頂煙道進入炭化室另一側的火道，然后下降到蓄熱室。由于該方法會導致爐頂溫度偏高，故已不再使用二、焦爐爐型（sheet4）按氣流調節方式分類，有上部調節式焦爐和下部調節式焦爐。按拉長火焰方式進行分類，可分為多段加熱式焦爐、高低燈頭式焦爐、廢氣循環式焦爐。

例如：JN60型焦爐屬于：雙聯火道、廢氣循環、加熱煤氣下噴的復熱式焦爐。中國JN60-87焦爐—廢氣循環雙聯式火道二、焦爐爐型（sheet5）現代焦爐的燃燒室的火道內煤氣燃燒的火焰高度是有限的，當炭化室有效高度超過3m或者用焦爐煤氣加熱時，其火焰高度較短，上下加熱不均勻故：為了實現高向加熱均勻，可采取以下措施:

（1）高低燈頭：火道中燈頭高低不等（2）廢氣循環：火道中混入廢氣，拉長火焰（3）分段燃燒：火道分段供入空氣，增長燃燒區三、大容積焦爐（sheet1）特點：生產能力大，勞動生產率高，投入少。但對設備、機械和材料等要求較高。例如：JN60型與JN43型焦爐比較，每孔裝煤量提高到1.52倍，焦爐操作人員的勞動生產率提高約25%~30%，每座焦爐的耐火材料節約200余噸，且磚型簡化，僅338種；耗熱量低，熱工效率高；煤的堆密度大，高向加熱均勻，焦炭質量有所提高。大容積焦爐是我國焦化廠焦爐發展的方向！！§3-5煉焦新技術引言——開發煉焦新技術目的：擴大煤源，提高焦炭質量，增加焦炭產量。目標：增大焦爐容積努力方向：合理配煤、增加裝爐煤堆密度、優化破碎以及煤的干燥和預熱等現行焦爐的缺點：

1.煤料加熱速度不均；

2.煤料在炭化室內的堆密度有差別；

3.炭化室間歇式生產后果：焦炭塊度、強度、氣孔率和反應性都不均勻。搗固煉焦是在爐外將煤粉搗實成餅后推入炭化室的側裝爐煉焦工藝。優點：

（1）在使用同樣的配煤比之下，搗固煉焦的焦炭質量比常規頂裝煤煉焦有所改善和提高；（2）擴大煉焦煤源，可以多配入高揮發分煤和弱粘結煤，生產高爐用焦，也可摻入焦粉和石油焦粉生產優質高爐用焦和鑄造用焦，還可全部采用高揮發分煤生產氣化焦；（3）焦炭產量提高，搗固煉焦的裝爐煤堆比重增加的倍數大于結焦時間延長的倍數，故焦炭產量增加。

一、搗固煉焦（sheet1）搗固煤燒焦工藝：將煤由煤塔裝入推焦機的搗煤槽內，再用搗煤錘將煤搗實成餅，然后推入炭化室。一、搗固煉焦（sheet2）為保證焦炭質量，搗固煉焦應注意以下幾點：

（1）為了保證一定的堆密度，控制煤料水分為10%~11%為好。水分少，煤餅不容易搗實，裝爐時容易塌料；水分過大，對炭化、搗固都不利。（2）為了提高堆密度，改革搗固作業，應該增加錘子個數、提高錘擊頻率，達到連續加煤薄層搗固，這樣還縮短了裝煤時間；（3）煤料細度應大于95%

（4）配煤的揮發分在34%以下，否則影響焦炭的強度。一、搗固煉焦（sheet3）搗固法還可與預熱煤聯合煉焦：配入80%以上的不黏結性煤，將煤預熱到170~180oC，混入6%的石油瀝青（黏結劑），然后在搗固機搗實，再把煤餅推入炭化室煉焦。與濕煤搗固比較，優點在于：（1）大大改善了焦炭質量，塊焦率增加5%。（2）只要配入10%~15%好的黏結性煤即可生產優質焦炭；（3）結焦時間可縮短25%~30%。（4）采用的原料煤便宜，生產成本低，焦爐生產力大。一、搗固煉焦（sheet4）配型煤煉焦是在煉焦裝爐煤料中按一定比例配入成型煤進行煉焦的技術。<1960年日本新日鐵八幡鋼鐵廠研制>基本原理：配入成型煤塊后，提高了裝爐煤料的密度。這樣可降低炭化過程中半焦的收縮，從而減少焦炭的裂紋，提高焦炭的強度；型煤塊中配有一定量粘結劑，從而改善煤料的粘結性能，對提高焦炭質量有利；成型煤中煤粒相互接觸遠比粉煤緊密，從而顯著地提高了型塊煤料的結焦性能。高密度型塊與粉煤配合煉焦時，在軟化熔融階段，型塊本體產生的膨脹，對周圍煤料施加壓緊作用，促進了煤料顆粒間的膠結，使焦炭結構更加致密，強度提高。二、配型煤煉焦（sheet1）配型煤煉焦工藝通常配合煤料中，30%的煤料配以黏結劑壓塊成型，然后在裝爐前與剩余的70%未成型粉煤配合裝爐利用廉價的弱粘性煤二、配型煤煉焦（sheet2）優點：（1）降低原料成本

在保持一定的焦炭強度條件下，配型煤煉焦可節約優質煉焦煤，擴大弱黏煤和不黏煤的用量，降低原料成本和焦炭灰分，因為我國弱黏煤多，而且灰分低。（2）提高焦炭質量——原因型煤密度大，煤炭化時塑性階段，粒子間隙小，使黏結組分和惰性組分充分作用，且型煤中含有一定量的黏結劑，有助于提高煤的黏結性。型煤致密，導熱性好。比周圍煤粉達到軟化溫度的時間要早，處于軟化熔融的時間長，從而有助于型煤中添加的瀝青和新生成的熔融組分與型煤中未軟化部分和周圍煤粉的相互作用。二、配型煤煉焦（sheet3）工藝流程：（1）粉煤和型煤采用同樣的配煤比——新日鐵法

二、配型煤煉焦（sheet4）煤料煤料70%煤料30%混合黏結劑加熱混煉成型型煤混合焦爐

工藝流程：（2）型煤組成不同于裝爐煤粉

總配量中，不黏煤可為20%以上，兒低揮發強黏結煤用量僅占10%。型煤配料中，不黏煤可為65%~70%以上。

二、配型煤煉焦（sheet5）煤料70%煤料+非黏結煤混合黏結劑加熱混煉成型型煤混合焦爐

原則：

根據煤的巖相性質進行選擇破碎，使得有黏結性的煤不細碎，而使黏結性差的暗煤和惰性礦物質進行細粉碎，使其均勻散開。這樣可以保證黏結性成分不瘦化，堆密度又提高，消除惰性組分的大顆粒，可以使黏結性弱的煤料提高黏結性。三、選擇破碎（sheet1）選擇破碎現代焦爐都用數種煤配合煉焦怎么配合達到最好的結焦性？黏結性好的，往往顆粒小不細碎，直接使用黏結性差的，往往顆粒大再次細碎效果：選擇破碎堆密度高于一般破碎。三、選擇破碎（sheet2）

注意：對于巖相組成均一的煤，或巖相組成雖不均一，但不富集于某一粒度級的煤，選擇破碎效果不大。

缺點：

流程較長，設備較多，篩孔小，電熱篩操作困難。

一般，錘式粉碎機粉碎的煤料中，＜0.5mm粒級的含量占50%以上，利用沖擊破碎機，可降低＜0.5mm和過大顆粒的含量，能提高弱黏結性煤的焦炭強度。濕煤可以采用圓筒形立式篩分機進行篩分。

三、選擇破碎（sheet3）煤干燥煉焦：將裝爐煤加熱至60oC，干燥至水分4%～5%后，再裝爐煉焦。效果：提高焦炭質量：由于水分降低，降低了煤料間水分表面張力，增加了煤料顆粒之間的潤滑，可以提高裝爐煤的堆密度7％～11％。改善焦炭質量，并增加高揮發分弱黏煤用量：由于裝爐煤堆積密度增加使焦炭強度提高或多配弱粘結性煤，相當于配入10％型煤的效果。節能減排：因為水分降低，結焦時間縮短，煉焦速度提高，改善了煤料的粘結性，提高了焦炭的質量和產量，降低煉焦耗熱量，而且也可以降低火道溫度以減少NOx排放量，同時也減少了焦化廠的剩余氨水量，減少污水處理量。四、煤干燥煉焦煤預熱煉焦：是指煉焦煤料在爐外預熱到200℃左右，然后裝入炭化室內的煉焦。效果：增加氣煤用量，改善焦炭質量：煤預熱煉焦可以增加黏結性較差的氣煤的用量，改善焦炭質量；顯著提高焦爐的生產能力：煤預熱煉焦可以縮短結焦時間，提高焦爐的生產能力，煤料預熱到250℃裝爐，可以使焦爐的生產能力增加35%以上；節能減排：煤料中無水分蒸發吸熱，煉焦耗熱量可以約降低10%。煤料預熱后不含水分，這樣可大大減少焦化廠剩余氨水量和外排廢水處理量。五、煤預熱煉焦（sheet1）五、煤預熱煉焦（sheet2）煤干燥預熱：提高到150~200度熱煤流動性好，加煤比較均勻，不需要平煤干法熄焦：是利用惰性氣體將赤熱焦炭冷卻，得到熱惰性氣體加熱鍋爐發生水蒸氣，降了溫的惰性氣體，再循環使用，從而回收了赤熱焦炭的熱量，提高煉焦生產的熱效率。效果：每1噸1000~1100oC的焦炭顯熱約為1.51~1.67MJ。干熄焦熱量回收率可達80%左右，可產蒸汽400kg以上。由焦爐推出的赤熱焦炭的溫度約為1050oC，其顯熱占煉焦耗熱量得40%以上。如采用灑水濕法熄焦，方法雖簡便，但損失大量熱，耗費大量水，污染環境。六、干法熄焦（sheet1）干法熄焦1920年，瑞士27t/d日本八幡和中國寶山鋼鐵公司焦化廠就采用干法熄焦裝置。與濕法比，優點：回收焦炭熱量，環保提高焦炭質量提高焦爐生產能力六、干法熄焦（sheet2）槽式法干熄焦工藝流程教材P47流程闡述七、干法熄焦與煤預熱聯合

型焦是利用非黏結性煤，通過不同的工藝成型后，再進一步炭化制成型焦，用以代替普通冶金焦。正在研究開發的型焦方法有許多種。型焦成型工藝按成型時煤料狀態可分為冷壓成型和熱壓成型。前者煤料在遠低于塑性狀態溫度下成型，后者煤料在塑性狀態溫度下成型。八、型焦生產§3-6煤氣燃燒和焦爐熱平衡焦爐加熱燃料：焦爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣和脫氫焦爐煤氣。其中高爐煤氣和發生爐煤氣合成貧煤氣。<掌握各煤氣的主要成分和熱值>煤氣的主要成分：焦爐煤氣：H2和CH4，H2占50%~60%，CH4占22%~30%，熱值高于貧煤氣；高爐煤氣：CO，含量為26%~30%，熱值最低；焦爐中煤氣燃燒的一般條件：煤氣和空氣混合；將混合物加熱到著火溫度；空氣中的氧和煤氣中的可燃成分起化學作用一、煤氣燃燒（sheet1）著火溫度：為了使空氣中氧和可燃成分能進行化學反應，必須將混合物加熱到一定溫度，才能燃燒，出現火焰，此溫度稱為著火溫度。著火溫度和可燃物含量（P51表3-10）不同可燃氣體燃燒時，由于擴散速度不同，燃燒速度（P51，圖3-22）不同。因此，焦爐煤氣比高爐煤氣燃燒速度快，火焰長度短。空氣過剩系數α：為了燃燒充分，要供給過量的空氣，過量的空氣與理論需要量之比。一、煤氣燃燒（sheet2）煤氣中可燃組分：H2、CO和CH4等。煤氣燃燒的反應（即可燃組分與氧化合）：H2+1/2O2＝H2O；CO+1/2O2＝CO2；CH4+2O2＝CO2+2H2O氧來自于空氣，同時空氣和煤氣還會帶入N2、CO2和H2O。燃燒需要的理論氧量為：ф(O)T=[0.5ф(H2)+0.5ф(CO)+2ф(CH4)+3ф(C2H4)+7.5ф(C6H6)-ф(O2)]/100ф(H2)、ф(CO)、ф(CH4)等表示各組分在煤氣中占體積百分數二、煤氣燃燒物料計算（sheet1）燃燒所需的理論空氣量：LT=ф(O)T/21%。實際燃燒時，空氣供應量LP大于理論空氣量LT：LP=αLT廢氣中各組分：

VCO2=[ф(CO2)+ф(CO)+ф(CH4)+2ф(C2H4)+6ф(C6H6)]/100VH2O=[ф(H2)+2ф(CH4)+2ф(C2H4)+3ф(C6H6)ф(H2O)]/100VN2=ф(N2)/100+79%LPVO2=21%LP-ф(O)T二、煤氣燃燒物料計算（sheet2）1m3煤氣燃燒所產生的廢氣量：VW=VCO2+VH2O+VN2+VO2<例題>已知燃燒用高爐煤氣的組成如下:空氣過剩系數α=1.2，所用空氣溫度為20oC，濕度60%，求該高爐煤氣燃燒后的廢氣量及組成。解：ф(O)T=[0.5ф(H2)+0.5ф(CO)+2ф(CH4-ф(O2)]/100=[0.5×(2.66+27.3)+2×0.19-0.29]/100=0.15m3/m3LT=ф(O)T/21%=0.15/21%=0.72m3/m3二、煤氣燃燒物料計算（sheet3）組成ф(CO)ф(H2)ф(CH4)ф(CO2)ф(N2)ф(O2)ф(H2O)含量27.3%2.66%0.19%10.7%56.51%0.29%2.35%續1：LP=αLT=1.2×0.72=0.86m3/m3VCO2=[ф(CO2)+ф(CO)+ф(CH4)]=(10.7+27.3+0.19)/100=0.382m3/m3VH2O=[ф(H2)+2ф(CH4)+ф(H2O)]/100+VH2O-Air

=(2.66+2×0.19+2.35)/100+VH2O-Air

=0.0539+VH2O-Air20oC，查得水的飽和蒸汽壓為0.00233MPa，體積比為2.33%，1m3空氣含水蒸氣為：1×2.33%×60%=0.014m3VH2O-Air=0.014×LP=0.014×0.86=0.012m3VH2O=0.0539+0.012=0.066m3/m3

VN2=ф(N2)/100+79%LP=56.51/100+0.79×0.86=1.25m3/m3VO2=21%LP-ф(O)T=0.21×0.86-0.15=0.03m3/m3二、煤氣燃燒物料計算（sheet4）續2：生成廢氣量：VW=VCO2+VH2O+VN2+VO2=0.382+0.066+1.25+0.03=1.73m3/m3廢氣組成為：ф(CO2)=VCO2/

VW×100%=0.382/1.73×100%=22.0%ф(H2O)=VH2O/

VW×100%=0.066/1.73×100%=3.8%ф(N2)=VN2/

VW×100%=1.25/1.73×100%=72.5%ф(O2)=VO2/

VW×100%=0.03/1.73×100%=1.7%二、煤氣燃燒物料計算（sheet5）焦爐物料平衡計算可以檢查生產技術經濟水平和發現問題，在新的焦化廠設計時，它是重要的原料和產品量的原始數據。現代焦爐中，若操作條件基本不變，則煉焦產品的產率主要由原料煤來決定。焦油和粗苯的產率是煤料揮發分的函數，并由經驗公式可計算；煤氣中氨主要來源于煤的氮，煤中的氮約14%生成氨；煤氣中H2S的產率與煤中含硫量有關，煤中硫的23%~24%生成H2S；煤熱解產生的化合水與煤料的含氧量有關，其中氧的55%生成水。干煤的全焦產率一般為70%左右，也是與煤的揮發分有關。全焦的冶金焦（大于25mm）、中塊焦（10~25mm）和粉焦的產率分別為95%、1.5%~3.5%、2.0%~4.5%一般每噸干煤產煤氣為300~420m3，產焦油4%左右，產180oC前粗苯1.0%~1.3%，產氨為0.20%~0.30%三、焦爐物料平衡（sheet1）三、焦爐物料平衡（sheet2）焦爐收入煤料焦爐支出物料名稱質量/kg質量分數%名稱質量/kg質量分數%干煤水分92080928焦炭68968.9焦油34.53.5氨2.450.20硫化氫2.00.20粗苯9.851.0化合水39.43.9煤中水分808.0煤氣142.8814.3合計1000100合計1000100焦爐物料衡算（以1t含水8%濕煤為基準）焦爐熱量平衡的原則：基于焦爐收入物料攜入熱能等于焦爐支出物料攜走的熱能及爐表散熱。在進行焦爐熱量平衡計算之前，首先要進行焦爐物料平衡和煤氣燃燒計算，并已知焦爐尺寸和操作條件。焦爐熱量平衡計算方法：收入熱量總計為：

Q

=煤氣燃燒熱+煤氣焓+空氣焓+濕煤焓

=Q1+Q2+Q3+Q4

其中：

Q1=VQgQ2=VcgtQ3=VcAtLPQ4=10（100-W）cdt+0.01WcWt四、焦爐熱量平衡（sheet1）支出熱量總計為：

Q

=焦炭焓+化學產品焓+煤氣焓+水汽焓+燃燒廢氣焓－焦爐散熱

=Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10其中：

Q5=1000×10KcKQ6=q1+q2+q3+q4Q7=750cGVGQ8=(2490+2.00×600)WGQ9=VWcWtW

Q10=10%Q四、焦爐熱量平衡（sheet2）四、焦爐熱量平衡（sheet3）焦爐收入煤料焦爐支出物料項次名稱質量/kg比例%項次名稱質量/kg比例%Q1Q2Q3Q4煤氣燃燒熱煤氣焓空氣焓濕煤焓266310.415.126.397.70.70.61.0Q5Q6Q7Q8Q9Q10焦炭焓化學產品焓煤氣焓水汽焓燃燒廢氣焓焦爐散失1020.9101.7384.943550627237.63.614.816.018.010.0合計2720100合計2720100焦爐熱量衡算赤熱焦炭由焦爐帶出煉焦耗熱量的38%，焦炭溫度約為1000oC，是高位熱能，干法熄焦可回收該熱量。例如：我國寶鋼采用干法熄焦，每噸赤熱焦炭可生產4.5MPa蒸汽0.47~0.5t。煤氣帶出的熱量可由上升管處產生蒸汽，回收熱量，每噸焦炭可得低壓蒸汽0.1t。焦爐熱效率和熱工效率是評價焦爐熱工好壞的指標。焦爐熱效率：是指焦爐除去廢氣帶走熱量外所放出的熱量，占供給中熱量的百分數。η

=（Q1+Q2+Q3-Q9）/（Q1+Q2+Q3）×100%焦爐熱工效率：是指傳入炭化室的焦炭質量，占供給總熱量的百分數。

ηT

=（Q5+Q6+Q7-Q8-Q4）/（Q1+Q2+Q3）×100%=（Q1+Q2+Q3-Q9-Q10）/（Q1+Q2+Q3）×100%現代焦爐熱工效率為70%~75%。五、焦爐熱工評定（sheet1）煉焦耗熱量是指1kg煤在焦爐炭化室中煉成焦炭所需要熱量（kJ/kg)。它是評定爐體結構、熱工操作、管理水平和煉焦消耗定額的重要指標，也是確定焦爐加熱用煤氣量的依據。影響焦爐熱效率和煉焦耗熱量的因素：溫度：焦餅中心溫度、爐頂空間溫度、火道溫度和廢氣排出溫度。空氣過剩系數煤的水分加熱煤氣種類周轉時間

五、焦爐熱工評定（sheet2）焦餅中心溫度：焦餅中心溫度越高，焦炭從炭化室帶走的熱量就越多，從焦炭熱平衡數據可知，焦炭帶走熱量約占總熱量40%，所以焦餅中心溫度每增加25oC，煉焦耗熱量增加1%。所以為了保證焦炭質量和順利推焦的前提下，應盡量降低焦餅中心溫度。爐頂空間溫度：提高爐頂空間溫度，則化學產品和煤氣帶走的熱量增加，也使煉焦耗熱量增加。爐頂空間溫度取決于爐體加熱水平的高低和焦餅高向加熱的均勻程度。實際生產中，改變炭化室煤的裝滿程度和煉焦煤的收縮度，均可改變爐頂空間溫度。當裝煤量和結交時間一定時，爐頂空間溫度每降低10oC，煉焦耗熱量可降低20kJ/kg。五、焦爐熱工評定（sheet3）火道溫度：火道溫度高，爐表散熱大，廢氣溫度高，帶走廢熱量多，故煉焦耗熱量也增