炼焦工艺知识点总结
炼焦工艺有关知识
煤隔绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产品和气体产品的过程，即为煤的干馏过程。根据煤被加热的最终温度，分为低温干馏（500～550℃），中温干馏（600～800℃）和高温干馏（900～1050℃）即炼焦过程。
早期的炼铁使用木炭作燃料和还原剂，1709年开始用焦炭代替木炭进行炼铁，从此推动了炼焦生产和技术的发展。
1、炼焦技术的发展阶段
四个发展阶段分别为：成堆炼焦与窑式、倒焰炉、废热式焦炉及现代的蓄热室焦炉。
现在炼焦技术的继续发展阶段：
1）焦炉容积大型化
2）装炉煤预处理技术：配型煤技术、捣固工艺、煤预热工艺等
3）环境保护
4）炼焦自动化技术
2、焦炭的作用与性能
高炉是竖形炉子，从上到下有炉喉、炉顶、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分。原料包括铁矿石（或烧结矿）、焦炭和石灰石，交替地由炉顶通过装料装置装入炉内，焦炭和氧气不完全燃烧生成的一氧化碳是高炉内主要的还原剂。焦炭与氧燃烧反应所放出的热量是高炉冶炼过程热量的主要来源。加入石灰石的目的，在于同石灰石与矿石、焦炭中的高熔点酸性氧化物起反应，形成熔点较低、比重较小的炉渣与铁水分开，从炉缸中放出。
由于焦炭在高炉内起支撑料柱的骨架作用，保持炉料分布均匀、透气性好，要求焦炭有较高的抗碎强度和耐磨强度，还要有一定的块度，块度越均匀越好。随着高炉越来越大，高炉喷煤技术的使用，对焦炭强度和块度要求就更高。
焦炭的化学组成包括水分、灰分、挥发分、硫分、磷分等。
焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式的影响。另外焦炭水分要尽量稳定，有利于高炉配料稳定。
炼焦工艺学
1、影响炭化室结焦过程的因素有哪些？
答：1、加热速度提高加热速度使煤料的胶质体温度范围加宽，流动性增加，从而改善煤料的黏结性，使焦块致密。实验证明这是因为改变了煤的热解动态过程，即快速加热使侧链断裂形成液相的速度和碳网增加，液相显出速度之差值增加，从而加大了胶质体的温度停留范围，改善了胶质体的流动性，同时单位时间内产生的气体增加，增大了膨胀压力，因而提高了煤的黏结性。利用快速加热，可以提高弱黏结性的气煤、弱黏煤甚至长焰煤的黏结性，这就扩大了炼焦煤源，热压型焦就属于这一基本原理。但快速加热对半焦收缩是不利的，因为提高加热速度使收缩速度加快，相邻层的联接强度加大，从而收缩应力大，产生的裂纹多，故合理的加热速度应是黏结阶段快，收缩阶段慢。现代焦炉炭化室内的结焦过程无法调节各阶段的加热，且实际上湿煤、干煤、胶质体由于导热性能差，加热速度慢，半焦和焦炭反而加热快，这是现代炭化室的根本缺点。
2．煤料细度实验表明，煤料粉碎度和焦炭强度呈如下关系：同一种煤的粉碎度增加，焦炭强度增加，当煤粉碎度达到某极限值后，继续增加时焦炭强度反而降低。对不同的煤种，和其焦炭强度的极大值对应的粉碎度取决于煤的黏结性，黏结性愈好的煤，与其焦炭强度极大值对应的煤粉碎度愈高。这是因为粉碎度提高时，煤粉的分散表面积增加，由于固体颗粒对液体的吸附作用使胶质体黏度增大，不利于气体的析出，使黏结阶段的膨胀压力增大，因而使煤的黏结性提高。煤料越肥，对焦炭强度的影响趋向于收缩应力的降低，故细粉碎有利于得到裂纹少、块度大、质量均一的焦炭。但对配合煤而言，应根据单种煤的特性，确定粉碎度。一般情况为增加弱黏结煤的用量，则应对强黏结煤粗粉碎以保持其黏结性，弱黏结煤细粉碎以利于分散。因此对于不同的煤料，为得到强度最好的焦炭，应寻
《煤化工工艺学》——炼焦
3. 不同部位煤料的升温速度：煤料升温线（图3-3）
三、焦炉煤料中热流动态
4. 炭化室内不同部分煤料同一时间内的情况（图3-4）
当装煤后加热约8小时，水分蒸发完了时，中心面 温度上升。 当加热14~15小时，炭化室内部温度都接近1000 oC， 焦炭成熟。
炉墙
1100 1000
中心
15h
煤干燥预热阶段
2. 350~480 oC
胶质体形成阶段
3. 480~650 oC
半焦形成阶段
4. 650~950 oC
焦炭形成阶段
二、煤的黏结和半焦收缩
1. 黏结性
黏结性： 干馏时，黏结本身与惰性物的能力， 指炼焦时形成熔融焦炭的能力（经过胶质体生 成块状半焦的能力）。 黏结性与结焦性关系 黏结性好事结焦性好的前提和必要条件（结焦 性好的煤，其黏结性一定好） 提高黏结性:黏结性好的煤，Y = 16～18mm，G = 65～78%。
过大时可危及炉墙（最大膨胀压力出现在两胶质体 中心汇合时）。 靠近炉墙的焦炭裂纹多，有焦花之称。
2. 膨胀压力
3. 裂纹
4. 焦缝
成熟焦饼中心面上有一条缝称焦缝，上下直通。
五、气体析出途径
1. 里行气（10%左右）
形成与两胶质体之间，不可能横穿过胶质体，只能 上行进入炉顶空间，这部分气体称为里行气。 没有经历二次热解作用；含大量水蒸气，含煤一次 分解产物（主要CH4及其同系物，还有H2、CO2、 CO及不饱和烃）
焦炉炼焦工艺
焦炉炼焦工艺
1. 焦炉炼焦工艺概述
焦炉炼焦工艺是一种将冶金煤转化为高品质焦炭的过程。焦炭是冶金、化工和能源行业的重要原料，用于生产钢铁、铝和其他有机化学产品。本文将详细介绍焦炉炼焦工艺的流程、设备和关键参数。
2. 焦炉炼焦工艺流程
2.1 原料准备
在焦炉中，主要使用冶金煤作为原料。冶金煤通常经过粉碎和筛分处理，以获得适当的颗粒大小。
2.2 装料与点火
在装料过程中，将精选好的冶金煤按一定比例装入焦垛，并按特定顺序堆叠成垛形。随后，在底部点火，引入空气进行初次氧化反应。
2.3 预加温与干馏阶段
在预加温阶段，通过底部风口引入空气进行预加温，并使垛体逐渐达到高温状态。然后，通过上部风口加入烟气，进行干馏反应。在干馏过程中，冶金煤中的挥发分和可燃物质被释放出来，生成焦油和煤气。
2.4 焦炭生成阶段
在焦炭生成阶段，垛体中的冶金煤逐渐转化为焦炭。焦油和煤气通过管道收集起来，并进一步处理。
2.5 焦垛压实与蒸汽吹扫
在焦垛形成后，需要对其进行压实以提高焦炭的强度和密度。随后，使用蒸汽对焦垛进行吹扫，以去除其中的灰渣和杂质。
2.6 卸料与冷却
最后，在一定时间内完成焦化过程后，将形成的焦炭从焦垛中卸出，并送入冷却塔进行快速冷却。冷却后的焦炭即可用于下游工艺。
3. 焦炉设备
3.1 焦垛
焦垛是用于装载冶金煤并进行干馏反应的装置。它通常由耐火材料构成，具有一定的孔隙结构，以便于煤气和焦油的顺利流出。
3.2 风口
风口用于控制空气的进入和排出。它分为底部风口和上部风口，分别用于预加温和干馏阶段的空气供应。
3.3 管道系统
炼焦工艺技术
炼焦工艺技术
炼焦是指将冰煤或薄煤中的低挥发份、高挥发份及固定碳等物质通过一定的加热、干馏和冷却过程，使之分离和转变为焦炭的技术过程。炼焦工艺技术是钢铁行业非常重要的生产工艺之一，下面我将就炼焦工艺技术进行详细介绍。
首先，炼焦过程需要使用到高炉。高炉是利用焦炭和铁矿石进行还原反应，生产熔融铁的设备。高炉内的焦炭是通过炼焦工艺技术生产出来的。炼焦工艺技术主要包括煤炭的破碎、筛分、干馏和冷却等过程。
首先是煤炭的破碎和筛分。煤炭是通过破碎机将块煤破碎为一定粒度的颗粒，然后通过筛分机将颗粒煤进行筛选，分离出不同粒度的煤炭，以便后续工艺的进行。
接着是干馏过程。将筛分好的煤炭进入干馏炉，进行加热和分解。在干馏过程中，煤炭中的挥发分会先蒸发出来，形成气态的煤气，然后通过冷却装置将煤气冷却成液态，分离出焦油。而干馏残渣则变成了焦炭。
最后是冷却和收集。在干馏过程中产生的焦气、焦油和焦炭都需要进行冷却和收集。焦气通过冷却装置冷却成液态，然后通过分离塔分离出焦炉煤气和天然气。焦油则进入焦油分离系统，通过分离、冷却、脱硫等工艺，分离出不同等级的焦油产品。焦炭则通过锁风炉进行冷却，冷却后进入焦炭仓。
炼焦工艺技术中有一些关键的工艺参数需要控制，如煤炭的粒
度、煤炭的含硫量、干馏温度、冷却速度等。这些参数的控制将直接影响到炼焦过程中产生的产品质量以及炼焦工艺的能耗和环保性能。
总的来说，炼焦工艺技术是一项复杂而重要的工艺。它不仅直接关系到高炉的高效运行和铁水的质量，同时也与环境保护和能源消耗密切相关。因此，对于炼焦工艺技术的研究和改进具有重要意义，可以提高钢铁行业的生产效率和环保水平。
炼焦工艺
炼焦工艺
一、工艺介绍
炼焦工艺就是煤在焦炉中干馏生产焦炭的过程，原料煤在焦炉的炭化室中在1100~1300℃左右的情况下，生成焦炭，并伴有大量荒煤气产生。焦炭作为高炉炼铁的主要原料；而荒煤气经过净化处理可以作为城市供气，同时回收生成粗笨等副产品。
焦炉系统主要有以下几个部分：燃气系统、废气系统、集气管系统及辅助系统。
对于单烧焦炉煤气的焦炉来说流程是这样的：从焦炉煤气主管来的煤气，从废气盘的焦炉煤气入口处进入煤气蓄热室内，再经斜道进入燃烧室立火道底部进行燃烧，并形成废气流（上升气流），高温的废气通过热辐射和热对流的行式，把热量传给温度较低的燃烧室侧的炉墙表面，然后热量以热传导的方式通过炉砖传到炭化室炼焦。换热后的废气在烟囱吸力的作用下，经双联立火道的另一火道进入斜道（下降气流），再进入蓄热室与空气换热后经小烟道、分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。
焦炉生产产生的荒煤气中含有大量的焦油和H2S，还有在桥管部分冷却荒煤气时喷洒了大量的氨水，所以这时的荒煤气是不能直接送给用户使用的，要经过化产回收的各个工段，对煤气进行净化。
1、冷凝部分：荒煤气中含有大量的焦油，首先要经过初冷器冷凝回收大部分的焦油，产生的冷凝液循环冷凝回流量要调节。
2、电捕部分：电捕焦油器对从初冷器出来的煤气进一步去除含有的少量焦油，这里面电部绝缘箱的温度要控制在一定的范围内，超过范围要联锁，停鼓风机，电捕后煤器含氧量如果过高的话也要联锁停鼓风机。
3、槽区部分：初冷器冷凝产生的焦油，电捕焦油器捕到的焦油都汇集到槽区部分。
4、鼓风机：经过冷凝、电捕后煤气中大部分的焦油已经被去除了，进入鼓风机的环节，鼓风机在整个煤气净化过程中起着非常重要的作用，是煤气流动的动力所在，不同的厂家的鼓风机略有不同，但这里的联锁控制很复杂，比如: 鼓风机轴承温度联锁，盘车电机的联锁等。
煤化工工艺学第三章 炼焦
(4)灰分和挥发分 铸造焦的灰分尽可能低。一般，铸
造焦灰分减少1%，焦炭消耗约降低4%，铁水温度约提 高10℃。铸造焦的挥发分含量应低，因为挥发分含量 高的焦炭，固定碳含量低，熔化金属的焦比高，一般 焦炭强度也低。 (5)气孔率和反应性 铸造焦要求气孔率小、反应性低， 这样可以制约冲天炉的氧化、还原反应，使底焦高度 不会很快降低，减少CO的生成，提高焦炭的燃烧效率、 炉气温度和铁水温度，并有利于降低焦比。 目前我国铸造焦的质量标准见表3-2。
3.1.1.3煤焦油 荒煤气经过冷却析出的煤焦油，分两步进行处理。首先用蒸
馏的方法，将沸点相近的组分集中在各种混合馏分中，然后再 对各混合馏分进一步精制得纯产品，焦油蒸馏所得的馏分如下。 （1）轻油馏分 可提取苯、甲苯、二甲苯、重苯等。 （2）酚油馏分 可提取酚、甲酚、二甲酚等。 （3）萘油馏分 生产萘、精萘、工业喹琳等。 （4）洗油馏分 主要用作苯类吸收剂。
当焦炭承受冲击力时，焦炭裂纹或缺陷处碎成小块，
焦炭抵抗这种破坏的能力称抗碎性或抗碎强度，用M40 （或M40）表示。
3.2.2、焦炭的化学组成 （1）水分 焦炭水分一般为2~6%。焦炭水分要稳定，否
则将引起高炉的炉温波动，并给焦炭转鼓指标带来误差。 （2）灰分 灰分是焦炭中的有害杂质，主要成分是高熔点 的SiO2和Al2O3。因此焦炭的灰分越低越好，焦炭灰分每增1 %，高炉焦比约提高2%，渣量约增加2.5%，高炉产量约下 降2.2%。 （3）挥发分 挥发分是焦炭成熟度的标志，它与原料煤的 煤化度和炼焦最终温度有关，一般成熟焦炭的挥发分为1% 左右；当挥发分>1.9%时，则为生焦。 （4）硫分 在冶炼过程中，焦炭中的硫转入生铁中，会大 大降低生铁的质量。一般硫分每增加0.1%，高炉熔剂和焦 炭的用量将分别增加2%，高炉的生产能力则降低2~2.5%。 （5）磷分 焦炭中的磷主要以无机盐形式存在，煤中所含 的磷几乎全部残留在焦炭中。高炉炉料中的磷全部转入生 铁中，因此焦炭的磷分一般<0.02%。
炼焦工艺
烟煤隔绝空气加热到950~1050℃，经过干燥、 热解、熔融、黏结、固化、收缩等过程最终 制得焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）
第一章 焦炭及其性质
第一节 焦炭的通性
一、焦炭的宏观构造 焦炭是一种质地坚硬，以碳为主要成分的、 含有裂纹和缺陷的不规则多孔体，呈银灰 色。
真密度 1.8~1.95 g/cm3 真密度= 质量/绝对密实体积（不包括孔隙体积） 视密度 0.8~1.08 g/cm3 视密度= 质量/表观体积（包括孔隙体积） 气孔率 35%~55% 指气孔体积与总体积比的百分数。 气孔率=（1 - 视密度 /真密度）×100% 堆密度（堆积密度）400~500 kg/m3
到滴落带，由于铁水和熔渣的冲刷，高温煤气的冲击，焦炭 的强度、粒度继续降低。
焦炭进入风口回旋区，在强烈高速气流冲击下以及剧烈燃 烧，焦炭强度、粒度急剧减小。
2、高炉内碱金属和焦炭反应性变化
高炉内的碱金属是由矿石和焦炭带入的，这些碱金属 对碳溶反应起催化作用，其中K、 Na的作用最为显著。 碱金属只有少部分随煤气带出，大部分在高炉内循 环、富集。
FeO + CO = Fe + CO2 + 13.59MJ CO2 + C = 2CO - 165.6MJ FeO + C = Fe + CO - 152.01MJ
炉身上部的Ⅰ区，主要进行的是铁的氧化物与CO之间的 间接还原反应，温度低于800℃ Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
钢铁厂炼焦工艺
钢铁厂炼焦工艺
钢铁工业是现代工业的重要组成部分，而炼焦是钢铁工业生产过程中不可或缺
的环节。炼焦工艺是将煤炭等原料在高温条件下进行裂解、反应和脱挥发等过程，最终得到焦炭作为高效的还原剂，为后续的钢铁冶炼提供必要的物料。本文将详细介绍钢铁厂炼焦工艺的流程、原理和设备。
炼焦工艺流程
炼焦工艺主要包括煤炭的原料准备、煤炭干馏裂解、焦炭冷却和焦煤处理等环节。
1.原料准备：炼焦工艺的第一步是原料准备，主要将煤炭等原料清洗、
破碎，并进行混配，以达到最佳的炼焦效果。
2.煤炭干馏裂解：原料混合后，进入焦炉，经过高温的干馏和裂解作
用，煤炭中的挥发物被分解出来，形成焦油、焦气等有用产物，并在高温下生成焦炭。
3.焦炭冷却：炼焦后的焦炭需要冷却，以便后续加工和运输，通常采
用水淬或空冷的方式进行。
4.焦煤处理：冷却后的焦炭需要进行筛分、破碎等处理，以符合钢铁
生产的要求。
炼焦工艺原理
炼焦工艺实质是煤炭的干馏过程，通过在高温条件下进行裂解，使煤炭的有机
物质发生化学反应，生成焦炭和有机气体。煤炭中的挥发性物质在高温下裂解生成焦油、氨、碱等物质，而残留下来的固定碳则形成焦炭。焦炭是一种高效的还原剂，能够为炼钢过程提供足够的热量和碳源。
炼焦工艺设备
1.焦炉：焦炉是进行炼焦工艺的主要设备，通常为环形炉体，在高温
下进行煤炭的干馏和裂解。焦炉具有耐高温、耐压等特点，能够承受严苛的工艺条件。
2.冷却设备：冷却设备通常包括水淬器和空冷器，用于降低焦炭的温
度，以便后续处理和运输。
3.筛分设备：筛分设备用于对焦炭进行粒度分级，以满足不同规格的
焦炉炼焦工艺
焦炉炼焦工艺
焦炉炼焦工艺是指通过高温加热煤炭，使其分解产生焦炭和其他副产品的过程。该工艺主要应用于钢铁、铝、铜等行业中，是这些行业中重要的原材料之一。
一、焦炉分类
1.按结构分为立式和横式两种。
2.按操作方式分为周期操作和连续操作两种。
3.按用途分为冶金焦炉和化学焦炉两种。
二、冶金焦的生产过程
1.装料：将精选好的煤块装入焦炉内，并在上部覆盖一层细颗粒物质，如焦粉、灰渣等，以保护上部料层不受空气侵蚀。
2.加温干馏：关闭进风口并点火，在逐渐升高的温度下进行干馏。在这个过程中，挥发分被释放出来并经过几个步骤被收集起来。
3.初级冷却：在顶部收集器中收集挥发物后，将它们送入初级冷却器中进行冷却，并收集其中的油气回收利用。
4.二次加温：将剩余的煤块加温到更高的温度以继续产生焦炭。
5.二次冷却：将产生的焦炭和副产品送入二次冷却器中进行冷却，并收集其中的油气回收利用。
6.卸料：待焦炉内的物质完全干馏后，可以开始卸料。首先将焦炭从底部排出，然后排出其他副产品。
三、化学焦的生产过程
化学焦是指通过特定工艺制造出来的一种人工合成炭素材料，主要用于电池、铝业等行业。其生产过程与冶金焦有所不同，主要包括以下几个步骤：
1.混合原料：将精选好的煤块和添加剂混合在一起，并在高温下进行处理。
2.压制成型：将混合好的原料放入模具中进行压制成型。
3.加温干馏：将成型好的原料放入高温环境中进行干馏，以去除其中挥
发分和水分。
4.活性处理：对得到的化学焦进行活性处理，以提高其电导率和耐腐蚀性能。
5.筛分包装：对处理好的化学焦进行筛分和包装，以便运输和使用。
炼焦工艺
1.裂纹即焦炭单位面积上的裂纹长度。有纵裂纹：规定裂纹面与焦炉炭化室炉墙面垂直的裂纹，横裂纹：裂纹面与焦炉炭化室炉墙面平行的裂纹。
2.焦炭物理力学性能：筛分组成耐磨强度和抗碎强度
焦炭耐磨强度：M10 =出鼓焦炭中粒度小于10mm的质量/入鼓焦炭质量*100%
焦炭抗碎强度：M25(40)=出鼓焦炭中粒度大于25mm的质量/入鼓焦炭质量*100%
焦炭孔孢结构影响耐磨强度指标M10值，焦炭的裂纹度影响其抗碎强度指标M25值。
3.中国规定冶金焦水分为：大于40mm粒度级为3%—5%；大于25mm粒度级为3%—7%；含有适量水分，有利于降低高炉炉顶温度。
4.挥发分是衡量焦炭成熟程度的标志，通常规定高炉焦的挥发分（质量分数，下同）应为1.2%左右，若挥发分大于1.9%，则表示生焦，其不耐磨，强度差；若挥发分小于0.7%，则表示过火，过火裂纹多且易碎。
5.料柱上部低于1100度的区域称为块状带；料柱中部温度在1100—1350度称为软融带；料柱中下部温度高于1350度称为滴落带；风口区。
6.焦炭的作用：1》焦炭燃烧产生的热能是高炉冶炼过程的主要热源；2》燃烧反应生成的CO作为高炉冶炼过程的主要还原剂；3》对上部炉料起支撑作用，并成为煤气上升和铁水·熔渣下降所必不可少的高温疏松骨架。
7.高炉焦质量要求：高炉焦要求灰低，硫低，强度高，粒度适当且均匀，气孔均匀，致密，反应性适度，反应后强度高。（前三个是最关键）
8.铸造焦质量要求：有足够的转鼓强度（主要是抗碎指标），以保证炉内焦炭的块度和均匀性；灰分和挥发分铸造焦的灰分应尽可能低，挥发分应低；铸造焦要求气孔率小，反应性低。
炼焦工艺有关知识
炼焦工艺有关知识
煤隔绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产品和气体产品的过程，即为煤的干馏过程。根据煤被加热的最终温度，分为低温干馏（500〜550C），中温干馏（600〜800r ）和高温干馏（900〜1050r）即炼焦过程。
早期的炼铁使用木炭作燃料和还原剂，1709 年开始用焦炭代替木炭进行炼铁，从此推动了炼焦生产和技术的发展。
1、炼焦技术的发展阶段
四个发展阶段分别为：成堆炼焦与窑式、倒焰炉、废热式焦炉及现代的蓄热室焦炉。
现在炼焦技术的继续发展阶段：
1 ）焦炉容积大型化
2）装炉煤预处理技术：配型煤技术、捣固工艺、煤预热工艺等
3）环境保护
4）炼焦自动化技术
2、焦炭的作用与性能高炉是竖形炉子，从上到下有炉喉、炉顶、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五部分。原料包括铁矿石（或烧结矿）、焦炭和石灰石，交替地由炉顶通过装料装臵装入炉内，焦炭和氧气不完全燃烧生成的一氧化碳是高炉内主要的还原剂。焦炭与氧燃烧反应所放出的热量是高炉冶炼过程热量的主要来源。加入石灰石的目的，在于同石灰石与矿石、焦炭中的高熔点酸性氧化物起反应，形成熔点较低、比重较小的炉渣与铁水分开，从炉缸中放出。
由于焦炭在高炉内起支撑料柱的骨架作用，保持炉料分布均匀、透气性好，要求焦炭有较高的抗碎强度和耐磨强度，还要有一定的块度，块度越均匀越好。随着高炉越来越大，高炉喷煤技术的使用，对焦炭强度和块度要求就更高。焦炭的化学组成包括水分、灰分、挥发分、硫分、磷分等。
焦炭的水分与炼焦煤料的水分无关，也不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式
的影响。另外焦炭水分要尽量稳定，有利于高炉配料稳定。
炼焦工艺学介绍
炼焦工艺学介绍
一、概论
炼焦工艺学: 研究以炼焦煤为原料，经高温干馏获得焦炭和焦炉煤气，并用不同方法对煤气进行加工、回收化学产品的技术和工艺原理的科学。
焦化生产技术: 焦化生产的工艺过程由炼焦煤准备、炼焦、焦炉煤气净化和化学产品回收、粗苯精制和煤焦油加工等工序组成。
1、焦煤准备是炼焦生产中的首要工序，对焦炭质量起着重要保证作用。因此，不但要选择最适当的炼焦用煤，还要进行原料煤贮存、配煤、炼焦煤粉碎等加工处理，以满足炼焦的要求。
2、炼焦是焦炭生产过程的核心，因而是炼焦工艺学的最重要内容，它涉及焦炉结构、焦炉热工制度和焦炉操作等。焦炉的一代炉龄可长达数十年，因此，焦炉的砌筑、焦炉烘炉、焦炉开工和焦炉砌筑修理等具有特殊意义。
3、焦炉煤气净化和化学产品回收是整个炼焦生产过程不可分割的部分，它不但使焦炉煤气可供使用，而且可以回收化学产品。
二、配煤工艺部分
1、基础知识
（1）、煤：是由远古死亡植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过地质化学作用形成的有机生物岩。
（2）、煤的变质程度
煤化程度：成煤植物在生物、地质化学作用下达到的化学成熟程度。
变质程度低的煤，氧和氢的含量较高，碳核缩合和芳构化程度就低，含碳量也较低；而变质程度高的煤，氧和氢的含量较低，含碳量较高。通常情况下，用煤的含碳量（%）多少能反映煤的变质程度的高低。
泥炭褐煤烟煤无烟煤
含碳量C%（可燃基）： 50～60 60～74 74～90 90～98
其中，烟煤是主要的炼焦煤。烟煤又分为：长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、和贫煤等。（分类查GB5751—86）
炼焦工艺资料
炼焦工艺的原料及其质量要求
炼焦工艺的原料主要为煤炭，包括气煤、肥煤、瘦煤等
• 气煤：煤化程度较低，挥发分较高的煤炭 • 肥煤：煤化程度较高，粘结性较强的煤炭 • 瘦煤：煤化程度较高，挥发分较低的煤炭
炼焦工艺的未来趋势
• 炼焦工艺将继续向环保化、低碳化方向发展，减少环境污染 • 炼焦工艺将实现智能化、自动化生产，提高生产效率 • 炼焦工艺将加强与上下游产业的协同发展，实现产业链优化升级
02
炼焦工艺的分类及特点
常规炼焦工艺的分类及特点
常规炼焦工艺主要分为湿法炼焦和干法炼焦
• 湿法炼焦：将原料煤与液体介质混合，在高温条件下加热炼焦 • 干法炼焦：将原料煤直接加热炼焦，不需要液体介质
炼焦工艺的循环经济 与发展战略
• 炼焦工艺的循环经济与发展战略主要包括发展绿色炼焦、延伸产 业链、实现协同发展等
• 发展绿色炼焦：采用环保技术，降低污染物排放，实现绿色炼 焦工艺
• 延伸产业链：加强副产品利用，提高资源利用率，实现产业链 延伸
• 实现协同发展：加强上下游产业的合作，实现产业链优化升级， 提高整体竞争力
• 改进熄焦方式：提高焦炭质量和产量，降低能耗，减少环境污 染
05
炼焦工艺的环境影响及防治措施
炼焦工艺
炼焦工艺
1、简要说明炼焦生产工艺流程。
答：由备煤车间送来经粉碎的配合煤，从煤塔放入装煤车内，通过装没车从炉顶装煤孔装入炭化室内，在隔绝空气的条件下加热到10000C左右，亦即进行高温干馏，煤中挥发份逸出成为荒煤气，经过碳化室顶部空间进入上升管、桥管，在桥管处用来自鼓风冷凝工段的循环氮水喷洒，使荒煤气温度由600~7000C冷却至85~900C左右，再经集气管、横贯管（单集气管时为II形管）、吸气管送往鼓风冷凝工段，其冷凝下来的焦油与氮水则沿集气管下部经焦油盒至吸气管送往鼓风冷凝工段。
煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭后，用推焦机将赤热焦炭推出炭化室，经过拦焦机导入熄焦车内，运送至熄焦装置熄火后，焦炭由熄焦车卸放到凉焦台上。
凉完了的焦炭，经皮带运送至筛焦系统经整粒并筛分成0~10mm 的粉焦，10~25mm小块焦和>25mm的冶金焦。
2、焦化公司焦炉是什么炉型？生产能力是多少？
答：武钢焦化公司1#~4#焦炉是原苏联设计的，该焦炉为双联火道、废气循环、焦炉煤气和高炉煤气以及空气为侧入式的复热式焦炉，70年代后期至80年代初期1#~4#焦炉均经过大修，1#、2#、4#焦炉大修时由鞍山焦耐院设计，从炭化室部位以上的砖型选用58型焦炉的，蓄热室、斜道部份仍为II III型原设计，改称为武—77型（在1997年为武钢设计的）焦炉，1#焦炉于2005年6月8日停炉，老3#焦炉
于1999年4月停炉，5#焦炉原为58型大修时改为JN43—80型，6#焦炉为58—II型，8#焦炉为JN60—2型大容积焦炉，新3#7#9#10#焦炉为JN—5型大容积焦炉，这些焦炉均为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、贫煤气和空气侧入得复热式焦炉，均为我国自行设计的。1#~6#焦炉年生产焦炭45万吨/座（65孔），3#、7#~10#焦炉年生产焦炭55万吨/座（55孔）。大修后的1#4#5#炉以及后来新建的7#9#10#炉，只能用高炉煤气加热.
炼焦工艺
第一节 炉体构造
一、炼焦炉的发展阶段及现代焦炉的基本要求
焦炉是炼制焦炭的工业窑炉。 炼焦炉的发展大致经过了四个阶段，即土法炼焦、倒焰式焦 炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉。
我国早在明代就出现了简单的炼焦工业，将煤置于地上或地 下的窑中，依靠干馏产生的煤气和煤的直接燃烧产生的热量
来炼制焦炭，称为成堆干馏或土法炼焦。
第四节 焦炉结构的发展方向
今后焦炉的发展方向，主要趋向以下几方面： 增大炭化室的几何尺寸，采用下喷及下调式
焦 炉结构，研制大容积高效焦炉，研制节能焦
炉。
一、增大炭化室的几何尺寸
焦炉大型化优点： 1、基建投资省 2、劳动生产率高 3、占地面积少 4、维修费用低
5、热效率高 6、提高焦炭质量 7、减少环境污染
二、解决高向加热均匀性的方法
当火道中煤气在正常条件下燃烧时，炭化室沿高度方 向的温差一般在50~200℃之间，高度越高，加热均匀 性越难达到，这将影响焦炭的质量。
为确保沿炭化室高度方向加热均匀，即实现燃烧室纵 向加热均匀性，在不同结构的焦炉中，采取了不同的
措施，如高低灯头、分段燃烧、调整炉墙厚度、 废气循环等手段。其中废气循环是使燃烧室纵向加热
炭化室宽度一般在400~550mm之间，宽度减小，结焦时间 缩短，但不小于350mm,因为宽度太窄会使推焦困难； 炭化室长度通常为13~16m，高度一般为4~6m，增加长度和 高度，可增加生产能力，但受到长向、高向加热均匀性的限 制。
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炼焦工艺知识点总结
炼焦工艺
炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和炼焦化学产品的工艺过程。冶金焦炭含碳量高,气孔率高,强度大（特别是高温强度），是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。炼焦副产的焦炉煤气发热值高，是平炉和加热炉的优良气体燃料，在钢铁联合企业中是重要的能源组分。炼焦化学产品是重要的化工原料。因此炼焦生产是现代钢铁工业的一个重要环节。
简介
装炉煤经过高温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品的工艺过程。即煤炭焦化。
炼焦指主要从硬煤和褐煤中生产焦炭、煤气、干馏炭及煤焦油或沥青等副产品的炼焦炉的操作活动。
根据最终温度，有高温炼焦（900～1100℃）、中温炼焦（660～750℃）和低温炼焦（500～580℃）。通常指高温炼焦。
现代炼焦生产在焦化厂炼焦车间进行。炼焦车间一般由一座或几座焦炉及其辅助设施组成，焦炉的装煤、推焦、熄焦和筛焦组成了焦炉操作的全过程，每个炉组都配备有装煤
车、推焦车、拦焦机、熄焦车和电机车，一侧还应设有焦台和筛焦站。近来开发的炼焦新工艺还有：配入部分型煤炼焦的配型煤工艺、用捣固法装煤的煤捣固工艺、煤预热工艺等。
（1）焦炭。
炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色金属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。
（2）煤焦油。
焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用
（3）煤气和化学产品。
氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形试作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500KJ/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲
烷。
中国明代以前就已采用土窑炼焦，并用焦炭冶铁。到20世纪初，经过发展的土窑有圆窑和长窑两种，前者适用于地下水位不高、煤结焦性较好的地区；后者因炉底高于地面，操作受地下水的影响较小，结焦时间较短，适用于多雨而煤结焦性略差的地区。
土窑的特点是结焦室和燃烧室不分开，炼焦热源靠煤干馏时产生的煤气和部分煤料燃烧提供，因而成焦率低，焦炭灰分高，结焦时间长(约8～12昼夜),化学产品不能回收利用，对大气污染严重。后经改进，出现一种带固定拱顶的圆窑，称为蜂窝式炼焦炉。每孔炉的装煤量5～7吨，结焦时间48～72小时。焦炭在炉内熄火，最初用人工出焦，后来改为机械化出焦。
19世纪中叶出现了倒焰式炼焦炉。倒焰炉的炭化室和燃烧室用砖墙分开，但上部相通，使炭化室发生的煤气转入燃烧室，并从燃烧室上部引入空气，使煤气燃烧，火焰由上“倒焰”而下，经炉底烟道排入烟囱。这种炼焦炉不回收化学产品，加热用煤气量不能调节，结焦末期煤气产量小，供热不足。
中国明代以前就已采用土窑炼焦，并用焦炭冶铁。到20世纪初，经过发展的土窑有圆窑和长窑两种，前者适用于地下水位不高、煤结焦性较好的地区；后者因炉底高于地面，
操作受地下水的影响较小，结焦时间较短，适用于多雨而煤结焦性略差的地区。土窑的特点是结焦室和燃烧室不分开，炼焦热源靠煤干馏时产生的煤气和部分煤料燃烧提供，因而成焦率低，焦炭灰分高，结焦时间长(约8～12昼夜),化学产品不能回收利用，对大气污染严重。后经改进，出现一种带固定拱顶的圆窑，称为蜂窝式炼焦炉。每孔炉的装煤量5～7吨，结焦时间48～72小时。焦炭在炉内熄火，最初用人工出焦，后来改为机械化出焦。
煤的有机质基本结构单元，是以芳香族稠环为主体，周围连接侧链杂环和官能团的大分子。煤在结焦过程中受热到350～480℃，大分子剧烈分解，断裂后的侧链继续裂解,其中分子量小的呈气态,分子量适中的呈液态,分子量大的和不熔组分呈固态,相互渗透的三相物组成胶质体。煤的粘结性强弱，取决于胶质体的数量以及流动性和热稳定性。当温度继续升高到 450～550℃时,液相产物进一步分解，其中一部分又呈气态析出,剩余部分逐渐变稠，与分散的固相颗粒融成一体,最后缩聚并固化，形成半焦。在这过程中，气态产物通过胶质体逸出，产生膨胀压力，使固体颗粒结合得更加牢固。聚积在胶质体中的气态产物则形成气孔。当温度进一步升高到700～1000℃时,半焦主要析出气体，碳网继续缩聚，体积变小，焦质变硬，形成多孔的焦炭。这时，热解产物已无液相出现。由于半焦的收缩，各点的温度和升温速度不同，使收
缩量和收缩速度不均，产生焦炭裂纹。
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