chap6-1煤的转化之煤焦化
煤炭焦化过程及工艺流程
煤碳焦化厂生产工艺及流程一、焦系统工艺流程图煤塔→振动给料机→捣固装煤车→荒煤气→上升管→桥管→集气管→吸气管→气液分离器→回收分厂↑→ 焦炉→罩式拦焦车→熄焦车→熄焦塔→凉焦台→焦1皮带→↑ ↘↓推焦车↘↑ ↓ ↓消烟除尘车→除尘通风机→ 烟囱→焦3皮带→焦4皮带→单层振动筛→焦5皮带→分料器→焦6皮带↓ ↓ ↓↓可逆输送机↓ ↓ ↓中焦焦仓←25~40㎜级←双层振动筛焦8皮带大焦焦仓↙↓ ↓小焦焦仓←10~25㎜级＜10㎜级→焦沫仓＞40㎜级大焦焦场→汽车外运二、鼓冷系统工艺流程从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离，分离出的粗煤气分别进入循环池；分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入进入机械化氨水澄清槽。
离开气液分离器的煤气进入横管式初冷器，初冷器分上、下两段，在初冷器上段，用循环水间接冷却煤气冷却至45℃，再经下段制冷水间接冷却，使煤气进一步降温至22℃，冷却后的煤气进入旋流板捕雾器，最后进入煤气鼓风机进行加压，加压后煤气进入电捕焦油器，捕集焦油雾滴后的煤气，送往脱硫及硫回收工段。
送往用户使用。
初冷器的煤气冷凝液分别由初冷器上、下段流出，分别经初冷水封槽进入上、下段冷凝液循环槽，由冷凝液循环泵送至初冷器上、下段喷淋，吸收净化煤气中的奈；苯；酚等，多余部分下段冷凝液循环泵外排气液分离器前荒煤气管上或焦油氨水机械分离槽内。
由气液分离器来的氨水焦油混合液自流入机械化氨水澄清槽，在槽内经重力分离作用，上层为储藏的的氨水，连续满流至循环氨水槽后，经循环氨水泵加压后，送焦炉桥底部水管处喷洒冷却荒煤气。
多余的氨水去剩余氨水槽，用剩余氨水泵送至脱硫工段进行蒸氨。
中部为焦油，经焦油液位调节器连续压入焦油中间槽，当达到一定液位时，用焦油泵将其送至焦油槽，焦油需外售时，用焦油泵送往装车台装车外售。
焦油渣则沉淀于澄清槽底部，经链条刮板机连续刮出槽外。
定期送往煤场掺混炼焦。
三、循环水流程由循环水池来的循环水经循环水泵加压后分别供给横管初冷器一段、风机冷却器、预冷塔换热器装置，氨水废水强制冷却器、氨酚冷却凝缩器，粗苯冷凝冷却器，一段油水换热器、空压站。
煤成焦过程的四个阶段
煤成焦过程的四个阶段煤成焦的过程呢，其实可以看作是煤从“土”到“宝”的一个蜕变过程，这一过程可是分了四个阶段的哦。
听起来是不是有点像炼金术？但是放心，这一过程虽然有点复杂，但讲起来其实一点也不难理解。
就像我们做饭，火候掌握得好，味道自然就好，煤也一样，得经过精心“烹饪”才能成焦。
而煤成焦的四个阶段就像是一个小小的冒险旅程，每个阶段都有它的独特“风景”。
你看，第一个阶段就是煤的“脱水”。
煤啊，本来是带水的，你不信可以摸摸看，凉凉的、有点湿乎。
煤加热后，水分开始蒸发，煤块慢慢变干。
这个阶段不像炒菜那样热火朝天，反而是个慢慢升温的过程，就像在温水中泡澡，舒服又轻松。
水分挥发掉了，煤块的重量也会减少，煤就有了最初的“骨架”。
然后呢，进入到第二个阶段，叫做“挥发分的释放”。
煤开始变得有点“火爆”了，不再那么安静。
你可别小看它，这时候煤块会分解出各种气体，像是煤气、煤焦油、氢气什么的，像极了化学反应中的大爆炸。
不过不用担心，这些气体最终会被收集起来，做成各种工业用途的材料。
煤块的外表也开始变得松散，甚至还有点冒烟，整个过程就像是煤正在经历一次“破茧成蝶”。
挥发分释放的过程中，煤的体积会膨胀，原本紧实的煤块变得松松软软，像是被打了个气泡，充满了能量。
煤进入了第三个阶段——“焦化”。
这个阶段是煤成焦过程中最关键的部分。
你看，煤块的温度现在已经相当高了，它开始变得越来越“硬气”，原本的化学成分开始重组，生成一种黑黝黝、硬邦邦的焦炭。
就像一个人经历了很多风风雨雨，终于变得成熟稳重。
这个过程的温度可是相当高的，得达到1000度左右，真的是“火力全开”。
你会发现，这时候煤块的体积开始缩小，形态也发生了巨大的变化。
原本看着粗糙、笨重的煤块，现在变得更加精炼，像是经过一次“升华”。
焦炭的质量也开始决定了它最终能有多大的用途，毕竟，焦炭可是冶炼钢铁的好帮手。
煤成焦的过程到了最“高兴”的阶段，叫做“冷却”。
经过了上面三个阶段，焦炭的形态已经基本定型，但要把这些高温下的焦炭冷却下来可不是一件简单的事。
炼焦工艺流程总结
炼焦工艺流程总结炼焦工艺流程是将煤转化为焦炭的过程，是钢铁生产过程中的重要环节。
下面是对炼焦工艺流程的总结。
炼焦工艺流程主要包括煤炭的选煤、破碎、煤气化、焦化和焦炭的冷却与运输等环节。
首先，在选煤环节中，通过对原料煤进行筛分、洗选等工序，去除杂质和水分，提高煤的纯度和煤质的均匀性，保证炼焦的质量。
其次，在破碎环节中，将筛选出的煤炭进行机械破碎，使煤块变为合适的颗粒度，便于后续的气化和煤气的生成。
然后，在煤气化环节中，采用高温高压的条件，将煤炭转化为煤气。
其中，主要发生的反应有水蒸气与煤之间的直接反应、煤炭的裂解和转化等。
这一环节中的关键设备是煤气化炉，其稳定运行和高效利用煤炭是保证工艺流程成功的关键。
接下来，进入焦化环节。
这一环节中，经过气化反应的煤气进入焦炉，与焦炉内的煤炭进行反应，生成焦炭和煤气。
焦炭作为最终产品用于冶金行业，煤气则用于发电和其他热能利用。
最后，焦炭在冷却与运输环节中，经过水冷或气冷，使其温度降低，然后通过输送设备运输到储炭仓或其他地方进行存储和使用。
炼焦工艺流程的优化是提高焦炭质量和降低能耗的关键。
例如，在选煤环节中，采用先进的筛选设备和洗选工艺，可以大幅度提高煤炭利用率和减少废烟尘的排放。
在煤气化环节中，通过合理调控煤气化炉的温度和压力，可以提高焦炉产气率和煤气质量，降低煤气中的有害气体含量。
在焦化环节中，采用先进的煤气喷煤技术和煤气干馏技术，可以提高煤气的利用效率和焦炭的质量。
总的来说，炼焦工艺流程是将煤转化为焦炭的过程，其中包括选煤、破碎、煤气化、焦化和焦炭的冷却与运输等环节。
通过优化这些环节，可以提高焦炭质量、降低能耗和环境污染，实现工艺流程的可持续发展。
chap6-3煤炭转化之液化
第 六 章 煤 炭 转 化
(6)ＮＥＤＯＬ工艺 ＮＥＤＯＬ工艺是日本独创的煤液化法。它 集聚了“直接加氢法”、“溶剂萃取法”和“溶剂分解法”这3种烟煤液 化法的优点。该工艺由煤炭预处理、液化反应、液化油蒸馏设备及溶剂加 氢4部分组成。该工艺的特点是:温和的反应条件,液化催化剂采用天然黄铁 矿,溶剂是液化重质馏分加氢后的供氢溶剂;适用于从次烟煤至煤化度低的 烟煤等广泛煤种。利用该技术在日本鹿岛建有一套日处理煤量150ｔ的工 业性试验装置。 (7)ＦＦＩ低压加氢液化工艺 是俄罗斯在开发研制的煤直接加氢 液化成液体燃料的新工艺。以褐煤和烟煤为原料生产液体燃料产品和化工 产品。利用此工艺于1987年建立了日处理煤5～10ｔ的工艺开发装置,连续 运转了7年。还进行了年生产300万ｔ液体产品的工业企业的工厂设计。该 工艺的特点是:原料准备阶段采用了先进的高效振动碾磨机;采用了瞬间煤 涡流舱干燥技术,使煤发生爆炸式湿度分离、热粉碎和气孔爆裂,干燥时间 大大减少;采用了高效可再生催化剂钼酸铵和三氧化二钼,85%～90%的催化 剂可以经再生回收;煤液化压力降至6～10ＭＰａ,降低了设备制运费用、 减少了气体压缩及液体泵送的电能消耗。
第 六 章 煤 炭 转 化
(2)ＳＲＣ溶剂精炼煤工艺 以高硫煤为原料,将煤用供氢溶剂萃取加氢,生产清洁的低硫低灰的固 体燃料和液体燃料。可分为ＳＲＣ-Ⅰ及ＳＲＣ-Ⅱ法,ＳＲＣ-Ⅰ以生产固态 溶剂精煤为主,ＳＲＣ-Ⅱ以生产液体燃料为主。主要有以下特点:反应条件 缓和,固液分离分别采用过滤和减压蒸馏技术;煤中黄铁矿就是催化剂,不外 加催化剂,反应剂活化氢主要来源于供氢溶剂。建有50ｔ/ｄ的中试装置。 (3)ＣＴＳＬ工艺 是美国碳氢化合物公司在Ｈ-Ｃｏａｌ工艺基础上发展起来的催化两 段液化工艺。特点是反应条件缓和,采用2个与Ｈ-Ｃｏａｌ工艺相同的反应 器,达到全返混反应器模式;催化剂采用专利技术制备的铁系胶状催化剂,催 化剂活性高、用量少;在高温分离器后面串联有加氢固定床反应器,起到对 液化油加氢精制的作用;固液分离采用临界溶剂萃取的方法,从液化残渣中 最大限度回收重质油。
煤炭转化过程中的化学反应
煤炭转化过程中的化学反应煤炭是化石燃料中最为广泛使用的一种，广泛用于发电、工业生产以及家庭用途等领域。
虽然煤炭的储量很大，但是它也有严重的环境问题，例如二氧化碳的排放导致的气候变化、空气污染以及酸雨等问题。
因此，人们开始研究将煤炭转化为低碳或者无碳燃料，以减轻对环境的影响。
煤炭的转化过程中涉及到复杂的化学反应。
煤炭的主要成分是碳、氢、氧以及少量的硫、氮等元素。
煤炭的转化可以分为三个阶段：干馏、半焦化以及气化。
干馏是指将煤炭在缺乏空气的条件下加热，使其分解产生气体、液体和固体产物的过程。
通俗地说，就是将煤炭加热到一定温度，使其分解成各种有用的物质。
干馏的温度一般在400℃到800℃之间，干馏产生的主要产物有焦油、煤气和焦炭。
其中煤气是最为重要的产品之一，它是由甲烷、一氧化碳、氢气、氮气等组成的混合气体。
半焦化是指将煤炭加热到高于干馏温度但低于焦化温度，使其去除水、挥发份和灰分的过程。
半焦煤的主要产物是半焦煤和焦炭。
半焦煤是由煤炭中去除了水、挥发份和灰分后形成的一种产品。
它具有高热值、低灰分、低硫分的特点，是钢铁、铝业等工业生产的重要原料之一。
气化是指将煤炭在高温下和固体氧化剂或气体反应，产生可燃气体的过程。
气化是将煤炭转化为低碳或无碳燃料的重要手段之一。
气化主要产物有合成气和水煤气。
合成气是由一氧化碳和氢气组成的混合气体，化学式为CO+H2。
它具有高热值、可压缩、易于运输等优点，是制造化学品、合成燃料以及制氢的重要原料之一。
水煤气是由一氧化碳、二氧化碳和氢气组成的混合气体，化学式为CO+H2O。
水煤气是制造甲醇、二甲醚、合成燃料以及制氢的重要原料之一。
煤炭的转化过程中涉及到很多化学反应。
其中最为重要的是煤的裂解反应、氧化反应、还原反应以及水气转化反应等。
煤的裂解反应指的是将煤炭分解成小分子的反应。
这个过程是干馏和半焦化的主要反应之一。
在这个过程中，煤炭中的高分子有机分解为低分子物质，产生气体、液体和固体产物。
煤炭焦化的发展进程
煤炭焦化的发展进程摘要：炼焦化学工业是煤炭化学工业的一个重要部分，煤炭主要加工方法是高温炼焦（950---1050摄氏度）、中温炼焦、低温炼焦等三种方法。
冶金行业一般采用高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品。
产品焦炭可作高炉冶炼的燃料，也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气；可用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用来制造电石，以获得有机合成工业的原料。
在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品，并获得净焦炉煤气、煤焦油、粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，这些产品广泛用与化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。
净焦炉煤气可供民用和作为工业燃料。
煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。
炼焦化学工业的产品已达数百种，我国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品，这对我国的国民经济发展具有十分重要的意义。
关键字：煤炭、焦化、环保、发展、产品正文：煤是地球早期储存的太阳能，是宝贵的有机碳资源。
目前全球探明的煤炭可采储量约1.4万t。
20世纪90年代以来，世界煤炭年产量一直徘徊于44亿t~48亿t之间，在世界一次能源生产和消费总量中占30 %左右。
煤炭是世界经济发展的重要支柱之一，燃煤电站提供世界电力的45 %~50 %。
据统计，当前煤炭衍生物可生产2.5万种工业产品，除电力外，钢铁、化工和建材等都离不开煤炭的支持。
煤炭生产是世界各主要产煤国家就业和社会稳定的重要保障。
我国煤炭资源十分丰富，为我国煤化工发展提供了资源保证。
由于煤化工是一种技术含量高，技术开发周期长，高投入的产业，所以我国煤化工比发达国家落后，产业没有形成规模，局限于传统行业内的单一产品。
例如煤的碳化仅限于炼焦与化产回收，煤的气化主要用于化肥行业生产化肥。
虽然70年代末引进了德国鲁奇气化80年代末引进了德士古水煤浆气化，90年代末引进壳牌公司干粉煤气化生产合成氨未改变我国化肥行业仍主要采用上世纪40年代常压固定床间歇气化生产合成氨的格局。
煤焦化关键知识
煤焦化关键知识煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。
（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式作为最终产品。
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，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。
1 焦化：以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1000±50℃，经高温干馏产生的固体物（焦炭），同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
2 备煤：炼焦煤在装入炭化室以前的各种加工和处理过程。
3熄焦：将赤热焦炭冷却到便于运输和贮存温度的炼焦生产工艺。
熄焦方式有炉内熄焦和炉外熄焦两种。
4 荒煤气：炼焦生产中所产生的未经净化的煤气。
5 除尘地面站：将大型除尘设备及输灰设备布置在室外，集中形成的完整除尘系统。
6 煤场和焦油车间宜设在厂区常年最小风向频率的上风侧，沥青生产装置宜布置在焦油蒸馏生产装置的端部，并位于厂区的边缘。
7 煤气净化车间应布置在焦炉的机侧或一端，其建(构)筑物最外边缘距大型焦炉炉体边缘不应小于40m，距中、小型焦炉不应小于30m。
8 当采用捣固炼焦工艺，煤气净化车间布置在焦侧时，其建(构)筑物最外边缘距焦炉熄焦车外侧轨道边缘不应小于45m(当焦侧同时布置有干熄焦装置时，该距离为距干熄炉外壁边缘的距离)。
9 煤气净化区内，不应布置与煤气净化装置无关的设施及建(构)筑物。
焦化基础知识ppt课件
强化焦炭后处理
通过焦炭后处理技术，如熄焦 、筛分等，进一步提高焦炭质
量。
06
安全生产与环境保护
Chapter
焦化行业安全生产特点
高温高压
焦化生产过程中涉及高温高压环 境，易引发火灾、爆炸等事故。
有毒有害
生产过程中产生的废气、废水和固 废等污染物，对人体健康和环境造 成危害。
焦炭反应后强度（CSR）
表示焦炭在经历反应后的抗碎能力， 是评价焦炭质量的关残渣，对 焦炭质量和高炉冶炼有重要影响。
焦炭硫分
焦炭中含硫量，对高炉冶炼和环境保 护有重要意义。
焦炭质量影响因素分析
原料煤性质
原料煤的种类、成分、结 构和性质对焦炭质量有决 定性影响。
辅助材料种类及作用
辅助材料种类
主要包括溶剂、催化剂、添加剂 等。
作用
改善炼焦过程，提高焦炭质量； 降低炼焦成本，提高经济效益； 减少环境污染，保护环境。
03
炼焦工艺与设备
Chapter
炼焦炉结构类型及特点
炼焦炉结构类型
根据加热方式、煤气供入方式等 可分为多种类型，如直立式炼焦 炉、水平式炼焦炉等。
连续性生产
焦化生产为连续性作业，一旦发生 事故，可能导致整个生产线停产。
常见事故类型及预防措施
火灾事故
加强火源管理，严禁违章动火；定期 检查消防设施，确保其完好有效。
中毒窒息事故
加强通风换气，降低有毒有害气体浓 度；配备个人防护用品，定期进行体 检。
爆炸事故
严格控制可燃气体浓度，防止形成爆 炸性混合物；定期检测安全阀、压力 表等安全附件。
焦化基础知识ppt课件
目录
炼焦学
图2－1 不同结焦时间炭化室内各层煤料的温度与状态
4) 炭化室内膨胀压力产生是因为成层结焦，两个大体上平 行于两侧炉墙面的塑性层从两侧向炭化室中心移动，炭 化室底面温度和顶部温度也很高，在炭化室内煤料的上 层和下层同样也形成塑性层，围绕中心煤料形成的塑性 层如同一个膜袋，膜袋内的煤热解产生气体由于塑性层 的不透气性使得膜袋产生膨胀的趋势，塑性层又通过外 侧的半焦层和焦炭层将压力施加于炭化室的炉墙，这种 压力称之为膨胀压力。 膨胀压力的大小在结焦过程中是随时间而变化，当 两个塑性层面在炭化室中心处会合时，由于外侧焦炭和 半焦层传热好、需热少，致使塑性层内的温度升高加快， 气态产物迅速增加使得此时的膨胀压力值最大，通常的 膨胀压力是指其最大值。
膨胀压力在炼焦中的作用：
使胶质体均匀化； 有助于煤的黏结； 过大时能损坏炉墙 。
安全膨胀压力： < 10 ～15 kPa
影响膨胀压力的因素：
原煤的性质（内因）； 原料煤的处理条件和加热条件（外因） 。
炭化室内同时进行着不同成焦阶段：
①装煤约8小时期间，炭化室同时存在着五个成焦层： 湿煤层、干煤层、胶质体层、半焦层和焦炭层。因炭 化室由炉墙供热形成； ②两胶质体层在装煤后11小时左右在中心汇合。炭化 室内的膨胀压力是因两胶质层逐渐移向中心，最大膨 胀压力出现在两胶质层的中心汇合处。
350℃ 煤热解、软化膨胀形成胶质体
480 ～ 650℃:半焦形成阶段
480℃ 胶质体分解、收缩、固化形成半焦 650℃ 半焦分解、开始向焦炭转化 1000℃ 焦炭成熟
650 ～ 1000℃:焦炭形成阶段
第一节
炭化室内结焦过程特点
炭化室内结焦过程的基本特点有：
1、单向供热、成层结焦；
煤热解技术
• 燃烧：焦中形成新含硫化合物
2-萘硫醇中硫的迁移机理
TPO Incorporate into char S TPD char H2S, SO2, COS + H2O, CO2 Polymerization
SO2
HS
SH TPD
React with char
sulfur
Char
• 硫氢自由基· SH的产生 •· SH 与焦反应: → 生成挥发性含硫化合物 → 生成（当时的）非挥发性含硫化合物, 部分在更高温度下热解 → 生成非挥发性含硫化合物，在燃烧中释放 · SH : 硫迁移的重要中间物种
空气干燥煤样
导电率转折
干煤样
Cdaf (%)
介电常数最小
Cdaf (%)
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤性质与煤阶的关系
煤化程度与比磁化率的关 系 煤化程度与溶解度参数的关系
比磁化率 转折
？
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，1992
煤物理性质的变化－两个区域
煤物理性质的变化 分两个区域，以含C 90％为界？？ 有机物 含C 90％ 炭（接近石墨？）
热解产生的H 加氢 加热断键 和自由基大小 相近的产物
自由基
缩聚
大分子 固体产物
热解和液化的差别和实质？
煤热解中的宏观变化
气 相 变 化
温度
0
脱气 脱水 析出焦油
析出煤气
固 相 变 化
100
200
300
400
500
600
700
800
900 1000
软化
固化
收缩→形成裂纹
熔融、流动、膨胀
煤 都 是 这 样 ？
煤化工业的转化流程
煤化工业的转化流程英文回答：Coal chemical industry refers to the process of converting coal into various chemicals and chemical products. This industry plays a crucial role in the production of a wide range of products, including synthetic fuels, fertilizers, plastics, and many others. The conversion process involves several steps, each with its own unique purpose and outcome.The first step in the coal conversion process is coal gasification. This process involves the reaction of coal with oxygen or steam to produce a mixture of gases, primarily carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2). This mixture, known as syngas, is a versatile intermediate product that can be further processed to produce a variety of chemicals and fuels.One common application of syngas is in the productionof methanol. Methanol is a key building block for many chemical products, such as formaldehyde, acetic acid, and methyl tert-butyl ether (MTBE). To produce methanol, syngas is first purified to remove impurities such as sulfur and carbon dioxide. The purified syngas is then catalytically converted into methanol using a specialized catalyst.Another important process in the coal chemical industry is coal liquefaction. Coal liquefaction involves the conversion of coal into liquid hydrocarbons, such as synthetic crude oil or synthetic diesel. This process is typically carried out under high temperature and pressure conditions, using hydrogen as a reactant. The resulting liquid hydrocarbons can be further refined to produce various fuels and chemical feedstocks.In addition to gasification and liquefaction, coal can also be used as a feedstock for the production of various chemicals. For example, coal tar, a byproduct of coal gasification or coking, can be processed to produce a wide range of chemicals, including benzene, toluene, and xylene (BTX). These chemicals are important raw materials for theproduction of plastics, synthetic fibers, and dyes.Overall, the conversion process in the coal chemical industry is complex and involves multiple steps, each contributing to the production of different chemicals and products. The industry plays a vital role in meeting the growing demand for chemicals and fuels, while alsoproviding an alternative use for coal resources.中文回答：煤化工业是指将煤炭转化为各种化学品和化学产品的过程。
煤化工工艺学课件3.2煤的成焦过程
煤的成焦温度
煤的成焦温度是煤在成焦过程 中所需的最低温度，通常在 700℃到1100℃之间。
成焦温度取决于煤的种类、灰 分含量、挥发分含量等因素， 同时也受到加热速度、压力等 因素的影响。
在实际生产中，为了提高焦炭 的质量和产量，通常会将煤加 热到高于成焦温度的温度下进 行成焦。
03 焦煤的物理性质
焦煤的含氢量
总结词
焦煤中的含氢量对其成焦过程具有重要影响。
右，氢元素在焦化过程中起到调节作用，能够降低焦化温度、缩短焦化时间并提高 焦炭的反应性。适量的氢含量有助于提高焦炭的质量和性能。
焦煤的含氧量
总结词
焦煤中的含氧量对其成焦过程具有重要影响。
详细描述
焦煤中的氧含量一般在10%以下，含氧量过高会导致焦化过程中产生过多的气体和液体副产物，降低 焦炭的产量和质量。氧含量过低则可能导致焦化过程不完全，影响焦炭的性能。因此，控制合适的氧 含量是实现高效成焦的关键。
焦煤的概述
焦煤是一种高挥发分、低硫、低磷的 烟煤，是制造冶金焦炭的主要原料。
焦煤的形成需要经过长时间的成煤作 用，其煤岩组分以亮煤和镜煤为主， 粘结性较强，适合用于炼焦。
02 煤的成焦过程
煤的成焦机理
煤的成焦过程是一个复杂的化学 反应过程，涉及到煤分子中的氢、
氧、碳等元素的转化和重排。
在高温和隔绝空气的条件下，煤 分子中的氢、氧元素被逐渐脱去， 碳元素则通过聚合和缩聚反应形
焦煤经过高温裂化可得到焦炭和煤气， 焦炭可用于冶金、化工等领域，煤气 可作为燃料或化工原料。
焦煤在其他领域的应用
焦煤还可用于生产玻璃、陶瓷、砖瓦等建材产品，提供所需的热量和原料。
焦煤还可作为燃料用于发电、供热等领域，提供能源需求。
[鉴赏]煤的焦化、液化、气化
![[鉴赏]煤的焦化、液化、气化](https://img.taocdn.com/s3/m/8e54d022876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf06.png)
[鉴赏]煤的焦化、液化、气化一、煤的焦化一、煤的焦化(一)煤炭焦化的定义煤炭焦化又称煤炭高温干馏。
以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950?左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
产品用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气和化学产品3类。
(二)烟煤炼焦技术煤料在焦炉过程中主要受到来自两侧炉墙的高温作用，从炉墙到炭化室中心方向，煤料逐层经过干燥、脱水、脱除吸附气体、热分解、胶质体的产生和固化、半焦形成和收缩等阶段。
最终形成焦炭。
实际生产过程中，各阶段之间互相交错、难以截然分开。
1、开燥脱吸阶段:120?以前放出外在水分和内在水分，200?以前析出吸附于煤孔隙中的气体。
2、热解开始阶段:这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200-300?发生，主要产生化合水和CO2、CO和CH4等气态产物，并有微量焦油析出。
3、胶质体产生和固化阶段:大部分黏结性烟煤在350-450?大量析出焦油和气体。
几乎全部焦油在这一温度下产生，释放的气体以CH4及其同系物为主，别有少量不饱和烃CnHm和H2、CO、CO2等。
这些液体、气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。
进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，黏结性烟煤煤熔融、相互黏结，固化为半焦。
4、半焦收缩和焦炭形成:500?左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成斗焦。
温度继续升高，700?之前，半焦内释放出的挥发物以H2和CH4为主，并使半焦收缩产生裂纹，称为半焦收缩阶段。
700-950?半焦进一步热分解，析出少量以H2为主要成分的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。
二、煤的气化(一)煤炭气化的定义煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤炭焦化过程及结焦机理分析
煤炭焦化过程及结焦机理分析煤炭焦化是指将煤炭在高温下加热脱挥失物质，最终形成焦炭和副产品的过程。
结焦机理是指在煤炭焦化过程中，煤炭发生物理、化学和结构变化的原因和规律。
本文将对煤炭焦化过程及其结焦机理进行分析。
煤炭是一种复杂的有机物，在不同的温度下，会发生不同的化学反应和变化。
煤炭焦化的过程可以分为三个阶段：蒸发挥发阶段、结焦阶段和焦化阶段。
首先是蒸发挥发阶段。
在煤炭加热的初期，煤中的水分、挥发分和少量的氧化物质会被释放出来。
水分的蒸发是一个物理过程，而挥发分的挥发则是一个化学过程。
蒸发挥发阶段的温度范围通常在200摄氏度至400摄氏度之间。
接着是结焦阶段。
在煤炭加热到高温时，煤炭中的焦油会开始分解，生成各种有机小分子和碳化物。
结焦的主要原因是焦油在高温下分解释放出的气体不易逸出，导致其在煤炭中形成胶态物质，并沉积在煤炭表面。
这些胶态物质逐渐聚集形成焦线，使得煤炭变成坚固的焦炭。
最后是焦化阶段。
在结焦阶段之后，焦线逐渐扩展为焦桥，形成连续的焦组织。
焦化阶段的温度通常在900摄氏度至1400摄氏度之间。
此时，煤中的挥发分已经完全释放，煤中的碳化物发生石墨化反应，形成有机大分子的石墨结构，使焦炭具有高热强度和高密度的特性。
煤炭焦化的结焦机理可以从物理、化学和结构三个层面进行分析。
从物理层面来看，结焦的过程主要是由于焦油在高温下的分解和气体不易逸出的特性。
焦油分解后会产生大量的气体，但由于在高温下产生的气体的压力较大，很难从煤炭中逸出。
这些气体在煤炭中形成胶态物质，导致焦油沉积在煤炭表面。
从化学层面来看，煤炭焦化过程中的化学反应非常复杂。
其中，焦油的分解产生了大量的小分子化合物，例如芳烃、烷烃和气体（氢气、甲烷等）。
这些小分子化合物在煤炭中发生聚合和交联反应，从而形成焦线和焦桥结构。
从结构层面来看，煤炭焦化过程中的结构变化也是非常重要的。
焦炭是由煤炭经过热解和碳化反应形成的，其结构有序、组织致密、强度高。
煤的焦化知识
煤干馏产物煤炭焦化知识煤炭焦化又称煤炭高温干馏。
以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1000℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。
选择炼焦用煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。
用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。
产品和用途煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。
（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式作为最终产品。
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。
煤焦化工艺焦化厂主要生产车间：备煤车间（煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室）炼焦车间（煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段(包括焦台、筛焦楼)）煤气净化车间（冷鼓工段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施)脱氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施)粗苯工段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施)）公辅设施（废水处理站、供配电系统、给排水系统、综合水泵房、备煤除尘系统、筛运焦除尘系统、化验室等设施、制冷站）等。
焦化厂工艺流程
焦化厂工艺流程
焦化厂工艺流程是将煤炭进行加工转化为焦炭的过程。
下面是一个简化的焦化厂工艺流程的介绍。
1. 原料准备：
煤炭作为原料进入焦化厂，首先通过破碎机将煤炭进行破碎，然后使用除尘设备除去煤炭中的大颗粒杂质。
2. 煤气生成：
煤炭通过煤气化炉进行煤气化，将煤炭加热至高温，使其分解产生煤气。
煤气中会含有一些有害物质，需要通过净化设备进行脱硫，脱硝和除尘，以减少对环境的污染。
3. 干馏：
经过煤气生成后，剩下的煤焦颗粒进入焦炉。
在焦炉中，煤焦在高温下进行干馏，分解产生大量的焦油、煤气和焦炭。
焦油和煤气作为副产品，可以通过进一步处理进行利用。
4. 焦炭冷却：
经过干馏后，产生的焦炭进入焦炭冷却塔，通过水冷却，使焦炭达到理想的温度。
经过冷却的焦炭可进行分级处理，以获得不同规格的焦炭。
5. 辅助设备：
焦化过程中还需要使用一些辅助设备来保证工艺过程的正常进行。
例如，焦炉需要使用煤气为燃料提供热能，所以需要配备燃烧器和燃气加热炉。
此外，还会有一些控制和监测系统，如
温度、压力和流量控制系统，以确保整个工艺的正常运行。
以上是一个简化的焦化厂工艺流程的介绍。
实际的焦化工厂可能还会有更多的细节和控制步骤，以保证生产的焦炭质量和工艺安全。
同时，焦化工艺也需要注重环保，采取必要的净化设备以减少对环境的影响。
煤焦化工艺流程
煤焦化工艺流程
煤焦化工艺是指利用煤炭作为原料，通过一系列的物理、化学
反应，生产焦炭、焦油、气体等产品的过程。
煤焦化工艺流程主要
包括煤炭的预处理、炼焦炉的炼焦过程、炼焦产品的分离和提纯等
环节。
下面将详细介绍煤焦化工艺的流程及其特点。
首先，煤炭的预处理是煤焦化工艺的第一步。
在预处理阶段，
煤炭经过破碎、筛分、混匀等工序，将原煤炭加工成适合炼焦炉使
用的煤炭块。
预处理的目的是提高炼焦炉的装煤密度，保证炼焦炉
的正常操作。
接下来是炼焦炉的炼焦过程。
炼焦炉是煤焦化工艺的核心设备，炼焦炉内部通过高温热解煤炭，产生焦炭、焦油和煤气。
炼焦炉的
炼焦过程主要包括装煤、初期加热、干馏和冷却等阶段。
在这个过
程中，煤炭中的挥发分和焦油被释放出来，形成焦炭和焦油。
随后是炼焦产品的分离和提纯。
在炼焦炉产生的混合气体中，
含有大量的焦油和煤气。
为了提取这些有价值的化工产品，需要经
过冷却、凝结、分离等工序，将焦油和煤气分离出来。
而焦炭则需
要经过冷却、除尘、破碎等工序，提纯成为市场上可销售的焦炭产
品。
总的来说，煤焦化工艺流程是一个复杂的过程，需要各个环节紧密配合，确保生产的安全、稳定和高效。
同时，随着环保意识的提高，煤焦化工艺流程也在不断优化，减少对环境的影响，提高资源利用率。
希望通过不断的技术创新和工艺改进，能够使煤焦化工艺更加环保、高效，为社会和经济发展做出更大的贡献。
煤化作用跃变机制-概述说明以及解释
煤化作用跃变机制-概述说明以及解释1.引言1.1 概述煤化作用是指由有机质经过一系列热解和聚合反应转化为煤炭的过程。
煤炭是一种重要的化石燃料和工业原料，具有广泛的应用价值。
研究煤化作用的机制和影响因素对于提高煤炭利用率、改善环境污染问题以及促进能源可持续发展具有重要意义。
随着能源需求的不断增加和环境问题的关注，煤化作用跃变机制成为研究的热点之一。
煤化作用跃变机制是指煤化作用在一定条件下发生剧变的过程，其产物性质和结构在变化过程中出现明显的跃变现象。
了解煤化作用跃变机制可以帮助我们深入了解煤炭形成的过程以及煤炭中不同组分的演化规律。
本文将对煤化作用跃变机制进行综述和分析，主要包括煤化作用的定义和背景、基本过程以及影响因素等方面的内容。
通过对相关文献和实验结果的综合分析，我们将总结煤化作用跃变机制的主要特点和规律，并对研究者提出进一步深入探索的建议。
本文的目的是促进对煤化作用跃变机制的认识和理解，推动该领域的研究进展，为煤炭资源的合理利用和能源发展的可持续性提供科学依据。
同时，本文也将展望煤化作用跃变机制的应用前景，探讨其在能源转换、环境污染治理以及煤炭产品开发等方面的潜在应用价值。
综上所述，本文将系统介绍和分析煤化作用跃变机制的相关知识，通过对已有研究成果的总结，揭示煤炭演化过程中的关键环节和机制。
相信通过本文的探讨，能够为相关领域的研究者提供有益参考，并促进煤炭资源的可持续开发和利用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以根据以下思路进行撰写：文章结构的设计是为了系统地、逻辑清晰地呈现煤化作用跃变机制的相关内容。
本文将由引言、正文和结论三部分组成。
在引言部分，首先需要进行概述，简要介绍煤化作用跃变机制的研究背景和重要性。
可以对煤化作用的基本概念进行解释，同时强调其在能源开发和环境保护中的重要作用。
然后，对文章的结构进行说明，提出文章将分为引言、正文和结论三个部分，并简要概括各部分内容的目的和关键点。
chap6-1煤的转化之煤焦化
转
厂剩余氨水量和外排废水处理量。
化
型焦生产
第
六
型焦是利用非粘结性煤，通过不同的工艺成型后，再进一步炭
化制成型焦，用以代替普通冶金焦。正在研究开发的型焦方法有许
章
多种。
型焦成型工艺按成型时煤料状态可分为冷压成型和热压成型。前
煤
者煤料在远低于塑性状态温度下成型，后者煤料在塑性状态温度下
炭
成型。
转
煤 炭 转 化
炼焦
第 六 章
煤 炭 转 化
第 六 章
炼焦炉
煤 炭 转 化
焦炉炼焦
焦炉出焦
返回
原理
在高温下，用还原剂将 铁从铁矿石中还原出来
设备
化学 反应
炼铁高炉
C+O2==CO2 CO2+C==2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CaCO3==CaO+CO2 CaO+SiO2==CaSiO3
返回
第 六 章
煤 炭 转 化
返回
第 六 章
煤 炭 转 化
第 六
焦
章
炉
出
煤 炭
焦
转
化
第 六 章
化
第一节 煤炭焦化
第 四、炼焦化学产品的回收与煤气的净化 六 煤在炼焦时产生的气体和液体产物全部转入荒煤气。荒煤气呈褐色或
棕黄色，经冷却后，可从焦炉煤气中分离出焦油、粗苯、硫铵或氨等产
章 品。煤经过高温干馏后主要产品产率如下表。
煤
炭
转 化
产品
焦炭 净焦炉 焦 化合 粗苯 氨 其它 煤气 油 水
产 率 （ 对 70～ 15～19 3～ 2～4 0.8 0.25 0.9
煤炭资源分质转化利用路线
煤炭资源分质转化利用路线的是将洁净煤技术和煤的多联产(IGCC)相结合，根据煤炭种类、质量和成分的特点，选择不同的、适宜的产品和加工路线，最大化利用煤炭。
将煤炭经固体热载体催化热解技术（低温干馏）处理,分解形成煤焦油、兰炭( 块焦、粉焦)和焦炉煤气等产品,完成对原料煤炭的分质。
煤焦油、兰炭和焦炉煤气分别可以采用不同技术路线进行分质利用, 生产高附加值的化学品,延伸发展下游产品。
根据煤焦油中不同组分的挥发性差异，精馏生产基本有机化学品,同时分离出适合和不适合加氢组分, 对适度分离后的煤焦油加氢生产油品、石脑油等，油品用于调和生产车用燃料, 石脑油用于与甲醇耦合生产低碳烯烃。
分离提取焦炉煤气的氢气，氢气可用于煤焦油加氢生产, 提氢后的焦炉煤气进一步分离甲烷成分, 用于生产压缩或液化天然气, 将焦炉煤气中的一氧化碳成分用于生产甲醇、合成氨等产品, 或作为工业燃料。
对兰炭根据产品质量和粒度大小进行分质利用, 分别用于生产电石，以及用于替代无烟煤作为工业原料、燃料, 用于铁合金、高炉喷吹等生产过程。
煤气化后的产物为合成气，合成气是煤化工的基础原料。
对合成气进行费托合成，生产低碳烯烃。
也可以将合成气作为原料生产氨、甲醇、天然气、乙二醇等碳一、碳二产品。
对于甲醇、尿素等大宗碳一、碳二化学品按照多品种、差异化原则, 进一步延伸发展甲醇衍生物、低碳烯烃、醋酸及衍生物、三聚氰胺等各类煤化工下游深加工产品。
在转化过程中按照节能减排的要求, 对于生产过程中产生的电石渣、粉煤灰等废弃物进行，无害化、资源化、减量化处理利用, 生产免烧砖、水泥等建筑材料。
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型焦生产
第 六 章 煤 炭 转 化
型焦是利用非粘结性煤，通过不同的工艺成型后， 型焦是利用非粘结性煤，通过不同的工艺成型后，再进一步炭 化制成型焦，用以代替普通冶金焦。 化制成型焦，用以代替普通冶金焦。正在研究开发的型焦方法有许 多种。 多种。 型焦成型工艺按成型时煤料状态可分为冷压成型和热压成型。 型焦成型工艺按成型时煤料状态可分为冷压成型和热压成型。前 者煤料在远低于塑性状态温度下成型， 者煤料在远低于塑性状态温度下成型，后者煤料在塑性状态温度下 成型。 成型。
铁矿石、焦炭、 铁矿石、焦炭、 石灰石、 石灰石、空气 在高温下，用还原剂将 在高温下， 还原剂将 铁从铁矿石中还原出来 铁从铁矿石中还原出来 炼铁高炉 C+O2==CO2 CO2+C==2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CaCO3==CaO+CO2 CaO+SiO2==CaSiO3
第 六 章 煤 炭 转 化
炼铁过程中焦炭的作用
– – –
燃烧反应发热提供热源 燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂 燃烧反应后生成的 是高炉冶炼过程的还原剂 疏松骨架高温填料
炼铁过程中焦炭的要求
– – – – – – –
内在水分小于6％ 内在水分小于 ％ 灰分在11％～ ％～15％ 灰分在 ％～ ％之间 挥发分控制在0.9～ ％ 挥发分控制在 ～1.6％之间 气孔率越低越好 全硫含量在0.5％ 全硫含量在 ％以下 磷含量在0.02％以下 磷含量在 ％ 粒度范围25～ 粒度范围 ～80mm
此外，附有加煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等机械。
炼焦工艺 第 六 章 煤 炭 转 化
1) 2) 3) 4) 5) 6)
配煤炼焦 配型煤炼焦； 捣固炼焦； 煤干燥 预热炼焦； 型焦生产方法
配煤炼焦 第 六 章 煤 炭 转 化
（一）配煤的意义 配煤的目的在于使各种煤之间性质上取长补短， 配煤的目的在于使各种煤之间性质上取长补短，符合焦炉的生 产要求，生产出满足质量要求的优质焦炭，并副产炼焦化学产品， 产要求，生产出满足质量要求的优质焦炭，并副产炼焦化学产品， 实现煤炭资源的合理利用。 实现煤炭资源的合理利用。 冶金焦的质量要求是：灰分低、硫分少、强度高、 冶金焦的质量要求是：灰分低、硫分少、强度高、各向异性程 度大。这种要求在常规炼焦方法条件下， 度大。这种要求在常规炼焦方法条件下，用单种煤炼焦是很难实现 的。此外，由于煤种的相对储量、分布和开采能力的制约，不可能 此外，由于煤种的相对储量、分布和开采能力的制约， 进行大规模的单种煤炼焦生产，特别是优质主焦煤的资源受限， 进行大规模的单种煤炼焦生产，特别是优质主焦煤的资源受限，工 业上必须采用配煤炼焦以确保焦炭质量和合理利用煤炭资源。 业上必须采用配煤炼焦以确保焦炭质量和合理利用煤炭资源。 炼焦煤常用煤种：气肥焦瘦
捣固炼焦
第 六 章 煤 炭 转 化
捣固炼焦是在炉外将煤粉捣实成饼后推入炭化室的侧装炉炼焦 工艺。 工艺。捣固炼焦具有以下优点： 1）在使用同样的配煤比之下，捣固炼焦的焦炭质量比常规顶装 在使用同样的配煤比之下， 煤炼焦有所改善和提高； 2）扩大炼焦煤源，可以多配入高挥发分煤和弱粘结煤，生产高 扩大炼焦煤源，可以多配入高挥发分煤和弱粘结煤， 炉用焦，也可掺入焦粉和石油焦粉生产优质高炉用焦和铸造用焦， 炉用焦，也可掺入焦粉和石油焦粉生产优质高炉用焦和铸造用焦， 还可全部采用高挥发分煤生产气化焦； 3) 焦炭产量提高，捣固炼焦的装炉煤堆比重增加的倍数大于结 焦炭产量提高， 焦时间延长的倍数，故焦炭产量增加。 焦时间延长的倍数，故焦炭产量增加。
第 六 章 煤 炭 转 化
焦炭就是高温干馏经过干燥、热解、熔融、粘结、固化， 收缩等阶段所得的固体残留物 工业炼焦：分为高温干馏、中温干馏和低温干馏 高温干馏：把煤粉隔绝空气加热到1000℃以上使煤发生 复杂变化。 中温干馏: 把煤粉隔绝空气加热到700-800℃使煤发生复 杂变化。 低温干馏：把煤粉隔绝空气加热到500-600℃使煤发生复 杂变化。
炼焦产品和产品的用途
第 六 章
炼焦产品和产品的用途
第 六 章
焦炭的主要用途： 1、炼铁
炼铁主要设备——高炉 炼铁主要设备——高炉 高炉是中空的竖炉，由上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五 段，高炉的炉身上口小，下口大形成倒锥状。炉料由铁矿石、熔剂和焦炭 组成，生产中炉料从炉顶依次分批装入炉内，预热的高温空气(热风) 组成，生产中炉料从炉顶依次分批装入炉内，预热的高温空气(热风)由风口 鼓入，焦炭在风口前激烈燃烧，释放出的热量为高炉冶炼过程提供热源。 燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂。 燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂。 燃烧和还原反应生成的高温煤气穿过料层上升，对下降的炉料进行加 热。炉料在下降过程中，矿石中的铁氧化物被还原成金属铁，在炉腹下部 的高温区内，铁矿石和熔剂都将熔化、熔融，只有焦炭还以固态存在，焦 炭的存在为炉内下部维持良好的透气性，因此在高炉内焦炭还起到高温填 料的作用。
第 六 章 煤 炭 转 化
（二）配煤主要质量要求 （1） 配合煤的灰分和硫分 成焦过程中，煤料中的矿物质以灰分形式全部转入焦炭， 成焦过程中，煤料中的矿物质以灰分形式全部转入焦炭，而硫 分部分残留在焦炭中，另一部分转化为气态硫化物进入煤气， 分部分残留在焦炭中，另一部分转化为气态硫化物进入煤气，极少 量进入液体产物。 量进入液体产物。 （2） 配合煤的粘结性指标 煤的粘结性决定了煤的结焦性，煤粘结性指标较多， 煤的粘结性决定了煤的结焦性，煤粘结性指标较多，我国过去 一直采用胶质层最大厚度Y作为粘结性指标，其合适的范围是：Y 一直采用胶质层最大厚度Y作为粘结性指标，其合适的范围是：Y＝ 17～22mm。1975年以后，北京煤化所提出了粘结指数G指标，推 17～22mm。1975年以后，北京煤化所提出了粘结指数G指标， 荐采用该指标指导配煤，其合适范围是：G 58～ 荐采用该指标指导配煤，其合适范围是：G＝58～72 。
煤预热炼焦
第 六 章 煤 炭 转 化
煤预热炼焦，是指炼焦煤料在炉外预热到200℃左右， 煤预热炼焦，是指炼焦煤料在炉外预热到200℃左右，然后装 入炭化室内的炼焦。 入炭化室内的炼焦。 煤预热炼焦的优点是（ 煤预热炼焦的优点是（1）煤预热炼焦可以增加黏结性较差的 气煤的用量，改善焦炭质量；（ 气煤的用量，改善焦炭质量；（2 ）煤预热炼焦可以缩短结焦时间， 煤预热炼焦可以缩短结焦时间， 提高焦炉的生产能力，煤料预热到250℃装炉， 提高焦炉的生产能力，煤料预热到250℃装炉，可以使焦炉的生产 能力增加35%以上；（ 能力增加35%以上；（3 ）煤料中无水分蒸发吸热，炼焦耗热量可 煤料中无水分蒸发吸热， 以约降低10% 以约降低10%；（4 ）煤料预热后不含水分，这样可大大减少焦化 煤料预热后不含水分， 厂剩余氨水量和外排废水处理量。 厂剩余氨水量和外排废水处理量。
第 六 章 煤 炭 转 化
（三）配煤工艺 （1）先配后粉流程 将单种煤， 先按配煤比例的要求配合， 然后再进行粉碎。 将单种煤 ， 先按配煤比例的要求配合 ， 然后再进行粉碎 。 该 工艺流程简单、设备少、操作方便，粉碎过程兼作混匀操作， 工艺流程简单、设备少、操作方便，粉碎过程兼作混匀操作，在焦 化厂得到广泛采用。 化厂得到广泛采用。 （2）分组粉碎(先粉后配)流程 分组粉碎(先粉后配) 该工艺是将单种煤先粉碎，然后按比例配合均匀。 该工艺是将单种煤先粉碎，然后按比例配合均匀。该流程可按 单种煤的性质和粉碎细度要求分别控制不同的粉碎程度， 单种煤的性质和粉碎细度要求分别控制不同的粉碎程度，有助于提 高焦炭质量。 高焦炭质量。
第六章 第 六 章
煤炭开采
煤炭转化
煤炭加工
煤炭转化
煤 炭 转 化
阶段1 阶段2 阶段3
污染物 处理 阶段4
筛分、破碎 选煤、成型 水煤浆
煤炭焦化 煤炭气化 煤炭液化
中国洁净煤技术加工利用阶段
6.1 焦化 第 六 章 煤 炭 转 化
煤的干馏 指在隔绝空气 隔绝空气条件下的加热作用。 隔绝空气 炼焦 煤在隔绝空气的条件下进行干馏的过程。其产物 主要有挥发性的气体(煤气、焦油气、蒸汽等)、不挥发 性的液体(主要是煤焦油)和固体残留物——焦炭。
第 六 章 煤 炭 转 化
2、铸造 铸造过程中焦炭的作用
–
提供热量
铸造过程中焦炭的要求
– – – –
粒度大于80mm 粒度大于 气孔率小 反应性低 机械强度好
3、气化 气化过程中焦炭的作用
–
造气
铸造过程中焦炭的要求
– – –
粒度小 气孔率大 反应性高
焦炉的结构和设备 第 六 章 煤 炭 转 化
现代焦炉有多种型式，各不相同。焦炉主要是由三个部 现代焦炉有多种型式，各不相同。焦炉主要是由三个部 分构成 炭化室：带有锥度的长方形空间，顶部有加煤孔和荒煤 炭化室：带有锥度的长方形空间，顶部有加煤孔和荒煤 气出口，两侧有可以打开的门 燃烧室：若干垂直的立火道，与炭化室锥度相同，方向 燃烧室：若干垂直的立火道，与炭化室锥度相同，方向 相反，立火道分为供煤气和空气燃烧及供排燃烧产生的 废气两组。每隔一段时间进行一次交换，维持加热均匀。 蓄热室：在炭化室和燃烧室的下面，作用为回收燃烧室 蓄热室：在炭化室和燃烧室的下面，作用为回收燃烧室 产生的废热，预热燃烧用的空气或煤气。靠格子砖交替 吸热和放热实现。
第一节 煤炭焦化
第 六 章 煤 炭 转 化
产品 焦炭 净焦炉 煤气 15～ 15～19 焦 油 3～ 4.5 化合 水 2 ～4 粗苯 氨 其它 产率（对 干煤wt wt% 干煤wt%） 70～ 70～ 78 0.8 ～ 1.4 0.25 ～ 0.35 0.9 ～ 1.1
四、炼焦化学产品的回收与煤气的净化 煤在炼焦时产生的气体和液体产物全部转入荒煤气。 煤在炼焦时产生的气体和液体产物全部转入荒煤气。荒煤气呈褐色或 棕黄色，经冷却后，可从焦炉煤气中分离出焦油、粗苯、 棕黄色，经冷却后，可从焦炉煤气中分离出焦油、粗苯、硫铵或氨等产 品。煤经过高温干馏后主要产品产率如下表。 煤经过高温干馏后主要产品产率如下表。