煉焦coking
裝爐煤經過高溫乾餾轉化為焦炭、焦爐煤氣和化學產品的工藝過程。即煤炭焦化。
指主要從硬煤和褐煤中生產焦炭、煤氣、乾餾炭及煤焦油或瀝青等副產品的煉焦爐的操作活動。
根據最終溫度，有高溫煉焦（900～1100℃）、中溫煉焦（660～750℃）和低溫煉焦（500～580℃）。通常指高溫煉焦。
現代煉焦生產在焦化廠煉焦車間進行。煉焦車間一般由一座或幾座焦爐及其輔助設施組成，焦爐的裝煤、推焦、熄焦和篩焦組成了焦爐操作的全過程，每個爐組都配備有裝煤車、推焦車、攔焦機、熄焦車和電機車，一側還應設有焦臺和篩焦站。近來開發的煉焦新工藝還有：
配入部分型煤煉焦的配型煤工藝、用搗固法裝煤的煤搗固工藝、煤預熱工藝等。
產品包括：
（1）焦炭。煉焦最重要的產品，大多數國家的焦炭90%以上用於高爐煉鐵，其次用於鑄造與有色金屬冶煉工業，少量用於製取碳化鈣、二硫化碳、元素磷等。在鋼鐵聯合企業中，焦粉還用作燒結的燃料。
焦炭也可作為製備水煤氣的原料製取合成用的原料氣。
（2）煤焦油。焦化工業的重要產品，其產量約佔裝爐煤的3%~4%，其組成極為複雜，多數情況下是由煤焦油工業專門進行分離、提純後加以利用
（3）煤氣和化學產品。氨的**率約佔裝爐煤的0.2%~0.
4%,常以硫酸銨、磷酸銨或濃氨水等形試作為最終產品。粗苯**率約佔煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有機合成工業的原料。
硫及硫氰化合物的**，不但為了經濟效益，也是為了環境保護的需要。經過淨化的煤氣屬中熱值煤氣，發熱量為17500kj/nm3左右，每噸煤約產煉焦煤氣300~400 m3，其質量約佔裝爐煤的16%~20%，是鋼鐵聯合企業中的重要氣體燃料，其主要成分是氫和甲烷，可分離出供化學合成用的氫氣和代替天然氣的甲烷。
高爐用燃料
焦炭是高爐冶煉的主要燃料。
一、焦炭在高爐冶煉中的作用
1.發熱劑。焦炭在風口前燃燒放出大量熱量並產生煤氣，煤氣在上公升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內的各種物理化學反應得以進行。
2.還原劑。焦炭燃燒產生的c0及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。
3.料柱骨架。焦炭在料柱中佔1/3～1/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區只有焦炭是以固體狀態存在，它對料柱起骨架作用，高爐下部料柱的透氣性完全由焦炭來維持。
4.滲碳劑。
5.爐料下降提供自由空間。
二、高爐冶煉對焦炭質量的要求
1．焦炭的化學成分
焦炭的化學成分常以焦炭的工業分析來表示。工業分析專案包括固定碳、灰分、硫分、揮發分和水分的含量。
◆固定碳含量盡量高，灰分盡量低。我國冶金焦炭灰分一般為11％～l4％。
◆硫含量低。
◆揮發分一般在0．7％～l．2％。
焦炭中的揮發分是指在煉焦過程中未分解揮發完的h2、ch4、n2等物質。
揮發分含量過高，說明焦炭的結焦程度差，生焦多，強度差；含量過低，則說明結焦程度過高，易碎。
◆水分含量穩定。
焦炭中的水分是濕法熄焦時滲入的，通常為2％～6％。
2．焦炭的物理性質
◆機械強度高。
焦炭的機械強度是指焦炭的耐磨性和抗撞擊能力。
機械強度不好的焦炭，在轉運過程中和高爐內下降過程中破裂產生大量的粉末，進入初渣，使爐渣的黏度增加，增加煤氣阻力，造成爐況不順。
目前我國一般用小轉鼓測定焦炭強度。
小轉鼓是用鋼板焊成的無穿心軸的密封圓筒，鼓內徑和寬均為1000mm，內壁每隔90°焊角鋼一塊，共計4塊。試驗時，取粒度大於60mm 的焦炭30kg，放人轉鼓內，轉鼓以25r／min的速度旋轉100轉，即4min，倒出試樣，用φ40mm和φl0mm的圓孔篩篩分，以大於40mm的焦炭佔試樣總量的百分比(以m40表示) 作為破碎強度指標，以小於l0mm的焦炭佔試樣總量的百分比(以m10表示)作為耐磨強度指標。
m40愈大，ml0愈小，表明焦炭的強度愈高。
一般要求m40≥72％，ml0≤10％。
◆粒度均勻、粉末少。
大型高爐焦炭粒度範圍為20～60mm，中小高爐用焦炭，其粒度分別以20～40mm和大於15mm 為宜。
3．焦炭的化學性質
焦炭的化學性質包括焦炭的燃燒性和反應性兩方面。
◆ 燃燒性好。
燃燒性是指焦炭在一定溫度下與氧反應生成c02的速度，即燃燒速度。其反應式為：
c+02=c02
◆ 反應性好。
反應性是指焦炭在一定溫度下和c02作用生成c0的速度。反應式為：
c+c02=2co
為了提高爐頂煤氣中的co2含量，改善煤氣利用程度，希望焦炭的反應性差些為好。
為了擴大燃燒帶，使爐缸溫度及煤氣流分布更為合理，使爐料順利下降，希望焦炭的燃燒性差些為好。
三、煉焦生產工藝流程
煉焦生產工藝流程如圖2-2所示。
圖2-2 煉焦生產工藝流程
煉焦工藝
煉焦爐現代焦炭生產過程分為洗煤、配煤、煉焦和產品處理等工序。
1.洗煤
◆原煤在煉焦之前，先進行洗選。
◆目的是降低煤中所含的灰分和去除其他雜質。
2.配煤
◆將各種結焦效能不同的煤按一定比例配合煉焦。
◆目的是在保證焦炭質量的前提下，擴大煉焦用煤的使用範圍，合理地利用國家資源，並盡可能地多得到一些化工產品。
3.煉焦
◆將配合好的煤裝入煉焦爐的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側燃燒室加熱乾餾，經過一定時間，最後形成焦炭。
◆炭化室內成焦過程如圖2—3所示。
圖2-3 結焦過程示意圖
4.煉焦的產品處理
◆將爐內推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然後進行破碎、篩分、分級、獲得不同粒度的焦炭產品，分別送往高爐及燒結等使用者。
◆熄焦方法有乾法和濕法兩種。
濕法熄焦是把紅熱焦炭運至熄焦塔，用高壓水噴淋60～90s。
乾法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內，用惰性氣體迴圈**焦炭的物理熱，時間為2～4h。
◆在煉焦過程中還會產生煉焦煤氣及多種化學產品。焦爐煤氣是燒結、煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼生產的主要燃料。
煉焦原理及工藝流程
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