第一章緒論
煤是由植物遺體經過生物化學作用和物理化學作用演變而成的沉積有機巖。
根據形成煤炭的物質基礎劃分煤炭的型別稱為成因型別。主要是：腐殖煤、腐泥煤、殘殖
（1）腐殖煤：由高等植物經過成煤過程中複雜的生化和地質變化作用生成。自然界中分布最廣，蘊藏量最大。
（2）腐泥煤：主要由湖沼或淺水海灣中藻類等低等植物形成。儲量大大低於腐植煤，工業意義不大。
（3）殘殖煤：由高等植物殘骸中對生物化學作用最穩定的組分(孢子、角質層、樹皮、樹脂)富集而成。殘植煤在自然界中的儲量很少，常呈薄層或透鏡體夾在腐植煤中。
（4）腐殖腐泥煤：由高等植物、低等植物共同形成的煤。
整個成煤作用可劃分為兩個階段：即泥炭化作用過程和煤化作用
煤化程度由低到高依次是：褐煤、煙煤（長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤）、無煙煤。
第二章煉焦
煉焦概念
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（又稱高溫乾餾、煉焦）.
煉焦產品
⑴焦炭 90%用於高爐煉鐵，其餘用於機械工業、鑄造、電石生產原料、氣化以及有色金屬冶煉。
⑵化學產品
硫酸銨、吡啶鹼、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、瀝青等。用於化學肥料、農藥、合成纖維的原料、塑料等。
⑶煤氣可用來合成氨、生產化學肥料或用做加熱燃料。
焦炭的分類：
焦炭通常按用途分為冶金焦、氣化焦和電石用焦等。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
焦炭在高爐中則起著熱能源、還原劑和疏鬆骨架三個作用。
成焦過程
<350℃煤乾燥預熱階段：～120℃煤的水分脫出
200℃釋放空隙中的氣體（ch4、co2、co、n2）
350～480℃膠質體形成階段：350℃煤熱解、軟化膨脹形成膠質體
480 ～ 650℃半焦形成階段：480℃膠質體分解、收縮、固化形成半焦
650 ～ 950℃焦炭形成階段：650℃半焦分解、開始向焦炭轉化
950℃焦炭成熟
氣體析出途徑（粗煤氣主要產生的兩個階段）
裡行氣在膠質層之間形成的不能橫穿膠質層，只能上行進入頂空間的氣體；
沒有經過高溫區進入頂空間，是煤經一次熱解產生。
外行氣在膠質層外側，因膠質體固化和半焦熱解形成的，沿焦餅裂紋以及爐牆和焦餅之間的空隙進入頂空間的氣體；
經過高溫區進入頂空間，煤經二次熱解產生。
裡行氣量少，佔10%左右，外行氣量大，佔90%左右
煉焦用煤及其結焦特性
氣煤（qm）、肥煤（fm）、焦煤（jm）、瘦煤（sm）及中間過渡性牌號煤。
⑴氣煤揮發分含量最高，半焦收縮量最大，黏結性差，膨脹壓力較小。
煉焦產品特點：焦炭碎、強度低；可得較多化學產品
⑵肥煤揮發份高，灰分高，半焦收縮量大，產生膠質體數量最多，黏結性最好，膨脹壓力大。
煉焦產品特點：焦炭碎、強度低；可提高化學產品產率和煤氣產率。
⑶焦煤揮發分適中（＜肥煤），半焦收縮量小，黏結性高，膨脹壓力大，膠質體透氣性最差，但熱穩定性高。
煉焦產品特點：焦炭裂紋少、塊大，強度高。
⑷瘦煤揮發分最低，半焦收縮性最低，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。
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，膨脹壓力大，容易損壞爐牆
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
配煤的工藝指標
水分影響
配煤中水分大時
水的蒸發要吸收大量熱，使焦爐公升溫速度減慢；
裝煤時使炭化室砌體驟冷，內應力負荷增大，影響爐體壽命；
降低煤料堆密度；
使焦炭強度降低。
配煤水分太低時
在破碎和裝煤時造成煤塵飛揚，惡化操作條件，
會使焦油中游離碳含量增加。
一般情況下，焦化廠把水分控制在8～10%；
灰分影響
配煤中的灰分全部轉入了焦炭中，焦炭的灰分高帶來的影響：
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。
煉鐵用焦和石灰石耗量高，高爐生產能力降低。
所以,配煤要求灰分< 12 %。
揮發分影響
揮發分高，化學產品產率高，煤氣產率高。
揮發分過高
焦炭平均粒度小，抗碎強度低。
揮發分過低
煤的黏結性差，耐磨強度降低，可導致推焦困難。
配煤要求揮發分 25-32%
硫分影響
硫是高爐煉鐵的有害成分，
煤中的硫分有80%左右轉入焦炭，
焦炭硫分一般要求小於1.0～1.2%，
為了滿足焦炭硫分要求，因此配煤中的硫分應控制在1%以下。
降低配煤中硫含量的途徑：
一是通過洗選除掉部分無機硫。
二是配合煤料時，適當將高、低硫煤的調配使用。
膨脹壓力
膨脹壓力：黏結性煤的煉焦特徵。
影響膨脹壓力的因素：
原煤的性質（內因）；
原料煤的處理條件和加熱條件（外因）。
膨脹壓力在煉焦中的作用：
使膠質體均勻化；
有助於煤的黏結；
過大時能損壞爐牆。
安全膨脹壓力：< 10 ～15 kpa
粒度的影響
裝爐配煤粒度要求小於 3mm的佔90%；
煤粉碎粒度應少含有過大或過小的顆粒，特別要求小於0.2 ～0.5 mm要少。否則增加煤粒的表面積，減少煤的堆密度，嚴重影響焦炭的質量。
大顆粒含量大，裂紋中心多，影響焦炭質量
焦爐的構造
焦爐主要部分構成（三大室）
①炭化室
煤隔絕空氣幹鎦的地方，焦炭形成的場所。
②燃燒室
是煤氣燃燒的地方，煤氣與空氣在其中混合燃燒，產生的熱量傳給爐牆，間接加熱炭化室中煤料，對其進行高溫乾餾。
③蓄熱室
**燃燒室廢氣的熱量來預熱空氣和貧煤氣的地方。
煉焦新工藝
煉焦新技術可分為兩部分：
一是擴大煉焦煤源
對配煤的預處理技術，如增加堆密度的有摻油、搗固、裝爐煤的乾燥、預熱、與型煤混裝等；
增加煤料膠質體的有新增粘結劑或人造黏結煤
減少收縮裂紋的如新增瘦化劑
二是型焦
配煤的預處理技術
配煤摻油
摻油優點
由於煤粒吸附碳氫化合物分子，在表面形成單分子層薄膜，產生潤滑作用，減少了由煤粒表面水分造成的顆粒間的附著力，使煤料流動性高，堆密度增大
摻油量增加，煤料的堆密度隨之增加（但摻油量有乙個度）
搗固煉焦
方法：利用高揮發份弱黏結性或中等黏結性煤為煉焦煤的主要配煤組分，將配合煤在入爐前在搗固機內搗實成略小於炭化室的煤餅後，從焦爐機側推入炭化室內的煉焦方法
原理：因為通過對煤粉的搗固，使煉焦煤堆密度增加，有利於提高煤料的膨脹壓力和黏結性。
效果：①優點：
原料範圍寬
可配入高揮發分弱黏結性煤（主要增加氣煤用量）有效減少主焦煤配比，降低生產成本。
提高焦炭強度
增大焦炭強度、提高焦炭產量和質量。
缺點：搗固機龐大，操作複雜，投資高，炭化室有效利用率低，結焦時間長。
幹煤煉焦
幹煤煉焦是將裝爐煤預先乾燥，使其水分降到6%以下，然後再裝爐煉焦。
幹煤煉焦的效果
（1）改善焦炭質量或增加高揮發分弱黏結性煤的配用量
（2）提高煉焦爐的生產能力
（3）降低煉焦耗熱量
預熱煤煉焦
煤預熱利用熱廢氣將煤料進行乾燥並預熱到200～250℃再裝爐煉焦。
預熱煤煉焦有下述顯著效果
a提高經濟效益。
煤餅的相對密度增加,爐溫降低或縮短結焦，焦炭和化工產品增產。
b 焦爐加熱用燃料減少。
c 提高了焦炭質量。
煤乾燥後,入爐時相對密度增加,焦炭強度可增加1% ~2%。
d 有利於環保
煤料水分的降低大大減少了汙水排放量,有利於環保。
e 利於延長焦爐爐體使用壽命
煤料水分穩定,可使焦爐操作保持穩定,有利於延長焦爐爐體使用壽命。
配型煤煉焦
方法原理
將裝爐煤的30%~40%，加濕到11%~14%，加6%~7%的軟瀝青為粘結劑，然後用蒸汽加熱到100℃，混合均勻，在成型機中壓塊成型，再與其餘的粉煤混合裝爐煉焦
效果降低原料成本
節約優質煉焦煤，擴大弱黏煤和不粘煤的用量，降低原料正本和焦炭灰分。
提高焦炭質量
提高焦炭強度和反應後強度
第三章煉焦化學產品的**與精製
影響化學產品產率和組成的因素
煉焦化學產品的產率取決於煉焦配煤的性質和煉焦過程的技術操作條件。
配合煤的影響，配合煤中揮發分，氧，氮，硫等元素的含量對煉焦化學產品的產率影響很大。
焦爐操作條件的影響
爐牆溫度
炭化室頂部空間溫度
焦爐操作壓力的影響
粗煤氣初步冷卻的意義
①**煤氣中的化學產品多用吸收法，在約30℃低溫下吸收是有利的（自焦爐出來的粗煤氣溫度650~800℃）。
②含大量水汽的高溫氣體體積大，管徑增大，鼓風機的負荷及能量消耗增加。高溫氣體在管道內輸送是危險的，也不允許其進入煤氣鼓風機。
③煤氣冷卻可減少對裝置和管路的堵塞和腐蝕。
為何用氨水噴灑冷卻煤氣而不用水？
冷水公升溫的顯熱小於其蒸發的潛熱，氨水吸熱比水多，強化煤氣冷卻效果
迴圈氨水的壓力較低，噴灑在橋管處形成負壓，使粗煤氣匯入集氣管
氨水是弱鹼的，能中和焦油酸，保護管道的作用。
氨水有潤滑性，便於焦油流動，防止煤氣冷卻過程中煤粉、焦粒、煤焦油混合形成的渣積累而堵塞煤氣管道
氨水可迴圈使用，減少廢水量
不用水噴灑的其它原因：
冷水中的礦物質增加瀝青中的灰分
冷水溫度低，使集氣管底部劇烈冷卻，冷卻下來的焦油黏度大，容易堵塞管道。
乾法脫硫和濕法脫硫
低溫甲醇洗法
煤化工簡介
1 概念 以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體 液體和固體燃料以及化學品的過程。主要包括煤的氣化 液化 乾餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。2 簡介 煤化工英文名為chemical processing of coal，它是以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體 液體和固體產品或半產品，而後進一步加工...
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