中国炼焦行业技术发展指南汇总稿5M
2008~2020年
中国炼焦行业技术发展指南
（讨论稿）
中国炼焦行业协会
中冶焦耐工程技术有限公司
《指南》编写领导小组
组长：蔡承祐
副组长：舒朝晖、杨文彪
成员：王亮、杨华、陈惠民、陶益新、孟庆波、曲思建、刘建卫
《指南》编写人员
编审人：蔡承祐
主撰稿人（排名不分先后）：蔡承祐 钱理业 陶益新 王满 陈健伟 陈惠民 白玮 高克宣 尹君贤
参编人（排名不分先后）： 张长青 王英丽 孟祥荣 杨华 刘海东
目 录
1 总论 1
1.1 中国炼焦行业在国民经济中的地位与发展前景 1
1.2 中国炼焦行业现状和主要问题 1
1.3 国际炼焦行业的技术发展趋势 3
1.4 符合科学发展观的炼焦行业技术发展原则 4
2 炼焦煤资源和煤处理技术 5
2.1 中国炼焦煤资源概况 5
2.1.1 炼焦煤的储量及分布 5
2.1.2 焦化厂使用炼焦煤概况 6
2.2 备煤技术现状 9
2.2.1 常规技术应用概况 9
2.2.2 新技术应用及发展概况 12
2.3 备煤技术发展目标 17
2.3.1 节约优质炼焦煤资源 17
2.3.2 焦炭质量 18
2.4 备煤关键新技术的研发与产业化 19
2.4.1 建议研发的关键技术 19
2.4.2 建议加快推广应用的关键新技术 20
3 炼焦技术 21
3.1 炼焦技术现状 21
3.1.1 大型焦化企业的产能比例 21
3.1.2 顶装煤焦炉技术现状 22
3.1.3 捣固焦炉技术现状 29
3.1.4 熄焦技术现状 31
3.2 炼焦技术发展目标 35
3.3 炼焦关键新技术的研发与产业化 36
3.3.1 建议研发的关键技术 36
3.3.2 建议加快推广应用的关键新技术 37
3.3.3 建议跟踪的前沿技术 38
4 焦炉煤气净化与利用技术 40
4.1 技术现状 40
4.1.1 焦炉煤气净化技术现状 40
4.1.2 焦炉煤气利用技术现状 50
4.2 焦炉煤气净化与利用技术发展目标 57
4.2.1 煤气净化技术发展目标 57
4.2.2 焦炉煤气利用技术发展目标 59
4.3 焦炉煤气净化关键新技术的研发与产业化 61
4.3.1 建议研发的关键新技术 61
4.3.2 建议加快推广应用的关键新技术 62
4.4 焦炉煤气利用关键新技术的研发与产业化 62
4.4.1 建议研发的关键新技术 62
4.4.2 建议加快推广应用的关键新技术 63
4.5 建议跟踪的焦炉煤气净化与利用前沿技术 64
5 焦油和粗苯加工精制技术 64
5.1 技术现状 64
5.1.1 焦油加工精制技术现状 64
5.1.2 粗苯加工精制技术现状 72
5.2 焦油和粗苯加工精制技术发展目标 78
5.2.1 焦油加工精制技术 78
5.2.2 粗苯加工精制技术 80
5.3 焦油加工精制关键新技术的研发与产业化 80
5.3.1 建议研发的关键新技术 80
5.3.2 建议加快推广应用的关键新技术 81
5.4 粗苯加工精制关键新技术的研发与产业化 82
5.4.1 建议研发的关键技术 82
6 焦化污水处理技术 82
6.1 技术现状 82
6.1.1 焦化污水
处理装置建设与运行概况 82
6.1.2 主流工艺 84
6.1.3 主要问题 85
6.2 焦化污水处理技术发展目标 86
6.2.1 COD减排量 86
6.2.2 深度处理后回用 89
6.3 焦化污水处理关键新技术的研发与产业化 90
6.3.1 建议研发的关键新技术 90
6.3.2 建议加快推广应用的关键新技术 91
中国炼焦行业技术发展指南
1 总论
1.1 中国炼焦行业在国民经济中的地位与发展前景
进入21世纪以来，国际工业界普遍认为钢铁仍是现代文明社会不可缺少的原材料，是本世纪的“必选材料”，钢铁工业在满足国民经济各方面高速增长的要求方面仍保持其不可替代的地位。对于致力于加快工业化、农业现代化和城镇化进程的中国，钢铁工业作为国民经济的重要基础产业和支撑产业的地位直到2020年不会改变。同时，作为炼钢生产的原料——生铁的炼铁工艺，虽然直接还原和熔融还原等冶金前沿技术已陆续实现了商业化，但高炉炼铁工艺的技术主导地位还不会改变。因此，作为支撑中国钢铁生产的炼焦工业还将长期存在。而且其技术必将不断发展以适应资源、能源和环境条件。
1.2 中国炼焦行业现状和主要问题
我国已是世界上焦炭生产的第一大国。2007年焦炭的总产能约3.6亿t/a，实际总产量3.35亿吨，约占世界焦炭总产量的60%。焦炭出口量1530万t，占世界焦炭贸易总量的50%以上。中国已成为全球焦炭生产与供应中心。由于炼焦行业的资源、能源消耗量大，污染物排放量大的特点，我国炼焦工业的高速发展给资源供给、环境治理带来的压力日益加大。就总体水平而言，我国炼焦行业仍属于资源利用效率低，能耗高，污染严重的产业。其主要表现为：
1） 产业集中度低，炼焦企业数量多而规模小。全国炼焦生产企业仍有约1100家，平均生产规模仅30万t/a，与日本的钢铁联合企业的焦炭平均生产规模660万t/a，独立焦化企业的焦炭平均生产规模210万t/a相比，差距甚大。
2） 顶装焦炉大型化进程缓慢，技术水平落后。全国6m以上的大型焦炉仅100余座，产能约5000万t约占总产能的14%，且就其总体的工艺、环保、节能和自动化技术水平而言，仅相当于20年前的国际水平，难于满足国家对焦化产业结构调整的技术需求，也不能适应国内大型高炉的发展需要。
3） 适合我国炼焦煤资源状况的捣固炼焦技术发展滞缓。现已建成投产的捣固焦炉虽已有355座，产能9600万t/a，但绝大部分为炭化室高度4.3m以下的中小型焦炉，大型捣固焦炉的产能小于5%。捣固装煤机械装备落后，煤饼稳定性差，倒塌率高、装煤烟尘控制效果差等问题严重制约了该项国家鼓励的产业技术的发展，影响了炼焦资源的更合理利用。
4
） 焦炉煤气脱硫净化技术不能满足环保要求。一是我国自主研发的湿式催化氧化脱硫工艺（HPF、PDS工艺等）虽脱硫效率能达标，但废液难处理，易造成二次污染，同时副产品硫磺纯度低（<90%）、销售困难。另一种是氨——硫循环洗涤脱硫工艺（A、S法），虽可生产高品质硫磺，但脱硫效率偏低，难以稳定达到脱硫后焦炉煤气中H2S含量低于300mg/m3 的行业准入条件要求。
5） 炼焦副产品焦炉煤气、粗苯和煤焦油的资源化利用程度低。
? 焦炉煤气：每年尚有约140亿m3煤气没有利用而点火放散或直接排入大气浪费大量能源并严重污染环境；
? 粗苯：目前我国焦化行业回收粗苯量约200万t/a，回收率约67%。至于粗苯精制，除了已投产和在建的先进的苯加氢精制装置外，尚有50%以上的粗苯是采用落后的酸洗法生产，而且大多为3万t/a以下的小规模装置，产品质量差、能耗高、污染严重
? 煤焦油：目前，我国焦化行业回收的煤焦油总量为860万t/a，回收率约70%，其中进一步加工的煤焦油量仅520万t/a，约占60%。约300万t/a煤焦油未提取任何化工产品而作为燃料或炭黑原料烧掉。同时单套能力为30万t/a以上的大装置仅占总能力的30%。装置规模小，布局分散，产品品种少、能耗高，污染物排放量大的状况尚未得到根本改观。
1.3 国际炼焦行业的技术发展趋势
经历了100多年发展的现代焦化工业在发达国家正承受优质炼焦煤资源和能源日益紧缺和环保法规日益严格的巨大压力。这种压力也是当今国际焦化工业技术发展的基本动力。为应对挑战，国际焦化工业技术发展的基本方向就是最大限度地提高资源利用效率和最大限度地节能减排。在这方面，本世纪以来陆续采用和正在加紧研发的代表性技术主要有：
? 以德国7.63m和8.43m焦炉为代表的超大容积焦炉技术。
? 日本SCOPE21工艺，集成了煤预热、热压型煤、快速炼焦，干熄焦后处理等技术的全过程密闭的环保型炼焦技术。
? 具有节能和环保综合效益的第三代（即流化床型）煤调湿和超大型（200t/h以上）干熄焦技术。
? 无外排废液并能生产高品质硫磺或硫酸的焦炉煤气高效脱硫技术。
? 剩余焦炉煤气高效利用技术。已商业化的代表性技术有燃气——蒸汽联合循环发电（CCPP）、催化部分氧化工艺制甲醇技术和变压吸附（PSA）制氢技术等。
? 能实现提高产品产率和质量、降低能耗、减少污染综合效益的粗苯加氢精制技术。
? 能提高萘等高附加值产品产率和节能、环保水平的大处理能力（30-60万t/年?套）的煤焦油集中加工技术。
? 高效吸附和膜处理等焦化废水深度处理回用技术。
1.4 符合科学发展观的炼焦行业技术发展
原则
和其它行业一样，我国炼焦行业的技术发展也必须遵循中央确定的“落实科学发展观、节约资源能源、实现环境友好、构建和谐社会，经济循环发展、可持续发展”的基本方针。
根据此方针编制的本《指南》，作为战术层面的行业技术发展的指导性文件，针对我国炼焦行业存在的问题和与国际先进水平的差距，结合我国国情对炼焦行业所包括的各技术领域中的技术发展目标和为实现此目标有应用前景的关键新技术进行了论述。这些技术的特点是：①它们不是处于基础研究阶段的技术，而是目前或未来5-10年内实现商业应用的可行技术。②它们应是既符合国际焦化工业技术发展的趋势又符合中国国情的主流技术。
为增加《指南》的指导性和可操作性，对上述关键新技术，根据其成熟性和应用紧迫性按“建议加快应用的关键新技术”、“建议研发的关键新技术”和“建议跟踪的前沿技术”分别论述。
2 炼焦煤资源和煤处理技术
2.1 中国炼焦煤资源概况
2.1.1 炼焦煤的储量及分布
我国煤炭资源储量丰富，已探明的煤炭可采储量1886亿吨，居世界第三位。但是，炼焦煤可采储量并不多，仅占煤炭总可采储量的34.4%，即649亿吨（数据来源2007年12月25日中国冶金报）。四种类别炼焦煤中可采储量比例不均匀，其中气煤占51.4%，肥煤占12.6%，焦煤占18.8%，瘦煤占14.9%，未定牌号煤占2.3%。强粘结性的肥煤和焦煤仅占炼焦煤总储量的31.4%，而粘结性弱的气煤占一半以上。从炼焦煤绝对储量及肥煤和焦煤所占比例可以看出，我国属于优质炼焦煤资源相当缺乏的国家。
我国炼焦煤资源的地区分布也很不均匀，在全国各省（市、区）中，山西省炼焦煤的可采储量占50%。安徽、贵州、山东、河北、黑龙江和河南等六省炼焦煤的可采储量稍多，其中储量最多的安徽也不到全国的10%，详见表2-1。
我国炼焦煤的资源、生产能力、产量及洗选能力和各煤种精煤产量与焦炭生产的实际需求很不匹配，气煤和1/3焦煤过多，而肥煤和焦煤在地域分布方面过于集中。炼焦煤产区与炼焦煤的需求呈逆向分布，将长期造成西煤东运、北煤南运的困难局面。
我国不同类别的炼焦煤可选性、灰分和硫分等均有明显差异。通常，气煤和1/3焦煤的灰分、硫分含量较低，可选性好，其洗选后的精煤回收率可达70%～90%；而肥煤以中硫份煤为主，焦煤的灰分相对高，肥煤和焦煤的可选性一般较差，精煤回收率低至30%～60%。
表2-1 2001年各省探明炼焦煤可采储量和资源储量
地区 可采储量 查明资源储量
数量（亿吨） 百分比% 数量（亿吨） 百分比 %
全国 661.66 100.00 2765.00 100.00
山西 331.14 50.
05 1550.73 56.08
内蒙 20.74 3.13 53.47 1.93
河北 27.71 4.19 91.52 3.31
黑龙江 26.06 3.94 97.17 3.51
江苏 15.64 2.36 38.52 1.39
安徽 65.10 9.84 234.93 8.50
山东 30.51 4.61 168.00 6.08
河南 24.50 3.70 89.50 3.24
贵州 39.26 5.93 99.93 3.61
云南 18.33 2.77 42.05 1.52
陕西 12.31 1.86 52.63 1.90
新疆 10.92 1.65 79.58 2.88
注：北京煤炭科学院数据
2.1.2 焦化厂使用炼焦煤概况
随着高炉大型化和炼铁新技术的应用，对高炉用焦炭质量要求越来越高。为了满足高炉用焦炭质量需求，主要钢铁企业焦化厂的焦煤和肥煤配用量居高不下，详见表2-2、2-3。从表2-3所列数据分析，2007年主要焦化企业焦煤配比40.72%、肥煤配比18.59%，气煤配比31.23%，焦煤和肥煤配比之和高达59.31%，显然与我国焦煤、肥煤储量仅占炼焦煤总储量的31.4%比例相差较大，这是造成目前优质炼焦煤供应紧张，价格飞涨的主要原因。炼焦煤资源的短缺与需求不相适应的矛盾将会越来越突出。
由于受炼焦煤资源条件的限制，我国焦炭质量与工业发达国家相比并不算太好，但我国高炉的利用系数和发达国家相比并不低。我国衡量高炉用焦的机械强度用转鼓试验M40、M10指标；热态性能用反应性CRI, 反应后强度CSR指标。一般说，炼焦装炉煤的粘结性指标是影响块焦机械强度主要因素。但是，对于焦化厂检测的转鼓试验M40、M10指标与该厂的熄焦方式、筛贮焦和运焦过程有一定关系。工艺流程较长，转运摔打次数多，块焦的裂纹已破裂，故块焦转鼓试验的M40、M10指标自然偏高。因此，由于各焦化厂焦炭取样点位置不同，检测的焦炭机械强度指标没有绝对的可比性，各企业热强度指标测定也有类似情况。M40、M10指标保持在哪种水平最合理以及在有碱条件下测定的CRI、CSR值多少为最佳，各企业认识不尽相同。我们认为一些企业不应片面地追求过高的焦炭质量指标，应根据本企业高炉容积、设备条件、原料条件、经济成本及管理操作水平等具体情况合理确定焦炭质量指标，以利于综合优化配煤炼焦生产，节约优质炼焦煤资源，降低成本。
企业采用何种配煤优化系统，生产中采用何种监督检测方法最为适用和经济合理，是今后各焦化企业应该进一步研讨的课题。随着计算机技术的应用和发展，先进的数学处理方法已获得广泛应用。因此，将多年炼焦配煤的实践和研究成果、优秀配煤专家的经验以及先进的数学处理方法相结合，建立适用于本企业的焦炭质量预测模型，科学地指导配煤，可为企业带来更多的经济效益和社会效益。
为了减少主焦煤用量，企业应与大专院校、科研单位密切合作，共同研发新的炼焦工艺技术；大力推广采用优化配煤系统、
捣固炼焦、配型煤炼焦、煤调湿、选择粉碎等成熟的技术，为节约优质炼焦煤资源共同努力。
表2-2 2007年主要焦化企业炼焦煤配比 %
煤种
厂名 气煤 1/3焦煤 焦煤 肥煤 气肥煤 瘦煤 其他
宝 钢 34.01 8.62 25.39 23.36 5.23 3.49
鞍 钢 16.40 40.00 28.30 10.00 5.3
武 钢 1.39 36.19 38.09 1.65 5.97 15.78
首 钢 20.62 36.67 19.63 10.42 12.64
本 钢 21.30 41.5 30.2 7.00
包 钢 22.70 39.22 18.16 4.83 11.4 3.69
马 钢 27.50 37.5 22.5 12.5
攀 钢 10.77 45.28 43.95
太 钢 7.36 16.8 38.97 32.49 4.38
唐 钢 10.33 49.00 29.33 11.33
安 钢 26.21 36.68 23.98 13.13
济 钢 2.01 29.89 39.94 17.22 2.42 9.32
韶 钢 29.84 57.21 2.9 10.03
柳 钢 30.00 53.92 16.07
天津铁厂 0.72 28.3 31.51 13.11 26.36
表2-3 2007年主要焦化企业炼焦煤平均配比与可采储量比较
煤 种 气煤 焦煤 肥煤 瘦煤 其他
可采贮量% 51.4 18.8 12.6 14.9 2.3
炼焦煤配比% 31.23 40.72 18.59 9.79 1.67
2.2 备煤技术现状
2.2.1 常规技术应用概况
煤处理任务是将进厂的原料煤经过卸车、贮存、配合、粉碎和混合等加工处理，制备符合质量要求的炼焦装炉煤。焦炭质量主要取决于装炉煤性质及备煤炼焦工艺。根据焦化厂生产规模及煤源、煤质情况，采用合理的备煤工艺和设备，有利于改善装炉煤质量。
2.2.1.1 常用工艺流程
a）先配煤后粉碎工艺，图2-1。将组成炼焦煤料的各单种煤先按规定的比例配合好后再进行粉碎。优点：工艺过程简单，设备少，投资省、布置紧凑，操作方便、不用设混合设备等。缺点：不能根据各种牌号煤不同特性分别进行粉碎处理，配合煤中硬度较大的气煤和瘦煤往往得不到细粉碎，而易粉碎的焦煤和肥煤导致了过粉碎而降低了煤料的粘结性。这种工艺流程适用于单种煤质较均匀、粘结性较好的煤料。过去我国焦化厂普遍采用先配煤后粉碎工艺流程。
图2-1先配煤后粉碎工艺流程简图
图2-2分组粉碎工艺流程简图
图2-3单种煤预粉碎工艺流程简图
b）单种煤预粉碎工艺，如图2-3。即在煤场至配煤室之间设预粉碎装置。在进入配煤槽前将较硬的煤种（气煤）先进行一次粉碎，然后送入配煤室与其它煤种配合后进入二次混合粉碎。20世纪90年代以来，由于优质炼焦煤供应紧缺，气煤用量增加，新建和扩建焦化工程（特别采用捣固焦炉炼焦）普遍采用这种粉碎工艺。
c）分组粉碎工艺，如图2-2。将组成炼焦煤料的各单种煤按不同性质分成几组进行配合，并分组粉碎到不同的细度，粉碎后再进行混合。这种工艺流程适合于生产规模大、煤种数量多且煤质差别大的焦化厂。本世纪以来，随着钢铁产业和焦化行业结构调整，在新建和扩建的
大型焦化工程采用了这种粉碎工艺。
焦化厂在配合煤中配入少量焦粉或无烟煤炼焦时，根据工艺要求，焦粉或无烟煤粒度应在1mm以下。为此，煤处理系统应设置焦粉或无烟煤的单独磨粉装置。马钢、三明钢厂、涟钢等焦化厂已经实现了配入3%~5%无烟煤代替瘦煤炼焦，可以节约瘦煤，提高焦炭块度。
2.2.1.2 常用主要设备
a) 大型焦化厂铁路来煤一般采用“C”型翻车机自动卸车线，配备用螺旋卸车机受煤坑。卸车过程自动化操作，每小时可翻卸20~25节车辆，提高了卸车效率，满足了铁路部门空车周转要求，实现单种煤单独卸车直接送贮煤场堆存，杜绝了卸车过程发生混煤现象。一般汽车来煤采用并列多排螺旋卸车机受煤坑。
b) 贮煤场采用大型DQL斗轮堆取料机作业，一般并列布置二台及以上。一台将受煤系统来煤直接送入煤场堆存，另一台可取煤送往配煤槽，实现堆煤和取煤分开作业，有效防止操作过程发生混煤现象。实现了平铺堆煤，自上而下取煤的均匀化操作，稳定炼焦原料煤质量。
斗轮堆取料机电控设备先进可靠，走行装置、回转装置采用变频调速，大车走行、回转、变幅的位置检测采用编码器，整机采用PLC控制。PLC的控制软件已经编好了大车走行、回转、变幅等运行程序，用户可根据工艺要求确定的技术参数输入程序，实现自动化操作。斗轮堆取料机同地面带式输送机联锁控制，操作室同备煤车间集中控制室有通讯联系。
c) 采用新型煤粉碎设备。本世纪年以来，焦化厂广泛采用新型PECK系列可逆反击锤式粉碎机，基本淘汰了上个世纪普遍使用的带篦条的老式锤式粉碎机和反击式粉碎机。新型PECK系列粉碎机结构合理，粉碎效率高，粉碎细度可根据用户需要在78~93%调整；粉碎后煤料细度均匀；对煤料水分适应性强，煤料水分14%时，下料仍流畅，无堵料现象；锤头一次性使用寿命可达3000小时以上。
d) 自动配煤系统的应用。我国大中型焦化厂已经全部采用自动配煤。自动配煤系统调节灵活、操作方便、配煤比稳定、数据显示直观、自动化水平高、大大降低了工人的劳动强度。其配煤精度一般在1%左右，满足了炼焦生产要求。
2.2.1.3 大型室内煤库。
近几年，鞍钢、太钢、包钢、邯钢、沙钢、攀钢、韶钢等企业在焦化厂改扩建中，由于受场地限制及环保要求，分别新建设直径15～20m、贮量6000～1000t/个大型贮配合一的大型室内煤库。采用大型室内煤库可节省场地，有利环境保护，但不利于煤料脱水。
2.2.1.4 环境保护及来煤质量检验设施
a) 翻车机卸煤、煤场堆取料机堆煤设置同步洒水抑尘装置；
b) 露天煤堆设洒水抑尘装置，防止干
燥季节或大风天气扬起的煤尘污染周围环境,同时减少煤粉损失；
c) 贮煤厂煤泥沉淀池增设挖煤泥设备，及时回收沉淀的煤泥。
d) 焦化厂建设焦油渣添及脱硫废液回配装置。
f) 本世纪以来，新建焦化厂多健全了进厂原料煤质量检验设施。公路、铁路等来煤设置了机械化自动取样装置，对来煤车辆在卸车前及时取样并化验，做到了严格控制来煤质量。
2.2.2 新技术应用及发展概况
2.2.2.1 优化配煤
所谓优化配煤系指在炼焦配煤中尽量多配高挥发分弱粘结性煤或不粘结性煤，少用优质的焦煤、肥煤；尽量开发和扩大新的炼焦用煤资源，达到即满足用户的焦炭质量要求又节约优质炼焦煤资源、降低炼焦用煤成本之目的。为此，我国焦化科技人员已经做了不懈的努力。
近些年，中冶焦耐工程技术有限公司在完善自动配煤的基础上，应用计算机技术开发了实现优化配煤的专家系统并应用于生产实际。该系统根据多年的配煤炼焦经验，将煤炭资源、煤质指标、焦炭质量指标、来煤价格、专家经验及一些历史数据等诸多关联因素，采用现代数学方法进行数值预测和方案优化，已实现少用优质炼焦煤，降低生产成本的目的。
配煤专家系统组成：
?数据库：历时生产数据库、原料煤信息库、优化配煤模型库等。
?煤场管理系统
?焦炭质量预测系统
?配煤优化系统
该优化配煤专家系统已经在天津三煤气、长春煤气厂、沙钢、南京钢厂采用，
天津三煤气已经稳定运行，使优质煤配用量由原来20%下降到10%，每吨装炉煤成本下降25.7元，一年节约成本3800万元。
2.2.2.2 配型煤炼焦技术
配型煤炼焦是将15%～30%装炉煤添加一定量的粘结剂（一般占需成型煤量的6%～7%）压制成型煤, 然后再与散状装炉煤混合同步输送到煤塔装炉炼焦。配型煤炼焦能够改善焦炭质量。在配煤比相同的条件下，配型煤炼焦生产的焦炭与常规配煤生产的焦炭比较，其焦炭质量明显改善，抗碎强度M40提高2%～3%；耐磨强度M10改善0.5%左右；如果维持原来的焦炭质量水平,则可多用10%～15%的弱粘结性煤。
宝钢一期焦化从日本引进了型煤炼焦技术；三期焦化中日联合设计了型煤装置，已经运行了多年。
2.2.2.3 煤调湿技术
煤调湿技术是将装炉煤在装炉前除掉一部分水分，确保装炉煤水分稳定的一项技术。煤调湿过程有严格的水分控制手段，确保装炉煤水分达到预选的目标值6.5%左右。保证焦炉操作稳定，达到节能、增产和改善焦炭质量的效果。生产实践证明，由于调湿后的装炉煤水分由10%降到约6.5%，干馏时间缩短，装炉煤的堆积密度增大，焦炉生产能力提高约11%，炼焦耗热量节省12%；改善
焦炭质量，其DI15150和CSR可分别提高1～1.5个百分点。如果维持原来的焦炭质量水平,则可多用8%～10%的弱粘结性煤。装炉煤的水分低且稳定，有利于焦炉生产操作，延长焦炉的寿命，减少焦化污水排放量等。我国煤调湿技术应用慨况如下：
? 日本政府援助我国第一套煤调湿装置于1996年在重钢焦化厂投产。重钢煤调湿工艺以导热油为热媒，吸收荒煤气和烟道废气显热后与湿煤进行间接热交换来调节装炉煤的水分。因诸多原因已停产，没有得到推广。
? 2007年，中冶焦耐工程技术有限公司开发设计的以干熄焦发电背压蒸汽为热源的煤调湿装置已经在上海宝钢、太钢建成，设备正在调试阶段，近期投入生产；攀钢正在建设。
2.2.2.4 风力选择粉碎工艺
风力选择性粉碎是将配合煤送入流化床风选机内进行分级。被上升风流带出的颗粒煤为合格细度，而比重大、颗粒粗、灰分高的颗粒沉于床底。床底煤粒用刮板机运出送入粉碎机粉碎后再进入风选机风选，如此反复循环操作。该工艺将<3mm的细颗粒先从配合煤中分离出来，大颗粒进入粉碎机粉碎，减低了粉碎机负荷。比重大、颗粒粗、灰分高的颗粒经过重复粉碎和风选也达到合理的细度，使装炉煤的粒度分布均匀合理。提高了装炉煤密度，改善焦炭质量。焦炭M40提高1～2个百分点;M10改善0.5～1.0个百分点。我国风力选择粉碎技术应用慨况如下：
? 酒钢焦化厂在原配煤系统中引进了乌克兰风动选择性粉碎工艺，运行多年。该工艺的实施保证了配合煤的充分粉碎，也避免了一些不该细粉碎的煤过粉碎。焦炭强度M40提高了1.5～2个百分点;M10改善了0.8～1.0个百分点；焦炉装煤能力提高2%。
? 2007年10月济钢研发的移动隔板式流化床风选煤调湿装置投产。该装置利用烟道废气作为热媒体。在流化床中230℃烟道废气与流化沸腾状态湿煤煤料直接接触进行热交换。通过控制进入流化床煤料量，热废气温度、流量、流速及废气出口温度等参数，将排出煤料粒度、水分达到目标值。
煤料流程：煤料由配煤槽底部圆盘给料机给出，经皮带机、转运站送至可逆配仓皮带机，将均匀送入移动隔板式流化床，在其内进行调节水分与分级分离，细煤料从移动隔板式流化床底部落到煤塔上煤皮带机；分离出的粗颗粒煤料进入粗煤料皮带机，被送往现有破碎机进行破碎，经破碎后与细煤料混合，再送往两个煤塔。布袋除尘器排出的细煤灰经成型机成型后送至成品煤皮带机。
2.2.2.5 捣固炼焦
将装炉煤在入炉前采用捣固机械捣实成体积略小于炭化室的煤饼，然后推入炭化室内炼焦称捣固炼焦。捣固煤饼的堆密度可由原来散装煤的0.7t/m3～0
.75t/m3提高到0.95t/m3～1.15t/m3。生产实践证明，采用捣固焦炉炼焦同常规顶装焦炉炼焦相比，焦炭M40提高了1～6个百分点，M10改善了2～3个百分点；在焦炭强度相同条件下，采用捣固炼焦技术可使装炉煤中高挥发分气煤的配比增加15%-20%我国炼焦煤资源中50%以上的煤属气煤，气煤的灰分通常低于其它种类的炼焦煤，所以多用气煤炼焦也有利于降低焦炭的灰分。
捣固炼焦对配合煤的水分和粉碎细度有较严格要求：水分应为8-11%，粉碎后煤的粒度组成应为： <3mm 95%以上，其中 <2mm 85-88%, <0.5mm为50%左右。备煤工艺需充分考虑如何满足上述要求。
2.2.2.6 配废塑料炼焦
随着石油化工的迅速发展，各种塑料制品大量进入人民生活之中，然而，随之而来的大量废弃塑料严重地污染环境，成为社会的一大公害，因此，废塑料的处理和回收利用已越来越引起人们的关注。
国内外研究成果表明，利用现有的焦炉及其煤气处理设备实现废塑料与煤共焦化，生产工业用焦炭及其副产品煤焦油、焦炉煤气技术是可行的，可实现了废塑料的资源化利用和无害化处理。
2000年，日本新日铁首台处理废塑料炼焦设备在名古屋和君津钢铁厂投产，2005年又将此项技术扩大至6个焦化厂，年处理废塑料达到19万t。
新日铁配塑料炼焦处理工艺如下：先将收集来的废塑料经过清洗除去杂质，再经破碎、挤压制成2～3mm小颗粒，按比例加入配合煤中炼焦。在焦炉内经1100℃左右高温干镏分解，生成约20%焦炭、40%焦油和40%粗苯、煤气。实践证明，煤料中掺混1%～2%比例的塑料炼焦不至影响焦炭强度，炼出的焦炭用于高炉炼铁。从炼焦技术上可以掺入更多的废塑料炼焦，但对焦炭的产率和强度有影响。
我国关于废塑料与炼焦配煤共焦化实验研究已经取得了阶段性成果。首钢技术研究院和山东科技大学等通过采用焦化厂生产用煤和生活垃圾废塑料配煤炼焦实验研究结论是：炼焦煤料中废塑料添加量从1%增加到5%，所产焦炭的反应性和反应后强度总体呈现劣化趋势；添加3%以内废塑料代替瘦煤不会影响焦炭质量，其热强度和灰分及挥发分优于纯煤焦化所得的焦炭，硫含量变化不大。
2.3 备煤技术发展目标
2.3.1 节约优质炼焦煤资源
我国是优质炼焦煤资源相当缺乏的国家。随着炼铁工业的发展，焦化工业规模不断扩大，优质炼焦煤供应会越来越紧张。改进煤预处理技术，尽量多配气煤或弱粘结煤炼焦，在满足用户焦炭质量要求前提下节约优质炼焦煤资源是备煤技术发展目标
a) 开展炼焦配煤研究。在满足用户焦炭质量要求的前提下，大力开展多配入低灰、低硫的气煤及配无烟煤、焦粉、废塑料
等炼焦配煤的试验研究，对于降低焦炭的灰、硫含量,扩大炼焦煤源,节约优质炼焦煤有重要意义。
b) 优化配煤技术。在自动配煤的基础上，运用计算机技术，通过对焦化厂生产积累的历史数据进行回归分析，并根据煤源、煤质及焦炭质量不变的条件下优化配煤，多配高挥发分弱粘结性煤或不粘结性煤炼焦；
c) 优化备煤工艺，新建和改扩建焦化工程，设置气煤预粉碎和分组粉碎工艺流程；
d) 提高煤处理系统机械化自动化水平，严把来煤质量关，防止受煤、贮煤过程发生混煤；
e) 采用煤调湿、配型煤、风力选择粉碎等煤预处理新工艺；
f) 推动捣固焦炉大型化，在气煤储量丰富的地区的新建焦化厂建设高效、环保的大型捣固焦炉。
2.3.2 焦炭质量
钢铁企业焦化厂应根据高炉容积，合理确定焦炭质量水平。不同容积高炉要求的焦炭质量指标的建议值如表2-4。
忽视资源条件，追求过高的焦炭质量指标，将造成优质炼焦煤资源的浪费。
表2-4 不同容积高炉要求的焦炭质量指标
高炉容积/m3 1000 2000 3000 4000 5000
M40/% ≥78 ≥82 ≥84 ≥85 ≥86
M10/% ≤8.0 ≤7.5 ≤7.0 ≤6.5 ≤6.0
反应后强度（CSR）/% ≥58.0 ≥60.0 ≥62.0 ≥64.0 ≥65.0
反应性指数（CRI）/% ≤28.0 ≤26.0 ≤25.0 ≤25.0 ≤25.0
灰分Ad/% ≤13.0 ≤13.0 ≤12.5 ≤12.0 ≤12.0
硫分St.d/% ≤0.70 ≤0.70 ≤0.70 ≤0.60 ≤0.60
粒度范围 (mm) 20～75 25～75 25～75 25～75 30～75
大于上限 /% ≤10
小于下限 /% ≤8
注:以上资料来自《炼铁设计规范》
2.4 备煤关键新技术的研发与产业化
2.4.1 建议研发的关键技术
2.4.1.1 风选粉碎煤调湿技术
a) 技术内容
煤料风力选择粉碎和水分控制结合为一体的技术——风选粉碎煤调湿技术。
风力选择粉碎是将配合煤送入流化床风选机内的进行分级，被上升风流带出的颗粒为合格细度，而沉于床底的比重大、颗粒粗、灰分高的煤粒运出送入粉碎机粉碎后再返入风选机风选。如此反复循环操作，使装炉煤的粒度分布均匀合理，提高装炉煤密度，改善焦炭质量。
风力选择粉碎采用的风选介质是常温空气。风选粉碎煤调湿技术使用220℃热废气（焦炉烟道废气）代替常温空气作为风选介质，在流化床风选机内煤料与热废气直接接触过程中进行热交换，煤料中的部分水分转化水蒸汽随废气带出，起到降低煤料水分作用。该装置通过控制进入流化床风选机的煤料量，热废气温度、流量、流速及废气出口温度等参数，将排出煤料粒度、水分（6.5%）达到目标值。
风选粉碎煤调湿技术具有风力选择粉碎和煤调湿双重效果，即使装炉煤粒度分布和细度组成合理，又可降低装炉煤水分3～4百分点，提高
装炉煤堆密度3%～5%，从而缩短结焦时间，减少炼焦耗热量，提高焦炉的生产能力，改善焦炭质量等。
b) 研发目标
2010年前进一步完善济钢示范装置，推广应用；
2013年前研发振动流化床型风选粉碎煤调湿装置，建成并投入运行示范装置；
2015 年前实现该项技术的推广应用。
2.4.1.2 配塑料炼焦技术
a) 技术内容
将收集来的废塑料经过分捡、清洗除去杂质、破碎、挤压制成2～3mm小颗粒，按比例加入配合煤中炼焦，与煤共焦化，生产工业用焦炭及其副产品煤焦油、焦炉煤气。
b) 研发目标
2013年在规模为100万t/a以上的焦化厂建成商业化示范装置；
2018年形成可在焦化行业推广的成套技术。
2.4.2 建议加快推广应用的关键新技术
2.4.2.1 优化配煤技术
2010 年在总结采用优化配煤技术的生产厂运行经验的几础上，完善标准数据库结构，形成模块化的成套技术；
2013 年在焦化行业全面推广应用。
2.4.2.2 ?蒸汽为热媒体的煤调湿技术
2010 年前国内开发设计的上海宝钢和太钢以蒸汽为热媒、采用多管回转滚筒干燥机方式的煤调湿装置投入运行，取得经验并对装置以及调湿煤运送与装炉过程的环保设施设计进一步完善；
2013 年在焦化行业全面推广应用。
3 炼焦技术
3.1 炼焦技术现状
3.1.1 大型焦化企业的产能比例
据有关部门统计数据，到2005年底，全国有400多家机焦企业，机械化焦炉2034座，生产能力达2.9967亿t/a，炭化室高度大于4.3m，装备水平较高的570座焦炉中大于6m的104座，能力4833万t/a。而年产焦炭100万t以上的焦化厂仅有24家。2007年全国焦炭产能已达3.6亿t/a，其中产量≥100万t的焦化生产企业已达72家，比2006年增加17家，其总产量达13844万t，比2006年增产3589万t；焦炭产量占全国机焦产量比重为45.35%，比2006年增加7.04个百分点。其产量规模大于500万t企业有鞍本、宝钢、唐钢、武钢等4大集团公司焦化厂，其中鞍本集团焦炭产量达1014.92万t，宝钢、唐钢、武钢3大集团焦炭产量分别达到809万t、552.42万t、538.05万t。
2007年以来新建投产焦炉达41座、产能超过2000万t。2008～2009年在建和拟建有可能投产的机械化大中型焦炉产能高达5000万t以上，其新增产能将超过预期焦炭需求的增长。今后随着我国炼焦工业产业结构调整，在不新增总产能的条件下，大型焦炉产能比例将进一步增大。
3.1.2 顶装煤焦炉技术现状
3.1.2.1 主流炉型
焦炉结构以双联火道，富煤气下喷，贫煤气侧入，废气循环为主。
其中蓄热室结构：中小型焦炉的以不分格蓄热室为主，大型焦炉逐步趋向于以分格蓄热室，带活动篦子砖为主。
炭化室高度有：4.3m 5.0m 6.0m 6.98m 7.63m（热），而以4.3m
和6.0m为主。
3.1.2.2 工艺技术与装备
护炉铁件：大型H型钢制作的炉柱；
材质为蠕墨铸铁的工字型大保护板；
材质为蠕墨铸铁的箱形断面炉框；
弹簧刀边、弹簧门栓、悬挂、空冷式炉门。
集气系统：多孔数焦炉配置单集气管、双吸煤气管；
采用上升管水封盖；
桥管与水封阀之间采用水封承插；
高压氨水喷射抽吸装置；
高压氨水清扫集气管；
机械切换高低压氨水和开启上升管盖。
3.1.2.3 装煤与出焦烟尘控制技术
3.1.2.3.1装煤烟尘污染控制技术
a) 双集气管，高压氨水喷射无烟装煤技术
该技术是用于早期80型焦炉，因不能满足环保要求而停止推广使用。
b) Schalke装煤烟尘控制技术及其配套proven装置装煤烟尘控制技术
德国Schalke装煤烟尘控制技术，是通过采用控制装煤速度、煤峰高度等一系列手段，对焦炉装煤进行全过程的有效控制。装煤产生的绝大部分烟气进入单集气管系统，其主要技术关键表现在以下几个方面：
①保持炭化室煤峰高度一致，以保证装煤过程中有足够的排烟通道。
②设计合理的装煤孔形状及较大的炉顶空间，以保证装煤后期的煤气通道畅通。
③装煤车采用密封导套与装煤孔座紧密接触，减少装煤时产生的烟尘的外逸。
④利用高压氨水喷射形成的负压将产生的烟尘导入焦炉煤气集气管。
该技术源于德国，在德国应用时烟尘几乎不外逸。在国内没有实践过，近来引进的7.63m焦炉采用Schalke装煤烟尘控制技术配套proven装置的装煤烟尘控制技术，其使用效果还可以，烟尘几乎不外逸，只是远离集气管的装煤孔有少量冒烟情况，其使用效果稍逊于采用地面站烟尘净化技术的效果。
c) 燃烧法干式地面站烟尘净化技术（本钢焦化厂型式）
燃烧法干式地面站烟尘净化技术是装煤干式地面站烟尘净化技术的一种。它采用了炉顶车载装煤烟尘自动点火燃烧技术、炉顶装煤车与固定管道之间的烟尘导通转换技术、粘性粉尘预喷涂吸附技术、阵发性高温烟尘冷却及火花捕集技术、干法袋式除尘器过滤净化技术。
其工艺原理是：
首先，炉顶装煤车在装煤过程中，利用设置在装煤车上的与装煤孔相适应的球面密封套筒在地面站风机形成的负压作用下，将装煤时产生的大量烟尘捕获并通过管道送入设置在装煤车上的燃烧装置内，自动点火装置不断将捕获的烟尘点燃并在燃烧装置内产生燃烧。通过燃烧，烟尘中挟带的煤气、焦油等粘性有机成分被大部分祛除，从而降低了烟尘爆炸和堵塞除尘器滤袋的危险。经过燃烧后的烟尘温度较高，为此，在装煤车上设置混风装置，掺入一定量的室外冷风，一方面将烟尘中煤气等可燃组分的
浓度降低到爆炸极限以下，同时降低烟尘的温度。
混风后的烟尘通过装煤车与炉顶固定管道之间的专用烟气转换阀被导入除尘地面站，在地面站前的管道内，与粘性粉尘预喷涂吸附装置喷入管道内的活性粉尘充分混合，烟尘中残余的焦油等粘性成分被吸附在活性粉尘表面，随气流进入阵发性高温烟尘冷却分离阻火器内，烟尘携带的大颗粒粉尘及明火颗粒被阻火器捕获，同时烟尘的大量显热被阻火器内的冷却体吸收，烟尘温度降至120℃以下。
经过预分离和冷却的烟尘进入布袋除尘器内，布袋除尘器的滤袋表面事先由预喷涂装置喷上了一层粉尘保护层，避免装煤的粘性烟尘直接与滤袋接触，从而保护滤袋不被堵塞。经过布袋除尘器净化后，洁净的气流通过风机、消声器及烟囱进行高空排放。
d) 不燃烧法干式地面站烟尘净化技术（宝钢二期型式）
不燃烧法干式地面站烟尘净化技术与燃烧法干式地面站烟尘净化技术的主要区别是取消了装煤车上的燃烧装置，相对于燃烧法装煤孔处的外套筒密封，不燃烧法在装煤孔处采取了内套筒密封形式，外套筒用于捕集从装煤孔处逸出的烟尘，同时吸入大量的炉外空气。由于采用内套筒密封，逸出的烟尘大大少于外套筒密封收集的烟尘，使得掺入大量炉外空气的烟尘中煤气等可燃物质的含量降低到爆炸极限以下，同时由于烟尘总流量的增加，管道内流速加大，形成气体不可点燃的环境。烟气在大流速下通过时既可防止粉尘沉积，也可防止焦油挂壁。
由于减少了装煤车上的燃烧装置，使装煤车体积、重量和点火控制等设施大大削减，投资降低，同时减少了因点火燃烧而产生的二次废气和有害物。因此不燃烧法干式除尘地面站已成为目前应用最为广泛和可靠的装煤烟尘净化形式。
e) 车载式干式烟尘净化技术
针对我国原有的双集气管焦炉提高装煤除尘水平的需要，开发的干式除尘装煤车，其整个除尘净化系统集中设置在装煤车上，这种装煤车的除尘流程和原理与干式不燃烧法地面站完全相同。
该车在烟尘的净化效率方面与地面站方式等同，可高达99.5%以上。在烟尘的捕集率方面略低于地面站方式，可高达85%~90%，并且投资省，能耗低。该技术主要适用于原有双集气管顶装焦炉的技术改造。
3.1.2.3.2 出焦烟尘污染控制技术
焦炉出焦时，拦焦机与熄焦车处产生大量的阵发性烟尘，产生烟气的高峰期虽不足1min，但对环境的污染却严重，如欲控制、治理，则需排烟风机的吸风量在220000-360000m3/h之间才能得到有效控制。
多年的实践表明，地面站除尘系统是焦炉出焦除尘的最稳定、可靠、有效的治理形式，被广
泛应用于各类型焦炉的炼焦生产中。
该技术的主要工艺过程是使出焦时产生的大量阵发性烟尘在焦炭热浮力及地面站风机的作用下被吸入设置在拦焦机上的大型吸气罩，然后通过烟气转换阀或胶带密封小车将烟尘导入集尘干管，送入阵发性高温烟尘冷却分离阻火器进行冷却并分离火花后，再经袋式除尘器净化后排入大气。
干式出焦地面站烟气净化系统主要由三部分组成：
第一部分是固定在拦焦机上并随拦焦机一起移动的大型吸气罩，吸气罩的一侧由拦焦机支撑，另一侧由走行轮支撑在第三条轨道上。
第二部分是将烟尘从拦焦机吸气罩导入集尘干管，进入地面站的转换导通设备。导通设备分两种形式，一种是密封胶带提升小车形式，一种是烟气转换阀对接形式。
第三部分是除尘地面站，一般包括阵发性高温烟尘冷却分离阻火器、脉冲袋式除尘器、调速型通风机组、消音设备、烟囱等烟气主流程部分，还有排贮灰设备，如卸灰阀、刮板机、提升机、贮灰罐、粉尘加湿机等。
3.1.2.3.3 装煤、出焦二合一除尘技术
在同一座焦炉中或同一个串序的炉组中，焦炉的装煤操作和出焦操作不在同一个时间进行，利用这一生产操作特点，为了节省投资、节约占地和运行费用等，开发了装煤、出焦二合一除尘系统。
所谓的“二合一”除尘系统，是指用一套地面站除尘设备对焦炉的装煤烟尘和出焦烟尘进行净化处理，从而在投资上节省一套除尘设备，在空间上比装煤出焦除尘各自独立的系统占地小。
装煤除尘的烟气量与出焦除尘的烟气量差别很大，装煤风量大约是出焦风量的1/4。因此，系统风机必须设计为调速形式的，再配合系统中专门设计的风量平衡调整阀，就可以实现装煤与出焦风量的完全匹配。在装煤时风机低速运行，出焦大风量时风机进入高速运行。适应装煤、出焦两种风量、风压要求，装煤时风量小、管道风速低，滤袋过滤风速低，因此系统阻力小，这时风机在低速运行。它所能提供的压头也小；出焦时风量大，管道风速高，滤袋过滤风速高，因此系统阻力大。这时风机在高速运行，它所能提供的压头也大，所以风机的两种状态恰好与系统两种状态的特性相吻合，运行是合理的、节能的。
“二合一”除尘系统的第二个特点是适应装煤除尘所要求的预喷涂特性。焦炉出焦时收集的粉尘首先附着在除尘器滤袋的表面上保持，并在下一炉装煤烟尘过滤之前不进行清灰操作，而将其作为装煤除尘滤袋表面的预涂层，隔离含焦油烟气，不让其与滤袋直接接触，可有效防止滤袋的堵塞。
“二合一”除尘系统的第三个特点是通过装煤、出焦烟
气的交替通过滤袋，解决了装煤烟气中含湿量大，时而出现的结露问题。装煤烟气通过滤袋时，由于湿度大，使滤袋的湿度相应增大，阻力上升，但在出焦烟尘通过时由于不含水分、且温度高、气量大，可以马上将装煤烟尘通过滤袋时积留在滤袋上的水气带走，烘干滤袋，使其恢复正常的过滤阻力状态值。
“二合一”除尘系统虽然有它的优点，但在使用的灵活性及备用系数方面还略有缺陷。在操作制度上，要求焦炉的装煤操作与出焦操作必须交替进行，两者在时间上不能重合，且两个操作之间应有一定的时间间隙，用于脉冲袋式除尘器的清灰操作，这是“二合一”除尘系统应用和选择的必要条件。
综上所述，在焦炉烟尘治理方案选择时，在考虑节省投资和节约占地方面的因素同时，还应综合分析各种因素的影响，以保障焦炉烟尘净化系统在安全、有效、经济的状态下运行。
3.1.2.4 与国际领先水平的主要差距
① 焦炉的大型化与国际领先水平还有差距，现代化的7m以上大型焦炉比例不高，落后的中小型焦炉生产能力比重仍较大。德国近15年来焦炉大型化的进程代表了国际炼焦技术发展的方向。
德国6家有代表性焦化厂的焦炉情况
厂名 投产时间 炭化室尺寸 炉孔数 焦炭产量
高/m 宽/m 容积/m3 万t/a t/a.m3 t/a.孔 t/a.人
Thyssen 1971 6.0 0.4 35 104 136 369 13080 5490
Salzgitter 1985 6.2 0.47 43 108 142 309 13150 10600
Prosper 1985 7.0 0.60 61 146 200 219 13700 12800
HKM 1984 7.8 0.56 70 70 108 224 15430 10600
kaiserstuhl 1992 7.63 0.62 79 120 200 211 16670 13100
TKS Schwelgem 2003 8.43 0.60 93 140 264 203 18860 17900
从上表可见：
15年来，炭化室的有效容积在不断增加,每孔炭化室每年的产焦量明显增加,Schwelgen厂的每孔炭化室每年的产焦量比Thyssem厂增加44%,生产每百万t焦炭所需要的炭化室孔数,T厂需要76.4孔,S厂需要53孔,S厂孔数是T厂的70%,明显地看出大容积焦炉的炼焦生产有利于环境保护。
宽炭化室大容积焦炉炭化室内焦饼收缩好,推焦阻力小，使用宽炭化室大容积焦炉可使装炉煤挥发分降到22%左右，也不会发生推焦困难，同时还能增加焦炭产率，而不会降低焦炭质量。
② 大部分焦炉自动化控制技术水平较低，致使焦炉生产技术操作参数调控与管理技术的普遍水平较低；
③炼焦耗热量高，节能技术应用少；2007年66个焦化企业的平均炼焦工序能耗为143.69kg标煤/t，最高的达243.06kg标煤/t。
④焦炉环保技术有待于进一步提高，环保措施不力，治理标准低且不全（目前还无NOx治理标准），治理效率低。
⑤ 尽管我国有较好的耐火材料原材料（如五台山的胶结硅石等），但砌筑焦炉用的耐火材料质量的平均
水平还是较低；
⑥焦炉一代平均炉龄在25年左右，低于国际先进水平30～40年的炉龄，
3.1.3 捣固焦炉技术现状
3.1.3.1 概况
我国捣固焦炉已经建成投产355座，总产能已达9600万t/年，但绝大部分为4.3m及以下的焦炉。2006年以来5.5m捣固焦炉先后在云南云维集团、河北旭阳集团、河南金马焦化公司等焦化工程建成投产；炭化室高6.25m捣固焦炉正在唐山佳华焦化工程建设。
3.1.3.2 主流炉型
焦炉结构以双联火道，富煤气下喷，贫煤气侧入，废气循环为主。
其中蓄热室结构：中小型焦炉的以不分格蓄热室为主，大型焦炉逐步趋向于以分格蓄热室，带活动篦子砖为主。
炭化室高度有：4.3m 5.0m 5.5m 6.25m（热），而以4.3m 和5.5m为主。
3.1.3.3 工艺技术与装备
a）护炉铁件：
大型H型钢制作的炉柱；
材质为蠕墨铸铁的工字型大保护板；
材质为蠕墨铸铁的箱形断面炉框；
弹簧刀边、弹簧门栓、悬挂、空冷式炉门。
b）集气系统：
多孔数焦炉配置单集气管、双吸煤气管；为改善装煤烟尘治理效果，同时避免装煤期间过多空气进入荒煤气系统，近年来设计的捣固焦炉集气管设置在焦侧并配置了高压氨水抽吸和将装煤烟尘导到相邻炭化室（CGT）相结合的装煤烟尘控制装置；采用上升管水封盖；
桥管与水封阀之间采用水封承插。
3.1.3.4 装煤与出焦烟尘控制技术
3.1.3.4.1 捣固焦炉装煤烟尘治理技术
目前，应用于捣固焦炉的装煤烟尘治理技术常见的有双U形管炉顶导烟技术、干式装煤地面站除尘技术二种。
a) 干式装煤地面站除尘技术
同顶装焦炉装煤烟尘治理工艺相比较，捣固焦炉装煤烟尘治理更加困难，其原因在于捣固焦炉装煤时产生的烟尘中水分、焦油等粘性成分高。极易发生地面除尘站内除尘器滤袋被粘结堵塞的现象，使得系统阻力陡增，导致炉顶的导烟负压不足，从而影响整个系统的烟尘捕集控制效果。
干式装煤地面站除尘技术是利用设置在焦炉上面的导烟车和炭化室顶部的导烟孔，将装煤时产生的烟尘在地面站风机形成的负压作用下通过烟气转换阀、连接管道等设施导入地面除尘站内进行最终的净化处理的一种技术。
为防止除尘器滤袋被水分、焦油粘结堵塞，除对滤袋进行预喷涂外，尚需设置有吸附作用的预处理装置。利用该技术处理装煤烟尘，可完成对烟尘的有效捕集，保证烟尘不外逸，同时经过除尘净化后，烟尘的排放浓度达到国家环保标准的要求。
b) 双U形管炉顶导烟技术（CGT）
装煤导烟车设在炉顶，装煤时，炭化室产生的荒煤气及烟尘通过装煤导烟车上的双U形导烟管，将装煤烟尘导到n+2和n-1炭化室，装煤时炉顶产生的装煤烟尘
，在n、n－1和n＋2号三个炭化室上升管喷射高压氨水的抽吸作用下，被抽吸到集气管内，从而解决了捣固焦炉装煤时炉顶荒煤气和烟尘的外逸污染环境问题。该技术具有操作简单、维护方便、投资少的优点。
3.1.3.4.2 出焦烟尘污染控制技术
干式出焦除尘地面站是目前公认的烟尘治理效果最好的治理技术，也是广泛应用的一种。用于捣固焦炉的干式出焦除尘地面站与顶装焦炉类同。
3.1.3.4 与国际领先水平的主要差距
① 捣固机的工作性能差，事故率高，磨擦材料使用寿命短(国内材料使用寿命大约3个月左右，国外材料使用寿命为12～18个月）
② 装炉煤的水分、粒度、煤质不稳定，煤饼倒塌率高，影响焦炉生产的稳定性。焦炉推焦总系数K3低，操作好时 K3=0.7， 差的时候只有0.30，甚至更低，而2007年全国焦炉K3系数平均超过0.80。
③ 捣固焦炉的热工制度尚未制定基本标准，捣固焦炉炼焦耗热量大（部分原因是装煤量不足和k3系数低）。
3.1.4 熄焦技术现状
熄焦就是将赤热焦炭冷却到便于运输和贮存温度的操作过程。熄焦分为湿法熄焦和干法熄焦。
3.1.4.1 湿法熄焦技术
湿法熄焦即是用水作熄焦介质的熄焦方法。湿法熄焦又分为常规湿法熄焦和低水分法熄焦两大类，后者是在前者的基础上进行适当的改进、完善和提高而形成的熄焦方法，比较成熟的低水分法熄焦是从美国引进的低水分熄焦技术和从德国引进的稳定熄焦技术。
3.1.4.1.1 常规湿法熄焦技术
常规湿法熄焦设施一般由熄焦塔及喷洒管、泵房、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等组成。为了防止熄焦蒸汽裹携大量粉尘从熄焦塔顶逸散后污染环境，现代的湿法熄焦一般还设有熄焦除尘设施。
常规湿法熄焦的不足之处：常规湿法熄焦的喷洒方式在单位时间内喷出水量少，在熄焦初期喷下的水，大部分用于熄焦车中顶层焦炭熄焦和蒸发，中下层焦炭基本上得不到熄焦水，因水少且水流不匀造成熄焦时间延长，其结果中下层焦炭未熄灭而出现红焦，上部焦炭因熄焦时间长而含水量大。
3.1.4.1.2 低水分法熄焦技术
低水分熄焦技术包括两种技术：从美国引进的低水分熄焦技术(Low-Mo)和从德国引进的稳定法熄焦技术（CSQ）。
从美国引进的低水份熄焦是对常规湿法熄焦的喷洒管加以改进，其熄焦水在设定压力下经过特殊排列的水喷嘴（与熄焦车内焦堆形状相适应）以大水流喷射到熄焦车内的红焦表面，获得水分低且均匀稳定的焦炭的熄焦过程。低水分熄焦采取大水流喷射熄焦，使得熄焦水的给水速度远快于熄焦水被吸入焦块和蒸发的速度，以至于只有一部分水在从上至下通过焦炭层时被吸收并激烈汽化
，其余大部分水流快速通过中下层焦炭一直到达熄焦车厢倾斜底板，从车门上的许多孔洞中流出，以避免熄焦水在车内积聚淹没及浸透焦炭，造成焦炭水份过多。车内各层，尤其是车厢底部赤热红焦与熄焦水接触汽化而瞬时产生的大量水蒸汽，凭借其巨大推动力从下至上触及并冷却焦炭。有着巨大推动力的水蒸汽迫使车厢内的焦炭处于 “沸腾”状态，这保证了车厢内的焦炭得到均匀冷却，可通过控制熄焦时间达到焦炭水分低而均匀的目标。
从德国引进的稳定法熄焦技术（CSQ），目前我国仅在引进的7.63m焦炉上采用。稳定熄焦与低水分熄焦一样，都是采用定点接焦和间接熄焦（高置槽）方式。但其熄焦水供给方式独特，是顶熄焦和底熄焦相结合的方式。
CSQ法将顶部和底部喷水结合在一起，约用1/3熄焦水，在整个熄焦过程中通过熄焦车上方安置的喷嘴喷向红焦。来自熄焦水箱的底部熄焦水经下降管从熄焦车底部倒流入车内红焦。并以50 l/s～60 l/s的流速流入红焦，CSQ法熄焦速度是传统的湿法熄焦速度的2倍以上。稳定熄焦方式依靠高压力大水流，瞬时产生大量水蒸汽，通过蒸汽的强烈搅动，焦炭不但被熄灭还受到强烈搅动，使较大颗粒焦炭按结构裂纹开裂。焦炭在熄焦过程中得到稳定化处理，粒度得到稳定，焦炭的机械强度提高，由此得名“稳定熄焦（CSQ）”。同时焦炭的水分低而均匀。CSQ法熄焦中发生的化学反应的生成物量也发生变化，由于很高的熄焦速度导致焦炭温度很快降低，缩短了生成水煤气和H2S的反应时间，因此减少了化学反应的生成物量。又因快速熄焦而减少了炽热细微粉尘的生成。
CSQ法熄焦塔中设置了具有最佳除尘状态的双层折流板，可以有效地增强降尘效果；还在40m高度处设置了熄焦水雾喷洒系统，将一部分大水滴和大颗粒粉尘捕集下来。为了避免折流板捕集下来的粉尘，沉积在折流板上造成堵塞流通断面，系统还在熄焦过程中对折流板进行冲洗。并在熄焦车上方安装了集汽漏斗罩，防止熄焦过程中将大量空气吸入熄焦塔，降低熄焦蒸汽中粉尘浓度和熄焦蒸汽的上升气流速度（降低吸力），从而降低除尘效率；也可防止熄焦蒸汽倒流扩散到熄焦塔外。
CSQ法是常规湿法熄焦的发展方向。特别对于炭化室容积在50～100m3、炭化室单孔产焦量在40～70t/孔的大焦炉更为适用。
3.1.4.2干熄焦技术
3.1.4.2.1 干熄焦技术国产化概况
我们已实现了干熄焦技术和设备的国产化，国产化率高达97%。生产实践表明，国产化设备质量可靠，性能先进，能够保证了整个系统的有效运行，部分国产化设备已销往国外。
在干熄焦技术国产化开发
的进程中，我们掌握了国际先进技术：并在大型国产化干熄焦装置中予以应用，从而使干熄焦主要性能指标达到国际先进水平，如干熄炉冷却室冷却能力3.84m3/t焦-h（国际先进水平：3.5～3.95）、冷却室H/D比值0.9（国际先进水平：0.8～1.1）、气料比1190m3/t焦（国际先进水平：1150～1350）。
3.1.4.2.2 干熄焦装置建设概况
干熄焦技术已成功地应用于马钢、鞍钢、通钢、本钢、鄂钢、莱钢、昆钢、上海焦化厂、南钢、攀钢等工程中，得到了较为广泛的推广。据统计，至2007年底，全国累计建设的干熄焦装置已达54套，另有49套装置正在建设，加上2001年以前建设的17套，干熄焦装置总数已达120套，其中处理能力在＞75t/h～≤140t/h的有59套，占总数的49.1%。140t/h~≤160t/h的有 15套，占总数的12.5%，正在建设中的干熄焦装置处理能力为190t/h和260t/h。我国已成为世界上干熄焦装置建设最多的国家，干熄焦技术达到了国际先进水平。
3.1.4.2.3 干熄焦装置大型化进展概况
目前，干熄焦装置正在朝大型化甚至超大型化发展。我们正在开发超大型化干熄焦技术，并实现规模配置系列化。可以针对目前我国全部现有焦炉生产能力配置干熄焦装置，干熄焦装置最大处理能力达到190-260t/h。目前，天津天铁集团大修改造工程配套建设的1×190t/h干熄焦装置和本钢1×190t/h干熄焦工程，均将于2009年6月建成投产。首钢京唐钢铁公司的2×260t/h干熄焦装置也在建设中。
3.2 炼焦技术发展目标
3.2.1 顶装煤焦炉大型化与超大型化
开发设计炭化室高度为7m～8m，炭化室平均宽度为500～550mm，炉长为17000～19000mm的2×（50～70）孔焦炉，装备150万t/a～230万t/a规模的焦化厂。
3.2.2 捣固焦炉大型化
为推广应用≥5m捣固焦炉，重点解决捣固焦炉装煤烟气除尘净化，降低煤饼倒塌率至≤0. 5%，装炉余煤的回收和回炉利用。
3.2.3 完善节能与清洁生产技术
优化焦炉设计，将焦炉生产自动化控制水平从基础控制级提升至优化控制级，降低炼焦耗热量，使顶装煤焦炉炼焦耗热量（7%水分，kj/kg煤）达到国内清洁生产先进水平：焦炉煤气加热，≤2250；贫煤气加热，2550；
捣固焦炉由于煤饼倒塌较高和K3系数（推焦总系数）较低等因素，造成结焦时间及装煤量波动，导致炼焦耗热量增加。从目前4.3m捣固焦炉生产实际看，捣固焦炉的炼焦耗热量较同类顶装煤焦炉增高了约10%，需通过提高捣固焦炉的生产稳定性降低炼焦耗热量；
新建或改扩建焦化项目中焦炉炭化室高度应 ≥6m；
焦炉炉门采用可调弹性刀边炉门；
上升管盖、桥管与水封阀承插连接处均采用水封密封；
集气管荒煤气放散管采用自动点火装置；
降