炼焦工艺学第十章
焦化企业炼焦工艺技术培训课程
作业指导手册（炼焦篇）太原化工股份有限公司焦化分公司二OO九年六月编委：赵随民焦亦戈田堰年李建中孟晋斌吴建宁刘红革参加编写人员：吴建宁尹栋王宏斌审核：生产技术处孟晋斌等审定：总工程师焦亦戈等校核人员名单：尹栋王宏斌序言太原化工股份有限公司焦化分公司《作业指导手册炼焦篇》在厂有关部门的精心组织下，经过专业人员的不懈努力，现已编成册。
该手册集炼焦化学工艺理论与我厂多年的生产实践为一体，从规范操作、规范管理的角度入手，较好的体现了它的实用性和指导性，是我厂生产管理、技术培训的很好教材。
本书从我厂目前的实际情况出发编写，包含了目前我厂焦炉的工艺生产条件和工艺要求，炼焦车间各个岗位的操作规程和点检要求。
这必将提高员工的技能素质、规范员工的岗位操作，并且对提高我厂生产管理水平发挥重要作用，在此，谨向关心和参与手册编写工作的领导和人员表示敬意。
由于生产技术的不断发展和管理水平的不断提高，该读本也将在实践和发展中经受检验，望全厂同仁能给予更多的关注，不足之处，敬请指正，以便不断完善和提高。
作业指导手册颁布令依据ISO9001：2000标准质量管理体系要求，为规范管理、规范操作，结合我厂各岗位工艺编写了相应的《作业指导手册》，经审定，现予以颁布。
《作业指导手册》是一本实用性极强的操作手册，意在规范职工操作，提高职工技能，望全体员工认真学习，严格按照标准贯彻执行。
该《手册》炼焦篇自2009年7月1日起实施。
太原化工股份有限公司焦化分公司厂长：二OO九年七月一日目录第一章炼焦工艺技术常识 (5)一概述 (5)二煤的成焦过程 (6)三炭化室内成焦特征 (7)四影响炭化室结焦过程的因素 (7)五生产流程 (8)六焦碳质量标准 (10)七主要工艺条件 (11)八几个“时间概念”介绍 (12)九温度的调节 (13)十焦炉温度的调节 (14)1 煤气的燃烧性能 (14)2 焦炉煤气的特性 (14)3 空气过剩系数 (15)4 煤气在焦炉内的燃烧过程 (15)5 燃烧温度及提高 (16)6 燃烧火焰及高向加热 (16)7 废气组成 (17)8 焦炉的热传导 (17)十一温度的测量 (18)1 横排温度的测量 (18)2 炉头温度的测量 (18)3 蓄热室顶部温度的测量 (19)4 炉顶空间温度的测量 (19)5 焦饼中心温度的测量 (20)6 小烟道温度的测量 (21)7 炭化室墙面温度的测量 (22)8 冷却温度的测量 (22)十二压力的测量 (23)1蓄热室顶部吸力的测量 (23)2蓄热室阻力的测量 (24)3燃烧系统五点压力的测量 (25)4看火孔压力的测量 (26)5炭化室底部压力的测量 (26)6横管压力的测量 (27)十二捣固炼焦简介 (27)十三焦炉技术管理规程 (29)第二章我厂焦炉炉体构造简介 (31)第三章岗位操作规程 (34)一测温工操作手册 (34)二测换机工操作手册 (45)三煤气班长操作手册 (55)四上升管工操作手册 (65)五调火班长操作手册 (75)六调火工操作手册 (103)七热修瓦工操作手册 (129)八炉门维修班长操作手册 (142)九炉门维修工操作手册 (148)十生产工长操作手册 (155)十一装煤车司机操作手册 (158)十二推焦车司机操作手册 (169)十三拦焦车司机操作手册 (179)十四熄焦车司机操作手册 (186)十五机侧出炉工操作手册 (191)十六炉顶工操作手册 (195)十七除尘站职工操作手册 (198)第四章设备的点检与维护 (209)一推焦车的点检与维护 (209)二装煤车的点检与维护 (211)三拦焦车的点检与维护 (213)四熄焦车的点检与维护 (215)五地面除尘站的点检与维护 (216)六焦炉加热设备的点检与维护 (220)第一章炼焦工艺技术常识一、概述焦化为煤炭加工转化的一个分支产业，其主要任务是为钢铁企业提供炉料和燃料（焦碳、焦炉煤气）。
炼焦工艺学
第一章焦炉概述第一节焦炉炉体结构及炉型一、焦炉炉型的分类现代焦炉因火道结构，加热煤气种类及其入炉方式，实现高向加热均匀性的方法不同等分成许多型式。
因火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。
根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。
根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。
如58－Ⅱ型焦炉的全称应为：双联火道，废气循环，加热煤气下喷的复热式焦炉。
二、我国现有焦炉的炉型我国使用的焦炉炉型，在建国初期1953年以前主要是恢复和改建解放前遗留下来的奥托式、考贝式、索尔维式等老焦炉。
1958年以后，我国自行设计建造了一大批适合我国实际情况的各种类型的焦炉。
主要有大型的双联火道焦炉；高5.5米大容积焦炉，58－Ⅰ型和58－Ⅱ型。
中型焦炉：两分下喷复热式焦炉。
小型焦炉：66型、70型及红旗3号等炉型。
形成了大、中、小型的焦炉系列。
改革开放以来我国又引进和自行设计建造了一批具有世界先进水平的新型焦炉，它们是由日本引进的新日铁M型焦炉（上海宝钢焦化厂），鞍山焦耐院为宝钢二期工程设计的6米高的下调式JNX60-87型焦炉及58型焦炉的改进型下调式JNX43-83，以及1982年设计的6米高焦炉JN60-82型等。
三、现代焦炉的结构现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：1）焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。
2 ）劳动生产率和设备利用率高。
3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。
4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。
5）劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。
为此需从焦炉各个部分加以分析。
焦炉主要由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶和基础部分组成。
1、炭化室增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一。
一般大型焦炉的炭化室有效容积为21～40m3,5.5米高的大型焦炉为35.4 m3，6米高的大型焦炉为38.5 m3。
炼焦工艺学大纲
《炼焦工艺学》课程教学大纲课程名称：炼焦工艺学学时：78适用专业：煤化工、化工工艺等开课单位：采煤测量系煤化专业一、课程的性质及在专业培养中的地位，作用（一）编写大纲的依据和指导思想⒈本大纲是根据长治职业技术学院煤化工专业课程计划制定的。
适用于招收初中毕业生的三年制的中专。
⒉指导思想：坚持理论联系实际，面向我省煤炭工业的特点，需要进一步进行煤炭的深加工处理，充分反映最新科学技术，使学生具有煤炭科学基础知识、基本理论、基本技能，并具有运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
（二）课程的性质，任务与基本要求⒈课程性质：本课程属于煤化工专业的专业课。
⒉课程任务：本课程主要是使学生具有煤化工专业的基础知识，是化工生产的专业知识，具有较强的实用性，使学生具工作与分析的基本能力。
二、与相关课程的衔接本课程在化工机械，化工仪表开设后进行讲授，与其相关的课程有化工原理、炼焦工艺学、浮选、重选。
三、课程的性质，目的和基本要求课程的性质：《炼焦工艺学》课程是煤化工及相近专业的一门专业课。
它研究了煤炭资源、煤化工范畴，炼焦、煤的气化和煤的液化的原理、方法及工艺流程。
主要包括：煤高温干馏原理及方法，炼焦原料煤、焦炉的结构、介绍了炼焦新技术流体力学计算原理和方法，煤气化的规律。
实际生产工艺，本课程主要培养学生了解煤化工的综合利用原理和方法，为将来实际生产打下坚实的基础。
课程的基本要求：1、掌握煤的高温干馏的原理，生产方法和工艺流程2、掌握炼焦的原理、焦炉的结构、焦炉传热和流体力学的原理和方法3、掌握：煤气化的基本规律和方法4、掌握：煤间接液化的原理、工艺流程5、掌握：炼焦的基本工艺四、教学方法和教学形式及教学手段的使用建议本课程主要采用教师板书讲解，学生互动教学为主。
建议使用闭卷或论文考核分式。
成绩综合评定平时成绩含30%，期末考核成绩70%。
五、教学内容绪论1、干馏的定义2、焦化的发展简史3、煤化工的范畴第一章焦炭及其性质1、高炉的生产原理2、冶炼过程中焦炭的作用3、焦炭的组成，性质及质量指标4、立式炉生产城市煤气基本要求1、了解：干馏产品的类型2、理解：高炉的生产原理3、了解：焦炭的化学组成理解：焦碳的物理机械性质4、了解：焦碳的反应性能第二章煤的成因性质及分类1、煤的成因及种类2、煤的性质3、煤的分类基本要求：了解：煤的性质以及如何分类。
(煤焦化)焦化厂炼焦工艺知识汇总(炼焦生产实用技术)
（煤焦化）焦化厂炼焦工艺知识汇总(炼焦生产实用技术)目录1、炼焦工艺流程图 (4)2、炉体的结构 (4)3、装煤和出焦 (4)4、熄焦 (5)5、筛焦 (6)6、焦炉温度制度 (6)6.1 标准温度与直行温度 (6)6.2 橫排温度 (7)6.3 边火道温度 (7)6.4 蓄热室顶部温度 (8)6.5 小烟道温度 (8)6.6 炉顶空间温度 (8)6.7 焦饼中心温度 (9)7、焦炉压力制度 (9)7.1 集气管压力： (9)7.2 看火孔压力： (9)7.3 蓄热室顶部吸力： (9)7.4 分烟道吸力： (9)8、焦炭质量要求 (9)8.1焦炭水分（Mt）： (10)8.2焦炭灰分（Ad）： (10)8.3焦炭挥发分（Vdaf）： (10)8.4焦炭的固定碳（Fc）： (11)8.5焦炭的粒度： (11)8.6焦炭的机械强度： (11)8.7焦炭的物理化学性质 (12)9、高炉冶炼对焦炭质量的要求 (14)表：冶金焦炭的质量标准： (15)10、对焦炭的质量控制 (16)10.1影响冶金焦炭质量的因素 (16)10.2焦炭整粒： (19)10.3干熄焦主要技术参数与指标： (19)表：主要技术参数与指标。
(20)10.4配型煤炼焦: (22)1、炼焦工艺流程图2、炉体的结构炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区和炉顶区组成。
炭化室是煤隔绝空气干馏的地方；燃烧室是煤气燃烧的地方，每一个燃烧室有32个火道组成；斜道区位于蓄热室与燃烧室之间，是连接两者的通道。
蓄热室位于炉体的下部，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气盘分别同烟道、贫煤气管道和大气相同。
蓄热室用来回收焦炉燃烧废气的热量并预热贫煤气和空气。
炉顶区是指炭化室盖顶砖以上的部位，设有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。
3、装煤和出焦装煤要求装满、装实、装平和装匀。
装煤不满不仅影响焦炭产量，且使炉顶空间温度升高，加速粗煤气的裂解和沉积炭的形成，易造成推焦困难和堵塞上升管。
炼焦工艺
炼焦工艺炼焦工艺 现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。
1.洗煤原煤在炼焦之前，先进行洗选。
目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。
2.配煤将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。
目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。
3.炼焦将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。
4.炼焦的产品处理将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。
熄焦方法有干法和湿法两种。
湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。
干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。
在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。
焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。
炼焦工艺主要设备1、焦炉简介:现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。
一般，炭化室宽0.4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。
燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。
蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。
焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。
2、捣固焦炉简介:捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。
捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
3、熄焦车（或干法熄焦装置）接受推出的赤热焦炭，运到熄焦塔内喷水（或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽），将赤热焦炭熄灭，然后卸在凉焦台上冷却。
炼焦工艺学
室式结焦过程
图2-2 有黏结性烟煤的热解过程
第十五页，编辑于星期二：十一点 四十四分。
室式结焦过程
由图可见：有黏结性的烟煤热解过程大致可分为三个
阶段： （1）第一阶段（室温～ 300℃） 主要是煤干燥、脱吸
阶段，煤没有发生外形上的变化。
①120℃前，煤脱水干燥； ②120 ～ 200 ℃， 煤释放出吸附在孔隙中的气体，如 CH 4 、CO2 、 CO 和 N 2等，是脱吸过程； ③近 300℃时，褐煤开始分解，生成 CO2、CO、H2S，同
结焦过程 :从粉煤开始分解到最后形成焦块的整个过程称为结焦过程，如
图2-4所示。
由图可见煤的结焦过程大体可分为黏结过程和半焦收缩两个阶段。
煤的黏结性取决于胶质体的生成和胶质体的性质。
图2-4 黏结与成焦过程阶段示意图
第二十五页，编辑于星期二：十一点 四十四分。
一1．、室胶胶质式质体结体液相的焦的生过来成源程及性质
第十九页，编辑于星期二：十一点 四十四分。
2．煤室的式差结热分焦析过程
煤热解的主要过程可由煤的差热分析得到证实。
差热分析（ DTA）的基本原理： 将试样和参比物（用与
试样热特性相似的，在实验温度范围内，不发生相变化和化 学变化的热惰性物质为参比物）在相同的热条件下加热（或
冷却），记录在程序控制温度下，被测试样和参比物的温度
温度间隔大： 则胶质体停留时间长，其热稳定性好，煤
粒间有充分的时间互相接触，有利于黏结。 温度间隔小： 胶质体停留时间短，很快分解，煤粒间的
黏结性也差。
第二十八页，编辑于星期二：十一点 四十四分。
（2室）透式气结性 焦： 过程
定义： 煤热解的挥发产物，通过胶质体时克服所受到 的阻力而析出的能力，为胶质体的透气性。
《煤化工工艺学》——炼焦
二、配煤用煤
⑷ 瘦煤 挥发分低，黏结性差 炼焦产品特点：焦炭块大，抗碎强度高，耐磨性 差（易成焦粉）；化学产品产率和煤气产率低。 ⑸ 贫煤 没有黏结性，不结焦，不能单独炼焦；配煤中可 起瘦化剂的作用。
三、配煤的工艺指标
1. 配煤的工业分析 ① 水分（一般＜10%，焦化厂8%~10%）
2. 半焦收缩
半焦收缩：半焦不稳定部分受热裂解，生成气 态产物；残留部分不断缔合增炭，产生体积收 缩。
二、煤的黏结和半焦收缩
2. 半焦收缩
气孔： 焦炭是孔状体，若气孔率低、气孔小、 气孔避厚、气孔壁强度高，则焦炭强度高。 裂纹 收缩应力导致产生裂纹（裂成焦块，裂纹多则 焦炭细）
三、焦炉煤料中热流动态
四、焦炭的用途
1. 高炉炼铁（供热燃料、还原剂、疏松骨架） 要求：冶金焦反应率要小(C+CO2反应降低焦炭强度)、一定的块 度、 强度 2. 铸造用焦（熔化炉料：其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑 料柱保持其良好的透气性。 ） 要求：铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够 的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 3. 气化用焦 要求：反应能力要高于化工气化用焦，对强度要求不严，但要 求反应性好，灰熔点较高。 4. 电石焦 对焦炭的质量要求不高, 要求尽量提高固定碳含量。
硫酸铵、吡啶碱、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、沥青等。 用于化学肥料、农药、合成纤维的原料、塑料等。
③ 煤 气
可用来合成氨、生产化学肥料或用做加热燃料。
二、炼焦炉的发展
1. 煤成堆、窑式土法炼焦
将煤置于地上或地下的窑中，依靠干馏时产生的煤气和部 分煤的直接燃烧产生的热量来炼制焦炭，称为土法炼焦。 土法炼焦成焦率低，焦炭灰分高，结焦时间长，化学产品 不能回收，综合利用差。
炼焦工艺学课程教学大纲
六盘水职业技术学院《炼焦工艺》教学大纲适用专业:煤炭深加工与利用课程性质、目的和任务性质：《炼焦工艺》课以焦炭的质量要求与用途为中心展开，从炼焦用煤准备，焦炉结构，焦炉机械与设备，焦炉热工评定及热用煤准备，焦炉结构，焦炉机械与设备，焦炉热工评定及热工管理等方面，对焦炭的生产过程，生产工艺，发展趋势进行讲述的一门专业课程，为专业必修课。
目的和任务：使学生通过学习本课程，能运用焦炭的性质用途，炼焦用煤准备，焦炉生产操作，焦炉结构，焦炉机械设备，焦炉热工评定与热工管理等知识，对配煤及炼焦工艺进行评价，具有焦炉生产操作能办能为日后生产操作，焦炉的维护，生产管理、工艺改进、设备改进打下基础。
一、课程教学内容及要求绪论：1、教学内容(1)煤化工与炼焦工艺；(2)《炼焦工艺》课程内容及任务。
2、重点、难点重点：煤化工概念、炼焦概念；难点：炼焦的发展。
3、教学基本要求(1)掌握煤化工、炼焦概念；(2)熟悉炼焦的发展；(3)了解《炼焦工艺》内容及任务。
第一章焦炭及其性质1、教学内容(1)焦炭的通性(2)高炉炼铁(3)非高炉用焦的特性2、重点、难点重点：焦炭宏观构造、焦炭化学组成、焦炭高温反应性、高炉炼铁铸造焦、气化焦；难点：焦炭化学组成，高温反应性及反应后强度的测定，高炉冶炼过程，焦炭在高炉内性质的变化。
3、教学基本要求(1)掌握焦炭的通性，高炉炼铁；(2)了解非高炉用焦的特性。
第二章室式结焦过程1、教学内容(1)炭化室内的结焦过程；(2)炼焦过程的化学产品。
2、重点、难点重点：温度变化与炉料动态，室式结焦过程中煤料硫分，灰分与焦炭硫分，灰分的关系，化学产品的估算；难点：炭化室不同部位的焦炭质量及裂纹特征，工艺条件对结焦过程的影响，影响化学产品的因素。
3、教学基本要求(1)掌握炭化室内的结焦过程；(2)了解炼焦过程的化学产品。
第三章炼焦煤料的预处理技术1、教学内容(1)炼焦配煤；(2)扩大炼焦配煤的信息途径；(3)来煤的接受与储存；(4)炼焦用煤的粉碎与配合。
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E有
气
5.76
T气
4
A气
100
1 A气
1q净
q净
，W/m2
（6）
式中 ——焰气的净辐射能。
——通道内气体平均温度，K。
（10-7）
二、辐射传热
1．气体辐射的一般计算
焦炉火道中热废气向炉墙的传热属于气体向包围住它的固体表
面间的辐射热交换过程。由传热学已知，气体被当作灰体时，它的
炼焦炉的传热
，W/m E气
气E0
5.76
气
T气 100
4
2
（10-8）
式中 E—0 —绝对黑体的辐射能力，W/m2； 气——气体的黑度；
慢，故对流传热量仅占5%～10%。
一、对流传热
稳定对流传热量Q对可用牛对 顿t气 冷 t却墙A定律计算：
Q对
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，kJ/ h (10-1)
式中 —对— 单位时间内热废气向炉墙的平均对流传热量，kJ/h；
t气 t—墙 — 对流给热系数，kJ/（m2·h·℃）； 、A——废气和炉墙表面的平均温度，℃；
—— 传热面积，m2。
TCO2 T固
0.45
AH2O
H2O
TH2O T固
(10-11) (10-12)
式中
co2
H2—O —按 ——按
PCO
2
L
T固 Tc o2
和 PH
2O
L
T固 TH 2 O
和
t固
由t固 图10-1查取： 由图10-2查取。
炼焦炉的传热
2．焦炉火道内的气体辐射 气体与包围住它的固体壁面间的辐射热交换可运用有效辐射概 念，采用辐射热交换的一般方程式导出。
炼焦炉的传热
第十章
炼焦炉的传热
第一节 焦炉内传热 第二节 炉墙和煤料的传热 第三节 蓄热室传热
炼焦炉的传热
第一节 焦炉内传热
焦炉火道中火焰和热废气的热量通过对流和辐射向炉墙传递，废气 温度最高达1400～1600˚C，焦炉煤气燃烧过程中因热解而产生的高温游 离碳有强烈的辐射能力，故辐射传热量占90%～95%。火道中气流速度较
——废气的热导率，kJ/（m·hr·℃）；
Rper——废气的雷诺准数；
——废气的普兰特准数；
炼焦炉的传热
Gr——废气的格拉斯霍夫准数
；
gtd 3 2 2
c ——废气 比热容，kJ/（m3·℃）；
——废气黏度，N·s/m2；
t
——废气与墙面的温差，℃；
——废气热膨胀系数，℃-1。
将式（10-2），Q对 （1d0-03.0）23，Re（0.8 p1r00-.334）0.代59入Gr式 p（r01.250-t气 1）t墙得F
射出的总辐射能为 + （ ），称为该表面的有效E辐发 射E 1，即A固
由炉墙表面射出E=的有 +E（与发EE焰E有有气射1 入）A的固
（1） 之差E称 净辐射能 ，即
q净
（2）
或
q净 E有 E
代入式（1）得 整理后得：
E E有= q+净（ －
E有
E发 A固
1 A固
1qE净有
E发
）（ ） E有 q净（3）1 A固
炼焦炉的传热
火道中气体流动包括强制对流和热浮力引起的自然对流，其对流
给热系数，可分别按以下关系计算。
强制湍流：
对d
Nu 0.023Re0.8
p（r 0.3130-2）
强制层流：
Nu 2Re pr 0.33（10-3）
Nu 0.59Gr pr 0.25
自然对流：
d
（10-4）
式中 ——火道的水力直径， m；
炼焦炉的传热
由斯蒂芬波一尔曼定律知物体的辐射能力为：
E发
5.76 固
T固 100
4
，W/m2
将式（4）代E有入式A固 （固 35）.76得 1T：0固0 4
1 A固
，1Wq净/m2
（4） （5）
此式为导出各种辐射热交换的基本公式。
（2）火道内焰气的有效辐射热 与上述类同，可导出焰气的有效
辐射。
的固体表面进行辐射热交换时，可按下式计算
L 4V
F
（10-10）
式中 V——充满辐射气体的容器体积，m3；
A
——包围气体的全部器壁面积，m2；
——气体辐射有效系数。
说明气体辐射能经过气体自身吸收后达到器壁的比值。它与待
求的黑度及容器体积、形状 有关，一般为0.85～1.0，对立方体或
球体 =0.9。
图10-4 炉墙的有效辐射
炼焦炉的传热
（1）炉墙的有效辐射 如图10-4，焦炉炉墙的温度为 、黑度T固 为 、吸固收率为 ，当炉A固墙与火道内焰气进行辐射热交换时，它的
辐射能力为 ，焰气射到炉墙E发 表而上的辐射能力为 ，被其吸收
了 E，余下部分 （ A固 E）又反射到焰气E中 去1，因A固 此由炉墙表面
炼焦炉的传热
由于气体吸收与辐射的选择性，气体的吸收率不仅决定于气体
的 和 ，还P 决L定于t落入气体内辐射能的光谱。由于落入气体的
辐射光谱来自包围住气体的固体外壳，因此这些辐射光谱取决于器
壁的温度 。据实验测定，CO2和H2O的吸t固收率ACO2和AH2O可按下列近
似计算
0.65
ACO2
CO2
L
单位为m。由于分压 对水汽黑度的影响要H2比O 的影响大些，所以
计算时，由图10-2查PH出2O 的
还要乘上由图10-3查出的H2、O 和分压
炼焦炉的传热
图10-1 CO2黑度曲线图
炼焦炉的传热
当气体中同时含有CO2和 时H2，O汽混合气体的黑度为：
气 co2 ε H2O
（10-9）
式中 是 CO2和H2O气的辐射波长部分重合，辐射能相互吸收而
减小的校正值。一般废气中该值不大，仅0.02～0.04，可忽略不计，
只在精确计算或
值很大时才考虑，Pc可o2 从P H有2O 关 L资料查取。
图10-2 H2O黑度曲线图
图10-3 H2O黑度校正系数 图
炼焦炉的传热
气层有效厚度决定于气体的体积和形状，当气体与包围着它
湍流时
（10-5） Q对
d
2Re pr 0.33 0.59Gr pr 0.25
t气 t墙F
炼焦炉的传热
近似计算时，可按以下气体在粗糙砖通道内流过时的计算式计 算。
对
12.55
w00.8（T平均 ）0.25
d 0.333 273
，
kJ/（m2·h·℃）
式中 Tw平—0均 —通道内气体在标准状态下的流速，m/s；
5.76——气 绝对黑体的辐射常数，W/（m2·K4 ）。 气 f P是L辐 t射气体分压、气层厚度和温度的函数，即
。CO2焦炉H2O废气中的主要辐射成分为CO2和H2O，它们的黑度
和 可由图10-1和10-2查取。图P中L表示0t .1MP的总压下P，CO2和H2O气
L的黑度 与 及的关系P。H2O 单位为MPa，