煤化工工艺学第三章炼焦讲解
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炼焦工艺流程解说
炼焦工艺流程解说炼焦是将煤转化为焦炭的工艺过程，主要用于冶金、化工等领域。
下面将详细解释炼焦的工艺流程。
炼焦的工艺流程可以分为原料预处理、装载炉料、炼焦过程和焦炭处理等几个阶段。
首先是原料预处理阶段，原料通常是选择性煤，煤种要求含碳高，灰分低，还要考虑煤与炭素反应的速度。
在此阶段，煤炭会被破碎成合适的粒度，通常是几毫米到几十毫米之间。
接下来是装载炉料阶段，经过预处理的煤炭会被装入炼焦炉中。
装入炼焦炉的煤炭需要进行层状装载，也就是将粗糙的煤料与细碎的煤料交替装入炉中，以便燃烧与反应均匀进行。
然后是炼焦过程阶段，炼焦过程主要通过加热炉料，使其脱除挥发分，达到固定碳的要求。
炼焦炉通常采用焦炉，其结构为矩形或圆形，内部有燃烧室和焦炭回收装置。
炉料在炉内进行干馏，通过加热使挥发性物质逸出，得到焦炭。
在开始炼焦过程时，炉内会先点火，在燃烧室燃烧一小部分炉料，形成火焰，将炉料之间的热量传递。
然后通过炉外给炉内喷加燃料，维持炉内的燃烧过程。
同时，炉内的高温燃烧会分解煤料中的挥发性物质，产生煤气、焦油和焦炭。
煤气是炼焦过程中除焦炭外的主要产物，其中含有可燃气体和一些杂质。
煤气会被引导到焦炉顶部的气管中，然后进一步处理，用于炼焦炉的燃烧或者作为其他化工生产的原料。
焦油是炼焦过程中除焦炭外的另一个主要产物，其中含有水、苯、酚等有机物质。
焦油会被冷凝成液体，然后通过分离和再加工，可以用于制取煤焦油、柴油等燃料，或作为化工原料。
焦炭是炼焦过程中得到的主要产品，也是电炉炼钢和冶金铸造中的重要原料。
焦炭会被释放出炉体，然后经过冷却、除尘等处理，得到成品焦炭。
最后是焦炭处理阶段，成品焦炭会被进行分类、包装等处理，以便于储存、运输和使用。
总的来说，炼焦工艺流程是将煤炭转化为焦炭的过程，主要包括原料预处理、装载炉料、炼焦过程和焦炭处理等几个阶段。
通过这些工艺步骤，可以有效地将煤炭转化为有用的能源和原材料，满足不同领域的需求。
煤化工工艺学-3-炼焦
三、炼焦工艺流程及设备
煤化工工艺学
Coal Chemical engineering technics
§3-2 煤的成焦过程
煤大分子结构模型
——煤结构单元示意图
煤分子是由多个结构相似的 “基本结构单元”通过桥键连 接而成的大分子。包括规则部
分(基本结构单元的核或芳香
核)和不规则部分(烷基侧链、 官能团、桥键)
3.2.2、煤的黏结和半焦收缩
煤热解时能形成胶质体，胶质体对于煤的黏结成焦很重 要。不能形成胶质体的煤，没有黏结性
名词：胶质体：煤干馏在350～480℃时， 煤粒表面上出现含有气泡的液相膜，此时 液相膜开始有些软化，许多煤粒的液相膜汇合在 一起，形成气、液、固三相一体的粘稠混合物。
⑴．黏结性： 黏结性： 干馏时黏结本身与惰性物的能力，指炼焦时形成熔融 焦炭的能力（经过胶质体生成块状半焦的能力）。 黏结性与结焦性关系 黏结性好是结焦性好的前提及必要条件。（结焦性好 的煤其黏结性一定好）
为了保证焦炭质量，又利于生产操作，配煤应遵循以 下原则： （1）保证焦炭质量符合要求； （ 2 ）焦炉生产中，注意不要产生过大的膨胀压力，在 结焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体； （ 3 ）充分利用本地区的煤炭资源，做到运输合理，尽 量缩短煤源平均距离，降低生产成本； （ 4 ）在尽可能的情况下，适当多配一些高挥发分的煤， 以增加化学产品的产率；
煤化工工艺学
Coal Chemical engineering technics
§3-3 配煤和焦炭质量
3.3.1、配煤的目的和意义
1.
2.
3.
配煤： 配煤炼焦就是将两种或两种以上的单种煤，均匀地 按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产 出优质焦炭，并能合理利用煤炭资源，增加炼焦化 学产品 焦煤炼焦的缺点（单种煤炼焦） 焦煤储量不足 推焦困难，容易损坏炉墙 焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率低 合理配煤的优势 提高焦炭质量 扩大炼焦煤源，合理利用煤炭资源 增加炼焦化学产品产率等
3.炼焦
筛 焦
• • • • • • 60-80mm：铸造 ： 40-60mm：大型高炉 ： 25-40mm：高炉，耐火竖窑 ：高炉， 10-25mm：小高炉、发生炉 ：小高炉、 5-10mm：铁合金 ： 0-5mm：烧结 ：
13
冶金焦率
• 大于 大于25mm的焦炭产量 的焦炭产量
14
传统焦炭生产工艺
生产工艺
洗煤 配煤 干馏 熄焦
原料
气煤： 28%-37%， 50-65和Vdaf＞37%，GR.I＞35， 气煤：Vdaf＞28%-37%，GR.I＞50-65和Vdaf＞37%，GR.I＞35，变质程度低 的炼焦煤，加热时能产生大量胶质体，抗碎强度、耐磨强度差， 的炼焦煤，加热时能产生大量胶质体，抗碎强度、耐磨强度差，但产气率 和化学产品收率高 肥煤： 10%-37%， 85，强粘结性煤，加热时能产生大量胶质体， 肥煤：Vdaf＞10%-37%，GR.I＞85，强粘结性煤，加热时能产生大量胶质体， 耐磨强度好 焦煤： 20%-28%， 50-65和 0%-28%，GR.I＞65， 焦煤：Vdaf＞20%-28%，GR.I＞50-65和Vdaf＞10%-28%，GR.I＞65，中等及低 挥发份的中等及强粘结性煤，加热时能产生热稳定很高的胶质体， 挥发份的中等及强粘结性煤，加热时能产生热稳定很高的胶质体，抗碎强 耐磨强度好， 度、耐磨强度好，但推焦困难 瘦煤： 10%-20%， 20-65，低挥发份的中等及强粘结性煤， 瘦煤：Vdaf＞10%-20%，GR.I＞20-65，低挥发份的中等及强粘结性煤，加热 时能产生胶质体，抗碎强度较好， 时能产生胶质体，抗碎强度较好，耐磨强度稍差
喷吹燃料及其它代用燃料
由于焦煤资源的严重短缺， 由于焦煤资源的严重短缺，导致近年来焦炭价 格大幅上涨， 格大幅上涨，因此节焦是炼铁工作者的重要工 作。从风口喷吹燃料可以代替部分焦炭提供热 能和化学能。 能和化学能。 高炉喷吹所用燃料有固体（无烟煤与烟煤) 高炉喷吹所用燃料有固体（无烟煤与烟煤)、 液体〔重油、煤焦油) 气体( 液体〔重油、煤焦油)、气体(天然气和焦炉煤 等燃料。 气)等燃料。
炼焦学1-3章
（5）磷 焦炭中的磷主要以无机盐类形式存在。测 定方法（GB/T 216-1996,将试样灰化后，用氢氟酸-硫酸
量，即可得出焦样含磷。通常焦炭含磷约0.02%。 高炉炉料中的磷全部转入生铁，转炉炼钢不易除 磷，要求生铁含磷低于0.01%～0.015%。煤中含 磷几乎全部残留在焦炭中，高炉焦一般对含磷不 作特定要求。 （6）钾、钠：属碱金属，含量在0.05%-0.3%，在 高炉炼铁过程中，能催化溶碳反应。对焦炭的反 应性和反应后强度不利，原子吸收分光光度法测 定.
分解、脱除二氧化硅，然后加入钼酸铵和抗坏血酸，生成 磷钼蓝，进行比色 ）测定磷酸盐溶液中的磷酸根含
1.2
焦炭的用途
1.2.1高炉焦 1.2.1高炉焦 高炉焦是供高炉炼铁用的冶金焦。高炉焦的质量要求取决于焦炭在高炉 中的行为。 一、高炉冶炼过程与焦炭的作用 1.高炉结构 高炉系中空竖炉，自上 而下分炉喉、炉身、炉 腰、炉腹和炉缸。
（3）硫 焦炭中的硫包括：焦炭中的硫有无机硫化物 （FeS 、CaS等），熄焦过程中部分硫化物被氧化生成的 硫酸盐（FeSO4 CaSO4），炼焦过程中生成的气态硫化物 在析出途中与高温焦炭作用而进入焦炭的有机硫，这些硫 的 总 和 称 全 硫 。 工业 上 通 常用 重 量 法 测 定 。 其 成 分 为 0.7%～1.0%。高炉焦的硫约占整个高炉炉料中硫的80%～ 90%，炉料中的硫仅有5%～20%随高炉煤气逸出，其余的硫 靠炉渣排出。 （4）氧 焦炭中氧含量很少，常用减差法计算得到， O=100-C-H-N-St-M-A,% 其成分为焦炭质量0.4%～0.7%。
气化用焦，主要技术要求为：固定碳>80％，灰分<15％， 灰熔点>1250℃；挥发分<3.0％，粒度也有要求
孙鸿主编煤化工工艺学知识点
住煤化工工艺学煤化工：就是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学产品的过程。
新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术⑴⑵⑶⑷⑸第3章炼焦1）炼焦：是指煤在隔绝空气的条件下，加热到950～1050℃经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，最终制得焦炭，这一过程称为炼焦。
2）焦炭是一中质地坚硬，以碳为主要成分、含有裂纹和缺陷的不规则多孔体，呈银灰色。
3）高炉炼铁用焦炭主要作用是供热料和还原剂。
4）烟煤是组成复杂的高分子有机物混合物。
它的基本结构单元是不同缩合程度的芳香核，其周边带有侧链，结构单元之间以交联键连接。
5.高温炼焦过程可以分为四个阶段：烟煤的干燥预热阶段、生成胶质体阶段、半焦收缩阶段和生成焦炭阶段。
6.煤热解过程中的化学反应是非常复杂的，总的来包括裂解和缩聚两类反应。
7.配煤就是将两种以上的单种煤料，按适当均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。
采用配煤炼焦，既可以保证焦炭质量符合要求，又可合理利用煤炭资源，同时增加炼焦化学产品产量。
8．从炼焦方法的进程看，炼焦炉大体分为成堆干馏、倒焰式焦炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉和巨型反应器五个阶段。
9.蓄热式焦炉主要有炭化室、燃烧室、蓄热式和斜道区、炉顶区所组成。
10.炭化室是接受煤料，并对其隔绝空气进行干馏，生产焦炭的炉室。
11.整座焦炉靠推焦车的一侧称为机侧，另一侧称为焦侧。
12.现代焦炉按装煤方式的不同可分为顶装（散装）焦炉和侧装（捣固）焦炉之分。
13.炼焦炉的生产操作，包括装煤、推焦、熄焦和筛焦四道主要工序。
14.什么是干法熄焦？干法熄焦相对于湿法熄焦主要有哪些优点？答：干法熄焦就是冷惰性气体在干媳炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。
热惰性气体经过废热锅炉产生水蒸气，供焦化厂使用，惰性气体降温后循环使用。
⑴高效回收红焦余热，大幅降低炼焦综合能耗；⑵明显改善焦炭质量，降低炼焦成本；⑶大大减少了环境污染。
炼焦工艺 【煤化学】
➢ 粒度均匀性
k w4080 100 % w80 w2540
2.耐磨强度和抗碎强度
焦炭 强度
抗碎 强度
耐磨 强度
焦炭抵抗承受冲击力破坏 的能力称焦炭的抗碎性或
抗碎强度。用M 25
焦炭抵抗表面承受的切向 摩擦力破坏的能力称耐磨
性或耐磨强度，用M10值表
示
耐磨强度和抗碎强度测定
➢（1）落下实验：５０kg大于50mm的焦炭从1.85m 高处向10mm厚的 钢板落下4次，筛分称重算出大于40mm焦炭的百分含量。
3.近年来我国焦炭出口放缓、进口增长：
4.结构调整成效显著，产业集中度有所提高：2010年，云南、山 西、陕西、贵州、山东、新疆、河北、北京首钢搬迁等淘汰关停 焦炭产能约2759.5万吨，2010年，我国重点统计焦化企业炼焦 工序能耗下降17.42kg标准煤/吨焦，水循环二次利用率达 96.06%，同比提高1.19个百分点，吨焦耗新水下降0.17m3/吨 焦
焦炭显气孔率测定仪
２气孔平均直径与孔径分布：压汞法 r=7500/p
压汞仪
３比表面积：气相吸附法、色谱法
型号：NOVA2000 生产厂家：美国康塔公司
自动比表面积测定仪
二、焦炭的物理力学性能
1、粒度均匀
焦碳的质量评价
（内在和外在）
• 筛分组成：评价焦碳块度是否均匀一致的指标。
• 筛分实验：用一套具有标准规格和规定孔径的多级 振动筛将焦炭筛分，得到25-40mm、40-80mm、 大于80mm三级块度的重量，算出各级焦炭的质 量百分率即焦炭的筛分组成wi。
➢（２）转鼓实验（直径1m、宽1m转鼓）
1）方法：取50kg大于40mm焦炭，按80、 60、40mm各级重量比取样装入，以 25r/min转4分钟，100转，取出以80、60、 40、25、10mm筛分称重，把大于10mm重新 入鼓，再转5min， 225转取出以80、60、 40、25、10mm筛分称重，把100转、225转 后大于40mm的百分数为抗碎强度指标，小 于10mm的百分数为耐磨强度指标.
炼焦工艺控制参数 ppt课件
炼焦工艺控制参数
4.1.2为了保证焦炭质量，又利于生产操作，在配煤时应考虑以
下几项原则： 1)保证炼出的焦炭符合质量要求， 2)在焦炉生产过程中，炭化中期不应产生过大的膨胀压力，
而在炭化末期应有足够的收缩，以免损坏炉体和造成推焦困难， 3)充分利用本地区的煤炭资源，做到运输合理降低生产成
本， 4)在可能的条件下，多配一些高挥发分煤，以增加化学产
炼焦工艺控制参数
炼焦工艺控制参数
炼焦工艺控制参数
第四章
炼焦工艺控制参数
4.1配煤原理 4.2主要工艺流程 4.3自动配煤系统---核子秤 4.4备煤车间的主要控制参数
炼焦工艺控制参数
4.1.1配煤的好处：
（1）节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源。 （2）充分利用各种单种煤的结焦特性，改善焦炭质量。 （3）在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的 产率和炼焦煤气的发生量。 （4）对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有好处。
炼焦工艺控制参数
4.3.2核子称在运煤皮带的位置图： 北
煤
6#
二
东
皮
7#
带
8#
9#
5# 4# 3# 2#
1#
煤一皮带
炼焦工艺控制参数
1、配煤准确率，由核子称自动生成。 2、粉碎细度，即入料粒度小于80mm，细度
达到3mm以下占80%。现阶段控制在73至 78之间。
炼焦工艺控制参数
第五章
炼焦工艺控制参数 5.1炼焦工艺流程简介
2. 还原剂。焦炭燃烧产生的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的还 原剂。
3. 料柱骨架。焦炭在料柱中占1/3～1/2的体积，尤其是在高炉下 部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用， 高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。
煤化工工艺学第三章 炼焦
3.2 焦炭及其性质
由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝
空气条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭，且随 干馏温度的高低又有高温（950~1050℃)焦炭和低温 (500~700℃)焦炭之别，后者也称半焦。
根据原料煤的性质、干馏的条件等不同，可形成不同
规格和质量的高温焦炭，其中用于高炉炼铁的称高炉 焦，用于冲天炉熔铁的称铸造焦，用于铁合金生产的 称铁合金用焦，还有非铁金属冶炼用焦(以上统称冶金 焦)，以及气化用焦、电石用焦等。
3.1.1.3煤焦油 荒煤气经过冷却析出的煤焦油，分两步进行处理。首先用蒸
馏的方法，将沸点相近的组分集中在各种混合馏分中，然后再 对各混合馏分进一步精制得纯产品，焦油蒸馏所得的馏分如下。 （1）轻油馏分 可提取苯、甲苯、二甲苯、重苯等。 （2）酚油馏分 可提取酚、甲酚、二甲酚等。 （3）萘油馏分 生产萘、精萘、工业喹琳等。 （4）洗油馏分 主要用作苯类吸收剂。
当焦炭承受冲击力时，焦炭裂纹或缺陷处碎成小块，
焦炭抵抗这种破坏的能力称抗碎性或抗碎强度，用M40 （或M40）表示。
3.2.2、焦炭的化学组成 （1）水分 焦炭水分一般为2~6%。焦炭水分要稳定，否
则将引起高炉的炉温波动，并给焦炭转鼓指标带来误差。 （2）灰分 灰分是焦炭中的有害杂质，主要成分是高熔点 的SiO2和Al2O3。因此焦炭的灰分越低越好，焦炭灰分每增1 %，高炉焦比约提高2%，渣量约增加2.5%，高炉产量约下 降2.2%。 （3）挥发分 挥发分是焦炭成熟度的标志，它与原料煤的 煤化度和炼焦最终温度有关，一般成熟焦炭的挥发分为1% 左右；当挥发分>1.9%时，则为生焦。 （4）硫分 在冶炼过程中，焦炭中的硫转入生铁中，会大 大降低生铁的质量。一般硫分每增加0.1%，高炉熔剂和焦 炭的用量将分别增加2%，高炉的生产能力则降低2~2.5%。 （5）磷分 焦炭中的磷主要以无机盐形式存在，煤中所含 的磷几乎全部残留在焦炭中。高炉炉料中的磷全部转入生 铁中，因此焦炭的磷分一般<0.02%。
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当焦炭承受冲击力时，焦炭裂纹或缺陷处碎成小块， 焦炭抵抗这种破坏的能力称抗碎性或抗碎强度，用M40 （或M40）表示。
3.2.2、焦炭的化学组成 （1）水分 焦炭水分一般为2~6%。焦炭水分要稳定，否
则将引起高炉的炉温波动，并给焦炭转鼓指标带来误差。
（2）灰分 灰分是焦炭中的有害杂质，主要成分是高熔点 的%，SiO高2和炉A焦l2比O3约。提因高此2焦%炭，的渣灰量分约越增低加越2.5好%，，焦高炭炉灰产分量每约增下1 降2.2%。
（3）挥发分 挥发分是焦炭成熟度的标志，它与原料煤的 煤化度和炼焦最终温度有关，一般成熟焦炭的挥发分为1% 左右；当挥发分>1.9%时，则为生焦。
（4）硫分 在冶炼过程中，焦炭中的硫转入生铁中，会大 大降低生铁的质量。一般硫分每增加0.1%，高炉熔剂和焦 炭的用量将分别增加2%，高炉的生产能力则降低2~2.5%。
近年来，炼焦工艺正向着大型化、智能化方向发展， “大容积焦炉”、“捣固炼焦”、“干熄焦”、“型煤炼焦”、 “煤调湿”、“配煤专家系统”等新技术得到了快速的发 展与应用。
3.2 焦炭及其性质
由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝 空气条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭，且随 干馏温度的高低又有高温（950~1050℃)焦炭和低温 (500~700℃)焦炭之别，后者也称半焦。
根据筛分组成和筛孔的平均直径，来计算焦炭的平均粒度 dD。
dD =∑γi di 式中 γi —各粒度级的质量分数，%； 的平di均——尺各寸粒计度算级，的mm平；均粒度，由该级焦炭上下两层筛孔
3.2. 1. 3机械强度—耐磨强度和抗碎强度
焦炭强度用耐磨强度和抗碎强度两个指标来表示，中 国采用米贡转鼓法测定：取>60mm的焦炭样品50kg， 转鼓直径1m，长度1m，每分钟25转，转动4min。当 焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时，就会产 生表面薄层分离现象，形成碎末，焦炭抵抗这种破坏 的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10表示。
的不规则多孔体，呈银灰色。用肉眼观察焦炭可看到纵横 裂纹，沿纵横裂纹分开即为焦块；焦块含有微裂纹，沿微 裂纹分开，即为焦体。焦体由气孔和气孔壁组成，气孔壁 即为焦质，其主要成分是碳和矿物质。
焦炭的裂纹多少直接影响其粒度和抗碎强度；焦块微裂纹 的多少和焦体的孔泡结构则与焦炭的耐磨强度和高温反应 性能密切相关。孔结构可用气孔率表示。
（5）磷分 焦炭中的磷主要以无机盐形式存在，煤中所含 的磷几乎全部残留在焦炭中。高炉炉料中的磷全部转入生 铁中，因此焦炭的磷分一般<0.02%。
3.2.3焦炭的反应性和反应后强度
3.2.3.1焦炭的反应性（CRI） 焦炭与CO2、O2和H2O蒸气等进行化学反应的性质，称为焦
3.1.1.1焦炭 焦炭90%以上用于冶金工业的高炉炼铁，其余的用于机
械工业、铸造、电石生产原料、气化及有色金属冶炼等。 因此，炼焦是伴随着钢铁工业发展起来的。
3.1.1.2焦炉煤气 煤在焦炉中加热，由于煤分子的热解，析出大量的气态物质，
即为焦炉煤气。焦炉煤气的热值高，是冶金工业重要的燃料。 经过净化后，可作为工业燃料和民用煤气。从焦炉煤气中提取 的物质主要有:氨（产率为0.25%～0.4%），可生产硫铵和无水氨 等；粗苯(产率为0.8%～1.1%)和酚类产品，粗苯经过精制可得苯、 甲苯、二甲苯，还有古马隆一茚树脂等；硫化物(产率为0. 2%～ 1.5%)，可生产硫黄、吡啶等。
根据原料煤的性质、干馏的条件等不同，可形成不同 规格和质量的高温焦炭，其中用于高炉炼铁的称高炉 焦，用于冲天炉熔铁的称铸造焦，用于铁合金生产的 称铁合金用焦，还有非铁金属冶炼用焦(以上统称冶金 焦)，以及气化用焦、电石用焦等。
3.2.1焦炭的物理性质 焦炭是一种质地坚硬，以碳为主要成分、含有裂纹和缺陷
3.2.1.1真密度、视密度和气孔率 焦炭的真密度是单位体积焦质的质量，通常为1.8～1.95
t/m3，其值大小与原料煤的性质和炼焦工艺有关。 焦炭的视密度是单位体积焦块的质量，通常为0.8～1.08
t/m3，它与焦炭的气孔率和真密度有关。 焦炭的气孔率是指气孔体积占总体积的分数，它们的关系
为： 气孔率=（1—视密度/真密度）×100%
3.2. 1. 2粒度
因焦炭的外形不规则，尺寸不均一，只能用统计的方法来 表示其粒度，即用筛分实验获得的筛分组成计算其平均粒 度。一般用一套具有标准规格和规定孔径的多级振动筛， 将一定量的焦炭试样筛分，然后分别称量各级筛上焦炭和 最小筛孔的筛下焦炭质量，算出各级焦炭的质量分数，简 称焦炭的筛分组成。
我国自己开办的第一座焦化厂．是1914年开始修建的 石家庄焦化厂。至今我国焦化工业已伴随钢铁工业发
展成煤化工领域中较大的部门，达到了较高水平。现 在中国是世界第一大焦炭生产国和出口国，从1993年 起，中国焦炭产量居世界第一位；2010年焦炭产量 3.87亿吨，占世界焦炭产量的61%；我国焦炭出口量 一直占据世界焦炭市场的半壁江山。
3.1.1.3煤焦油 荒煤气经过冷却析出的煤焦油，分两步进行处理。首先用蒸
馏的方法，将沸点相近的组分集中在各种混合馏分中，然后再 对各混合馏分进一步精制得纯产品，焦油蒸馏所得的馏分如下。
（1）轻油馏分 可提取苯、甲苯、二甲苯、重苯等。 （2）酚油馏分 可提取酚、甲酚、二甲酚等。 （3）萘油馏分 生产萘、精萘、工业喹琳等。 （4）洗油馏分 主要用作苯类吸收剂。
运城学院 应用化学系
3.1 概述
煤在隔绝空气的条件下，加热到9500C～10500C经过干燥、 热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段，最终制Байду номын сангаас焦炭， 这一过程称高温炼焦或高温干馏，简称炼焦。
3.1.1炼焦产品 炼焦的主要产品是焦炭(约占78 % ,质量分数，以下同)，
另外还有焦炉煤气(占15%～18%)和煤焦油(2.5%～4.5%)， 这两种副产品中含有大量的化工原料，可广泛用于医药、 染料、化肥、合成纤维、橡胶等生产部门。回收这些化工 原料，不仅能实现煤的综合利用，而且也可减轻环境污染。
3.2.2、焦炭的化学组成 （1）水分 焦炭水分一般为2~6%。焦炭水分要稳定，否
则将引起高炉的炉温波动，并给焦炭转鼓指标带来误差。
（2）灰分 灰分是焦炭中的有害杂质，主要成分是高熔点 的%，SiO高2和炉A焦l2比O3约。提因高此2焦%炭，的渣灰量分约越增低加越2.5好%，，焦高炭炉灰产分量每约增下1 降2.2%。
（3）挥发分 挥发分是焦炭成熟度的标志，它与原料煤的 煤化度和炼焦最终温度有关，一般成熟焦炭的挥发分为1% 左右；当挥发分>1.9%时，则为生焦。
（4）硫分 在冶炼过程中，焦炭中的硫转入生铁中，会大 大降低生铁的质量。一般硫分每增加0.1%，高炉熔剂和焦 炭的用量将分别增加2%，高炉的生产能力则降低2~2.5%。
近年来，炼焦工艺正向着大型化、智能化方向发展， “大容积焦炉”、“捣固炼焦”、“干熄焦”、“型煤炼焦”、 “煤调湿”、“配煤专家系统”等新技术得到了快速的发 展与应用。
3.2 焦炭及其性质
由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝 空气条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭，且随 干馏温度的高低又有高温（950~1050℃)焦炭和低温 (500~700℃)焦炭之别，后者也称半焦。
根据筛分组成和筛孔的平均直径，来计算焦炭的平均粒度 dD。
dD =∑γi di 式中 γi —各粒度级的质量分数，%； 的平di均——尺各寸粒计度算级，的mm平；均粒度，由该级焦炭上下两层筛孔
3.2. 1. 3机械强度—耐磨强度和抗碎强度
焦炭强度用耐磨强度和抗碎强度两个指标来表示，中 国采用米贡转鼓法测定：取>60mm的焦炭样品50kg， 转鼓直径1m，长度1m，每分钟25转，转动4min。当 焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时，就会产 生表面薄层分离现象，形成碎末，焦炭抵抗这种破坏 的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10表示。
的不规则多孔体，呈银灰色。用肉眼观察焦炭可看到纵横 裂纹，沿纵横裂纹分开即为焦块；焦块含有微裂纹，沿微 裂纹分开，即为焦体。焦体由气孔和气孔壁组成，气孔壁 即为焦质，其主要成分是碳和矿物质。
焦炭的裂纹多少直接影响其粒度和抗碎强度；焦块微裂纹 的多少和焦体的孔泡结构则与焦炭的耐磨强度和高温反应 性能密切相关。孔结构可用气孔率表示。
（5）磷分 焦炭中的磷主要以无机盐形式存在，煤中所含 的磷几乎全部残留在焦炭中。高炉炉料中的磷全部转入生 铁中，因此焦炭的磷分一般<0.02%。
3.2.3焦炭的反应性和反应后强度
3.2.3.1焦炭的反应性（CRI） 焦炭与CO2、O2和H2O蒸气等进行化学反应的性质，称为焦
3.1.1.1焦炭 焦炭90%以上用于冶金工业的高炉炼铁，其余的用于机
械工业、铸造、电石生产原料、气化及有色金属冶炼等。 因此，炼焦是伴随着钢铁工业发展起来的。
3.1.1.2焦炉煤气 煤在焦炉中加热，由于煤分子的热解，析出大量的气态物质，
即为焦炉煤气。焦炉煤气的热值高，是冶金工业重要的燃料。 经过净化后，可作为工业燃料和民用煤气。从焦炉煤气中提取 的物质主要有:氨（产率为0.25%～0.4%），可生产硫铵和无水氨 等；粗苯(产率为0.8%～1.1%)和酚类产品，粗苯经过精制可得苯、 甲苯、二甲苯，还有古马隆一茚树脂等；硫化物(产率为0. 2%～ 1.5%)，可生产硫黄、吡啶等。
根据原料煤的性质、干馏的条件等不同，可形成不同 规格和质量的高温焦炭，其中用于高炉炼铁的称高炉 焦，用于冲天炉熔铁的称铸造焦，用于铁合金生产的 称铁合金用焦，还有非铁金属冶炼用焦(以上统称冶金 焦)，以及气化用焦、电石用焦等。
3.2.1焦炭的物理性质 焦炭是一种质地坚硬，以碳为主要成分、含有裂纹和缺陷
3.2.1.1真密度、视密度和气孔率 焦炭的真密度是单位体积焦质的质量，通常为1.8～1.95
t/m3，其值大小与原料煤的性质和炼焦工艺有关。 焦炭的视密度是单位体积焦块的质量，通常为0.8～1.08
t/m3，它与焦炭的气孔率和真密度有关。 焦炭的气孔率是指气孔体积占总体积的分数，它们的关系
为： 气孔率=（1—视密度/真密度）×100%
3.2. 1. 2粒度
因焦炭的外形不规则，尺寸不均一，只能用统计的方法来 表示其粒度，即用筛分实验获得的筛分组成计算其平均粒 度。一般用一套具有标准规格和规定孔径的多级振动筛， 将一定量的焦炭试样筛分，然后分别称量各级筛上焦炭和 最小筛孔的筛下焦炭质量，算出各级焦炭的质量分数，简 称焦炭的筛分组成。
我国自己开办的第一座焦化厂．是1914年开始修建的 石家庄焦化厂。至今我国焦化工业已伴随钢铁工业发
展成煤化工领域中较大的部门，达到了较高水平。现 在中国是世界第一大焦炭生产国和出口国，从1993年 起，中国焦炭产量居世界第一位；2010年焦炭产量 3.87亿吨，占世界焦炭产量的61%；我国焦炭出口量 一直占据世界焦炭市场的半壁江山。
3.1.1.3煤焦油 荒煤气经过冷却析出的煤焦油，分两步进行处理。首先用蒸
馏的方法，将沸点相近的组分集中在各种混合馏分中，然后再 对各混合馏分进一步精制得纯产品，焦油蒸馏所得的馏分如下。
（1）轻油馏分 可提取苯、甲苯、二甲苯、重苯等。 （2）酚油馏分 可提取酚、甲酚、二甲酚等。 （3）萘油馏分 生产萘、精萘、工业喹琳等。 （4）洗油馏分 主要用作苯类吸收剂。
运城学院 应用化学系
3.1 概述
煤在隔绝空气的条件下，加热到9500C～10500C经过干燥、 热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段，最终制Байду номын сангаас焦炭， 这一过程称高温炼焦或高温干馏，简称炼焦。
3.1.1炼焦产品 炼焦的主要产品是焦炭(约占78 % ,质量分数，以下同)，
另外还有焦炉煤气(占15%～18%)和煤焦油(2.5%～4.5%)， 这两种副产品中含有大量的化工原料，可广泛用于医药、 染料、化肥、合成纤维、橡胶等生产部门。回收这些化工 原料，不仅能实现煤的综合利用，而且也可减轻环境污染。