煉焦及其工藝流程

1、煉焦工藝流程介紹- 冶金自動化系列專題導(dǎo)讀:高爐生產(chǎn)前的準(zhǔn)備除了準(zhǔn)備鐵礦石（燒結(jié)礦和球團礦）外，還需要準(zhǔn)備好必需的燃料-焦炭。焦炭是高爐冶煉的主要燃料，焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理化學(xué)反應(yīng) 得以進行。本專題將詳細(xì)介紹焦炭生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。由于時間的倉促和編 輯水平有限，專題中難免出現(xiàn)遺漏或錯誤的地方，歡迎大家補充指正。【發(fā)表建議】焦炭在高爐冶煉中的作用：1. 發(fā)熱劑。焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)的各種物理 化學(xué)反應(yīng)得以進行。2. 還原劑。焦炭

2、燃燒產(chǎn)生的 CO及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。3. 料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區(qū)只有焦炭是以固體狀態(tài)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。煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡驚煤堆場洗煤配煤疑結(jié)系統(tǒng)/ *的辟書高爐系統(tǒng)片2軸的焦崔焦礙肺分熄焦車?yán)б?蝕一焦?fàn)t煤吒鑽詵苯塔終冷器飽和器初冷器炭化室（焦?fàn)t焦?fàn)t煤氣查看 冶金自動化頻道- 煉焦頻道煉焦生產(chǎn)工藝流程：現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過程分為洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)品處理等工序。工藝流程圖如下: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

3、質(zhì)。2. 配煤將各種結(jié)焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦。目的是在保證焦炭質(zhì)量的前提下，擴大煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國家資源，并盡可能地多得到一些化 工產(chǎn)品。3. 煉焦將配合好的煤裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過一定時間，最后形成焦炭。炭化室內(nèi)成焦過程如圖所示。*tr t J- tr 亠t結(jié)焦過程示意圖4. 煉焦的產(chǎn)品處理將爐內(nèi)推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然后進行破碎、篩分、分級、獲得不同粒度的焦炭產(chǎn)品，分別送往高 爐及燒結(jié)等用戶。熄焦方法有干法和濕法兩種。濕法熄焦是把紅熱焦炭運至熄焦塔，用高壓水噴淋6090s。干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內(nèi)，用惰性

4、氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時間為24h。在煉焦過程中還會產(chǎn)生煉焦煤氣及多種化學(xué)產(chǎn)品。焦?fàn)t煤氣是燒結(jié)、煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼生產(chǎn)的主要燃料。煉焦及其工藝流程煉焦coking裝爐煤經(jīng)過高溫干餾轉(zhuǎn)化為焦炭、焦?fàn)t煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的工藝過程。即煤炭焦化。指主要從硬煤和褐煤中生產(chǎn)焦炭、煤氣、干餾炭及煤焦油或瀝青等副產(chǎn)品的煉焦?fàn)t的操作活動。根據(jù)最終溫度，有高溫?zé)捊梗?001100 C）、中溫?zé)捊梗?60750 C）和低溫?zé)捊梗?0 0580 C）。通常指高溫?zé)捊埂，F(xiàn)代煉焦生產(chǎn)在焦化廠煉焦車間進行。煉焦車間一般由一座或幾座焦?fàn)t及其輔助設(shè)施組成，焦?fàn)t的裝煤、推焦、熄焦和篩焦組成了焦?fàn)t操作的全過程，每個爐組都配備有

5、裝煤車、推焦車、攔焦機、熄焦車和電機車，一側(cè)還應(yīng)設(shè)有焦臺和篩焦站。近來開發(fā)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(yù)熱工藝等。產(chǎn)品包括：（1 ）焦炭。煉焦最重要的產(chǎn)品，大多數(shù)國家的焦炭90% 以上用于高爐煉鐵，其次用于鑄造與有色金屬冶煉工業(yè)，少量用于制取碳化鈣、二硫化碳、元素磷等。在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中 ，焦粉還用作燒結(jié)的燃料。焦炭也可作為制備水煤氣的原料制取合成用的原料氣。（2 ）煤焦油。焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%4% ，其組成極為復(fù)雜，多數(shù)情況下是由煤焦油工業(yè)專門進行分離、提純后加以利用（3 ）煤氣和化學(xué)產(chǎn)品。氨的回收率約占裝爐煤的0.2%0.

6、4%, 常以硫酸銨、磷酸銨或濃氨水等形試作為最終產(chǎn)品。粗苯回收率約占煤的 1% 左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有機 合成工業(yè)的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但為了經(jīng)濟效益，也是為了環(huán)境保護的需要 。經(jīng)過凈化的煤氣屬中熱值煤氣，發(fā)熱量為 17500kj/Nm3 左右，每噸煤約產(chǎn)煉焦煤氣 300 400 m3 ，其質(zhì)量約占裝爐煤的 16%20% ，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)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(xué)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(fā)熱劑。焦炭在風(fēng)口前燃燒放出大量熱量并產(chǎn)生煤氣，煤氣在上升過程中將熱量傳給爐 料，使

7、高爐內(nèi)的各種物理化學(xué)反應(yīng)得以進行。2. 還原劑。焦炭燃燒產(chǎn)生的 C0 及焦炭中的固定碳是鐵礦石的還原劑。3料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的體積，尤其是在高爐下部高溫區(qū)只有焦炭是以固體狀態(tài)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(zhì)量的要求1 焦炭的化學(xué)成分焦炭的化學(xué)成分常以焦炭的工業(yè)分析來表示。工業(yè)分析項目包括固定碳、灰分、硫分、揮 發(fā)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 %14 %。硫含量低。揮發(fā)分一般在 0. 7%I. 2%。焦炭中的揮發(fā)分是指在煉焦過程中未分解揮發(fā)完

8、的H2、CH4、N2 等物質(zhì)。揮發(fā)分含量過高，說明焦炭的結(jié)焦程度差，生焦多，強度差；含量過低，則說明結(jié)焦程度 過高，易碎。水分含量穩(wěn)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(zhì)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(zhuǎn)運過程中和高爐內(nèi)下降過程中破裂產(chǎn)生大量的粉末，進入初渣， 使?fàn)t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(zhuǎn)鼓測定焦炭強度。小轉(zhuǎn)鼓是用鋼板焊成的無穿心軸的密封圓筒，鼓內(nèi)徑和寬均為 1000mm ，內(nèi)壁每隔 90焊 角鋼一塊，共計 4塊。試驗時，取粒度大于 60mm 的焦炭 30kg ，放人轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓以

9、25r / min的速度旋轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)，即4min，倒出試樣，用 $ 40mm和$ 10mm的圓孔篩篩分， 以大于 40mm 的焦炭占試樣總量的百分比 （以 M40 表示 ）作為破碎強度指標(biāo)，以小于l0mm 的焦炭占試樣總量的百分比 （以 M10 表示）作為耐磨強度指標(biāo)。M40 愈大， Ml0 愈小，表明焦炭的強度愈高。一般要求 M4O72 %, MIOW 10%。粒度均勻、粉末少。大型高爐焦炭粒度范圍為 2060mm ，中小高爐用焦炭，其粒度分別以 2040mm 和大于15mm 為宜。3焦炭的化學(xué)性質(zhì)焦炭的化學(xué)性質(zhì)包括焦炭的燃燒性和反應(yīng)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(yīng)生

10、成 C02 的速度，即燃燒速度。其反應(yīng)式為：C+02=C02 反應(yīng)性好。反應(yīng)性是指焦炭在一定溫度下和C02作用生成CO的速度。反應(yīng)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(yīng)性差些為好。為了擴大燃燒帶，使?fàn)t缸溫度及煤氣流分布更為合理，使?fàn)t料順利下降，希望焦炭的燃燒 性差些為好。三、煉焦生產(chǎn)工藝流程煉焦生產(chǎn)工藝流程如圖 2-2所示。初%1洗4ft冷爐擁濁3 1as 1鬲111 1n諦ft圖2-2煉焦生產(chǎn)工藝流程端分機煉焦工藝35.煉焦?fàn)t模型煉焦?fàn)t現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過程分為洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)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(zhì)。2. 配煤將各種結(jié)焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦。目的是在保證焦炭質(zhì)量的前提下，擴大煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國家資源，并 盡可能地多得到一些化工產(chǎn)品。3. 煉焦將配合好的煤裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng) 過一定時間，最后形成焦炭。炭化室內(nèi)成焦過程如圖 23所示。圖2-3結(jié)焦過程示意圖4煉焦的產(chǎn)品處理將爐內(nèi)推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然