炼焦及化学产品生产

炼焦及化学产品生产

第十章 洗煤、炼焦及化学产品生产

第一节 焦化工业生产概述

将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后,在炼焦炉内进行高温干馏,可以得到焦炭和荒煤气。将荒煤气进行加工处理,可以得到多种化工产品和焦炉煤气。焦炭是炼铁的燃料和还原剂,它能将氧化铁(铁矿)还原为生铁。焦炉煤气发热值高,是钢铁厂及民用的优质燃料,又因其含氢量多,也是生产合成氨的原料。

焦炭主要用于高炉冶炼,其次供铸造、气化、有色金属生产和制电石,它们对焦炭有着不同的要求,其中高炉炼铁对其用焦(冶金焦)的质量要求是相当高的。

冶金焦在高炉冶练过程中起着热源、还原剂、支承物三大作用。高炉炼铁过程发生一系列复杂的物理、化学变化。最主要是铁矿石(氧化铁)转化为金属铁。高炉状况的顺行、焦比、冶炼强度的高低,生铁含硫、磷、硅成分的多少等等,冶金焦都起着很重要的作用,冶金焦是高炉生产不可缺少的主要原料之一。要生产优质冶金焦,必须合理地选择和准备炼焦用煤,正确地掌握炼焦操作。

一、炼焦原理及工艺流程

(一)炼焦原理

1、炼焦原理

炼焦生产,基本原料是炼焦煤。将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭。这种煤热解过程通常称为煤的干馏。

煤的干馏分为低温干馏、中温干馏和高温干馏三种。它们的主要区别在于干馏的最终温度不同, 低温干馏在500℃-600℃,中温干馏在700℃-800℃,高温干馏在900℃-1000℃。目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦、炼焦煤气和炼焦化学产品。这种高温炼焦过程,就是高温干馏。

2、炼焦煤的热解过程

炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,它具有下列特性:当被加热到400℃左右,就开始形成熔融的胶质体,并不断地自身裂解产生出油气,这类油气经过冷凝、冷却及回收工艺,得到各种化工产品和净化的焦炉煤气。

当温度不断升高,油气不断放出,胶质体进一步分解,部分气体析出,而胶质体逐渐固化成半焦,同时产生出一些小气泡,成为固定的疏孔。温度再升高,半焦继续收缩,放出一些油气,最后生成焦炭。

(二)炼焦方法

1、机械化焦炉生产

煤料从炉顶部的装煤孔或机侧(捣固焦)装入炭化室,由两侧燃烧室传来的热量,将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温。加热过程中,煤料熔融分解,所生成的气态产物由炭化室顶端部的上升管逸出,导入煤气净化处理系统,可得到化学产品及煤气;残留在炭化室内的固化成焦炭。煤料分解固化过程完成后,将炭化室两侧的炉门打开,用推焦机将焦炭推出,落入熄焦车(或干法熄焦装置)。赤热的焦炭可用水熄灭,或用惰性气体将余热导走,冷却后即得到可使用的焦炭。机械化焦炉(顶装)目前国内采用炉型主要有 JN型、 JNX型、以及58型、66型、70型。另外还有一种3号简易焦炉。

2、土法炼焦

炼焦煤(多为单种焦煤、配煤、焦肥煤)在普通粘土砖窑炉内(目前国内多用75型、89型、91型、95型、96型、赵城连体炉)以土法炼焦工艺生产的可燃固体产物。

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