郭树才-第三章炼焦

1、第三章第三章 炼焦炼焦焦化装置焦化装置焦炉焦炉出焦出焦成品焦炭成品焦炭3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦

2、炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦1.炼焦炼焦 煤在焦炉内隔绝空气、加热到煤在焦炉内隔绝空气、加热到1000左右、可获得焦左右、可获得焦炭和化学产品和煤气的过程（又称高温干馏、炼炭和化学产品和煤气的过程（又称高温干馏、炼焦）焦）.2.炼焦产品炼焦产品焦炭焦炭 90%用于高炉炼铁，其余用于机械工业、铸造、电用于高炉炼铁，其余用于机械工业、铸造、电石生产原料、气化以及有色金属冶炼。石生产原料、气化以及有色金属冶炼。31 概述概述机械加工机械加工电石电石金属冶炼

3、金属冶炼化学产品化学产品 硫酸铵、吡啶碱、苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、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、塑沥青等。用于化学肥料、农药、合成纤维的原料、塑料等。料等。煤气煤气 可用来合成氨、生产化学肥料或用做加热燃料。可用来合成氨、生产化学肥料或用做加热燃料。合成氨装置合成氨装置民用煤气民用煤气工业用煤气工业用煤气中国焦炉现状：中国焦炉现状：“产能大国、装备小国产能大国、装备小国”土法炼焦土法炼焦-“淘汰淘汰”大型焦炉装置大型焦炉装置3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代

4、焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程半焦半焦焦炭焦炭3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑

5、和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦1.配煤的目的和意义配煤的目的和意义配煤：配煤： 就是将两种以上的单种煤料，按适当比例均匀配合，就是将两种以上的单种煤料，按适当比例均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。以求制得各种用途所要求的焦炭质量。焦煤炼焦的缺点（单种煤炼焦）焦煤炼焦的缺点（单种煤炼焦） 焦煤储量不足焦煤储量不足 推焦困难，容易损坏炉墙推焦困难，容易损坏炉墙 焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小合理配煤的优势合理配煤的优势 提高焦炭质量提高焦炭质量 扩大炼焦煤源，合理利用煤炭资源扩大炼焦煤源，合理利用煤炭资源 增加炼焦化学产品产率等增加炼焦化

6、学产品产率等3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量气煤（气煤（QM）、肥煤（）、肥煤（FM）、焦煤（）、焦煤（JM）、瘦煤（）、瘦煤（SM）及中间）及中间过渡性牌号煤。过渡性牌号煤。气煤气煤 挥发性最大，黏结性差挥发性最大，黏结性差 炼焦产品特点：焦炭碎、强度低、推焦易；可得较多化学产品炼焦产品特点：焦炭碎、强度低、推焦易；可得较多化学产品肥煤肥煤 挥发份较高，灰分高，黏结性最好但结焦性差。挥发份较高，灰分高，黏结性最好但结焦性差。 炼焦产品特点：焦炭碎、强度低、推焦难；可提高化学产品产炼焦产品特点：焦炭碎、强度低、推焦难；可提高化学产品产率和煤气产率。率和煤气产率。焦煤焦煤 挥发分适中（肥煤）

7、，黏结性高，灰分高挥发分适中（肥煤），黏结性高，灰分高 炼焦产品特点：焦炭块大，强度高，推焦困难炼焦产品特点：焦炭块大，强度高，推焦困难2.炼焦用煤炼焦用煤瘦煤瘦煤挥发分低，黏结性差挥发分低，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。产品产率和煤气产率低。贫煤贫煤没有黏结性，不结焦，不能单独炼焦；配煤中可起瘦化剂的作用。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。3.配煤的工艺指标配煤的工艺指标配煤的工业分析配煤的工业分析水分（一般水分（一般10%，焦化厂，焦化厂8%1

8、0%） 水分高的不利影响：水分高的不利影响：焦炉升温慢，延长结焦时间，影焦炉升温慢，延长结焦时间，影响炉体寿命；影响装炉煤堆密度响炉体寿命；影响装炉煤堆密度（图（图3-7随水分随水分） 水分过低的不利影响：水分过低的不利影响：破碎和装煤时造成煤尘飞扬恶破碎和装煤时造成煤尘飞扬恶化操作条件，使焦油中游离碳增加。化操作条件，使焦油中游离碳增加。灰分（配煤灰分灰分（配煤灰分12%，焦炭灰分，焦炭灰分15%） 灰分的害处灰分的害处(配煤的灰分全部转入焦炭配煤的灰分全部转入焦炭) a:灰分是惰性物质，灰分高则黏结性降低；灰分颗灰分是惰性物质，灰分高则黏结性降低；灰分颗粒成为裂纹中心，配煤灰分高则焦炭强度

9、降低。粒成为裂纹中心，配煤灰分高则焦炭强度降低。 b:炼铁用焦耗量高，高炉生产能力降低。炼铁用焦耗量高，高炉生产能力降低。挥发分（中国生产配煤挥发分挥发分（中国生产配煤挥发分Vdaf一般一般25%32%） a:挥发分高挥发分高，化学产品产率高，煤气产率高。，化学产品产率高，煤气产率高。 b:挥发分过高挥发分过高 焦炭平均粒度小，抗碎强度低。焦炭平均粒度小，抗碎强度低。 c:挥发分过低挥发分过低 煤的黏结性差，耐磨强度降低，可导致推焦困难。煤的黏结性差，耐磨强度降低，可导致推焦困难。硫分（配煤硫分（配煤1.0%，一般焦炭，一般焦炭1.0%1.2%） 硫分害处硫分害处（配煤中有（配煤中有80%左右

10、转入焦炭）左右转入焦炭） 冶炼中焦炭中硫分转入生铁中，使生铁呈热脆性，加速铁冶炼中焦炭中硫分转入生铁中，使生铁呈热脆性，加速铁腐蚀。腐蚀。黏结性和膨胀压力黏结性和膨胀压力黏结性黏结性 黏结性是结焦性的前提和必要条件。黏结性是结焦性的前提和必要条件。 （黏结性的指标：我国常用的是胶质层最大厚度（黏结性的指标：我国常用的是胶质层最大厚度Y和粘结指和粘结指数数G）膨胀压力（安全膨胀压力膨胀压力（安全膨胀压力1015KPa） 其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆能增大膨胀压力。能增大膨胀压力。粉碎度（粉碎度（3mm的占的占90%） 黏结性好的成分和易碎的不细碎，反之细碎。黏结性

11、好的成分和易碎的不细碎，反之细碎。 （弱黏结性的应细碎；强黏结性的应粗碎；肥煤、焦煤易碎（弱黏结性的应细碎；强黏结性的应粗碎；肥煤、焦煤易碎应粗碎；气煤硬度大难碎应细碎）应粗碎；气煤硬度大难碎应细碎）4.焦炭的用途焦炭的用途高炉炼铁（供热燃料、还原剂、疏松骨架）高炉炼铁（供热燃料、还原剂、疏松骨架） 要求：冶金焦反应率要小要求：冶金焦反应率要小(C+CO2反应降低焦炭强度反应降低焦炭强度)、一定的块度、强度一定的块度、强度铸造用焦（熔化炉料：其作用是熔化炉料并使铁水过铸造用焦（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。热，支撑料柱保持其良好的透气性。 ）要求：铸造焦应

12、具备块度大、反应性低、气孔率小、具要求：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。有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 气化用焦气化用焦要求：反应能力要高化工气化用焦，对强度要求不严，要求：反应能力要高化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；但要求反应性好，灰熔点较高； 电石焦电石焦对焦炭的质量要求不高对焦炭的质量要求不高, 要求尽量提高固定碳含量。要求尽量提高固定碳含量。5.焦炭的质量焦炭的质量物理性质物理性质 主要成分为碳主要成分为碳,是具有一定强度、块度的银灰色固体，是具有一定强度、块度的银灰色固体，内部有纵横裂纹，沿

13、焦炭纵横裂纹分开即为内部有纵横裂纹，沿焦炭纵横裂纹分开即为焦块焦块，焦块内含微裂纹，沿微裂纹分开即为焦块内含微裂纹，沿微裂纹分开即为焦体，焦体，焦体由焦体由气孔和气孔壁（气孔和气孔壁（焦质焦质）。）。真密度：单位体积焦质的质量。真密度：单位体积焦质的质量。视密度（假密度）：单位体积焦块的质量。视密度（假密度）：单位体积焦块的质量。堆密度：焦炭单位堆积体积的质量。堆密度：焦炭单位堆积体积的质量。 气孔率气孔率=（1-假密度假密度/真密度）真密度）100%P=（1-d0/d）100%化学成分化学成分灰分灰分(主要成分是主要成分是SiO2和和Al2O3) 不利，灰分越低越好不利，灰分越低越好硫分硫分

14、 不利（硫易使生铁铸件脆裂）不利（硫易使生铁铸件脆裂） 硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。 在炼钢生铁中硫含量大于在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。即为废品。 挥发分挥发分 鉴别焦炭成熟度的重要指标。鉴别焦炭成熟度的重要指标。 挥发分挥发分1.5%为为生焦生焦 挥发分小于挥发分小于 0.50.7%, 则表示则表示过火过火;一般一般成熟成熟的冶金焦挥发分为的冶金焦挥发分为1%左右。左右。水分（一般为水分（一般为2%6%）水分要稳定，否则引起炉温波动。水分要稳定，否则引起炉温波动。碱性成分（碱性成分（K2O、Na2O） 由于其催

15、化和腐蚀作用，能严重降低焦炭强度。由于其催化和腐蚀作用，能严重降低焦炭强度。机械强度机械强度耐磨强度耐磨强度M10a:耐磨强度（耐磨强度（M10、耐磨性、耐磨性） 当焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时，就会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的现象，形成碎末，焦炭抵抗这产生表面薄层分离的现象，形成碎末，焦炭抵抗这种破坏的能力称为耐磨强度。种破坏的能力称为耐磨强度。b:转鼓测定耐磨强度指标转鼓测定耐磨强度指标M10 转鼓试验：转鼓试验： 为了试验焦炭的耐磨性和抗碎性，为了试验焦炭的耐磨性和抗碎性，通常采用转鼓试验。转鼓试验就是通常采用转鼓试验。转鼓试验就是模仿焦炭在

16、高炉冶炼过程中的撞击、模仿焦炭在高炉冶炼过程中的撞击、挤压、研磨，将一个十分复杂的受挤压、研磨，将一个十分复杂的受力情况加以简化的试验方法。力情况加以简化的试验方法。 在转鼓中装入大于在转鼓中装入大于60毫米的焦炭毫米的焦炭50千克，以每分钟千克，以每分钟25转速度转动转速度转动4分分钟钟 M10一般用焦炭在转鼓内破坏到一一般用焦炭在转鼓内破坏到一定程度后，粒度定程度后，粒度10mm的碎焦质的碎焦质量量m1占式样质量占式样质量m总总的分数来表示的分数来表示耐磨强度。耐磨强度。 M10= (m1/m总总) 100%提 料 板转 鼓 实 验 法 ， 鼓 内 情 况抗碎强度抗碎强度M40（M40、抗

17、碎性、抗碎性）a:抗碎强度抗碎强度 当焦炭承受冲击力时，焦炭沿裂纹或者缺陷处碎成当焦炭承受冲击力时，焦炭沿裂纹或者缺陷处碎成小块，焦炭抵抗这种破坏的能力称为抗碎强度。小块，焦炭抵抗这种破坏的能力称为抗碎强度。b:转鼓测定耐磨强度指标转鼓测定耐磨强度指标M40 粒度粒度40mm的块焦质量的块焦质量m2占式样质量占式样质量m总总的分数来的分数来表示抗碎强度。表示抗碎强度。M40= (m2/m总总) 100%影响焦炭反应性的三大因素影响焦炭反应性的三大因素a：原料煤性质（煤种、煤岩相的组成、煤灰分等）：原料煤性质（煤种、煤岩相的组成、煤灰分等）b：炼焦工艺因素（焦饼中心温度、结焦时间、炼焦方式等）：

18、炼焦工艺因素（焦饼中心温度、结焦时间、炼焦方式等）c：高炉冶炼条件（温度、时间等）：高炉冶炼条件（温度、时间等）焦炭反应性（焦炭反应性（CRI % ）的测定：）的测定：国内：国内：CO2测定测定 称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100时与时与CO2反应反应2h后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性（CRI）。）。 焦炭的反应性焦炭的反应性反应性反应性大多数国家都用焦炭与大多数国家都用焦炭与 二氧化碳间的反应特性评二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。定焦炭反应性。3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的

19、成焦过程3.3 配煤和焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦焦炉是煤炼制焦炭的窑炉，是炼焦厂的核心设备。焦炉是煤炼制焦炭的窑炉，是炼焦厂的核心设备。“三大室，四大车三大室，四大车”3.4 现代焦炉现代焦炉图图6.13 焦炉炉体结构图焦炉炉体结构图3.4.1.3.4.1.焦炉概述焦炉概述焦炉主要部分构成（三大室）焦炉主要部分构成（三大室）炭化室炭化室

20、 煤隔绝空气干镏的地方，焦炭形成的场所。煤隔绝空气干镏的地方，焦炭形成的场所。燃烧室燃烧室 是煤气燃烧的地方，煤气与空气在其中混合燃烧，产生的热是煤气燃烧的地方，煤气与空气在其中混合燃烧，产生的热量传给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高温干馏。量传给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高温干馏。 蓄热室蓄热室 回收燃烧室废气的热量来预热空气和贫煤气的地方。回收燃烧室废气的热量来预热空气和贫煤气的地方。3.4 现代焦炉现代焦炉焦炉附加机械（四大车）焦炉附加机械（四大车）加煤车加煤车 顶装焦炉顶装焦炉的装煤车设在炉顶的装煤车设在炉顶, ,其作用是从煤塔取出其作用是从煤塔取出一定重量的煤料一定重

21、量的煤料, ,通过炭化室顶部装煤孔卸入炭化室通过炭化室顶部装煤孔卸入炭化室内内. . 推焦车推焦车 炭化室装煤完毕后炭化室装煤完毕后, ,煤落在室内成锥形煤落在室内成锥形, ,由推焦机由推焦机上的平煤杆将煤推平上的平煤杆将煤推平; ;打开打开, ,清扫与关闭机侧的炉门清扫与关闭机侧的炉门; ;将成熟的焦炭从炭化室的机侧推到焦侧的导焦车上将成熟的焦炭从炭化室的机侧推到焦侧的导焦车上. . 导焦车（拦焦车）导焦车（拦焦车） 拦着从炭化室推出来的焦炭落到熄焦车上拦着从炭化室推出来的焦炭落到熄焦车上, ,并打并打开开, ,清扫与关闭焦侧的炉门清扫与关闭焦侧的炉门. . 熄焦车熄焦车 接受推出的赤热焦炭

22、接受推出的赤热焦炭, ,运到熄焦塔内运到熄焦塔内( (或运到干法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熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽蒸汽),),将赤热焦炭熄灭将赤热焦炭熄灭, ,然后卸在凉焦台上冷却然后卸在凉焦台上冷却. . 3.4.2.焦炉的结构与特点焦炉的结构与特点炭化室和燃烧室炭化室和燃烧室 两侧是燃烧室，炭化室与两侧是燃烧室，炭化室与燃烧室依次相间，一墙之燃烧室依次相间，一墙之隔。隔。 顶部由顶部由3-4个加煤孔，并有个加煤孔，并有1-2个导出干馏煤气的上升个导出干馏煤气的上升管，它的两端为内衬耐火管，它的两端为内衬耐火材料的铸铁炉门。材料的铸铁炉门。

23、 一般，炭化室宽一般，炭化室宽0.40.5m、长长1017m、高、高47.5m,顶部设顶部设有加煤孔和煤气上升管有加煤孔和煤气上升管(在机侧在机侧或焦侧或焦侧)，两端用炉门封闭，两端用炉门封闭,炭化室炭化室机侧窄焦侧宽（有一定的锥度），机侧窄焦侧宽（有一定的锥度），炭化室顶部留有顶部空间以便导出粗煤气。炭化室顶部留有顶部空间以便导出粗煤气。 燃烧室由许多立火道构成燃烧室由许多立火道构成,燃烧室比炭化室多一个。燃烧室比炭化室多一个。 蓄热室位于炉体下部，分空蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室气蓄热室和贫煤气蓄热室。例：例：JN43-58-型焦炉型焦炉炭化室尺寸分为两种宽度，炭化室尺寸

24、分为两种宽度，即平均宽为即平均宽为407mm和和450mm两种形式，炭化室全高为两种形式，炭化室全高为4300mm，全长为，全长为14080mm，有效长为有效长为13350mm，炭化室，炭化室的有效面积为的有效面积为21.7m3,加热水加热水平高度平高度800mm。 焦炉燃烧室焦炉燃烧室宽度为宽度为736mm和和693mm（包（包括炉墙）。括炉墙）。斜道区斜道区 连接蓄热室和燃烧室的通道为斜道区，它位于蓄连接蓄热室和燃烧室的通道为斜道区，它位于蓄热室顶部和燃烧室底部之间，用于导入空气和贫煤热室顶部和燃烧室底部之间，用于导入空气和贫煤气，并将其分配到每个立火道中，同时排除废气。气，并将其分配到每

25、个立火道中，同时排除废气。蓄热室蓄热室 位于焦炉炉体的下部，上部经过斜道与燃烧室相位于焦炉炉体的下部，上部经过斜道与燃烧室相连，下部经废气盘分别与分烟道、贫煤气管和大气连，下部经废气盘分别与分烟道、贫煤气管和大气相通。相通。 燃烧室正下方为主墙，主墙内有垂直砖煤气道，燃烧室正下方为主墙，主墙内有垂直砖煤气道，焦炉煤气（富气）由地下室煤气与主管经此道送入焦炉煤气（富气）由地下室煤气与主管经此道送入立火道底部与空气混合燃烧。立火道底部与空气混合燃烧。 焦炉加热系：焦炉加热系： 燃烧室、斜道区、蓄热室。燃烧室、斜道区、蓄热室。 变换时间：变换时间：2030min（气流换向）（气流换向）炉顶区炉顶区

26、炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、洪炉孔等。炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、洪炉孔等。基础平台基础平台 基础平台位于炉体底部，它支撑整个炉体，炉体设基础平台位于炉体底部，它支撑整个炉体，炉体设施和机械的质量，并把它传到地基上。施和机械的质量，并把它传到地基上。 例：例：JN43-58-型焦炉基础为底板、顶板和支柱组成，用型焦炉基础为底板、顶板和支柱组成，用钢筋混凝土浇铸而成。为了减轻温度对基础的影响，焦钢筋混凝土浇铸而成。为了减轻温度对基础的影响，焦炉砌体的下部与基础平台之间有炉砌体的下部与基础平台之间有4-6层红砖。层红砖。3.4.3.焦炉炉型焦炉炉型焦炉炉型的分类焦炉炉型的分类按火道

27、结构形式的不同按火道结构形式的不同 a:双联火道双联火道: 燃烧室设计成偶数个立火道，每两个分为一组，一个火道走上燃烧室设计成偶数个立火道，每两个分为一组，一个火道走上升气流，另一个走下降废气，换向后气流反向流动。升气流，另一个走下降废气，换向后气流反向流动。 b:二分式：二分式： 燃烧室火道分成两半，彼此以水平集合烟道相连，一半走上升燃烧室火道分成两半，彼此以水平集合烟道相连，一半走上升气流，另一半走下降废气，换向后气流反向流动。气流，另一半走下降废气，换向后气流反向流动。 c: 过顶式过顶式: 两个燃烧室为一组，彼此借助炭化室顶部且与水平集合烟道相两个燃烧室为一组，彼此借助炭化室顶部且与水

28、平集合烟道相连的过顶烟道相连，形成一个燃烧室全部火道走上升气流，另连的过顶烟道相连，形成一个燃烧室全部火道走上升气流，另一个全部走下降废气，换向后气流呈反方向流动。一个全部走下降废气，换向后气流呈反方向流动。b:二 分 式 火 道a:双 联 式 火 道c:过 顶 式 火 道按加热煤气种类的不同按加热煤气种类的不同 a:单热式焦炉（用贫煤气）单热式焦炉（用贫煤气） b:复热式焦炉复热式焦炉(能用焦炉煤气或贫煤气加热能用焦炉煤气或贫煤气加热) 按煤气入炉的方式不同按煤气入炉的方式不同 a:下喷式焦炉下喷式焦炉 加热用的富煤气由炉体下部通过下喷管垂直地进入炉内，空气加热用的富煤气由炉体下部通过下喷管

29、垂直地进入炉内，空气和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。 b:侧入式焦炉侧入式焦炉 加热用的富煤气由焦炉机焦两侧水平砖煤气道引入炉内，空气加热用的富煤气由焦炉机焦两侧水平砖煤气道引入炉内，空气和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。（例如：（例如：58型焦炉的全称应为：双联火道，废气循环，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。）加热煤气下喷的复热式焦炉。）3.4.3.焦炉炉型焦炉炉型3.1 概概 述述3.2 煤的成焦过程煤的成焦过程3.3 配煤和

30、焦炭质量配煤和焦炭质量3.4 现代焦炉现代焦炉3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.6 煤气燃烧和焦炉热平衡煤气燃烧和焦炉热平衡3.7 焦炉传热基础焦炉传热基础3.8 焦炉流体力学基础焦炉流体力学基础 3.9 焦炉耐火砖、砌筑和烘炉焦炉耐火砖、砌筑和烘炉3.10 型焦型焦第三章第三章 炼焦炼焦炼焦新技术的发展方向：炼焦新技术的发展方向： 优化资源利用，扩大弱粘煤的使用率。优化资源利用，扩大弱粘煤的使用率。 改善焦炭质量，以适应高炉大型化的要求。改善焦炭质量，以适应高炉大型化的要求。 节约回收能源；节约回收能源； 改善环保条件，有利于建设环境友好型社会。改善环保条件，有利于建设环境友好型社会。 提高自

31、动化水平；提高自动化水平； 提高产能，以提高劳动生产力。提高产能，以提高劳动生产力。3.5 3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.5.1 3.5.1 改进炼焦备煤改进炼焦备煤工艺：合理配煤、煤破碎优化工艺：合理配煤、煤破碎优化目的：扩大炼焦煤源，改善焦炭的物理和化学性质目的：扩大炼焦煤源，改善焦炭的物理和化学性质工艺：提高装炉煤堆密度工艺：提高装炉煤堆密度目的：改善焦炭质量，提高生产能力，增加弱黏结目的：改善焦炭质量，提高生产能力，增加弱黏结性的煤的用量等。性的煤的用量等。方法：方法： 捣固装煤捣固装煤 部分配煤成型和团球部分配煤成型和团球 配煤配有有机液配煤配有有机液 煤干燥预热和调湿煤干燥预热和

32、调湿3.5 3.5 炼焦新技术炼焦新技术3.5.3.5.2 2 捣固煤炼焦捣固煤炼焦方法原理方法原理方法：方法： 利用高挥发份弱粘结性或中等粘结性煤为炼焦煤利用高挥发份弱粘结性或中等粘结性煤为炼焦煤的主要配煤组分，将配合煤在入炉前在捣固机内捣的主要配煤组分，将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成略小于炭化室的煤饼后，从焦炉机侧推入炭化实成略小于炭化室的煤饼后，从焦炉机侧推入炭化室内的炼焦方法室内的炼焦方法原理：原理： 因为通过对煤粉的捣固，使炼焦煤堆密度增加，因为通过对煤粉的捣固，使炼焦煤堆密度增加，有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。捣固捣固锤锤捣固捣固装备装备捣固

33、捣固机机效果效果优点：优点：原料范围宽：原料范围宽： 可配入高挥发分弱黏结性煤（主要增加气煤用量）有效减少主焦可配入高挥发分弱黏结性煤（主要增加气煤用量）有效减少主焦煤配比，降低生产成本。煤配比，降低生产成本。提高焦炭强度：提高焦炭强度： 增大焦炭强度、提高焦炭产量和质量。增大焦炭强度、提高焦炭产量和质量。 缺点：捣固机庞大，操作复杂，投资高，炭化室有效利用率低，缺点：捣固机庞大，操作复杂，投资高，炭化室有效利用率低，结焦时间长。结焦时间长。 例如：捣固炼焦在保证焦炭质量相同的条件下，例如：捣固炼焦在保证焦炭质量相同的条件下，可增加约可增加约20的气煤用量或者在相同配煤的的气煤用量或者在相同配

34、煤的条件下，焦炭质量可以得到提高，条件下，焦炭质量可以得到提高，M40在在90以上。以上。原理和方法原理和方法方法方法: 全部煤料用黏结剂或无黏结剂压成型，或者部分配煤压成型。（此全部煤料用黏结剂或无黏结剂压成型，或者部分配煤压成型。（此配煤中配有弱黏结和不黏结性组分）配煤中配有弱黏结和不黏结性组分）原理：原理： 型煤密度比散装煤密度大得多，有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。型煤密度比散装煤密度大得多，有利于提高煤料的膨胀压力和粘结性。型煤：是用一种和数种煤与一定比例的粘合剂、固硫型煤：是用一种和数种煤与一定比例的粘合剂、固硫剂、助燃剂经加工成一定形状和有一定的理化性能剂、助燃剂经加工成一定形

35、状和有一定的理化性能（冷强度、热强度、热稳定性、防水性等）的块状燃（冷强度、热强度、热稳定性、防水性等）的块状燃料或原料。料或原料。3.5.3 成型煤成型煤效果效果 优点是：优点是：在相同焦炭质量在相同焦炭质量的情况下，可多的情况下，可多用弱粘煤，以降用弱粘煤，以降低成本。在相同低成本。在相同的配煤条件下可的配煤条件下可使焦炭的使焦炭的M40提提高高12%。3.5.4 煤的选择性破碎煤的选择性破碎原理：原理： 根据煤岩性质进行选择破碎：黏结性差的暗煤和惰根据煤岩性质进行选择破碎：黏结性差的暗煤和惰性矿物质进行细粉碎；黏结性的煤不细碎（不瘦性矿物质进行细粉碎；黏结性的煤不细碎（不瘦化）。化）。流

36、程流程煤预热煤预热 利用热废气将煤科进行干燥并预热到利用热废气将煤科进行干燥并预热到150150200200再装炉再装炉炼焦。炼焦。预热煤炼焦有下述显著效果：预热煤炼焦有下述显著效果：a:a:提高经济效益。提高经济效益。 煤饼的相对密度增加煤饼的相对密度增加,炉温降低或缩短结焦，焦炭和化工产品增产。炉温降低或缩短结焦，焦炭和化工产品增产。b:焦炉加热用燃料减少。焦炉加热用燃料减少。c:提高了焦炭质量。提高了焦炭质量。 煤干燥后煤干燥后,入炉时相对密度增加入炉时相对密度增加,焦炭强度可增加焦炭强度可增加1% 2%。d:有利于环保有利于环保 煤料水分的降低大大减少了污水排放量煤料水分的降低大大减少

37、了污水排放量,有利于有利于环保。环保。e:e:利于延长焦炉炉体使用寿命利于延长焦炉炉体使用寿命煤料水分稳定煤料水分稳定, ,可使焦炉操作保持稳定可使焦炉操作保持稳定, ,有利于延长焦炉炉体使用寿有利于延长焦炉炉体使用寿命。命。3.5.5.煤干燥预热和调湿煤干燥预热和调湿德国的普雷卡邦法德国的普雷卡邦法煤调湿煤调湿“煤调湿煤调湿”是日本首先开发的，就是是日本首先开发的，就是“装炉煤水份控制装炉煤水份控制工艺工艺”的简称。它是将煤料在装炉之前，通过的简称。它是将煤料在装炉之前，通过“流化床式干流化床式干燥机燥机”，利用焦炉烟道气作热源，将煤料的水份干吸到，利用焦炉烟道气作热源，将煤料的水份干吸到6

38、%左左右。右。优点：优点：1）降低炼焦耗热量）降低炼焦耗热量2）生产能力提高。由于水份低，煤堆密度提高，生产能力提高）生产能力提高。由于水份低，煤堆密度提高，生产能力提高711%3）机械强度提高）机械强度提高11.5个百分点个百分点4）在相同焦炭质量下，可增加弱粘煤用量）在相同焦炭质量下，可增加弱粘煤用量810%。第一代煤调湿采用以导热油为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备煤调湿技术；第一代煤调湿采用以导热油为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备煤调湿技术；第二代煤调湿采用蒸汽为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备的煤调湿技术；第二代煤调湿采用蒸汽为热载体、多管回转式干燥机为干燥设备的煤调湿技术；第三代煤调湿采用以焦炉烟道废气为热载体、以流化床为干燥设备的煤水分调节第三代煤调湿采用以焦炉烟道废气为热载体、以流化床为干燥设备的煤水分调节和煤和煤粒度分离合一的煤调湿技术。粒度分离合一的煤调湿技术。其基本原理其基本原理: 利用冷的惰性气体将赤热焦炭冷却，得到热惰利用冷的惰性气体将赤热焦炭冷却，得到热惰性气体加热锅炉发生蒸汽，可通过汽轮机发电或性气体加热锅炉发生蒸汽，可通过汽轮机发电或满足生产工艺要求，降了温的惰性气体再循环循满足生产工艺要求，降了温的惰性气体再循环循环用以冷却红焦。环用以冷却红焦。优点：优点： 回收热量，改善焦炭质量，提高环保水平。回收热量，改善焦炭质量，