焦化基础知识

焦化基本知识及太钢生产现状分析技术中心齐洪涛2012.8报告目录焦化生产工艺简介煤及炼焦煤基本知识我国炼焦煤资源山西省炼焦煤资源配煤基本原理炼焦技术发展趋势太钢焦化生产现状炼焦生产工艺简介炼焦生产代表性工艺流程如上图所示；同时该图也反映了炼焦生产相关概况。煤及炼焦煤基本知识煤是古代植物经过长期复杂地质变化而形成的可燃岩。煤主要由石炭纪及与其相邻地层期中丰富的植物遗骸生成。由于地壳变迁，植物遗骸在地壳深处空气完全隔绝条件下，氢和氧含量降低的同时，逐渐地炭素富化，转变为所谓的腐植煤；而水生植物则变为腐藻煤，许多煤是相混生成的（腐植腐藻煤）。按炭素富化的顺序一般可分为四种：泥煤、褐煤、烟煤与无烟煤。煤及炼焦煤基本知识炼焦煤采用中等变质程度的烟煤，而烟煤用煤化度和工艺性质两种参数来确定类别，表征煤化度的指标干燥无灰基挥发分Vdaf，表征工艺性质的指标采用粘结性能，并根据粘结性的大小不同以粘结指数G为主，并辅以胶质层最大厚度Y或奥亚膨胀度b指标，来确定烟煤的类别。烟煤共分为12个大类，即：长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫煤、贫瘦煤、贫煤。气、肥、1/3焦、焦煤、瘦煤是常用的炼焦煤。煤炭基本分类煤炭无烟煤褐煤泥炭烟煤气煤1/3焦肥煤焦煤瘦煤贫煤焦炭煤及炼焦煤基本知识

气煤有一定的结焦性，不同产地的气煤性质差别较大，有的具有中等粘结性，有些甚至可以单独炼成中等强度的焦炭，有的则粘结性较差。气煤由于挥发分高，因此在结焦过程中收缩大、焦炭裂纹多，但是正由于这个特点，在配煤中常常用它减缓炼焦过程中的膨胀压力和增大焦饼的收缩，同时气煤挥发分高，还可以增加化学产品的回收率，有利于综合利用，这都是配用气煤的原因。

煤及炼焦煤基本知识肥煤受热时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性较气煤胶质体好，因为它具有很强的粘结能力，所以肥煤是配煤中的重要成分，并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦炭。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，炼焦配煤中使用此种煤时，配合煤中气煤用量就要减少。1/3焦煤是一个过渡性煤种，粘结性较强，结焦性较好，是炼焦基础用煤之一。但不同产地的1/3焦煤性质差异较大。煤及炼焦煤基本知识焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度。大多数焦煤单独炼焦时能得到块大、裂纹少的焦炭。过去在工业不发达时，常用它单独炼焦。但是在现代炼焦炉中采用它单独炼焦有如下困难：（1）收缩度小，膨胀压力大，引起焦炉的损坏。（2）这种煤就其储量来说是不多的，故在配煤中亦不宜多用，更不宜用它单独炼焦。煤及炼焦煤基本知识瘦煤的变质程度较高，挥发分低，在加热时产生的胶质体量少。不同瘦煤单独炼焦时，焦炭的强度和耐磨可以有很大的差别。大多数瘦煤焦炭块度大，裂纹少，这种煤加入到配煤中可以提高焦炭的块度。有些粘结性好的瘦煤具有很大的膨胀压力。我国煤炭基本状况在探明储量中，炼焦配煤比例的要求、不同单种煤质量的限制，实际应用和储量不是对应比例关系。中国煤资源基本情况：中国煤炭探明可采储量仅次于美国、俄罗斯而居世界第三位。我国的煤炭资源主要分布于华北和西北地区，各占全国的50%和30%左右。其余四大区之和也只占全国的20%。中国炼焦煤资源发布：我国的炼焦煤资源以山西省最多，“查明储量”达1000多亿吨，占全国炼焦煤“查明储量”的56%多，居第二、第三位的分别是安徽省和山东省，在200亿吨左右。其余各省均不到100亿吨。其中居第四、五、六、七位的是贵州、黑龙江、河北和河南省，其余各省均在55亿吨以下。我国煤炭基本状况

山西省国土面积15.7万平方公里，含煤面积5.7平方公里，占近40％。全省118个县级行政区中，94个县地下有煤。共有六个煤田：大同煤田：大同和鹅毛口2个矿区。宁武煤田：平朔、朔州、轩岗和岚县4个矿区。西山煤田：西山、古交和青交3个矿区。沁水煤田：东山、阳泉、潞安、长治、晋城等17个矿区。霍西煤田：灵石、汾孝、霍州、克城等5个矿区。河东煤田：离石、柳林、乡宁等6个矿区。

山西省煤炭基本状况山西省煤炭基本情况山西省煤资源丰富，煤种齐全，煤种分布具有地域的特点配煤基本原理定义：为了生产出符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦煤，按适当的比例配合起来配煤目标：保证焦炭质量；炼焦化学品产率；炼焦生产稳定配煤控制指标：水分、灰分、硫分、挥发分、细度、散密度、粘结性、膨胀压力配煤基本原理制定配煤方案的依据可归纳为：各种可能利用煤种开采情况、运输条件、运输距离等，由此评定各种煤近期和远期供应的可能性；对焦炭质量的要求和对化学产品产量的要求，以及焦化厂备煤车间条件、焦炉炉体状况等；各煤种的牌号、粘结性、结焦性、灰分、硫分和可选性等，由此评定各种煤对炼焦的适用程度，进而考虑它的配用量。制定配煤方案就是以上述资料和所要求的指标为前提，根据收集的煤种数据，进行试验并作出合理的选择。配煤基本原理合理配煤方案应满足以下各项要求：焦炭质量应达到规定的指标，满足使用部门的要求；最大限度地符合区域配煤的原则，根据本区域煤炭资源的近期平衡和远景规划，充分利用本区域的粘结煤和弱粘结煤；不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦困难；在满足焦炭质量的前提下，有较高化学产品产量和质量；合理调整炼焦用煤运输流向和尽量防止对流，并尽可能缩短平均运距。配煤指标配煤指标化学指标工艺性质指标煤岩指标硫、灰分、磷挥发、粘结性、结焦性煤岩显微组分、镜质组最大平均反射率、镜质组反射率分布曲线煤资源调查初步确定用煤方案煤样煤质分析拟定配煤试验方案试验焦炉焦炭质量评定半工业试验工业试验配煤试验程序贮煤厂进煤配煤槽粉碎机（装煤预处理）入炉炼焦配煤生产焦炭用途种类冶金焦气化焦电石焦焦炭种类高炉焦铸造焦铁合金焦焦炭使用焦炭使用领域的需求与变化，既是焦炭生产的动力，也是其制约条件。炼焦技术发展趋势从以上可以看出，炼焦技术的发展，需要考虑以下方面的影响：符合国家产业政策；满足产品用户需求；调整资源配置；与技术进步相适应；节能、环保、可持续发展。焦炉大型化管理控制自动化技术控制智能合理操作安全简便生产效率提高节能环保发展趋势：炼焦设备进步炭化室长Mmm188001598014080炭化室有效长mm180001514013280炭化室高mm763060004300炭化室有效高mm718056504000平均宽mm590450450炭化室有效容积m376.2538.523.9锥度mm505050炭化室中心距mm165014301280立火道中心距mm500350290炉顶空间高度mm450300280设计结焦时间h25.21817单孔出焦量t45.2529.518.4炭化室墙厚mm95105100火道数362828炉顶厚度mm176815381320底板到炭化室底mm5500354032207.63米焦炉与其它焦炉比较发展趋势:资源的优化研究结焦机理开发使用新煤资源炼焦煤新技术捣固炼焦配型煤炼焦预热煤炼焦连续炼焦技术………….发展趋势：节能环保可持续发展可持续发展满足准入条件发展趋势：炼焦热回收利用提高热效率发展趋势：能源新技术焦炉煤气制甲醇发展趋势：炼焦煤预处理炼焦煤预处理蒸氨废水其它酚、氰水焦炉熄焦炼铁冲渣处理后吸水井调节池浮选池厌氧池缺氧池好氧池实现零排放发展趋势：环保生产焦化生产环保举例：污水处理

7.63米焦炉设置出焦除尘地面站，收集出焦烟气中的粉尘，粉尘捕集率达到99%以上。同时配备推焦机车载除尘器，处理机侧摘开炉门/推焦瞬间的阵发性烟尘。发展趋势：环保生产太钢焦化厂目前有2×70孔7.63m焦炉两座，焦炭产量225万吨/年，使用洗精煤300万吨/年。配套2×150吨/小时干法熄焦装置，低水分熄焦装置备用。备煤系统采用大煤罐存煤并配煤，同时配置了处理能力为400吨/小时的煤调湿装置。采用先配合后粉碎，再进行煤调湿，最后带入焦炉煤塔等待装煤入炉的备煤工艺流程。化产回收工艺包括初冷工序、硫铵工序、粗苯工序、脱硫脱氰工序及废水处理工序。焦炉装煤、推焦、干熄焦以及运焦系统都配备除尘装置，全厂每天除尘量达180吨。太钢焦化厂现状炼焦用煤情况所使用煤种、比例及产地表煤种肥煤焦煤1/3焦煤瘦煤气煤比例35429122产地古交霍州灵石其它古交柳林其它霍州其它潞安宁武配煤总体方针：首先保证焦炭质量，尽量降低配煤成本，兼顾工艺生产顺行。煤资源选择：固定骨干煤种资源；不断研究、开发新的煤资源，以补充资源不足；灵活配用或提高质量差、价位低的资源配比。配煤技术：常规和煤岩配煤相结合的技术，根据太钢焦化厂的工艺特点，制定了一套配煤工艺参数。过程管理：严把单种煤质量关，杜绝复杂混煤进厂。根据煤质波动、工艺变化，动态大调或微调调整配煤比。配煤技术随着高炉的大型化，对焦炭质量的要求愈来愈高，而优质炼焦煤资源越来越紧张，低灰、低硫煤接近枯竭，洗煤厂为了降低灰分、硫分，一般都进行混洗，混洗情况比较复杂，从2010年，骨干、大矿煤种也不断出现混煤现象，给焦化配煤工作带来了一定难度。今年由于全球经济衰退及进口煤资源的影响，省内炼焦煤资源呈现出近十年少有的现象，煤价一直下调，煤质也有一定的提高。炼焦煤资源变化2009.6.25屯兰煤反射率图2010.11.22屯兰煤反射率图2009.12.8柳林联鑫煤反射率图2010.12.22柳林联鑫煤反射率图企业名称M40/%M10/%Ad/%Std/%CRI/%CSR/%武钢88.46.112.570.7226.366.3首钢89.65.912.220.6923.968.4鞍钢87.46.912.480.6725.366.4