煤的黏结和成焦

煤的黏结和成焦Coalbondingandcoking煤在一定条件下热解结果黏结成焦合格的焦炭必须考虑煤的成焦PART

01煤的成焦高温热解时黏结性的煤粉煤胶质状态生成半焦黏结过程煤的成焦过程成焦过程两个阶段黏结半焦收缩粉煤开始分解到最后形成焦块的整个过程煤的成焦过程室温200℃450℃300℃550℃1000℃干燥脱吸形成胶质体开始分解收缩胶质体固化煤（半焦）焦炭半焦收缩过程黏结过程成焦过程黏结与成焦过程阶段示意图成焦过程黏结半焦收缩300～450℃之间形成胶质体煤的成焦过程室温200℃450℃300℃550℃1000℃干燥脱吸形成胶质体开始分解收缩胶质体固化煤（半焦）焦炭半焦收缩过程黏结过程成焦过程黏结与成焦过程阶段示意图550℃左右形成半焦温度继续升高分子量最小的气态产物半焦氢主要甲烷少量不生成焦油煤的成焦过程室温200℃450℃300℃550℃1000℃干燥脱吸形成胶质体开始分解收缩胶质体固化煤（半焦）焦炭半焦收缩过程黏结过程成焦过程黏结与成焦过程阶段示意图半焦分解同时还产生许多游离基发生缩聚反应缩聚反应不断加强芳香碳网不断增大碳网间排列越来越规则化焦炭成焦过程中呈现的特点PART

02成焦过程中呈现的特点1单向供热2成层结焦成焦过程中呈现的特点煤料热分解形成塑性体转化为半焦和焦炭所需的热能单向供热高温炉墙侧向炭化室中心逐渐传递的煤塑性体使炉墙到炭化室的各个平行面之间的温度差较大导热很差成焦过程中呈现的特点同一时间距炉墙不同距离的各层炉料因温度不同而处于结焦过程的不同阶段焦炭炉墙附近首先形成逐层向炭化室中心推移成层结焦成焦过程中呈现的特点不同结焦时间炭化室内各层炉料的温度与状态（等时线）成焦过程中呈现的特点炭化室中心面上炉料温度始终最低炭化室中心面上最终成焦时炭化室结焦终了炼焦最终温度结焦末期炭化室中心面温度（焦饼中心温度）可以作为整个炭化室焦饼成熟程度的标志成焦过程中呈现的特点高温炼焦的终温950～1050℃按装炉煤性质和对焦炭质量要求的不同成焦过程中呈现的特点生产上常用肉眼观察上升管处荒煤气的颜色和透明情况判断焦饼是否成熟成焦过程中呈现的特点热分解过程结束时荒煤气颜色发蓝，且透明日本称为标志荒煤气中氢含量达到最高值通过测定焦炭的挥发分或焦炭的氢含量判断气体自动分析仪测定荒煤气中氢含量的变化焦饼的成熟程度炭化室不同部位焦炭的特征焦炭1.焦头熔融良好结构致密温度梯度较大煤料加热速度快塑性温度间隔变宽流动性好裂纹多而深焦面扭曲如菜花焦炭块度较小焦花靠近炭化室墙面的焦炭2.焦尾炭化室中心部位处的焦炭黏结裂纹较多熔融均较差焦炭金融保险结焦前期加热速度慢金融保险结焦后期加热速度快3.焦身距炭化室墙面较远的内层焦炭致密程度差于焦头而优于焦尾裂纹少而浅焦炭块度较大加热速度温度梯度相对较小焦炭成焦的影响因素PART

03炼焦炉的生产操作焦炭质量主要取决于装炉煤的性质，同时也与备煤及炼焦条件有密切关系。成焦的影响因素煤料粉碎后小于3mm的煤料重量占总重量的百分比。细度常规炼焦煤料72%～80%配型煤炼焦煤料85%左右捣固炼焦煤料90%以上1.煤料细度细度过低细度过高配合煤混合不均匀焦炭内部结构不均一强度降低粉碎设备动力消耗增大处理能力降低装炉煤的散密度减小炭化室装煤量下降焦炭的产量和质量降低2.装炉煤散密度和水分装炉煤散密度装炉煤散密度增大，可以使煤粒间隙减小膨胀压力增大在胶质体数量和性质一定时，可以改善煤的黏结性和焦炭质量弱黏结煤尤为明显2.装炉煤散密度和水分捣固配型煤煤干燥均已在工业生产中应用在室式炼焦条件下，增大散密度的方法2.装炉煤散密度和水分水分增高结焦时间延长装炉煤水分对结焦过程的影响较大水分每增加1%结焦时间约延长20min国内多数的装炉煤水分大致为10%～11%产量炼焦速度影响2.装炉煤散密度和水分金融保险影响煤的散密度金融保险使炼焦耗热量增高装炉煤水分不宜过高装炉煤水分3.填加物煤料黏结性不好时沥青黏结剂结焦过程中的液相以改善黏结性增加3.填加物这种黏结剂应要求在煤料胶质体阶段有较好的热稳定性最好采用高沸点沥青可在不使煤黏结性降低很多的情况下无烟煤粉焦粉瘦化剂经细粉碎减少收缩内应力提高焦炭块度煤料收缩性很大时4.炼焦速度炭化室平均宽度结焦时间值比炼焦速度反映炭化室内煤料结焦过程的平均升温速度。根据煤的成焦机理，提高升温速度可使塑性温度间隔变宽，流动性改善，有利于改善焦炭质量。4.炼焦速度室式炼焦条件下炼焦速度和升温速度的提高幅度有限效果仅使焦炭的气孔结构略有改善，而对焦炭显微组分的影响则不明显同时提高炼焦速度焦炭裂纹率增加降低焦炭块度5.炼焦终温提高炼焦最终温度结焦后期热分解热缩聚程度提高有利于降低焦炭挥发分和含氢量提高焦炭显微强度耐磨强度反应后强度使气孔壁致密性提高5.炼焦终温提高炼焦最终温度结焦后期热分解热缩聚程度提高气孔壁致密化微裂纹将扩展抗碎强度降低6.焖炉时间焦饼成熟后适当延长焖炉时间有利于提高结焦过程的热聚合度促进焦炭石墨化程度的提高有助于改善焦炭的微观性质6.焖炉时间随着干熄焦技术的应用日本提出先中温干馏到（700～800℃）中温半焦在干熄焦预存室再加热使