现代燃气生产技术-焦炉燃气生产

第二篇煤/生物质干馏制燃气

第三章焦炉燃气生产1.焦炉燃气生产工艺流程焦炉燃气生产是一个典型的高温干馏过程炼焦工艺配煤工艺化产工艺焦炭硫酸铵等化学产品净化后的焦炉煤气一、配煤炼焦概述：我国新的煤分类方案中的14种煤，除了无烟煤、不黏煤、长焰煤、褐煤等四种以外，其他十种煤均可以配煤炼焦。一般都是以气煤（QM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）、1/3焦煤（1/3JM）、气肥煤（QF）等为主。其他几种只能少量配入。各种煤的性质不同，在配煤中的作用也不同。1.1配煤工艺配煤炼焦是指将多种不同牌号的煤按比例配合在一起作为炼焦的原料。不同牌号的煤，各有其特点，它们在配煤中所起的作用也不同，如果配煤方案合理，就能充分发挥各种煤的特点，提高焦炭质量。根据我国煤炭资源的具体情况，采用配合煤炼焦既可以合理利用各地区炼焦煤的资源，又是扩大炼焦用煤的基本措施之一。二、备煤工艺流程备煤的工艺必须适应炼焦煤的粉碎特性，使粒度达到或接近最佳粒度分布，由于煤的最佳粒度分布因煤种、岩相组成而异，因此不同煤和配合煤应采用不同的粉碎工艺。先配合后粉碎工艺先粉碎后配合工艺先配合后粉碎工艺先将各单种煤按一定配比配合后，再进行粉碎的一种备煤工艺。该工艺仅适用于煤料黏结性较好，煤质较均匀的情况，当煤质差异大、岩相不均匀时不宜采用。先粉碎后配合工艺先将各单种煤根据其不同特性分别粉碎到不同的细度，再进行配合和混合的工艺。这种工艺可以按煤种特性分别控制合适的细度，有助于提高焦炭质量或多用弱黏结性煤。但工艺复杂，需多台粉碎机，配煤后还需设混合装置，投资大，操作复杂。配合煤质量指标：水分、细度、灰分、硫份、煤化度、黏结性和膨胀压力。（1）水分：影响结焦过程与加热管理，要求稳定。（2）细度：指配合煤中小于3mm粒径占全部配合煤的质量百分率。常规炼焦（顶装煤）时为72%—80%，配型煤炼焦时约85%，捣固炼焦时为90%以上。在此前提下，尽量减少小于0.5mm的细粉含量，以减轻装炉时的烟尘逸散。（3）灰分：配合煤的灰分可按各种单煤种灰分加和计算，也可直接测定。降低配合煤灰分有利焦炭灰分降低，可使高炉、化铁炉等降低焦耗。(4)硫分配合煤硫分也可按单种煤硫分用加和计算，也可直接测定。焦炭中的硫分约占煤中的80-93%，其余进入燃气中。三、配合煤质量指标(5)煤化度：煤的化学成熟程度。煤的形成过程：泥炭——褐煤——烟煤——无烟煤。无烟煤是最老年的一种煤种。这四种煤的煤化度就依次递增。配合煤的煤化度影响焦炭的气孔率、比表面、光学显微结构、强度和块度等。煤化度指标：挥发分（Vdaf)和镜质组平均最大反射率（）。一般认为大型高炉用焦炭的配合煤煤化度指标，宜控制在“Vdaf

＝26％-28％或。=1.2％—1.3％。

煤岩实体分类

类别

煤岩实体名称煤型号活性成分1.可熔镜质组（FusibleVitrinoids）V0～V212.可熔融半丝碳组（FusibleSemi-Fusinoids）SF0～SF213.角质组（Exinoid）E0～E154.树脂组（Resinoids）R0～R15

惰性组分5.惰性镜煤组（InertSemi-Fusinoids）6.惰性半丝炭组（InertSemi-Fusinoids）V22～707.碎片组（Micronoids）SF22～SF408.丝炭组（Fusinoids）M18～M709.矿物组（MineralMatter）F40～F70表中煤型代号有类别英文名的字首与表示反射率大小的数字组合而成，例如V3表示反射率为0.30～0.39的镜煤组(6)黏结性：配合煤的黏结性指标是影响焦炭强度的重要因素。配合煤要有适当的黏结性(7)膨胀压力：单种煤的膨胀压力由多种因素决定，配合煤中各单种煤之间又存在相互作用，因此配合煤的膨胀压力不能以各单种煤的膨胀压力加和计算，配合煤的膨胀压力与黏结性指标之间不存在规律的相互关系。配合煤的膨胀压力只能通过实验的方法测定。1.2炼焦工艺流程1.3化产工艺流程2焦炉炉体结构及炉型焦炉是焦化工艺的主体焦炉体积庞大，结构复杂。现代焦炉炉体主要由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶和基础部分组成。（一）燃烧室和炭化室燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室提供热量。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达1300～1400℃，而炭化室墙面温度约1000～1150℃。现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。硅砖具有荷重软化温度高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温抗热震性能好和无残余收缩等优良性能。砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构，以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度。所用的砖型有：丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。硅砖质量标准项目指标JG—94SiO2/%大于（或等于）94（≥94）耐火度/℃不低于16900.2MPa荷重软化开始温度不低于1650（胶结硅石1620）重烧线变化(1450℃,2h（3h）)/％0.2（0.5）显气孔率/%炉底，炉壁砖其他部位用砖及手工成型砖不大于22（炉壁砖23）24（25）常温耐压强度/Mpa炉底，炉壁砖其他部位用砖及手工成型砖不小于29.4（25）19.6（20）真密度炉壁其他部位用砖不大于不大于不大于2.34（≤2.35）2.36中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖，20世纪80年代以后则多采用宝塔砖。炭化室墙厚一般为90～100mm，中国多为95～105mm。为防止焦炉炉头砖产生裂缝，有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑，并设置直缝以消除应力，中国焦炉多采用这种结构。燃烧室分成许多立火道，立火道的形式和数量因炉型不同而异，一般大型焦炉的燃烧室有26～32个立火道，中小型焦炉仅为12～16个。炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。燃烧室和碳化室均为长方形焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例地增加。我国正在使用的焦炉中，炭化室高度一般在4～6m之间，有少部分新建焦炉的炭化室高度达到了10m；炭化室长度一般为13～16m，有少部分新建焦炉的炭化室长要达到了18.8m；炭化室平均宽度一般为0.4～0.6m。（二）蓄热室为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室（其中心线与燃烧室中心线平行），以便于单独调节。蓄热室有宽蓄热室和窄蓄热室两种。宽蓄热室是每个炭化室下设一个，窄蓄热室则是每个炭化室下设两个。有些焦炉的蓄热室，沿炭化室长度方向，分成若干独立的小格，以便单独调节气流。蓄热室墙一般用硅砖砌筑，有些国家用黏土砖或半硅砖代替硅砖砌筑温度较低的蓄热室下部。在蓄热室中放置格子砖，以充分回收废气中的热量。格子砖要反复承受急冷急热的温度变化，故采用黏土质或半硅质材料制造。现代焦炉的格子砖一般采用异型薄壁结构，以增加蓄热面积和提高蓄热效率。蓄热室下部有小烟道，其作用是向蓄热室交替导入冷煤气和空气，或排出废气。（三）斜道区位于燃烧室和蓄热室之间的通道。不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。斜道区布置着数量众多的通道（斜道、水平砖煤气道和垂直砖煤气道等），它们彼此距离很近，并且上升气流和下降气流之间压差较大，容易漏气，所以斜道区设计要合理，以保证炉体严密。斜道区承受焦炉上部的巨大重量，同时处在1100～1300℃的高温区，所以也用硅砖砌筑。JN

型焦炉斜道区结构图

火焰调节砖牛舌砖

（四）炉顶

炉顶位于焦炉炉体的最上部。设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层，一般用硅砖砌筑，以保证整个炭化室膨胀一致；也有用黏土砖砌筑的，这种砖不易断裂，但易产生表面裂纹。为减少炉顶散热，在炭化室顶盖层以上采用黏土砖、红砖和隔热砖砌筑。JN型焦炉炉顶

1装煤孔2看火孔3烘炉孔4挡火砖（五）

基础平台与烟道基础位于炉体的底部，它支撑整个炉体，炉体设施和机械的重量，并把它传到地基上去。焦炉基础的结构形式随炉型和煤气供入方式的不同而异。下喷式焦炉的基础结构型式

（六）焦炉分类现代焦炉分类方法很多，可以按照装煤方式、加热用煤气种类、空气和加热用煤气的供入方式、燃烧室火道形式以及拉长火焰方式等进行分类。按装煤方式分类，有顶装焦炉和侧装焦炉。按加热用煤气种类分类，有复热式焦炉和单热式焦炉。按空气和加热用煤气的供入方式分类，有侧入式焦炉和下喷式焦炉。按气流调节方式分类，有上部调节式焦炉和下部调节式焦炉。按拉长火焰方式进行分类，可分为多段加热式焦炉、高低灯头式焦炉、废气循环式焦炉。（七）焦炉三班操作炼焦三班操作包括装煤、推焦、熄焦和筛焦。装煤：装煤包括装煤车从煤塔取煤和装煤车往炉内装煤。推焦：焦饼在炭化室加热到规定的结焦时间，焦饼中心温度达950～1050℃后，会产生一定的收缩，即可推焦。推焦是把成熟的焦炭推出炭化室的操作。熄焦：熄焦是将赤热焦炭（950～1050℃）冷却到便于运输和贮存温度（250℃以下）的操作过程。熄焦可分为湿法熄焦和干法熄焦两类。低水分熄焦作为湿法熄焦的一种，也开始广泛使用。八我国焦炉炉型简介我国焦炉炉型繁多，绝大多数是鞍山焦化耐火材料设计研究院设计的JN型焦炉，此外还有为数很少的前苏联ЛBP型焦炉和引进日本的新日铁M型焦炉。TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸设计生产能力(万吨/年)85炉组孔数(座*孔)2*63炭化室全长(mm)14080炭化室有效长(mm)13280炭化室宽(机侧，mm)495炭化室宽(焦侧，mm)505炭化室平均宽(mm)500炭化室锥度(mm)10炭化室全高(mm)4300TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸炭化室有效高(mm)4000炭化室有效容积(m3)26.6炭化室一次装干煤量(吨)24.4炭化室中心距(mm)1200立火道中心距(mm)480加热水平高度(mm)700炉顶厚度(mm)1318炭化室墙厚(mm)100TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸蓄热室宽(mm)830燃烧室形式及立火道数双联28加热方式单热下喷设计结焦时间(小时)22.5TJL4350D型焦炉砖量用量（1*63孔）

名称

砖号（个）

砖量（吨）硅砖1975810.5粘土砖963521.66高铝砖684.8缸砖6164.92隔热砖2186.75红砖1646.49耐火砖号共计305个，其中异型砖295个。一座焦炉耐火砖总量为9581.9吨。3炭化室内结焦过程炼焦过程本质上是煤的热解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热并发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。其结果生成气体（煤气），液体（焦油）和固体（半焦或焦炭）等产品。煤的热解也称为煤的干馏或热分解。

由图可见：有黏结性的烟煤热解过程大致可分为三个阶段：（1）第一阶段（室温～300℃）

主要是煤干燥、脱吸阶段，煤没有发生外形上的变化。

①120℃前，煤脱水干燥；

②120～200℃，煤释放出吸附在毛隙孔中的气体，如CH4、CO2、CO和N2等，是脱吸过程；

③近300℃时，褐煤开始分解，生成CO2、CO、H2S，同时放出热解水及微量焦油。而烟煤和无烟煤此时变化不大。

（2）第二阶段（300~550℃或600℃）

该阶段以煤热分解、解聚为主，形成胶质体并固化而形成半焦。

①300～450℃，此时煤剧烈分解，解聚，析出大量的焦油和气体，焦油几乎全部在这一阶段析出。气体主要是CH4及其同系物，还有H2、CO2、CO及不饱和烃等。这些气体称为热解一次气体。在450℃时析出焦油量最大，在此阶段由于热解，生成气、液（焦油）、固（尚未分解的煤粒）三相为一体的胶质体，使煤发生了软化、熔融、流动和膨胀。液相中有液晶（或中间相）存在。

②450～550℃（或600℃）时，

胶质体分解、缩聚、固化成半焦。

（3）第三阶段550（600℃）~1000℃

该阶段以缩聚反应为主体，由半焦转变成焦炭。

①550（或600℃）~750℃，半焦分解析出大量气体。主要是H2和少量CH4，称为热解的二次气体。一般在700℃时析出的氢气量最大，在此阶段基本上不产生焦油。半焦因分解出气体收缩而产生裂纹。

②750~1000℃，半焦进一步分解，继续析出少量气体主要是H2，同时分解的残留物进一步缩聚，芳香碳网不断增大，排列规则化，半焦转变成具有一定强度和块度的焦炭。

煤的热解包括上述三个阶段，它是一个连续变化的过程，每一个后续阶段，必须通过前面的各个阶段。煤热解的主要阶段用差热分析可得到证实。

煤化程度低的煤（如褐煤），其热解过程大体与烟煤相同，但不存在胶质体形成阶段，仅发生剧烈分解，析出大量气体和焦油，无黏结性，形成的半焦是粉状的。加热到高温时，生成焦粉。

高变质无烟煤的热解过程比较简单，是一个连续析出少量气体的分解过程，即不能生成胶质体，也不能生成焦油。因此无烟煤不适于用干馏的方法进行加工。

煤热解的主要过程可由煤的差热分析得到证实。差热分析（DTA）的基本原理是：将试样和参比物（用与试样热特性相似的，在实验温度范围内，不发生相变化和化学变化的热惰性物质为参比物）在相同的热条件下加热（或冷却），记录在程序控制温度下，被测试样和参比物的温度差与温度（或时间）的关系曲线（DTA曲线）。吸热峰——被测试样温度低于参比物温度的峰，温度差△T为负值，差热曲线为低谷。放热峰——被测试样温度高于参比物温度的峰，温度差△T为正值，差热曲线为高峰。煤在热解过程中有明显的吸热峰和放热峰。室式结焦过程

煤的差热分析曲线

(1)

在150℃左右，有一个吸热峰，表示此阶段是吸热效应。是煤析出水分和吸附气体的过程。相当于前面热化学分析的干燥脱吸阶段。(2)

在350~550℃范围内，有一个吸热峰，表明此阶段是吸热效应。在这一阶段煤发生解聚、分解生成气体和煤焦油（蒸汽状态）等低分子化合物。相当于热化学分析的胶质体阶段。

(3)在750~850℃的范围内，有一个放热峰，表明此阶段为放热效应。是煤热解残留物互相缩聚，生成半焦的过程。相当于热化学分析的半焦生成阶段。煤的差热曲线上三个明显的热效应峰与煤热解过程化学分析的三个主要阶段是一致的。差热分析方法证实了煤的热解过程的热化学反应。各种不同的煤，其热解过程不同，所以差热分析曲线上峰的位置、峰高也有明显的区别。3.1炭化室内结焦过程3.1炭化室内结焦过程

炭化室内煤料结焦过程的基本特点有二：一是侧向供热、成层结焦；二是结焦过程中的传热性能随炉料的状态和温度而变化。一、炭化室内热流与炉料状态A成层结焦过程炭化室内煤料热分解、形成塑性体、转化为半焦和焦炭所需的热量，由两侧炉墙提供。由于煤和塑性体的导热性很差，使从炉墙到炭化室的各个平行面之间温差较大。离炉墙的距离不同，温度也不同，因而煤料处于不同阶段，靠近炉墙先结焦，结焦过程逐渐向炭化室中心推移，所谓“成层结焦”。当炭化室中心面上最终成焦并达到相应温度，标志结焦结束，此时温度为炼焦最终温度。B炭化室炉料温度分布在同一结焦时刻内处于不同结焦阶段的各层炉料，由于热物理性质（比热容、热导率、相变热等）和化学变化（包括反应热）的不同，传热量和吸热量也不同，因此炭化室内的温度场是不均匀的。(1)各层的升温速度和温度梯度均不相同。在塑性温度区间，不但各层升温速度不同．且多数层的升温速度很慢；其中靠近炭化室墙面处的升温速度最快。(2)炭化室中心面煤料温度在结焦前半周期不超过100—120℃。湿煤层在结焦过程中始终处于两侧塑性层之间，水气不易透过而使大部水气走向内层温度较低的湿煤层，并在其中冷凝，使内层湿煤水分增加．故升温速率较小。(3)炭化室墙面处结焦速度极快，不到1h的结焦时间就超过500℃，炭化室中心面处，结焦的前期升温速度较慢，当两侧塑性层汇合后，外层己形成热导率大的半焦和焦炭，且需热不多．故热量迅速传向炭化室中心，使500℃后的升温速度加快，也增加了中心面处焦炭的裂纹。(4)由于成层结焦，两侧大致平行于炭化室墙面的塑性层逐渐向中心移动．同时炭化室顶部和底面因温度较高，也会受热形成塑性层。由于四面塑性层形成的膜袋的不易透气性，阻碍了其内部煤热解气态产物的析出，使膜袋膨胀，并通过半焦层和焦炭层将膨胀压力传递给炭化室搞。当塑性层在炭化室中心汇合时，该膨胀压力达到最大值，通常所说的膨胀压力就是指该最大值。适当的膨胀压力有利于煤的黏结，但要防止过大损坏炉墙的结构。

C炭化室内气体析出与流动①高温炼焦时，从干煤层、塑性层和半焦层内产生的气态产物称一次热解产物，在流经焦炭层、焦饼与炭化室墙间隙及炭化室顶部空间时，受高温作用发生二次热解反应，生成二次热解产物。二次热解反应非常复杂，主要由一次热解产物中的烃类进一步裂解成为更小分子的气体．如CH4，H2，CO2，C2H4等；饱和烃或环烷烃脱氢、缩合成为芳香族化合物以及含氧、含氯、含硫化合物的脱氧、脱氯和脱硫等反应。整个炭化周期内化学产品的析出一般有两个峰值，标志着热分解由两个连续的阶段组成。第一析出峰在350℃～550℃范围内，放出大量含碳、氢、氧的挥发产物，主要是煤焦油和轻油组分。700℃左右出现第二析出峰．二次热解反应剧烈产品主要是甲烷和氢气。高温炼焦化学产品的产率主要决定于装炉煤的挥发分产率，其组成主要决定于粗煤气在析出途径上所经受的温度、停留时间及装炉煤水分。②气体析出途径

煤结焦过程的气态产物大部分在塑性温度区间，特别是固化温度以上产生。炭化室内干煤层热解生成的气态产物和塑性层内产生的气态产物中的少部分从塑性层内侧和顶部流经炭化室顶部空间排出，这部分气态产物称“里行气”，约占气态产物的10％～25％。塑性层内产生的气态产物中的大部分和半焦层内的气态产物，则穿过高温焦炭层缝隙，沿焦饼与炭化室墙之间的缝隙向上流经炭化室顶部空间而徘出，这部分气态产物称“外行气”，约占气态产物的75％～

90％。里行气和外行气由于析出途径、二次热解反应温度和反应时间不同，两者的组成差异较大D炭化室内结焦终了判断

当炭化室内装炉煤全部转变为焦炭时，便形成一个焦饼。当焦饼中心温度达到950～1050℃时．焦饼就成熟了。生产上常用肉眼观察上升管处租煤气的颜色和透明情况判断焦饼是否成熟。当炭化室煤料的热分解过程全部结束时，粗煤气的颜色发蓝，而且透明。日本将这种现象称之为“火落”。从装炉煤装入炭化室至出现火落这一时间间隔，称为火落时间。当火药现象出现后，再经过一段闷炉时间，焦饼最终成熟。火落现象的出现标志着粗煤气中氢含量达到最高值。因此．可以用气体自动分析仪测定粮煤气中氢含量的变化，以确定焦饼的成熟程度。焦炭是否成熟还可以通过测定焦炭的挥发分或焦炭的氢含量来进行判断。3.2影响炭化室结焦过程的因素焦炭质量主要取决于装炉煤性质，也与备煤及炼焦条件有密切关系。在装炉煤性质确定的条件下，对室式炼焦，备煤与炼焦条件是影响结焦过程的主要因素。一、装炉煤堆密度增大堆密度可以改善焦炭质量，特别对弱黏结煤尤为明显。在室式炼焦条件下，增大堆密度的方法，如捣因、配型煤、煤干燥等均已在工业生产中应用。装炉煤的垃度组成对堆密度影响很大，配合煤细度高则堆密度减小，且装炉烟尘多。二、装炉煤水分装炉煤水分对结焦过程有较大影响，水分增高将使结焦时间延长，通常水分每增加1％，结焦时间约延长20min，不仅影响产量，也影响炼焦速度。国内多数厂的装炉煤水分大致为l0％～11％。装炉煤水分还影响堆密度(图2—6)，由图可见，煤料水分低于6％—7％时．随水分降低，堆密度增高。水分大于7％，堆密度也增高，这是由于水分的润滑作用，促进煤粒相对位移所致，但水分增高同时使结焦时间延长和炼焦耗热量增高，故装炉煤水分不宜过高。二、装炉煤水分装炉煤水分对结焦过程有较大影响，水分增高将使结焦时间延长，通常水分每增加1％，结焦时间约延长20min，不仅影响产量，也影响炼焦速度。国内多数厂的装炉煤水分大致为l0％～11％。装炉煤水分还影响堆密度(图2—6)，由图可见，煤料水分低于6％—7％时．随水分降低，堆密度增高。水分大于7％，堆密度也增高，这是由于水分的润滑作用，促进煤粒相对位移所致，但水分增高同时使结焦时间延长和炼焦耗热量增高，故装炉煤水分不宜过高。C炼焦速度通常是指炭化室平均宽度与结焦时间的比值，例如炭化室平均宽度为450、407、350mm时，结焦时间为17、15、12h，则炼焦速度分别为26.5、27.1和29.2mm/h.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。但是不能大幅度提高，如果提高幅度过大，那么使焦炭的裂纹增大，降低焦炭强度，所以结合实际炼焦情况权衡考虑。D炼焦终温提高炼焦最终温度，使结焦后期的热分解与热缩聚程度提高。有利于降低焦炭挥发分和氢量含量，使气孔壁材质致密性提高，从而提高焦炭显微强度、耐磨强度和反应后强度。但在气孔壁致密化的同时，微裂纹将扩展，因此抗碎强度则有所降低(表2—3)。E焖炉时间焦饼成熟后适当延长焖炉时间，同样有利于提高结焦过程的热聚合程度，促进焦炭石墨化程度的提高，也有助于改善焦炭的微观性质。

具有黏结性的煤，在高温热解时，从粉煤分解开始，经过胶质状态到生成半焦的过程称为煤的黏结过程。而从粉煤开始分解到最后形成焦块的整个过程称为结焦过程，如图所示。煤的结焦过程大体可分为黏结过程和半焦收缩两个阶段。煤的黏结性取决于胶质体的生成和胶质体的性质。黏结与成焦过程阶段示意图3.2煤的黏结和成焦机理

a．硫的动态与焦炭硫分配合煤硫分既可按单种煤硫分用加和计算，也可直接测定。在炼焦过程中，煤中的部分硫如硫酸盐和硫化铁转化为FeS、CaS、FenSn+1而残留在焦炭中（S残），另一部分硫如有机硫则转化为气态硫化物，在流经高温焦炭层缝隙时，部分与焦炭反应生成复杂的硫碳复合物（S复）而转入焦炭，其余部分则随煤气排出（S气），随焦炉煤气带出的硫量因煤中硫的存在型态及炼焦最终温度而异。3.3室式结焦过程中煤料硫分、灰分与焦炭硫分、灰分的关系煤中硫分转入焦炭的百分率，按物料平衡得：

（2-1）式中

S煤——煤的硫含量，%。一般△S=60%～70%，即室式焦炉的脱硫能力约30%～40%，煤中的硫约有60%～70%转入焦炭中。因此配合煤硫分控制值可按焦炭硫分要求用下式计算：，%（2-2）式中S焦——焦炭硫分，%；

K——全焦率，%。

当△S=60%～70%，

K=74%～76%时，S焦/S煤=80%～93%。即室式炼焦条件下，焦炭中硫分为煤中硫分的80%～93%，提高炼焦终温可使△S降低，从而使焦炭硫分有所降低。

b．焦炭灰分配合煤灰分既可按单种煤灰分用加和计算，也可直接测定。在炼焦过程中，煤中的矿物质只有某些组分如碳酸盐和二硫化铁等在结焦过程中分解生成氧化物和硫化铁等。因此从灰分这个概念而言，可以认为煤中灰分全部转入焦炭，故

，%（2-3）式中

A煤、A焦——煤、焦炭的灰分，%。

降低煤中灰分有利于焦炭灰分降低，可使高炉、化铁炉等降低焦耗，提高产量。煤热解中的化学反应可分为以下几种：

1．煤热解中的裂解反应（1）

结构单元之间的桥键断裂生成自由基，其主要是：—CH2—、—CH2—CH2—、—CH2—O—、—O—、—S—、—S—S—等，桥键断裂成自由基碎片。