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冶炼焦炭是如何从炼焦煤中提炼出来的

  焦炭的生产过程是通过将炼焦煤在隔绝空气的条件下进行高温干馏,使其分解并形成焦炭。以下是焦炭从炼焦煤中提炼出来的完整过程,包括主要步骤和工艺:

  1.炼焦煤的选择与准备

  炼焦煤是生产焦炭的关键原料,其质量直接影响焦炭的性能。炼焦煤通常需要具备以下特性:

  挥发分适中:挥发分过高或过低都会影响焦炭的强度和质量。

  灰分低:灰分是杂质,会降低焦炭的热值和强度。

  硫含量低:硫是焦炭中的有害杂质,会污染环境并影响生铁质量。

  黏结性好:炼焦煤需要有一定的黏结性,以便在干馏过程中形成焦炭。

  常见的炼焦煤包括肥煤、焦煤、瘦煤等,这些煤种通常需要按一定比例混合,以达到最佳的炼焦性能。

  2.煤的破碎与筛分

  为了保证炼焦煤的均匀性,需要将其破碎至合适的粒度。通常,炼焦煤的粒度要求为0~25毫米。破碎后的煤经过筛分,去除大颗粒杂质,确保煤料的均匀性。

  3.煤的配比与混合

  根据炼焦煤的性质,将不同种类的煤按一定比例混合,形成配合煤。这种混合过程称为“配煤”,目的是优化煤料的性能,使其在干馏过程中能够形成高质量的焦炭。

  4.煤的装炉

  混合后的煤料通过输送设备送入焦炉。焦炉是炼焦的核心设备,通常由多个炭化室组成,每个炭化室可以容纳一定量的煤料。煤料被装入炭化室后,焦炉的炉门关闭,开始干馏过程。

  5.高温干馏

  这是炼焦的核心步骤,煤料在焦炉的炭化室中被隔绝空气加热。干馏过程分为以下几个阶段:

  预热阶段(200℃左右):煤料中的水分被蒸发。

  干馏阶段(400℃~600℃):煤中的挥发分(如煤气、焦油、氨等)开始析出。

  焦炭形成阶段(800℃~1000℃):煤中的挥发分基本完全析出,形成焦炭。

  高温煅烧阶段(1100℃~1200℃):进一步去除残余挥发分,提高焦炭的强度和耐磨性。

  在干馏过程中,产生的煤气和焦油等副产品通过焦炉的上升管和集气管被收集起来,用于后续的化工生产或能源利用。

  6.焦炭的冷却

  干馏完成后,焦炭需要从焦炉中推出并冷却。冷却方式主要有两种:

  干法冷却(CDQ):将焦炭送入干熄焦装置,用惰性气体(如氮气)进行冷却。冷却后的焦炭温度降低至常温,同时回收的热量可用于发电。

  湿法冷却:用水喷淋焦炭进行冷却。这种方法简单,但会产生大量的蒸汽和废水,对环境有一定影响。

  7.焦炭的筛分与储存

  冷却后的焦炭通过筛分设备进行分级,根据粒度分为冶金焦、焦粉等。合格的焦炭被送往炼铁高炉,焦粉则用于其他工业用途。焦炭通常储存在焦仓中,等待运输或使用。

  8.副产品的回收与处理

  在干馏过程中产生的煤气、焦油、氨等副产品被收集后,经过化学处理和分离,用于生产化工产品(如合成氨、苯、萘等)或作为燃料。

  总结

  焦炭的生产是一个复杂的高温干馏过程,通过精确控制温度、煤料的性质和工艺条件,将炼焦煤转化为高质量的焦炭。这一过程不仅生产出焦炭,还回收了大量有价值的副产品,实现了资源的高效利用。


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