chap6-1煤的转化之煤焦化ulr.pptx

第六章煤炭转化第六章 煤炭转化煤炭开采煤炭加工 煤炭转化阶段1阶段2阶段3污染物处理阶段4筛分、破碎选煤、成型水煤浆煤炭焦化煤炭气化煤炭液化中国洁净煤技术加工利用阶段第六章煤炭转化6.1 焦化q q 煤的干馏 煤的干馏 指在 指在 隔绝空气 隔绝空气 条件下的加热作用。条件下的加热作用。q q 炼焦 炼焦 煤在隔绝空气的条件下进行干馏的过程。其产物 煤在隔绝空气的条件下进行干馏的过程。其产物主要有挥发性的气体 主要有挥发性的气体(煤气、焦油气、蒸汽等 煤气、焦油气、蒸汽等)、不挥、不挥发性的液体 发性的液体(主要是煤焦油 主要是煤焦油)和固体残留物 和固体残留物 焦炭。焦炭。第六章煤炭转化 焦炭就是高温干馏经过干燥、热解、熔融、粘结、固化，收缩等阶段所得的固体残留物工业炼焦：分为高温干馏、中温干馏和低温干馏高温干馏：把煤粉隔绝空气加热到1000以上使煤发生复杂变化。中温干馏:把煤粉隔绝空气加热到700-800使煤发生复杂变化。低温干馏：把煤粉隔绝空气加热到500-600使煤发生复杂变化。第六章煤炭转化炼焦产品和产品的用途第六章煤炭转化炼焦产品和产品的用途q q 焦炭的主要用途：焦炭的主要用途：q q 1 1、炼铁 炼铁q q 炼铁主要设备 炼铁主要设备 高炉 高炉q q 高炉是中空的竖炉，由上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五 高炉是中空的竖炉，由上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五段，高炉的炉身上口小，下口大形成倒锥状。炉料由铁矿石、熔剂和焦炭 段，高炉的炉身上口小，下口大形成倒锥状。炉料由铁矿石、熔剂和焦炭组成，生产中炉料从炉顶依次分批装入炉内，预热的高温空气 组成，生产中炉料从炉顶依次分批装入炉内，预热的高温空气(热风 热风)由风 由风口鼓入，焦炭在风口前激烈燃烧，释放出的热量为高炉冶炼过程提供热源。口鼓入，焦炭在风口前激烈燃烧，释放出的热量为高炉冶炼过程提供热源。燃烧反应后生成的 燃烧反应后生成的CO CO是高炉冶炼过程的还原剂。是高炉冶炼过程的还原剂。q q 燃烧和还原反应生成的高温煤气穿过料层上升，对下降的炉料进行加 燃烧和还原反应生成的高温煤气穿过料层上升，对下降的炉料进行加热。炉料在下降过程中，矿石中的铁氧化物被还原成金属铁，在炉腹下部 热。炉料在下降过程中，矿石中的铁氧化物被还原成金属铁，在炉腹下部的高温区内，铁矿石和熔剂都将熔化、熔融，只有焦炭还以固态存在，焦 的高温区内，铁矿石和熔剂都将熔化、熔融，只有焦炭还以固态存在，焦炭的存在为炉内下部维持良好的透气性，因此在高炉内焦炭还起到高温填 炭的存在为炉内下部维持良好的透气性，因此在高炉内焦炭还起到高温填料的作用。料的作用。第六章煤炭转化q q 炼铁过程中焦炭的作用 炼铁过程中焦炭的作用 燃烧反应发热提供热源 燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂 疏松骨架高温填料q q 炼铁过程中焦炭的要求 炼铁过程中焦炭的要求 内在水分小于6 灰分在1115之间 挥发分控制在0.91.6之间 气孔率越低越好 全硫含量在0.5以下 磷含量在0.02以下 粒度范围2580mm第六章煤炭转化q q 2 2、铸造、铸造q q 铸造过程中焦炭的作用 铸造过程中焦炭的作用 提供热量q q 铸造过程中焦炭的要求 铸造过程中焦炭的要求 粒度大于80mm 气孔率小 反应性低 机械强度好q q 3 3、气化、气化q q 气化过程中焦炭的作用 气化过程中焦炭的作用 造气q q 铸造过程中焦炭的要求 铸造过程中焦炭的要求 粒度小 气孔率大 反应性高第六章煤炭转化焦炉的结构和设备q q 现代焦炉 现代焦炉有多种型式，各不相同。焦炉主要是由三个部 有多种型式，各不相同。焦炉主要是由三个部分构成 分构成q q 炭化室 炭化室：带有锥度的长方形空间，顶部有加煤孔和荒煤：带有锥度的长方形空间，顶部有加煤孔和荒煤气出口，两侧有可以打开的门 气出口，两侧有可以打开的门q q 燃烧室 燃烧室：若干垂直的立火道，与炭化室锥度相同，方向：若干垂直的立火道，与炭化室锥度相同，方向相反，立火道分为供煤气和空气燃烧及供排燃烧产生的 相反，立火道分为供煤气和空气燃烧及供排燃烧产生的废气两组。每隔一段时间进行一次交换，维持加热均匀。废气两组。每隔一段时间进行一次交换，维持加热均匀。q q 蓄热室 蓄热室：在炭化室和燃烧室的下面，作用为回收燃烧室：在炭化室和燃烧室的下面，作用为回收燃烧室产生的废热，预热燃烧用的空气或煤气。靠格子砖交替 产生的废热，预热燃烧用的空气或煤气。靠格子砖交替吸热和放热实现。吸热和放热实现。q q 此外，附有加煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等机械。此外，附有加煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等机械。第六章煤炭转化炼焦工艺1)1)配煤炼焦 配煤炼焦2)2)配型煤炼焦；配型煤炼焦；3)3)捣固炼焦；捣固炼焦；4)4)煤干燥 煤干燥5)5)预热炼焦；预热炼焦；6)6)型焦生产方法 型焦生产方法第六章煤炭转化配煤炼焦q q（一）配煤的意义（一）配煤的意义q q 配 配煤 煤的 的目 目的 的在 在于 于使 使各 各种 种煤 煤之 之间 间性 性质 质上 上取 取长 长补 补短 短，符 符合 合焦 焦炉 炉的 的生 生产 产要 要求 求，生 生产 产出 出满 满足 足质 质量 量要 要求 求的 的优 优质 质焦 焦炭 炭，并 并副 副产 产炼 炼焦 焦化 化学 学产 产品 品，实现煤炭资源的合理利用。实现煤炭资源的合理利用。q q 冶 冶金 金焦 焦的 的质 质量 量要 要求 求是 是：灰 灰分 分低 低、硫 硫分 分少 少、强 强度 度高 高、各 各向 向异 异性 性程 程度 度大 大。这 这种 种要 要求 求在 在常 常规 规炼 炼焦 焦方 方法 法条 条件 件下 下，用 用单 单种 种煤 煤炼 炼焦 焦是 是很 很难 难实 实现 现的 的。此 此外 外，由 由于 于煤 煤种 种的 的相 相对 对储 储量 量、分 分布 布和 和开 开采 采能 能力 力的 的制 制约 约，不 不可 可能 能进 进行 行大 大规 规模 模的 的单 单种 种煤 煤炼 炼焦 焦生 生产 产，特 特别 别是 是优 优质 质主 主焦 焦煤 煤的 的资 资源 源受 受限 限，工 工业上必须采用配煤炼焦以确保焦炭质量和合理利用煤炭资源。业上必须采用配煤炼焦以确保焦炭质量和合理利用煤炭资源。q q 炼焦煤常用煤种：气肥焦瘦 炼焦煤常用煤种：气肥焦瘦第六章煤炭转化q q（二）配煤主要质量要求（二）配煤主要质量要求 q q（1 1）配合煤的灰分和硫分 配合煤的灰分和硫分 q q 成 成焦 焦过 过程 程中 中，煤 煤料 料中 中的 的矿 矿物 物质 质以 以灰 灰分 分形 形式 式全 全部 部转 转入 入焦 焦炭 炭，而 而硫 硫分 分部 部分 分残 残留 留在 在焦 焦炭 炭中 中，另 另一 一部 部分 分转 转化 化为 为气 气态 态硫 硫化 化物 物进 进入 入煤 煤气 气，极 极少 少量进入液体产物。量进入液体产物。q q（2 2）配合煤的粘结性指标 配合煤的粘结性指标q q 煤 煤的 的粘 粘结 结性 性决 决定 定了 了煤 煤的 的结 结焦 焦性 性，煤 煤粘 粘结 结性 性指 指标 标较 较多 多，我 我国 国过 过去 去一 一直 直采 采用 用胶 胶质 质层 层最 最大 大厚 厚度 度Y Y作 作为 为粘 粘结 结性 性指 指标 标，其 其合 合适 适的 的范 范围 围是 是：Y Y 17 17 22mm 22mm。1975 1975年 年以 以后 后，北 北京 京煤 煤化 化所 所提 提出 出了 了粘 粘结 结指 指数 数G G指 指标 标，推 推荐采用该指标指导配煤，其合适范围是：荐采用该指标指导配煤，其合适范围是：G G 58 58 72 72。第六章煤炭转化q q（三）配煤工艺（三）配煤工艺 q q（1 1）先配后粉流程）先配后粉流程q q 将 将单 单种 种煤 煤，先 先按 按配 配煤 煤比 比例 例的 的要 要求 求配 配合 合，然 然后 后再 再进 进行 行粉 粉碎 碎。该 该工 工艺 艺流 流程 程简 简单 单、设 设备 备少 少、操 操作 作方 方便 便，粉 粉碎 碎过 过程 程兼 兼作 作混 混匀 匀操 操作 作，在 在焦 焦化厂得到广泛采用。化厂得到广泛采用。q q（2 2）分组粉碎）分组粉碎(先粉后配 先粉后配)流程 流程q q 该 该工 工艺 艺是 是将 将单 单种 种煤 煤先 先粉 粉碎 碎，然 然后 后按 按比 比例 例配 配合 合均 均匀 匀。该 该流 流程 程可 可按 按单 单种 种煤 煤的 的性 性质 质和 和粉 粉碎 碎细 细度 度要 要求 求分 分别 别控 控制 制不 不同 同的 的粉 粉碎 碎程 程度 度，有 有助 助于 于提 提高焦炭质量。高焦炭质量。第六章煤炭转化配型煤炼焦配型煤炼焦q q 配 配型 型煤 煤炼 炼焦 焦是 是在 在炼 炼焦 焦装 装炉 炉煤 煤料 料中 中按 按一 一定 定比 比例 例配 配入 入成 成型 型煤 煤进 进行 行炼 炼焦 焦的 的技 技术 术。其 其基 基本 本原 原理 理是 是：配 配入 入成 成型 型煤 煤块 块后 后，提 提高 高了 了装 装炉 炉煤 煤料 料的 的密 密度 度。这 这样 样可 可降 降低 低炭 炭化 化过 过程 程中 中半 半焦 焦的 的收 收缩 缩，从 从而 而减 减少 少焦 焦炭 炭的 的裂 裂纹 纹，提 提高 高焦 焦炭 炭的 的强 强度 度；型 型煤 煤块 块中 中配 配有 有一 一定 定量 量粘 粘结 结剂 剂，从 从而 而改 改善 善煤 煤料 料的 的粘 粘结 结性 性能 能，对 对提 提高 高焦 焦炭 炭质 质量 量有 有利 利；成 成型 型煤 煤中 中煤 煤粒 粒相 相互 互接 接触 触远 远比 比粉 粉煤 煤紧 紧密 密，从 从而 而显 显著 著地 地提 提高 高了 了型 型块 块煤 煤料 料的 的结 结焦 焦性 性能 能。高 高密 密度 度型 型块 块与 与粉 粉煤 煤配 配合 合炼 炼焦 焦时 时，在 在软 软化 化熔 熔融 融阶 阶段 段，型 型块 块本 本体 体产 产生 生的 的膨 膨胀 胀，对 对周 周围 围煤 煤料 料施 施加 加压 压紧 紧作 作用 用，促 促进 进了 了煤 煤料 料颗 颗粒 粒间 间的 的胶 胶结 结，使 使焦 焦炭 炭结 结构 构更 更加 加致 致密 密，强 强度提高。度提高。第六章煤炭转化捣固炼焦捣固炼焦q q 捣 捣固 固炼 炼焦 焦是 是在 在炉 炉外 外将 将煤 煤粉 粉捣 捣实 实成 成饼 饼后 后推 推入 入炭 炭化 化室 室的 的侧 侧装 装炉 炉炼 炼焦 焦工艺。捣固炼焦具有以下优点：工艺。捣固炼焦具有以下优点：q q 1 1）在 在使 使用 用同 同样 样的 的配 配煤 煤比 比之 之下 下，捣 捣固 固炼 炼焦 焦的 的焦 焦炭 炭质 质量 量比 比常 常规 规顶 顶装 装煤炼焦有所改善和提高；煤炼焦有所改善和提高；q q 2 2）扩 扩大 大炼 炼焦 焦煤 煤源 源，可 可以 以多 多配 配入 入高 高挥 挥发 发分 分煤 煤和 和弱 弱粘 粘结 结煤 煤，生 生产 产高 高炉 炉用 用焦 焦，也 也可 可掺 掺入 入焦 焦粉 粉和 和石 石油 油焦 焦粉 粉生 生产 产优 优质 质高 高炉 炉用 用焦 焦和 和铸 铸造 造用 用焦 焦，还可全部采用高挥发分煤生产气化焦；还可全部采用高挥发分煤生产气化焦；q q 3)3)焦 焦炭 炭产 产量 量提 提高 高，捣 捣固 固炼 炼焦 焦的 的装 装炉 炉煤 煤堆 堆比 比重 重增 增加 加的 的倍 倍数 数大 大于 于结 结焦时间延长的倍数，故焦炭产量增加。焦时间延长的倍数，故焦炭产量增加。第六章煤炭转化煤干燥炼焦煤干燥炼焦q q 煤 煤干 干燥 燥后 后炼 炼焦 焦，是 是将 将装 装炉 炉煤 煤干 干燥 燥至 至水 水分 分4%4%5%5%后 后，再 再装 装炉 炉炼 炼焦 焦。由 由于 于水 水分 分降 降低 低，降 降低 低了 了煤 煤料 料间 间水 水分 分表 表面 面张 张力 力，增 增加 加了 了煤 煤料 料颗 颗粒 粒之 之间 间的 的润 润滑 滑，可 可以 以提 提高 高装 装炉 炉煤 煤的 的堆 堆比 比重 重。又 又因 因为 为水 水分 分降 降低 低，结 结焦 焦时 时间 间缩 缩短 短，炼 炼焦 焦速 速度 度提 提高 高，改 改善 善了 了煤 煤料 料的 的粘 粘结 结性 性，提 提高 高了 了焦 焦炭 炭的 的质 质量 量和 和产 产量 量，降 降低 低炼 炼焦 焦耗 耗热 热量 量，而 而且 且也 也可 可以 以降 降低 低火 火道 道温 温度 度以 以减 减少 少NOx NOx排 排放量，同时也减少了焦化厂的剩余氨水量，减少污水处理量。放量，同时也减少了焦化厂的剩余氨水量，减少污水处理量。第六章煤炭转化煤预热炼焦煤预热炼焦q q 煤 煤预 预热 热炼 炼焦 焦，是 是指 指炼 炼焦 焦煤 煤料 料在 在炉 炉外 外预 预热 热到 到200 200 左 左右 右，然 然后 后装 装入炭化室内的炼焦。入炭化室内的炼焦。q q 煤 煤预 预热 热炼 炼焦 焦的 的优 优点 点是 是（1 1）煤 煤预 预热 热炼 炼焦 焦可 可以 以增 增加 加黏 黏结 结性 性较 较差 差的 的气 气煤 煤的 的用 用量 量，改 改善 善焦 焦炭 炭质 质量 量；（2 2）煤 煤预 预热 热炼 炼焦 焦可 可以 以缩 缩短 短结 结焦 焦时 时间 间，提 提高 高焦 焦炉 炉的 的生 生产 产能 能力 力，煤 煤料 料预 预热 热到 到250 250 装 装炉 炉，可 可以 以使 使焦 焦炉 炉的 的生 生产 产能 能力 力增 增加 加35%35%以 以上 上；（3 3）煤 煤料 料中 中无 无水 水分 分蒸 蒸发 发吸 吸热 热，炼 炼焦 焦耗 耗热 热量 量可 可以 以约 约降 降低 低10%10%；（4 4）煤 煤料 料预 预热 热后 后不 不含 含水 水分 分，这 这样 样可 可大 大大 大减 减少 少焦 焦化 化厂剩余氨水量和外排废水处理量。厂剩余氨水量和外排废水处理量。第六章煤炭转化型焦生产型焦生产q q 型 型焦 焦是 是利 利用 用非 非粘 粘结 结性 性煤 煤，通 通过 过不 不同 同的 的工 工艺 艺成 成型 型后 后，再 再进 进一 一步 步炭 炭化 化制 制成 成型 型焦 焦，用 用以 以代 代替 替普 普通 通冶 冶金 金焦 焦。正 正在 在研 研究 究开 开发 发的 的型 型焦 焦方 方法 法有 有许 许多种。多种。q q 型 型焦 焦成 成型 型工 工艺 艺按 按成 成型 型时 时煤 煤料 料状 状态 态可 可分 分为 为冷 冷压 压成 成型 型和 和热 热压 压成 成型 型。前 前者 者煤 煤料 料在 在远 远低 低于 于塑 塑性 性状 状态 态温 温度 度下 下成 成型 型，后 后者 者煤 煤料 料在 在塑 塑性 性状 状态 态温 温度 度下 下成型。成型。第六章煤炭转化四、炼焦化学产品的回收与煤气的净化 四、炼焦化学产品的回收与煤气的净化 煤 煤在 在炼 炼焦 焦时 时产 产生 生的 的气 气体 体和 和液 液体 体产 产物 物全 全部 部转 转入 入荒 荒煤 煤气 气。荒 荒煤 煤气 气呈 呈褐 褐色 色或 或棕 棕黄 黄色 色，经 经冷 冷却 却后 后，可 可从 从焦 焦炉 炉煤 煤气 气中 中分 分离 离出 出焦 焦油 油、粗 粗苯 苯、硫 硫铵 铵或 或氨 氨等 等产 产品。煤经过高温干馏后主要产品产率如下表。品。煤经过高温干馏后主要产品产率如下表。第一节煤炭焦化产品 焦炭 净焦炉煤气焦油 化合水粗苯 氨 其它产率（对干煤wt%）70781519 34.524 0.81.40.250.350.91.1第六章煤炭转化第一节煤炭焦化 净化后焦炉煤气中主要成分如下表所示。净化后焦炉煤气中主要成分如下表所示。名称净焦炉煤气组成，体积%组分H2CH4CO N2CO2CnCmO2含量545924285.57 35 13 23 0.30.7炼铁原料原理设备化学反应铁矿石、焦炭、石灰石、空气在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来炼铁高炉C+O2=CO2CO2+C=2COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2CaCO3=CaO+CO2CaO+SiO2=CaSiO3返回 返回第六章煤炭转化返回 返回第六章煤炭转化第六章煤炭转化焦炉出焦第六章煤炭转化第六章煤炭转化炼焦第六章煤炭转化炼焦炉焦炉炼焦焦炉出焦返回 返回第六章煤炭转化谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH