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焦炭基础知识.doc、焦炭基础知识系列之一焦炭基础知识编一、焦炭定义炼焦煤料在隔绝空气的条件下，加热到9501050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
生产1 吨焦炭约消耗1.33 吨炼焦煤。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。
二、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。
三、焦炭的类别铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。
其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。
因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小，具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
四、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
据统计，世界焦炭产量的90％以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。
焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。
如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
近年来，在我国所有消费焦炭的行业中，只有钢铁行业的焦炭消费量上升，由2000 年的73.95％大幅上升到2007 年的85.00％，上升了11.06 个百分点；化学制品行业由10.10％下降到7.32％；有色冶炼由2.00％下降到1.55％；通用设备制造业由1.90％下降到1.86％；其他工业由8.60％下降到 3.43％；农业由 1.38％下降到0.27％；生活消费由1.31％下降到0.25％；其他类由0.75％下降到0.32％。
焦炭质量与性质焦炭是由煤高温干馏后产生的主要固体残留物，了解焦炭质量，首先要了解焦炭的化学性质和物理性能。
一、焦炭的化学元素组成测定焦炭中的元素，主要是测定焦炭中的氧、氮和磷。
（一）碳焦炭是高温干馏残留物，它是由各炼焦煤经配合练成的焦炭，其碳的含量差别不大，是构成焦炭基本气孔壁的主要成分，在干燥无灰基中约占比例为96.5—97.5%，根据入炉煤的性质不同和炼焦工艺条件不同，所炼出的焦炭其碳的结晶度有着明显的不同，也就是说存在着差别（二）氢氢元素主要存在焦炭残留挥发份中，含量较少，只有0.5—0.8%，它是随炼焦最终温度变化而变化，其相关系数较大，氢含量的测定是采用燃烧法测定误差较小，故用氢含量作为焦炭成熟程度的标志，可靠性更好一些。
（三）硫焦炭中含硫主要是来自煤料中，当煤料在干馏时，一部分硫化物挥发进入煤气中，只占含硫40—50%，还有50—60%的残留硫仍在焦炭中，煤的结焦率在72—78%之间，故实际生产中焦炭硫的百分数80—90%，这个数为硫的转换系数。
煤在结焦过程中，析出的含硫化合物与赤热焦炭作用，结合在碳晶格内的碳硫复合物。
焦炭硫含量高低很明显的影响高炉冶铁，若含硫增加01%，将使炼铁焦比增加1.2—2.0%，生铁产量就下降2.0%，因此焦炭的硫分是评定焦炭质量很重要的指标。
（四）磷磷在焦炭中含量约为0.02%很少，但在炼焦过程中，煤料的磷几乎全部残留在焦炭之中，若冶炼低磷铁时，只能采用低磷煤进行炼焦。
焦炭除上述四种主要元素外，还有其它元素组成尚有少量的氧和氮。
一般不作测定二、焦炭的工业分析焦炭的工业分析是对焦炭水分、灰分、挥发份和固定碳四项内容的分析，根据某些需要加上全硫和发热值分析。
（1）焦炭水分（Mt）作为冶金焦炭供给高炉炼铁生产，焦炭水分波动主要是给高炉入炉焦炭重量的称量造成误差，带来炉况波动，焦炭水分并不会直接影响高炉冶炼，因为在高炉上部（炉喉、炉身处）小于800℃的煤气所含的热量足以将焦炭带来的水分干燥，焦炭水分过大还会将焦粉带入高炉使高炉冶炼时透气性不好，所以保持焦炭水分稳定能为高炉炉温稳定创造条件，一般要求焦炭水分控制在2—3%。
第一章焦炭第一节焦炭的分类与用途一. 焦炭的构造与分类：焦炭是炼焦的主要产物，广泛用于高炉炼铁、铸造、电石、气化及有色金属冶炼等方面，其中高炉用焦量约占焦炭总产量的９０％以上。
(一)、焦炭的构造用肉眼观察任一焦炭都可看到纵、横裂纹，沿着裂纹掰开，即得焦块，焦块内含有微裂纹，将焦块沿微裂纹分开，则得焦体。
焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质，焦炭是以碳为主要成分的含裂纹和缺陷的不规则多孔体，焦炭的裂纹多少直接影响焦炭的粒度和抗碎强度，焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的耐磨强度和高温反应性能有密切关系。
(三)、焦炭分类：焦炭按用途可分为冶金焦、气化焦、电石焦等。
冶金焦按质量分为三级，如下：１、Ａd≯12.00 Ｓd≯0.60Ｍ25＞92.0 Ｍ10≯7.0２、Ａd：12.02～13.50 Ｓd：0.61～0.80Ｍ25：92.0～88.1 Ｍ10≯8.5３、Ａd: 13.51～15.00 Ｓd：0.81～1.00Ｍ25: 88.0～83.0 Ｍ10：≯10.5我厂焦大致属于２级焦炭。
二、焦炭的用途及质量要求：焦炭主要用于炼铁生产，其次是用于铸造、造气、电石和有色金属冶炼。
高温炼焦生产焦炭产品的产率（即焦炭重量对装入干煤重量百分数）一般为73-78%。
焦化厂生产的焦炭根据用户的需要一般分级为：>80mm，80-60mm，60-40mm，40-25mm，25-10mm和〈10mm等规格的产品，供高炉炼铁用的>25mm焦炭称为冶金焦。
焦炭的主要用途有：１、高炉炼铁用冶金焦：目前，•我国大型高炉用焦炭是>40mm的大块焦，中小型高炉用>25mm的大中块焦，•有些高炉也可以单独使用25-40mm的中块焦。
首钢高炉用焦为>25mm的大中块焦。
在高炉中，焦炭是燃料和还原剂，它的质量对高炉生产有着重要的影响。
••高炉炼铁是将炉料包括铁矿石（天然矿、烧结矿或环团矿）、熔剂（石灰石或白云石）、和焦炭从炉顶依次分批装入炉内。
本文摘自再生资源回收-变宝网（）焦炭物理性质及反应强度焦炭是一种固体燃料，质硬、多孔、发热量高、用煤高温干馏而成，多用于炼铁。
今天小编就带大家去了解焦碳。
一、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。
焦炭的主要物理性质如下： 1. 真密度为1.8-1.95g/cm3； 2. 视密度为 0.88-1.08g/ cm3； 3. 气孔率为 35-55%； 4. 散密度为 400-500kg/ m3； 5. 平均比热容为0.808kj/（kg·k）（100℃），1.465kj/（kg·k）（1000℃）；6. 热导率为 2.64kj/（m·h·k）（常温），6.91kg/（m·h·k）（900℃）；7. 着火温度（空气中）为 450-650℃；8. 干燥无灰基低热值为 30-32kj/g；9. 比表面积为 0.6-0.8m2/g 。
焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。
有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。
焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。
（1）按焦炭元素分析，焦炭成分为：炭 82%～87%，氢 1%～1.5%，氧 0.4%～0.7%，氮 0.5%～0.7%，硫 0.7%～1.0%，磷 0.01%～0.25%。
（2）按焦炭工业分析，其成分为：灰分 10%～18%，挥发分 1%～3%，固定碳 80%～85%。
可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为 0.7%～ 1.2%。
焦煤和焦炭知识点总结高中焦煤和焦炭知识点总结高中引言：焦煤和焦炭作为重要的能源原料，在工业生产和能源供应中扮演着重要角色。
在高中化学学科中，我们学习了许多关于焦煤和焦炭的知识，本文将对这些知识进行总结，对高中学生来说，将有助于加深对焦煤和焦炭的理解。
一、焦煤的基本性质焦煤通常是指煤中的一种，在化学成分上主要由碳、水、氢和氮等元素组成。
焦煤的主要特点是碳含量高、固定碳多、挥发分少、灰分和硫含量相对较低。
1. 碳含量高焦煤的碳含量一般在80%以上，是由于高浓度的碳使得焦煤可燃能力强，也是焦炭制备的重要原料。
2. 挥发分少焦煤中的挥发分是指在加热过程中会从煤中挥发出来并以气体状态释放的物质，其含量较低，一般在30%以下。
这是因为挥发分含量低有利于焦煤的燃烧和焦化工艺的进行。
3. 灰分和硫含量相对较低焦煤中的灰分和硫含量的高低直接影响着焦煤的质量。
高灰分和硫含量会降低焦煤的燃烧温度和热值，同时还会增加焦煤在燃烧过程中产生的环境污染。
二、焦炭的制备过程焦炭是一种由焦煤经过高温热解而得到的碳质材料。
焦炭的制备过程主要通过焦炉进行，其中包括炼焦煤煤气化、焦化和焦炭取出等重要步骤。
1. 炼焦煤煤气化炼焦煤煤气化是焦炉的第一步，其目的是将焦煤加热到高温，使其挥发分逸出，煤中的碳得以聚集，形成焦炭。
这个过程是在高温下进行的，一般在1000℃以上。
2. 焦化焦化是指焦炉中焦煤的热解过程，焦化的温度较高，通常在1200℃以上。
在这个过程中，焦煤中的挥发分和其他气态组分都会逸出，而残留下来的是富含碳的焦炉焦炭。
3. 焦炭取出焦炉中的焦炭需要定期取出，以确保生产的连续性。
取出后的焦炭需要经过处理，包括冷却、破碎、筛分等步骤，以获得市场所需的焦炭产品。
三、焦煤和焦炭的应用领域焦煤和焦炭作为重要的能源原料，在工业生产中有广泛的应用。
1. 焦煤的应用领域焦煤主要通过炼焦工艺制备焦炭，用作高炉冶炼的还原剂。
同时，焦煤也可以用于制备各类焦煤煤气，作为原料用于合成氨、甲醇和合成油等重要化学品的生产中。
焦炭基础知识焦炭基础知识系列之一：焦炭基础知识一、焦炭定义炼焦煤料在隔绝空气的条件下，加热到950—1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
生产1吨焦炭约消耗1.33吨炼焦煤。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。
二、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。
三、焦炭的类别铸造焦：是专用与化铁炉熔铁的焦炭。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。
其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。
因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小，具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
冶金焦：是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
四、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
据统计，世界焦炭产量的90％以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。
焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。
如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
近年来，在我国所有消费焦炭的行业中，只有钢铁行业的焦炭消费量上升，由2000年的73.95％大幅上升到2007年的85.00％，上升了11.06个百分点；化学制品行业由10.10％下降到7.32％；有色冶炼由2.00％下降到1.55％；通用设备制造业由1.90％下降到1.86％；其他工业由8.60％下降到3.43％；农业由1.38％下降到0.27％；生活消费由1.31％下降到0.25％；其他类由0.75％下降到0.32％。
煤化工一、焦炭的主要性质指标1.物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。
焦炭的主要物理性质如下：真密度为1.8-1.95g/cm3；视密度为0.88-1.08g/ cm3；气孔率为35-55%；散密度为400-500kg/ m3；平均比热容为0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）热导率为2.64kj/（mhk）（常温），6.91kj/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为450-650℃；干燥无灰基低热值为30-32KJ/g；比表面积为0.6-0.8m2/g2.反应性焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，CRI =(G0—G1）/G0×100%（注：G0----试验焦炭样重量，g；G1----反应后焦炭样重量，g；）。
焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。
焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。
由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。
CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值：CRIr≤2.4%CSR：≤3.2%焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。
二、长焰煤、无烟煤、褐煤不能炼焦的原因长焰煤的粘结性很弱，一般不结焦。
无烟煤碳含量过高，没有黏着性，不结焦。
褐煤的含碳量低，挥发分含量高，不能炼焦。
三、我国能源结构特点（一）过度依赖化石燃料，煤炭占有绝对比重。
近年来，由于油、气价格上涨，刺激了煤炭需求的增加，煤炭继续成为全世界增长最快的碳氢燃料。
高炉焦炭的理化性质一、焦炭的化学性质1 焦炭反应性焦炭与二氧化碳、氧和水蒸汽等进行化学反应的能力。
焦炭在高炉冶炼过程中，与CO2、O2和水蒸汽发生下列化学反应：C+O2 →CO2＋393.3 (kJ·mol-1)C+1/2O2→CO＋110.4 (kJ·mol-1)C+CO2 →2 CO－172.5 (kJ·mol-1)C+H2O →CO＋H2 －131.3 (kJ·mol-1)由于焦炭与O2和H2O的反应有与CO2反应相类似的规律，大多数国家都用焦炭与CO2间的反应特性评定焦炭反应性。
焦炭反应性与焦炭块度、气孔结构、光学组织、比表面积、灰分的成分和含量等有关；还因测定是所采用的条件，如反应温度、反应气组成、反应气流量和压力等因素而成改变。
所以，评定炭的反应性必须在规定的条件下（GB4000－83）进行试验，以反应后失重百分数作为反应指数（Cr）。
反应后的焦炭在直径130mm，长700mm的I型转鼓中以20r/min速度转动600转，然后用10mm筛子筛分，测量筛上物占装入转鼓的反应后焦炭量的百分数作为反应后强度Sar，多数国家要求Cr<30%～35%，Sar>48%～50%。
在反应条件一定的情况下，焦炭反应性主要受炼焦煤料的性质、炼焦工艺、所得焦炭的结构以及焦炭灰成分的影响。
降低焦炭反应性的措施。
一般认为，在炼焦配煤中适当多用低挥发分煤和中等挥分煤，少用高挥发煤；提高炼焦终温；闷炉操作；增加装炉煤散密度，调整装炉煤的粒度组成；干法熄焦；提高焦炭光学各向异性组织含量；降低气孔比表面积；降低焦炭灰分（金属氧化物具有正催化作用，B2O3具有负催化作用）。
有的学者认为，配用低变质程度、弱黏结性的气煤类煤炼成的焦炭含有大量的各向同性结构，有着良好的抗高温碱侵蚀性能。
2 焦炭的燃烧性作为燃料是焦炭的主要用途，发热量、着火温度等是焦炭的重要参数。
（1）焦炭的发热量。
焦炭第一节焦炭的一般性质烟煤、无烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终得到的焦炭固体产物叫焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。
炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。
一、焦炭定义冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。
其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。
因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
二、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。
焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。
如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
三、焦炭的物理性质焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的炭质固体材料，将焦块沿裂纹分开，即得焦炭多孔体，也称焦体。
焦体有气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。
焦炭的主要物理性质如下：真密度为 1.8-1.95g/cm3；视密度为 0.88-1.08g/ cm3；气孔率为 35-55%；散密度为 400-500kg/ m3；平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为 450-650℃；干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；比表面积为 0.6-0.8m2/g四、焦炭的反应性及反应后的强度焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，CRI=(G0—G1)/G0×100%（注：G0----试验焦炭样重量，g；G1----反应后焦炭样重量，g;）。
焦碳:一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁焦炭的种类：焦炭通常按用途分为冶金焦（包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等）、气化焦和电石用焦等。
由煤粉加压成形煤，在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
中国制定的冶金焦质量标准（GB/T1996-94）就是高炉质量标准。
气化焦是专用于生产煤气的焦炭。
主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内，作为气化原料，生产以CO和H2为可燃成分的煤气。
气化过程的主要反应有：C+O2→CO2+408177KJCO2+C→2CO-162142KJC+H2O→CO+H2-118628KJC+2H2O→CO2+2H2-75115KJ因为产生CO和H2的过程均是吸热反应，需要的热量由焦炭的氧化、燃烧提供，因此气化焦也是气化过程的热源。
气化焦要求灰分低、灰熔点高、块度适当和均匀。
其一般要求如下：固定炭>80%；灰分<15%；灰熔点>1250摄氏度；挥发分<3.0%；粒度15-35mm和35mm两级。
冶金焦虽可以用作气化焦，但由于受炼焦煤资源和价格等的限制，一般不用冶金焦制气。
以高挥发分粘结煤为原料生产的气煤焦，块度小、强度低，不适用于高炉冶炼，但它的气化反应性好，可取代气化焦用于制气。
电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热体用的焦炭。
电石用焦加入电弧炉中，在电弧热和电阻热的高温（1800-2200摄氏度）作用下，和石灰发生复杂的反应，生成熔融状态的炭化钙（电石）。
其生成过程可用下列反应式表示：CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL电石焦基础知识电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热用的焦炭。
电石用焦加入电弧炉中，在电弧热和电阻热的高温（1800-2200℃）作用下，和石灰石发生复杂的发应，生成熔融状态的碳化钙（电石）。
