捣固焦炉和顶装焦炉区别

捣固焦炉除尘技术的选择捣固焦炉采用侧装煤方式，将整体煤饼从焦炉的侧面送入炭化室。

它与顶装焦炉将散状的煤炭颗粒注入炭化室所产生的烟尘性质差别很大。

顶装焦炉装煤时从装煤孔处外逸的粉尘，绝大部分是煤粉颗粒，比重大、颗粒明显、易沉降，虽有粘性，但附着的焦油含量并不太高，而捣固焦炉在侧装煤时从顶部消烟孔外逸的烟尘中，其粉尘部分的比重极低，约0.07，是顶装煤粉尘比重的1/5~1/10，无明显颗粒，粘度大，微细颗粒之间由焦油连接在一起，形成似雪花非雪花似棉花非棉花状的所谓“大尾巴黑灰”，不易脱落，不易清灰且非常易燃，遇有明火马上燃烧。

烟气中水蒸汽含量明显高于顶装焦炉，除尘器及管路易结露，烟气量明显高于顶装方式。

烟气组分中的可燃气体成分远大于常规炼焦装煤，而且还含有较多的焦油（20~30g/m3），H2的成分也较高，易与炉门处进入的空气中的O2进行化学反应而生成较多的水蒸汽。

其露点温度较高且烟尘多为不完全燃烧而产生的较轻的碳黑飞灰，给捣固炼焦装煤的烟气净化增加了难度。

捣固焦炉的烟尘污染控制有几种方式，其中以炉顶消烟车为主体控制方式和导烟车与地面站相结合的控制方式两种形式最为多见。

1.1 炉顶消烟车湿法除尘工艺。

炉顶消烟车由燃烧室、洗涤塔、风机、供水槽、排水槽、水泵及车体等部分组成。

装煤饼时，烟尘净化车在炉顶上通过活动套筒与焦炉炭化室顶孔接通，启动水泵及风机，吸走装炉时产生的烟气，烟气先进入具有自动点火的燃烧室与2次空气进行燃烧，燃烧后的高温烟气被吸入旋流板洗涤塔内，经水洗涤净化后含尘量降至150~250mg/m3,然后由风机抽至烟囱排入大气。

大连化工厂、镇江焦化厂及德国菲尔斯特豪森炼焦厂等采用这种方式，这种方式已达不到现行国家要求的排放标准。

炉顶消烟车的另一种形式就是“跨越管”式消烟技术。

目前国内外都有使用，由于导烟量还不能满足对烟尘捕集的要求，所以现阶段还不能推广普及。

1.2炉顶导烟车配合干式除尘地面站除尘工艺。

项 目捣 固 炼 焦 顶 装 炼 焦入炉煤水分‎ 严格控制在‎8％～13％。

Dilli ‎n gen 要‎求10％～12％、Tata 要‎求9％～10％才能得到具‎有最理想的‎抗压强度和‎抗剪强度的‎煤饼。

需配置煤棚‎或煤干燥、煤加湿装置‎。

当煤水分接‎近14％时，煤饼倒塌率‎大大增加相对不严格‎ 8%～14％配煤的煤种‎ 必须依据所‎需的焦炭质‎量，对原料煤的‎资源情况和‎经济性进行‎综合评估，通过配煤试‎验选择适宜‎的配煤比相对不严格‎ 入炉煤粒度‎ 捣固焦炉越‎高，对入炉煤粒‎度和粒级分‎布的要求越‎严格。

为了得到足‎够强度的煤‎饼，必须将煤料‎细度粉碎至‎＜3mm 级含‎量为90％左右，同时细粒级‎的含量（＜0.5 mm ）在45％～50％ 相对不严格‎。

一般＜3mm 的占‎73％～82％装煤操作 当出现煤饼‎掉角、倒塌等事故‎时，处理复杂，影响焦炭产‎量。

国外某厂捣‎固焦炉投产‎初期时，煤饼倒塌率‎为万分之一‎，生产22年‎后的现在，每天装煤9‎8孔，总有1～2孔的煤饼‎出现问题，煤饼倒塌率‎为1～2％ 。

国外某厂4‎座共230‎孔4.5m 的捣固‎焦炉，每天装煤2‎51孔，平均有10‎孔左右出现‎掉角和局部‎倒塌现象，煤饼倒塌率‎为3.98％。

为此，在机侧操作‎台设置刮板‎机和胶带机‎，以将机侧操‎作台上的余‎煤输送至煤‎塔。

当煤饼掉角‎或倒塌时，将有部分煤‎饼推不进去‎，故特设了煤‎饼切割机简单焦炉机械 重量大(5.5米炉CP ‎机740t ‎/台；6.25米炉S ‎C P 机13‎50t/台，需引进)，结构复杂，备品车几乎‎无法设置，维修费用高‎；捣固机出现‎问题会影响‎装煤操作和‎焦炭产量重量小，简单，维修费用低‎装煤环保 敞开机侧炉‎门推送煤饼‎，产生大量烟‎尘，其中又含大‎量荒煤气、焦油和炭黑‎等可燃物，给烟尘治理‎带来极大困‎难基本解决 炉体寿命 短（一般20多‎年） 长（可达35年‎以上）多用弱粘煤‎ 可多用20‎％～25％弱粘煤；当为大型高‎炉生产高质‎量焦炭时，弱粘煤的配‎入量不能太‎多 必须增加型‎煤、煤调湿等煤‎预处理措施‎，才可多用1‎0％～15％弱粘煤同配比时，焦炭质量 M40提高‎3～5个百分点‎，M10改善‎2～4个百分点‎，CSR 提高‎1～6个百分点‎不变 入炉煤成本‎低（吨焦入炉煤‎成本可低2‎0～45元） 高 吨焦投资 对于5.5m 捣固焦‎炉，国产捣固机‎630元，进口捣固机‎680～750元 600元（6米顶装）捣固炼焦配‎煤入炉挥发‎34%都能保证焦‎炭质量，顶装炼焦配‎煤入炉挥发‎要在29%以内。

顶装焦与捣固焦公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]顶装焦与捣固焦目前，一铁在用的焦炭属于顶装焦的有三家，中润、阳光和兖矿。

其他都是捣固焦。

捣固炼焦是为了节约紧俏焦煤资源，扩大炼焦用煤范围而开发的技术。

捣固炼焦可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，对煤种要求比顶装炼焦宽松。

捣固焦目前只在中小型高炉使用，在2000m3级高炉使用较少，在2500m3以上高炉未见过使用报道。

1、顶装焦与捣固焦质量对比目前一铁在用的三家顶装焦炭（中润、阳光和兖矿）。

中润是一级焦炭，阳光和兖矿是二级焦炭。

具体质量见表1-1所示：表1-1一铁顶装焦炭质量除上述三家顶装焦炭外，其余全部为捣固焦炭。

目前一铁在用的捣固焦炭质量见表1-2所示：表1-2一铁捣固焦炭质量焦炭成分与焦炭配煤有关，焦炭质量与炼焦工艺有关。

从以上两表我们不难看出。

一铁顶装焦炭灰分在～，挥发分在～，硫分在～；捣固焦炭灰分～，挥发分在～，硫分在～。

捣固焦炭成分分布范围比顶装焦大，这与其炼焦使用的煤种范围相一致。

顶装焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～；捣固焦炭CRI（反应性）在～，CSR在～。

通过反应性和反应后强度范围比较，可以发现，顶装焦炭和捣固焦没有本质上的差距。

这也是为什么现在许多文献提倡使用捣固焦炭的一个原因。

下面我们来比较两类焦炭的粒度差别。

表1-3、1-4给出了目前一铁在用的焦炭粒度分级情况。

表1-3顶装焦炭粒度分级顶装焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。

表1-4捣固焦炭粒度分级捣固焦炭小于25mm的占%～%，25～40mm的占%～%，40～60mm的占%～%，大于60的占%～%。

通过范围比较，我们能够看出，捣固焦整体粒度比顶装焦小。

考虑到一铁采用的顶装焦炭较少，下面我们可以参考一下鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉和武钢顶装焦炭质量。

见表1-5、1-6所示：表1-5鞍钢顶装焦炭质量表1-6鞍钢顶装焦炭质量2、顶装焦与捣固焦实际冶炼效果成分和强度指标相同的焦炭，其实际冶炼效果并不一定相同。

焦炉炉体的结构简介现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。

烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。

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的提供热量。

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 'C,而炭化室墙面温度约1000--1150 'C,装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。

现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。

硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温热稳定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。

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,立火道的形式因焦炉炉型不同而异。

立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。

煤气在立火道本体内燃烧。

立火道顶是立火道盖顶以上部分。

从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离,称加热水平高度,它是炉体结构中的一个重要尺寸。

如果该尺寸太小,炉顶空间温度就会过高,致使炉顶产生过多的沉积碳；反之,则炉顶空间温度过低,将出现焦饼上部受热不足,因而影响焦炭质量。

另外,炉顶空间温度过高或过低,都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。

炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。

焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。

捣固焦炉与顶装炉不同,其锥度较小,只有0—200mm 。

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。

顶装与捣固焦炉化学产率比较分析影响化学产品产率的因素很多，有原料煤的影响，包括煤化程度、岩相组成、煤粒度等，还有外界条件的影响，包括加热条件（升温速度、热解最终温度、压力）。

装煤调节（散装、型煤、捣固、预热等），添加剂和预处理（氧化、加氢、水解和溶剂抽提）等。

1、唐山佳华煤化有限公司化学产率比较：顶装6米2X55孔焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率3.3%,粗苯产率0.96%。

捣固4X46孔6.25米焦炉，配煤挥发分26%时，焦油产率2.43%,粗苯产率0.81%。

结论是捣固炼焦比顶装炼焦化学产品产率低。

2、影响化学产品产率重要因素（一）、原料煤影响（1）挥发分影响：在一定炼焦条件下，配煤挥发分越高，焦油、粗苯产率越高；在配煤挥发分相同条件下，焦炉操作温度越高，煤气发生量增加，特别是H2含量增加，焦油、粗苯产率越低。

（2）煤化程度煤化程度对煤的热解影响大，随着煤化程度程度的增加，煤中有机质热解温度逐渐升高。

由于顶装焦炉配煤中，煤化程度低的煤高于捣固焦炉，相应的焦油、粗苯产率高于捣固炼焦，符合公司的生产实际情况。

（3）岩相组成影响焦炭产率以丝质组最高，稳定组最低；煤气的产率以稳定组为最高，丝质组最低；焦油、粗苯产率以稳定组最高，丝质组最低。

（4）热解最终温度随着热解温度提高,焦油产率下降,煤气产率增加(H2增加,芳烃降低),煤气热值降低,700-800℃最适应生产芳烃.因此中心温度过高不利于化学品回收.不同温度干馏产品分布（5）炉顶空间温度和容积影响从化学产品质量产量来说,炉顶空间温度以750℃左右为宜,炉顶空间温度越高.二次热解越剧烈,化学产品越低;炉顶容积越大,煤气停留时间越长,易发生热解,化学产品产率降低.捣固焦炉炉顶容积大,易发生热解,化学产品产率低.（6）加热速度随着加热速度增加(结焦时间缩短),煤气、焦油、粗苯产率增加，所以结焦时间越长越不利于化学产品回收。

（7）最终热解压力（炭化室压力）热解压力增加，阻止化学物质的挥发，不利于化学产品回收。

顶装焦与倒固焦的区别区别：1）同样质量的入炉煤情况下，捣固焦比顶装焦块度大，M40增加2--7个点，M10减少1--2个点，热强度增加1--2个点，反应性降1--2个点；2）吨焦成本低1、节约资源; j8 G8 T; H% _7 P. p; V/ Z( F煤饼堆密度由顶装煤炼焦的0. 75 t/ m3 ~0.85 t/ m3，提高到0.95 t/ m3 ~1.10 t/ m3，煤料颗粒间距减小，煤饼堆比重增加，有利于多配入高挥发性煤和弱黏结性煤。

/ n- B% L42、提高焦炭质量在相同配比条件下，捣固焦炭要比顶装焦炭的质量好。

焦炭的机械强度和反应后强度、反应性都有所提高。

6 P2 Z; f3 }% l6 B3、单炉产量高在炭化室容积相同情况下，捣固焦炉的产量要高于顶装焦炉，同时捣固焦炉在单位时间内减少了出炉孔数，单套机械服务的孔数也有所增加。

% u$ U7 X3 k4、经济效益捣固炼焦工艺可以比顶装煤炼焦工艺配入更多的高挥发分或弱黏结性的低阶煤，减少焦煤用量，原料煤的采购费用具有明显的优势，直接降低了焦炭的生产成本。

据了解目前以目前顶装7.63与捣固6.25相比，唐山佳华目前出焦已经基本上实现了微利，而7.63的还想还不能保本。

对于现在的市场行情，捣固焦炉更符合企业盈利的目的。

捣固炼焦配煤比的计算按照YB9069-96《炼焦工艺设计技术规定》中的规定，捣固焦炉炼焦对配合煤的质量要求如下：水分（Mt）10%～12%，粘结指数G＝55～65。

设定配煤比时应知道各单种煤煤质、库存和来煤、焦炉生产日用煤量、焦炭质量及用户要求等情况来确定实际的配煤方案。

配合煤质量指标主要是指配合煤的灰分、硫分、挥发分、粘结指数、水分、细度等。

可按单种煤的质量指标与配比，按“可加性”计算出来。

再依据配合煤的化验分析质量来验证配煤操作及管理的规范程度。

还应考虑在保证焦炭质量的前提下，做到配合煤原料成本最低等因素。

如某公司1号槽单种煤为1/3 焦煤（JM），化验分析质量指标：灰分Ad=8.78%，挥发分Vdaf=33.70%，硫分Std=0.52%；G=70。

重视焦炭质量之六（顶装焦与捣固焦）顶装焦，故名思义，是从焦炉顶端装入炼焦煤的一种炼焦方式。

早期生产的焦炭都是顶装焦炭，它是从焦炉顶部装入炼焦煤，然后压制成型，焦煤堆密度一般在0.77t/m3左右，这种炼焦方式的焦炉利用率不高，而且仅适合单单用一种煤作主焦煤炼焦，浪费资源，产焦率也不高。

环境污染严重，工人操作环境恶劣。

捣固焦是随着焦煤资源日益紧缺而逐步发展起来的一种炼焦方法，它可以根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏，从而得到化学成分、物理性质和冶金性能都符合生产要求的焦炭。

捣固焦的应用始于小高炉，实践证明小高炉使用捣固焦完全能够满足高炉生产需求，目前，捣固焦已逐步被一些大中型高炉选用，用以部分或全部替代顶装焦，国内已有诸多中型高炉以捣固焦完全取代顶装焦的成功实例。

相信，随着对捣固焦特性的不断研究和认知，以及捣固焦生产技术的不断进步，捣固焦在大型高炉上的应用也会不断取得新的进展。

因此，认识和研究捣固焦的冶金特性，成为摆在我们面前的一个迫在眉捷的课题。

应该说，通过合理配煤与捣固技术，能够得到化学成分、物理性质及冶金性能相同于或更优于顶装焦的捣固焦，这也为捣固焦替代顶装焦提供了最基本的条件，但是，部分高炉在捣固焦替代顶装焦的实践过程中，仍然是一波三折，亦或失败，究其原因，应该还是对捣固焦的一些特性认识不足或不够重视所导致的。

我们知道，影响焦炭质量的因素除了受制焦工艺、熄焦方式的影响外，主要受制焦用煤的影响。

严格意义上说，当釆用相同的制焦配煤时，捣固焦的质量要远优于顶装焦，这是由捣固焦的捣固生产工艺决定的。

无奈的是，实际生产中捣固焦都无一例外的添加了较大比例的肥煤、气煤、廋煤等不利成焦的煤种，使得虽然经过捣固工艺的强化，也能够得到化学成分、机械强度等指标都不低于顶裝焦的捣固焦，但其冶金性能或在高炉内的具体表现却又与同类别顶装焦有一定差别，也因此有必要了解一下顶装焦与捣固焦的一些区别。