复热式焦炉两种加热煤气的不同特点

焦炉工艺

焦炉又称炼焦炉，煤炼焦的设备。是焦化技术中的关键。煤焦化技术的

应用已有200多年的历史,其炉子的结构形式经历了许多变化。初期炼焦

仿造烧木炭的过程采用成堆干馏。18世纪中期，开始演变成砖砌的半封

闭式长窑炉。1763年开始采用全封闭式圆窑即蜂窝炉。成堆干馏和窑炉

干馏共同的特点是内部加热，即炭化和燃烧在一起，靠燃烧一部分煤和

干馏煤气直接加热其余的煤而干馏成焦。19世纪中期，焦炉技术发生转

折性变革，从窑炉发展到外部加热的炭化室炼焦阶段，出现倒焰炉。这

种焦炉是将成焦的炭化室和加热的燃烧室用墙隔开，在隔墙上部设有通

道，炭化室内煤的干馏气经此通道直接流入燃烧室，与来自燃烧室顶部

风道的空气混合，自上而下地流动燃烧，这种炉子已经具备了现代焦炉

最基本的特征。19世纪70年代,建成了回收化学产品的焦炉,使炼焦走向

生产多种产品的重要阶段。此后不久，1883年建成了利用烟气废热的蓄

热式焦炉，至此，焦炉在总体上基本定型。

现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭

化室宽0.4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升

管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立

火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。

现代化焦炉主要部分用硅砖砌筑，火道温度可达到1400℃。成焦时间因

炭化室宽度和火道温度不同，一般为 13～18h。焦炉机械有装煤车、推

焦车、导焦车和熄焦车等。由装煤车把煤装入炭化室，炼成的焦炭用推

焦车推出，赤热的焦炭经导焦车落入熄焦车内，经水熄或回收热能的干

法熄焦。熄过的焦炭放到焦台上。焦炭经过筛选后作为产品外送。

为了改善炼焦生产条件，现代焦炉操作除了机械化、自动化之外，还建

有防治烟尘和处理污水装置。电子计算机也已开始用于焦炉操作。炉子

向大型化发展，炭化室有效容积增加到50m3。为了提高焦炉生产能力,

采取降低炉墙

焦炉炉体为双联火道、废气循环、宽炭化室、宽蓄热室、焦炉煤气下喷

焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术

1. 引言

1.1 背景介绍

焦炉煤气和转炉煤气是钢铁工业生产过程中产生的两种重要煤气资源，其主要组成成分为一氧化碳和氢气。在传统工业生产模式下，焦炉煤气和转炉煤气通常被单独收集和利用，存在着资源浪费和能源低效利用的问题。

随着我国环境保护和能源节约的要求日益加强，焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术逐渐成为研究热点。利用新技术实现焦炉煤气和转炉煤气的高效综合利用，不仅可以提高能源利用效率，减少煤气浪费，还能降低对环境的污染，实现资源循环利用。

本文将从焦炉煤气和转炉煤气的特点出发，介绍传统的利用方式以及新技术的应用和案例分析，探讨综合利用新技术的优势及其对环境、经济的影响，并展望未来发展的方向。希望通过对焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术的研究，为钢铁工业的可持续发展提供一定的理论和实践参考。

1.2 研究意义

焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种重要工业废气，传统上经常被直接排放到大气中，导致环境污染和资源浪费。为了有效利用这两种废气资源，减少环境压力，提高资源利用率，相关领域的研究逐渐受到重视。

焦炉煤气和转炉煤气所含成分复杂，但潜在的价值巨大。通过深入研究和开发新技术，可以将这两种废气高效转化为有用的化工产品和能源，实现资源的再生利用，减少对化石能源的依赖，促进环保与节能产业的发展。

研究有效利用焦炉煤气和转炉煤气的新技术具有重要意义。从经济角度看，新技术的应用可以降低生产成本，增加资源利用效率，提高企业竞争力。从环境保护的角度看，减少废气排放可以改善空气质量，减少温室气体排放，有助于应对气候变化。深入研究焦炉煤气和转炉煤气的综合利用新技术，对推动工业绿色发展，保护生态环境，具有十分重要的意义。

2. 正文

2.1 焦炉煤气和转炉煤气的特点

焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种主要副产品气体。它们具有以下特点：

煤炭焦化知识

煤炭焦化又称煤炭高温干馏;以煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到1000℃左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺; 为保证焦炭质量,选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选,以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量;选择炼焦用煤时,还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力;用低挥发分煤炼焦,由于其胶质体粘度大,容易产生实高膨胀压力,会对焦炉砌体造成损害,需要通过配煤炼焦来解决;

产品和用途

煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类;

1焦炭;炼焦最重要的产品,大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁,其次用于铸造与有色属冶炼工业,少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等;在钢铁联合企业中,焦粉还用作烧结的燃料;焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气;

2煤焦油;焦化工业的重要产品,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用

3煤气和化学产品;氨的回收率约占装炉煤的%~%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品;粗苯回收率约占煤的1%左右;其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料;硫及硫氰化合物的回收,不但为了经济效益,也是为了环境保护的需要;经过净化的煤气属中热值煤气,发热量为17500kj/Nm3左右,每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3,其质量约占装炉煤的16%~20%,是钢铁联合企业中的重要气体燃料,其主要成分是氢和甲烷,可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷;

煤焦化工艺

焦化厂主要生产车间：

备煤车间煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室

炼焦车间煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段包括焦台、筛焦楼

煤气净化车间冷鼓工段包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施

脱氨工段包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施

1 焦 炉 选 型

一、焦炉选型原则

焦炉的选型的原则：首先考虑焦炉生产的焦炭是否满足高炉生产的需要，其次再从焦炉工艺技术、投资、生产成本、环保等方面进行综合比较选择最适合匹配高炉生产的型号。

高炉容积越大，冶炼周期就越长，对焦炭反应后强度要求就越高；而且随着高炉为降低成本追求高煤比、低焦比，焦炭在高炉内的“骨架”作用就越来越重要。这些都要求焦炭的冷、热强度处于合理的范围，才能满足高炉运行对焦炭质量的要求。以下表1是大高炉对焦炭热性能要求；表2是国内大、中型焦化焦炭质量统计。

表1：大高炉对焦炭热性能要求（资料来源：世界金属导报2008-10-21第10-11版）

序号 炉容 热反应性能,CRI 热反应后强度,CSR

1 1000m3高炉 ＜30 ＞60

2 4000m3高炉 ＜26 ＞66

表2： 国内大、中型焦化焦炭质量统计（资料来源：万方数据）

名称 本钢 通钢 宝钢 沙钢 马 钢 涟源 武 钢

M40 80.096 79.852 89.051 83 .5 85.51 81.986 80.463

M10 7.064 7.428 5.509 6.108 6.216 7.265 7.333

我厂现用焦炭70%左右是鑫跃焦化厂焦炭，鑫跃焦化厂是典型的4.3m焦炉，其2008年指标状况如表3：

表3：鑫跃焦化2008年质量指标（资料来源：炼铁厂技术分析）

时间 冷态强度 热态强度

M40(%) M10(%) 热反应后强度CSR% 热反应性CRI%

08年9月 80.19 7.30 53.4 29.1

08年8月 80.32 7.18 53.2 30.48

08年7月 79.72 7.23 51.2 31.88

08年6月 79.89 7.62 46.25 34.13 2 08年5月 79.72 7.5 50.8 31.4

08年4月 80.68 7.32 51.1 33.15

08年3月 80.08 7.27 49.15 33.58