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SCOPE21炼焦技术简介

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“SCOPE21” 炼焦技术简介
1 “SCOPE21” 炼焦技术发展情况
SCOPE21工艺是一种符合21世纪要求的创新工艺开发，该技术
与传统炼焦技术相比，具有节能环保、增产降耗和扩大炼焦煤资源范
围等优势，
日本煤炭利用综合中心与日本钢铁联盟从1994年到2003年，历
时10年共同开发了“21世纪新焦制造技术(SCOPE21)”。
日本新日铁公司其位于Ohita厂的5号焦炉在世界上首次采用了
“SCOPE21”炼焦技术，投资总计约370亿日元。这座64孔焦炉2005
年4月投入建设，2008年2月份建成投产，年产焦炭约100万吨。
随着该焦炉的投产，Ohita铁厂的焦炭年产能将增至420万吨。该5
号焦炉采用“SCOPE21”技术后，弱黏结性煤配比可提高到50%，与传
统焦炉相比，每年二氧化碳排放可降低约40万吨。
2008年年初，攀钢启动了“SCOPE21炼焦新技术”课题研究，力
促炼焦工序生产更加经济、节能、环保。据悉，攀钢是国内第一家开
始进行SCOPE21炼焦新技术研究的企业。
该课题研究组已完成了国内外信息资料调研和初步实验的准备
工作，包括实验样煤的采集和工业分析，以及按实验要求制备炼焦用
煤等，下一步，将就加热方法、加热速度等参数对煤焦性能的影响进
行试验研究。
2 传统焦炭生产工艺简介
2.1 煤炭干馏
现行焦炭生产工艺是在焦炉内对煤进行干馏，入炉煤为水分9%
左右或者是预热后将水分调湿到6％左右的煤，在炉内加热至950℃
-1050℃干馏。干馏过程分为4个阶段：(1)脱水软化区域，约加热到
380℃，入炉煤先脱水，再出现软化；(2)热分解温度区：加热到460℃
左右时，煤开始出现热分解，同时软化融熔，进一步升温后，形成半
焦；(3)炭化温度区域：随着加热温度的上升，半焦收缩，在900℃时
基本完成干馏反应： (4)焦炭生成区域：为了避免焦炉内出现加热不
均，使焦炭质量产生偏差，通常加热到1000℃左右。
2.2 传统焦炭生产工艺中存在的问题及相应的改进措施
现有的焦炭生产工艺，通常使用资源紧缺的一些强黏结性煤，生
产效率较低、热效率较差，同时，还有煤气泄漏污染环境等问题。因
此，开发新的炼焦工艺时，有必要对现行工艺进行彻底的改革。
3 SCOPE2l工艺
3．1 工艺简述
SCOPE2l工艺是面向2l世纪，以有效利用煤炭资源、提高生产
率以及实现环境／节能技术革新的新型工艺。
首先将原料煤干燥分级，粗粒度煤粒与细颗粒煤粉分别被快速加
热到350℃-400℃，细颗粒煤粉经压制成型后与粗粒煤粉相混合，以
改善弱黏结煤的黏结性，实现生产率的大幅度提高及节约能源，
第二，预热后的煤粉采用无烟输送的方式被装入室式焦炉，该焦
炉由高热传导率的薄壁耐火砖砌筑，在低于通常干馏温度的温度下
(中低温干馏)出炉，送入CDQ干熄焦的改质燃烧室内进行再加热；
以获得所需的焦炭质量，实现生产效率的提高以及环境的改善。
3.2工艺特点
3.2.1弱黏煤的有效利用
现有的炼焦技术中，只能使用20％左右的弱黏结性煤，新技术
已把该比率提高到50％，通过煤预热提高其黏结性，采用细颗粒煤
粉的型燃技术提高其堆密度。
3.2.2焦炭质量
SCOPE2l工艺采用粘结煤和非粘结煤的配比各50%，由于提高
了煤松装比重和煤快速加热的作用，焦炭平均强度有所提高。
3.2.3提高生产率
SCOPE2l工艺干馏时间缩短到7.5小时，较常规干馏时间17.5
小时提高焦炭生产率2.4倍。
3.2.4改善环境，降低二氧化碳排放。
采用插塞式输送方式进行入炉煤的输送，调整焦炉的操作压力和
实现出炉时的密闭集尘，降低粉尘量，彻底杜绝伴随着焦炭生产时所
产生的烟，尘，臭气等。另外，通过改善加热煤气燃烧装置，实现低
N0x排放．
3.2.4 节能效果
虽然SCOPE2l工艺煤预处理工序电耗有所增加，但干馏的煤气
燃烧能耗大幅下降，较常规工艺可节能21%。
4 经济比较
以焦炭生产能力4000t/d为例，与现行传统工艺对比如下：
4.1设备费
与现行工艺相比，虽然SCOPE21工艺用于煤处理设备费和环保
设施等的费用增加了，但由于干馏炉设备的大幅度减少，因此设备费
可减少16%。
4.2焦炭生产成本
“SCOPE21”工艺虽然用于煤处理的电耗/燃料煤气等的费用增加
了，但由于大量使用了非粘结煤，因此原料费用比现行工艺减少，产
生的副产物也减少，从总的焦炭生产成本来看，可减少18%。
4.3设备占地面积：
与现行工艺相比，“SCOPE21”工艺的生产设备的生产率是现行
工艺的2.4倍，干馏炭化室由126个减少到53个，即使考虑增加了
煤的预处理设备，SCOPE21工艺设备的占地面积仍可减少一半。
5 结论
SCOPE21工艺是一种符合21世纪要求的创新工艺开发，它不仅
能有效利用资源、提高生产率，而且节能、环保。

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捣固炼焦技术

捣固炼焦技术


CRI 27.8 23.9 24.3 24.8 24.3 23.6 30.4
CSR 65.2 67.5 70.0 73.1 68.1 69.2 61.2
12.19 0.64 12.58 0.65 12.41 0.66 11.95 0.66 12.50 0.66 12.70 0.64 12.10 0.64
装煤操作
简单
焦炉机械
重量小，简单，维修 费用低。
装煤环保 炉体寿命 多用弱粘煤
基本解决 长（可达35年） 必须增加型煤、煤 调湿等措施才可多用 10～15％弱粘煤。
同配比时，焦炭质量
不变
入炉煤成本
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高
吨焦投资
进口捣固机680～750 元；
600元（6米顶装）
3.过去我国钢铁企业很少采用捣固炼焦
3.1 捣固焦炉的寿命比顶装焦炉短。根据国外操作大型捣固焦炉焦化厂 的生产实践，因煤饼炼焦时膨胀压力大；装煤饼时，机侧炉头在空气中 暴露时间长；煤饼掉角或局部倒塌时，焦侧炉头装煤不满而易高温等导 致炉体损坏。因此捣固焦炉的寿命仅20多年，不如寿命可达30多年的顶 装焦炉长； 3.2 捣固焦炉的稳定生产不如顶装焦炉。干扰捣固焦炉稳定生产的因素 较多。比如，入炉煤水份过高、水份过低、入炉煤粉碎粒度不合格、粒 度分布不合格、煤种的过多变化等都会影响煤饼的捣制和煤饼强度。具 有20～30个捣固锤的捣固机发生故障也会直接影响炼焦生产。而钢铁企 业焦化厂的稳定生产不仅影响本厂，更重要的是直接关系到整个钢铁联 合企业的平稳生产。中后期的捣固焦炉，每天都有1～2％的煤饼或炭化 室出现问题，这是对钢铁企业焦化厂稳定生产的最大威胁。 推焦总系数K3是用以评价焦化厂和炼焦车间遵守规定的结焦时间方 面的管理水平，即反应焦炉操作的总体情况。目前我国捣固焦炉的K3都 较低，好的0.70，一般在0.60左右； 3.3 捣固焦炉的装煤烟尘治理难度大于顶装焦炉。捣固焦炉从机侧推入 煤饼，造成机侧炉头大量冒烟，必须采用特殊治理措施； 3.4 国内外尚没有大型高炉长期全部使用捣固焦炭的生产经验。宝钢曾 在二期和三期可行性研究阶段考虑过捣固炼焦技术，最后主要因国内外 没有大型高炉使用捣固焦炭的先例，而仍然选用顶装炼焦。当前我国独 立焦化厂生产的捣固焦炭几乎都是供给中小高炉使用； 3.5 钢铁企业焦化厂入炉煤的成本是由钢铁公司承担，而不是仅由焦化 厂自己承担，所以，钢铁企业焦化厂受到的入炉煤成本的压力不如独立 焦化厂大；而钢铁企业焦化厂受到的必须向炼铁厂稳定供应焦炭的压力 又远远大于独立焦化厂。
CHS67-2021清洁型热回收捣固炼焦技术与实际应用

CHS67-2021清洁型热回收捣固炼焦技术与实际应用

CHS67-2021清洁型热回收捣固炼焦技术与实际应用一、引言：1、炼焦是指炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右，通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品的工艺过程。

2、冶金焦炭含碳量高，气孔率高，强度大，是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。

3、炼焦副产的焦炉煤气发热值高，是平炉和加热炉的优良气体燃料，在钢铁联合企业中是重要的能源组分。

4、炼焦化学产品是重要的化工原料。

因此炼焦生产是现代钢铁工业的一个重要环节。

二、清洁型热回收捣固炼焦技术在国内外发展情况：1、热回收炼焦技术主要分为冷装冷出热回收炼焦技术和热装热出热回收炼焦技术。

两者的根本区别主要在于焦炉炉体结构、装煤出焦方式、余热利用率以及配套机械自动化等方面。

2、SJ-96型炼焦炉，该焦炉属于清洁型热回收焦炉。

该焦炉炭化室长22.6m，宽3m，装煤高度2m，结焦时间240h。

3、YX--21QJL-1型清洁型炼焦炉，该焦炉炭化室长20m，宽3m，装煤高度1.8m，生产铸造焦结焦时间430h。

4、这两种热回收炼焦炉炉体结构和炼焦工艺基本相同：炭化室冷态顶装煤，炭化室内人工捣固，炭化室内湿法熄焦，冷态出焦。

5、热装热出热回收炼焦技术是普遍采用的热回收炼焦技术。

三、清洁型热回收捣固炼焦技术的原理及其特点：（一）清洁型热回收捣固炼焦技术的原理：1、炼焦是指炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000摄氏度左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品的工艺过程。

2、热回收炼焦工艺一般为将炼焦煤配煤、粉碎、捣固后装入热回收焦炉炭化室，利用炭化室主墙、炉底、炉顶储蓄的热量和相邻炭化室传入的热量使炼焦煤加热分解，产生荒煤气，荒煤气在自下而上逸出的过程中，覆盖在煤层表面，形成惰性气体保护层。

3、由于干馏阶段的荒煤气不断产生，在煤层.上覆盖和向炉顶的扩散不断进行，使煤层在整个炼焦周期内始终覆盖着完好的惰性气体保护层，从而在隔绝空气的条件下加热，并经干法熄焦、筛分，得到焦炭。

面向21世纪的高效环保型炼焦新技术

面向21世纪的高效环保型炼焦新技术

图 ｌＳ Ｏ Ｅ １系统 示意 Ｃ Ｐ ２
研究 和教 学工 作。
面向 ２ 世 纪 的高效 环保 型 炼焦新 技术 ｌ ７ ９
维普资讯
但 这些 措施大 都是仅 对焦 炉结 构或 者工 艺 的某
一
于缩 短 了干馏 时问 ， 大大降低 了炉 内干馏所需 的 气 体燃烧能耗 ， 整体 能耗 比现有工 艺减少 ２ ％左 ０
炼焦是原煤转化的最重要的途 径之一 。近年 来， 随着 国际经济大形势 的逐 渐 回暖和国内经济 的持续发展 ， 以钢铁 工业为主 ， 化肥 、 造等行 业 铸 对焦炭 的需求稳步上升。 西方 主要焦炭生产 国的 相当一部 分焦 炉临近或达到服务年 限 ， 而因其环 保标 准的 日 严格 ， 建或改扩建焦 炉受到严格 益 新 的政策限制 。 ２０ 仅 ０２年 ， 国就 因关 闭到龄焦炉 美 而减 少 了大 约 ３ ０万～ ５ ０ ３０万 ｔ 的生 产 能 力 。 ０ ４ ２ ０ 年 日本也一 步跨入 了焦炭进 口国的行列。 在此背 景下 ，焦炭需求缺 口绝大部分转 向 中国来寻求 ， 大大刺激 了中国炼焦行业 的投资热情 。 但是必须
为 了解决这些 问题 ， 人们先后 开发 了原煤 干 燥预 热 、 合理配煤 、 型煤炼 焦 、 焦炉气燃 烧 、 干法 熄焦 、焦炉大型化技术 等并取 得 了一定 的效果 。
成更大 的负担。 解决这 个问题根本 的出路就是技
收稿 日期 ： ０６ ０ — １ ２ ０ — ３ ２
作者 简介 ： 黄定国（９３ ） 男 。 １６ 一 ， 河南洛阳人， 河南理工大学材料科学与工程学院教授、 博士。主要从事矿物加工和洁净煤方面的
术进步 。只有通过技 术进 步提高生产效率 ， 降低 能耗 ， 减少污染 ， 扩大资源利用面 ， 才能使炼焦工 业成 为中国经济可持续发展 的一 个拳头行业。
炼焦方法

炼焦方法

炼焦方法捣固炼焦介绍：一．捣固炼焦的价值与意义捣固炼焦技术是一种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，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的炼焦技术。

捣固炼焦是炼焦一项新技术。

其优势明显：技术捣固炼焦技术可多用弱粘结性煤，少用强粘结性煤，增大了炼焦煤料的可选范围，降低炼焦成本、改善焦炭质量，捣固炼焦工艺以其显著的经济技术优势，在国内得到迅猛发展。

捣固炼焦技术对我国焦化广大工作者来说，是一个新的课题，有待探索研究，在实践的过程中不断丰富捣固炼焦技术理论，以指导我国捣固炼焦技术的应用和发展。

捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备, 将炼焦配合煤按炭化室的大小, 捣打成略小于炭化室的煤饼, 将煤饼从炭化室的侧面推入炭化室进行高温干馏。

成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔, 以水熄灭后再放到凉焦台, 由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭经研究发现：在相同配煤比之下，捣鼓炼焦大幅度提高了焦炭的冷态强度。

捣鼓可以改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应强度。

捣固炼焦是用机械力将煤料的粒子压紧，因压紧而导致：①增加煤料堆密度；②因粒子的压紧而使胶质体填充的空隙减少，而相对扩展了粘结范围；③由于堆密度的增加单位体积内析出的煤气量增加，而提高了膨胀压力。

这些因素导致了焦炭多孔体的气孔壁增厚，气孔率降低且趋向均匀，因而M40、M10都有所改善，CRI和CSR也略有改善。

二．我国捣固炼焦的发展现状与发张趋势现状：捣固炼焦技术在我国炼焦生产中已占重要地位，目前，我国捣固炼焦炉分布在陕西、河北、山东等十三个省份，共有捣固炼焦企业81家，捣固焦炉168座，产能已达5035万吨,占焦炭产能的16.07%。

在现生产的捣固焦炉中,以炭化室高4.3米,炭化室宽500mm的焦炉为主,其次是炭化室高3.2米和炭化室高3.8米的焦炉；我国捣固炼焦炉平均炉龄较短，绝大部分焦炉炉龄在五年之内。