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        焦炭的基本情況(煤質分析)
        發布日期:2015-04-07

        1、焦炭的定義:焦炭是一種固體燃料,質硬,多孔,發熱量高。用煤高溫干餾而成,多用于煉鐵。焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下,加熱到 950-1050℃,經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭,這一過程叫高溫煉焦(高溫干餾)。由高溫煉焦得到的焦炭用于高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產生的經回收、凈化后的焦爐煤氣既是高熱值的燃料,又是重要的有機合成工業原料。
        2、焦炭的分類:

        焦炭通常按用途分為冶金焦(包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦和電石用焦等。由煤粉加壓成形煤,在經炭化等后處理制成的新型焦炭稱為型焦。

        冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由于 90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質量標準(GB/T1996-2003)就是高爐質量標準。  鑄造焦是專用與化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱,支撐料柱保持其良好的透氣性。因此,鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。

        氣化焦是專用于生產煤氣的焦炭。主要用于固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以 CO和H2為可燃成分的煤氣。因為產生 CO 和 H2 的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分1250攝氏度;揮發分<3.0%;粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦,但由于受煉焦煤資源和價格等的限制,一般不用冶金焦制氣。以高揮發分粘結煤為原料生產的氣煤焦,塊度小、強度低,不適用于高爐冶煉,但它的氣化反應性好,可取代氣化焦用于制氣。

        電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200℃)作用下,和石灰石發生復雜的發應,生成熔融狀態的碳化鈣(電石)。其生成過程可用下列發應式表示:CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ

        電石用焦應具有灰份低、反應性高、電阻率大和粒度適中等特性,還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求:固定碳大于 84%,灰份小于 14%,揮發份小于 2%,硫份小于 1。5%,磷分小于 0.04%,水分小于 1.0%,粒度根據生產電石的電弧爐容量而定。電爐容量/KV?A 粒度/mm <5000 3-12 5000-10000 3-15 10000-20000 3-18 >20000 3-20 粒度合格率要求在 90%以上。

        鐵合金焦是用于礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參與還原反應,反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉歸鐵合金為例,其反應式為 SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(氣),隨著反應的進行,焦炭中的固定碳不斷消耗,主要以 CO 形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等,部分或大部分被還原出來,進入合金中;未參加反應的部分進入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金,對焦炭質量的要求不一,生產硅鐵合金時對焦炭質量要求最高,所以能滿足硅鐵合金生產的鐵合金焦,一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。

        硅鐵合金生產對焦炭的要求是:固定碳含量高,灰份低,灰中有害物質三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少,焦炭反應性好,焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大,揮發份要低,有適當的強度和食糧的塊度,水分少而穩定。

        中國冶標(YB/T034-92)規定了鐵合金焦的技術要求,要求粒度為 2-8mm,8-20mm,8-25mm。型焦是由煤粉等原料加壓成型煤,再經炭化等后處理制成的一種新型焦炭。型焦品種較多,按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等;按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類;按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。
        3、冶金焦指標如下:
        一級冶金焦: 固定碳〉86%; 發熱量 7300cal/kg; 灰份〈12%; 揮發份〈1 .9%; 全〈水 5%; 硫〈0.6%;
        二級冶金焦: 固定碳 84.5-85%; 發熱量 7000cal/kg;灰份〈13.5%; 揮發份〈1.9%; 全〈水 6%; 硫〈0.7%;
        三級冶金焦: 固定碳 83-84.5%; 發熱量 6500cal/kg;灰份〈15%; 揮發份〈1.9%; 全〈水 6%; 硫〈1%

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