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焦化工艺炼焦是将配合煤在焦炉内通过高温干馏（隔绝空气加热到950～1050℃），经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段，最终产生焦炭和荒煤气的一种生产工艺。按照生产工艺的不同，焦化厂分为备煤、炼焦和化产三个车间。一、备煤工艺1、工艺流程图B105B104B103B102B101B121B120B106B1082#配煤室B116B116B110B302B301B303B107B112B113B1111#配煤室B115B117B109B304B118B305B119111B114100101102104103114105106108109110301粉碎机室1071#煤塔1131122#煤塔2、煤的性质和分类2.1煤的化学组成与性质2.1.1煤的基准：在煤质分析中得到的煤质指标，根据不同的基准来表示。煤质分析中常用的“基”有空气干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基。2.1.2煤的分类表1中国烟煤分类类别符号数码分类指标Vdaf(%)GY(mm)b(%)**贫煤PM1110.0—20.0≥5贫瘦煤PS1210.0—20.05－20瘦煤SM1310.0—20.020－501410.0－20.050—65焦煤JM1510.0－20.065*≤25.0(≤150)2420.0－28.050－652520.0－28.065*≤25.0(≤150)肥煤FM1610.0－20.0(85)*25.0(150)2620.0－28.0(85)*25.0(150)3628.0－37.0(85)*25.0(220)1/3焦煤1/3JM3528.0－37.065*≤25.0(≤220)气肥煤QF4637.0(85)*25(220)气煤QM3428.0－37.050－654337.035－504437.050－654537.065*≤25.0(≤220)1/2中粘煤1/2ZN2320.0－28.030－503328.0－37.030－50弱粘煤RN2220.0－28.05－3028.0－37.05－30不粘煤BN2120.0－28.0≤53128.0－37.0≤5长焰煤CY4137.0≤54237.0＞5－352.1.3炼焦煤的性质气煤(QM)：属于煤化程度较低、挥发份较高的烟煤。气煤分为四组，其中以45#、34#气煤较好，45#是Vdaf大于37%，G大于65，Y值不大于25mm，其特点是挥发份特别高，而粘结性较强；34#气煤的Vdaf大于28%到37%，G大于50到65，其特点是粘结性中等而挥发份稍高。气煤单独炼焦时炼出的焦炭呈细长形，有较多的纵裂纹，易碎，其强度和耐磨性均较差，但炼焦时能产生较多的煤气、焦油与其它化工产品，多数作配合煤用于炼焦。气肥煤(QF)：是煤化程度和气煤相近、挥发份高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时能产生大量的胶质体和煤气，因为析出的气体多，不能生成致密、高强度的焦炭，通常用作炼焦配煤。1/3焦煤：属煤化程度中等，性质介于气煤、肥煤与焦煤之间的过渡煤种，是中等或较高挥发份的较强粘结性煤。单独炼焦时炼出的焦炭强度较高，是配煤炼焦的好原料。肥煤：肥煤是煤化度中等的烟煤。受热到一定温度能产生较多的胶质体，且有极强的粘结性。单独炼焦时，能产生熔融良好的焦炭，焦炭耐磨性特别好。但焦炭有较多的横裂纹，焦根部分有蜂焦，其抗碎强度比焦煤炼得的焦炭要差，是配煤炼焦的重要煤种。焦煤：是烟煤中煤化程度中等或偏高的一类煤，中等挥发份和有较好的粘结性。受热后能产生热稳定性好的胶质体。单独炼焦时，可炼成熔融性好，块度大、裂纹少、抗碎强度高、耐磨性好的焦炭，是一种优质的炼焦用煤。15、25号焦煤结焦性特别好，可单独炼出合格的冶金焦。瘦煤：瘦煤是烟煤中煤化程度较高、挥发份较低的一类煤。受热后能产生一定数量的胶质体，单独炼焦时，炼出的焦炭熔融性差、耐磨性不好、裂纹少、块度较大的焦炭。我国的瘦煤资源很少，一般作为配煤炼焦的原料。2.1.4影响炼焦工艺的煤的主要参数指标灰分：灰分在焦炭中是一个非常有害的组分。煤的灰分全部转化到焦炭中去，使焦炭的含炭量减少，致使高炉中铁水温度下降，渣量增多，为了使渣量易于排出，要添加更多的助溶剂，同时增加焦比，降低高炉的生产效率。另外，焦炭的灰分中含有一些矿物质，如Na2O、K2O等，对焦炭与CO2反应具有催化作用，对焦炭的反应性和反应后强度有很大影响。硫分：煤中的硫大约有80－85%黑心化到焦炭中去，焦炭的硫会严重影响生铁的质量。在高炉中，硫要靠炉渣排出，这就要增加溶剂，使炉渣的碱度和渣量提高，同时降低高炉的生产效率。而且硫对环境还有很大影响。挥发份：煤的挥发份是表征煤的变质程度的一个重要指标，炼焦配合煤的挥发份最好在28%左右。水份：装炉煤的水份对炼焦生产和焦炭的质量有一定影响。例如，水份含量会影响装炉煤的堆密度，从而影响焦炭的强度。另外，影响焦炉的耗热量及生产操作等。粘结指数(G)：它是表征煤的粘结能力的指标。它对焦炭的冷、热强度均有很大影响。是炼焦配煤的主要参考指标。胶质层厚度(Y)。它是指煤在加热过程中，形成胶质体过程中瞬间所产生胶质体的最大量。它也是指导炼焦配煤的一个主要指标。除上述几个主要指标外，奥亚膨胀度(b)、基氏流动度、坩埚膨胀序数(CSN)、煤的岩相组成及镜质组最大反射率等。煤的粉碎细度：粉碎细度主要影响到装炉煤的堆密度，另外，对配合煤的粘结性也有一定影响，粒度细，煤的比表面积大，粘结性变差。但如果粒度太粗，大颗粒的惰性物质易在焦炭中形成裂纹中心，影响焦炭的强度。3、备煤工艺质量控制中应注意的几个问题：3.1、煤场管理单种煤的贮存期限如表3所示。表2单种煤的贮存期限牌号一季度二季度三季度四季度气煤60天50天50天60天肥煤80天70天70天80天焦煤100天90天90天100天瘦煤100天90天90天100天煤要尽可能单独堆放，避免混堆;煤堆与煤堆之间要保持2米以上的间距；每一个煤种煤至少应堆两堆，且不位与同一跨内；堆取煤要采用平铺直取；煤的存放时间不宜过长；在夏季，对存放时间较长的煤，经常检查煤堆温度，避免煤的氧化变质和自燃。3.2、配煤：①尽可能保证焦炭质量达到规定的指标；②不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦因难；③在满足焦炭质量的前提下，尽可能多配高挥发份的气煤，降低配合煤成本；④在保证焦炭质量的前提下，尽可能节约焦煤、肥煤等优质资源，合理利用我国的煤炭资源；⑤尽可能降低配煤中的灰分和硫分；⑥力求达到配煤质量稳定，有利于生产和操作。⑦配煤要准确，按规定频次跑盘检查。3.3、煤的破碎。要保证煤的细度达标。二、炼焦工艺1、炼焦工艺流程图煤气净化系统配合煤装煤炼焦出焦干熄焦湿熄焦冶金焦焦丁筛焦焦未2、炉体的结构炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区和炉顶区组成。炭化室是煤隔绝空气干馏的地方；燃烧室是煤气燃烧的地方，每一个燃烧室有32个火道组成；斜道区位于蓄热室与燃烧室之间，是连接两者的通道。蓄热室位于炉体的下部，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气盘分别同烟道、贫煤气管道和大气相同。蓄热室用来回收焦炉燃烧废气的热量并预热贫煤气和空气。炉顶区是指炭化室盖顶砖以上的部位，设有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。3、装煤和出焦装煤要求装满、装实、装平和装匀。装煤不满不仅影响焦炭产量，且使炉顶空间温度升高，加速粗煤气的裂解和沉积炭的形成，易造成推焦困难和堵塞上升管。但装煤也不宜过满，以防堵塞装煤孔，使粗煤气导出困难而大量冒烟冒火，装煤过满还会使上部供热不足而产生生焦，这两种情况都会影响焦炭质量。装实不但可以增加装煤量，还有利于改善焦炭质量。装平，以利于粗煤气的畅通导出。装匀，以保证焦炭产量和炉温稳定。出焦，出焦前要先观察焦饼收缩和成熟情况，推焦过程中时刻注意推焦电流的变化，出现推焦困难后要组织原因分析。装煤和出焦要严格按计划进行。为评定推焦操作的均匀性，用推焦计划系数K1和推焦执行系数K2。K1=(M－A1)/MM------班计划推焦炉数；A1-------计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。K2=(N－A2)/NN------班实际推焦炉数；A2-------计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。反应整个焦炉操作管理水平的指标：K3系数。K3=K1×K2每次推焦后，应清扫炉门、炉框、保护板、小炉门等上的积炭和焦油渣，以确保炉门严密。4、熄焦分干法熄焦和湿法熄焦。湿法熄焦主要要注意控制焦炭水份。接焦要均匀，喷洒要均匀，熄焦时间要严格按规定执行，熄焦后熄焦车应停留30s，在焦台上应尽可能多停留一段时间。干法熄焦是用惰性气体氮气来将焦炭熄灭并冷却，同时将惰性气体回收的热量传给蒸汽锅炉用于发电。干法熄焦可大大改善焦炭质量。这是由于焦炭在干熄过程中缓慢冷却，降低了内部的热应力，网状裂纹减少，气孔率低，因而机械强度提高，真密度也增大。此外，干熄焦过程不发生水煤气反应，焦炭表面有球状组织覆盖，内部闭气孔多，故耐磨性改善，反应性降低。干熄过程中料层相对运动，增加了焦块间的相互摩擦和碰撞，起到了焦炭的整粒作用，故块度均匀性提高。焦炭在预存室中保温相当于在焦炉中的焖炉，进一步提高了焦炭成熟度，使其结构致密化，也有利于降低焦炭的反应性，提高强度。5、筛焦要保证筛分效率，供料连续均匀，筛板经常检查，不堵眼、筛板不损坏。炉前焦库、筛焦楼保持高料位。6、焦炉温度制度6.1标准温度与直行温度焦炉燃烧室的火道数量较多，为了均匀加热和便于检查、控制，每一个燃烧室的机、焦侧各选择一个火道作为测温火道，其温度分别代表机、焦两侧温度，这两个火道称为测温火道和标准火道。其所测得的实际温度称为直行温度。为保证全炉各燃烧室温度均匀，各测温火道温度与同侧直行温度的平均值不应超过±20℃，边炉相差不超过±30℃，超过此值的测温火道为温度不合格火道，并以均匀系数K均表示：K均=［(M－A机)+(M－A焦)］/2MM---焦炉燃烧室数A机、A焦-----机、焦侧测温火道温度不合格数。直行温度不但要求均匀，还要求直行温度的平均值保持稳定，并用安定系数K安考核。K安=〔2N－(A＇机+A＇焦)〕/2NN----直行温度的测量次数A＇机、A＇焦-----全炉机、焦测直行平均温度与加热制度规定的该测标准温度相差超过±7℃的测量次数。6.2橫排温度同一燃烧室的各火道温度，称为横排温度。每一个燃烧室各火道温度，应当由机侧向焦侧逐渐增高，要求从机侧第2火道至焦侧第2火道的温度均匀上升。横排温度均匀系数=(考核火道数-不合格火道数)/考核火道数6.3边火道温度燃烧室两端的炉头火道，由于散热量大，温度较低。为防止炉头焦炭不熟，以及装煤后炭化室头部降温过多，引起炉砖开裂变形，一般要求边火道温度低于标准温度的值在100℃以内。为评定炉头温度的好坏，要求每一个炉头温度与该侧炉头平均温度差不超过±50℃。6.4蓄热室顶部温度为防止因蓄热室高温而将格子砖烧熔，应严格控制蓄热室温度。对于硅砖蓄热室，其顶部温度应控制在1320℃以下。在一般情况下，蓄热室的高温事故应不容易发生，但是，当炭化室窜漏，荒煤气被抽到蓄热室内燃烧，砖煤气道煤气漏入蓄热室内燃烧，立火道煤气燃烧不充分，继续到蓄热室燃烧以及废气循环发生短路等等，仍可能引起蓄热室高温事故，特别是当炉体衰老时容易出现上述情况。故应加强对蓄热室温度及串漏忣况的检查监督。(一般低于立火道温度150℃)6.5小烟道温度小烟道温度即废气排出温度，它决定于蓄热室格子砖型式、蓄热面积、炉体状态和调火操作等。6.6炉顶空间温度炉顶空间温度是指炭化室顶部空间荒煤气温度。顶空间温度应控制在800±30℃，且不应超过850℃。炉顶空间温度与装煤、平煤、调火操作以及配煤比有关。它对化产品产量与产率以及炉顶石墨的生长有直接关系。6.7焦饼中心温度焦饼中心温度是焦炭成熟的指标。焦饼中心温度要达到1000±50℃时焦饼已成熟。7、焦炉压力制度7.1集气管压力：是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦未期不低于5Pa来确定的。7.2看火孔压