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煤焦化原理

2021-08-24 17:17:45

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950℃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。

  为保护焦炭质量,选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性;绝大部分炼焦用煤需要经过洗选,以保护尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时,还需要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。炼焦重要的产品,大多数家园的焦炭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0.2%~0.4%,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、二甲苯都是有用合成工业的原料。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自然生长气的甲烷。

 

  焦炭的主要用途是炼铁,少量用作化工原料制造电石、电极等。煤焦油是黑色粘稠性的油状液体,其中含有苯、酚、萘、蒽、菲等重要化工原料,它们是医药、农药、炸药、染料等行业的原料,经适当处理可以一一加以分离。对照图2-22-3(煤的结构模型),煤焦油中所含环状有用物可以说是煤的“碎片”。此外还可以从煤焦油中分离出吡啶和喹啉,以及马达油和建筑和铺路用的沥青等。从煤焦油里分离鉴定的化合物已有400余种。从炼焦炉出来的气体,温度至少在700℃以上,其中除了含有可燃气体COH2CH4之外,还有乙烯(C2H4),苯(C6H6),氨(NH3)等。在上述气体冷却的过程中氨气溶于水而成氨水,进而可加工成化肥;苯等芳烃化合物不溶于水而冷凝为煤焦油;乙烯等沸点高的气体,根据煤气的不同用途酌情处理。总之,煤经过焦化加工,使其中各成分都能深受效果优良利用,而且用煤气作燃料要比直接烧煤干净得多。


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