焦炭的生产:
烟煤在隔绝空气的条件下,加热到950-1050℃,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成的一种质硬、发热量高的固体燃料叫做焦炭。这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。
焦炭的用途:
焦炭通常按用途分为冶金焦(包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等)、气化焦和电石用焦等。由煤粉加压成形煤,在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的。冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。中国制定的冶金焦质量标准(GB/T1996-94)就是高炉质量标准。
气化焦是专用于生产煤气的焦炭。主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2为可燃成分的煤气。气化焦要求灰分低、灰熔点高、块度适当和均匀。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分1250℃;挥发分<3.0%;粒度15-35mm和35mm两级。冶金焦虽可以用作气化焦,但由于受炼焦煤资源和价格等的限制,一般不用冶金焦制气。以高挥发分粘结煤为原料生产的气煤焦,块度小、强度低,不适用于高炉冶炼,但它的气化反应性好,可取代气化焦用于制气。 电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热体用的焦炭。
电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热用的焦炭。电石用焦加入电弧炉中,在电弧热和电阻热的高温(1800-2200℃)作用下,和石灰石发生复杂的发应,生成熔融状态的碳化钙(电石)。电石用焦应具有灰份低、反应性高、电阻率大和粒度适中等特性,还要尽量除去粉末和降低水分。其化学成分和粒度一般应符合如下要求:固定碳大于84%,灰份小于14%,挥发份小于2%,硫份小于1.5%,磷分小于0.04%,水分小于1.0%,粒度根据生产电石的电弧炉容量而定:
电炉容量/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。
铁合金焦是用于矿热炉冶炼铁合金的焦炭。铁合金焦在矿热炉中作为固态还原剂参与还原反应,反应主要在炉子中下部的高温区进行。以冶炼归铁合金为例,其反应式为SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(气),随着反应的进行,焦炭中的固定碳不断消耗,主要以CO形式从炉顶逸出。焦炭灰份中的三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁和五氧化二磷等,部分或大部分被还原出来,进入合金中;未参加反应的部分进入炉渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后挥发掉。冶炼不同品种的铁合金,对焦炭质量的要求不一,生产硅铁合金时对焦炭质量要求最高,所以能满足硅铁合金生产的铁合金焦,一般也能满足其他铁合金生产的要求。
硅铁合金生产对焦炭的要求
固定碳含量高,灰份低,灰中有害物质三氧化二铝和五氧化二磷等的含量要少,焦炭反应性好,焦炭电阻率特别是高温电阻率要大,挥发份要低,有适当的强度和食粮的块度,水分少而稳定。 中国冶标(YB/T034-92)规定了铁合金焦的技术要求,要求粒度为2-8mm,8-20mm,8-25mm。型焦是由煤粉等原料加压成型煤,再经炭化等后处理制成的一种新型焦炭。型焦品种较多,按所用原料可分为褐煤型焦和无烟煤型焦等;按制备工艺可分为冷压型焦和热压型焦两类;按用途可分为高炉型焦和铸造型焦等。
资料来源:中国—东盟矿产资源网