焦炭生产原理

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焦炭生产原理一、炼焦原理1．煤的干馏煤在隔绝空气的条件下加热时，要经过一系列的物理变化和化学反应的复杂过程，这个过程即为煤的干馏，又叫煤的热分解。2．干馏分类煤的干馏分为低温干馏（500℃—600℃），中温干馏（700℃—800℃）和高温干馏（900℃—1000℃）三种，目前的炼焦即为高温干馏过程。3．炼焦原理装入炭化室的煤饼，在隔绝空气的条件下，进行高温干馏，最后生成焦炭。二、煤的结焦过程煤在隔绝空气的条件下炼成焦炭主要经过以下几个阶段：第一个阶段：室温200℃是煤的干燥脱水阶段，煤没有发生外形上的变化。（1）120℃干燥脱水。（2）120℃—200℃释放出吸附干毛隙孔中的气体（CH4、CO、CO2、N2等），即脱析。第二阶段：200℃—300℃（或350℃）开始热分解阶段，释放出CO、CO2、H2S、H2O(汽)CH4等气体和微量的焦油。第三阶段：300℃—550℃（600℃

1）煤的分解，以解聚为主，形成胶质体，并固化形成半焦。（1）300—450℃煤剧烈分解、解聚、析出大量焦油和气体，焦油几乎全部在这一阶段析出，450℃时焦油析出量最大，气体有CH4、CmHn、CO2、CO、H2（即为热解一次气体）。（2）450℃—550℃（或600℃）胶质体产生、分解、缩聚、固化成半焦，在450℃时，煤由于热解，生成气液（焦油）、固（未分解的煤粒）三相共存的物质，即液胶质体，此阶段是胶质体存在的主要阶段；随着进一步加热，热解更加剧烈，并伴随有缩聚，合成反应，胶质体开始固化，并析出大量挥发物，随着气体的析出，固态物质（即半焦）形成。第四阶段：550℃—1000℃以缩聚反应为主，半焦转变为焦炭。（1）550℃—750℃半焦分解析出大量气体（H2和CH4）为热解二次气体，在700℃时，析出量最大，此阶段基本不产生焦油，气体的析出使半焦收缩，焦质变紧，产生裂纹。（2）750℃——1000℃继续析出少量气体（主要是H2），半焦进一步收缩，焦质变紧、变硬、裂纹增大，最终转变为焦炭。三、炭化室内的成焦机理炭化室内煤料的分解所需热量是以两侧的高温炉向炭化室中心逐渐传递的。由于煤的导热能力很差，在炭化

2室中心面的垂直方向上，煤料的温差较大，所以在同一时间内，距炉墙不同距离的煤料层温度和所处状态是不同的，各层处于热分解的不同阶段，总是炉墙附近先结成焦炭，然后逐渐向炭化室中心推移，即成层结焦。现以结焦时间的1/2为例作图示；湿煤干煤塑性层半焦焦炭炉墙