干馏炼焦炉具有结构简单,建设周期短、投资省、见效快、无污染等显著特点,并具有机焦炉所没有的优点,是取代各地土焦炉的实用炉型,具有良好的推广应用前景。

为了证实钟氏炉的运行可靠性,由重庆益民煤炭气化公司牵头,联合重庆市璧山红旗煤矿、璧山建筑一公司、重庆钢铁公司特种机械厂等单位,在红旗煤矿建造了一座长6m、宽1.3m、高1.5m的隧道窑式干馏炼焦炉进行工业性试验。试验于1996年10月15日开始,12月底结束,共进行了5次。炼出的焦炭达到二级冶金焦标准;产生的煤气经过冷却后由叶氏1^#风机排出,在煤气排气管口点火燃烧,火焰高达1.5m,并连续稳燃12h。窑车、煤气导出装置、煤气冷却装置、风机等运行正常。干馏炼焦炉加热,炉温达950℃。由于该窑全部用红砖砌成,因此温度不能提得太高。这项试验证明,干馏炼焦炉炼焦是可行的。根据试验结果,我们进行了年产0.5万t和年产1万t焦炭的干馏炼焦炉工艺设计及非标设备的设计。

干馏炼焦炉相同之处

(1)焦炭的质量及成焦率相同(达75%以上),两者都采用干馏式方法炼焦。

(2)炼焦过程中产生的煤气、焦油等化产都得到回收。

干馏炼焦炉不同之处

(1)机焦炉是将煤放在炭化室里干馏,而干馏炼焦炉是将煤放在火管里干馏。

(2)机焦炉的炭化室和加热室(燃烧室)都固定不动,而干馏炼焦炉的加热室固定不动,炭化室(火管)却是移动的。

干馏炼焦炉取代优点比较

(1)干馏炼焦炉炼焦使用煤种广泛。凡是能炼焦的煤,不论膨胀系数及灰熔点的高低,均可用来炼焦。而机焦炉对煤种要求严格。

(2)干馏炼焦炉达到了一炉多用。干馏炼焦炉既可作为普通炼焦炉,又可作为实用型焦炉,还可作为煤气发生炉,把弱粘煤压成圆形或矩形饼放入干馏炼焦炉,可冶炼出型焦;把不粘煤装入干馏炼焦炉冶炼,可得到煤气和焦末(未结焦的粉末),将一部分焦末再返回去加热,则变成了一个完整的煤气炉。而机焦炉则不易实现这些。

(3)干馏炼焦炉对环境的污染低于机焦炉机焦炉炼焦过程中会产生有毒废水,其原因是焦煤中的水分(约10%)在炼焦时随煤气蒸发后,又随煤气冷凝下来,此时水中已溶解了有毒物质。钟氏炉是将煤先预热干燥,除去了其中的水分,所以炼焦时产生的煤气中不含水分,也就不存在有毒废水。机焦炉的装煤和熄焦均在高温下进行,会产生有毒烟气和废水。干馏炼焦炉装煤和熄焦均在常温下进行,并采用密闭装煤,因此不产生污染。

(4)干馏炼焦炉炼焦时用煤加热(也可用煤气加热),机焦炉只能用煤气加热,因此前者可比后者提供更多的煤气。例如,一般炼1t焦要产生400m³煤气,机焦炉将使用200m³来加热,剩下的200m³才能外供。而干馏炼焦炉的煤气可全部外供,这既为小城市煤气化创造了条件。又可获得更多的经济效益。

(5)干馏炼焦炉的炉型规模适宜。主要有三种规格:0.5万t/a、1.5万t/a和3万t/a。基本可满足土焦炉改造的需要。机焦炉最小产量为5.5万t/a,显然不适合大部分土焦炉的改造。

(6)投资省。干馏炼焦炉的结构与烧砖用隧道窑近似,年产2万t的隧道窑投资为300万元,而年产5万t的机焦炉需投资2000万元。

(7)经济效益显著。钟氏炉生产1t焦炭比土焦炉生产1t土焦多获利160元。计算数据:产1t土焦耗煤1.8t,产焦油10kg,无煤气产生;钟氏炉产1t焦炭耗煤1.4t,产焦油50kg,产煤气200m³(另200m³用于加热)。后者节省煤炭0.4t,合80元,多产焦油40kg,合40元,多产煤气200m3,合40元,三者合计160元。

①所炼出的焦炭质量、成品率、化产回收等指标达到机焦水平;

②适应市场需要,产量可大可小,炼焦炉可随开随停。隧道窑可用煤或煤气加热;

③经济效益高。炼1t干馏焦比炼1t土焦可多获利150元。

④环境污染低于机焦炉,向外排放的废水及有害烟气,达到国家规定的排放指标的干馏炼焦炉,只需投入资金300万元(括煤气净化设备)。

用隧道窑烧砖是众所周知的,而用它来炼焦却是前所未有的。其炼焦原理如图《隧道窑式干馏炼焦炉流程图》所示:在窑车上装几根耐火管(简称火管),火管内装焦煤,密封后推入窑内。窑车先进入预热段,再进入干馏段,干馏段的窑温为1300℃,通过火管将热传给焦煤,使之干馏成焦炭。干馏结束后,窑车进入冷却段,用鼓风方法将火管冷却至100℃出窑,吊开火管,留下来的是一大块焦炭,最后用切焦机切成需要的尺寸出厂。将窑车清理后再装上火管和焦煤,密封后入窑,重复上述过程。这种焦炉产生的煤气从窑车下排出,经冷却、净化,脱掉其中的焦油、萘等,达到国家规定的指标后出厂。这种炼焦流程与现有焦炉煤气流程的最大区别在于,前者投资很低,后者投资较大。

炼焦炉是生产焦炭、煤气并提供各种化学产品原料的工业炉，它是焦化厂的主要设备。

炼焦炉是一个复杂的建筑过程，建筑过程中应该注意所使用的转体的质量。另外为了使炼焦炉的膨胀性能得到保证，应该对其炼焦炉温度的控制管理提出要求，例如，蓄热室温度是燃烧室的百分之九十五。合理的温度可以节约能源并提高炼焦炉的使用寿命。

不管是空炉还是炉内停止加热都不可以强行推焦。为了减少焦饼难推的现状，工作人员应该制定合适的推焦计划，将炉墙上的石墨采用燃烧法及时清理干净，还可以使用涂抹硅酸钠药剂的方法来消除表面的薄膜，防止其过于厚重更加难以清理；如果石墨存在于上升管的位置，可以打开顶盖，从下向上快速的通入空气，利用燃烧来进一步清理。加强对炉温的管理工作，推焦计划准时进行，及时的将炉门关闭。及时的降低炉顶空间内的温度，禁止强行推焦计划，防止对墙面产生异常的横压力，进而损坏炉体，造成较大的经济损失，因此不能强行推焦，必须要在严格的计划之下完成。 2100433B

干馏产品：

煤干馏生产过程

当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结晶水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。

煤干馏的产物是焦炭、煤焦油和煤气。

煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。

煤干馏煤工业发展

2008年中国的煤化工产业继续有序发展，煤化工产业发展政策逐步完善，煤基甲醇和煤基二甲醚的试点应用取得可喜进展，产能得到进一步释放，新型煤化工产品逐渐走向市场，并被市场接受。随着金融危机影响的加剧，中国煤化工产业面临成本压力，行业发展趋缓。由于国家政策总体上仍支持煤化工发展，节能减排已是大势所趋，故中国煤化工产业虽短期受困但前景仍十分可观。

新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。