煉焦技術的案例
清潔煉焦關鍵技術
由中國冶金科工集團所屬中冶焦耐工程技術有限公司牽頭，聯合北京科技大學和鞍山鋼鐵集團公司共同完成的“清潔高效煉焦技術與裝備的開發及應用”項目榮獲2018年度國家科技進步一等獎。
清潔高效煉焦真的這么重要嗎？為什么能夠獲得國家科技進步獎一等獎？它對國計民生會產生哪些影響？帶著這些問題記者采訪了相關專家。
開發清潔煉焦關鍵技術
所謂煉焦又稱煤炭高溫干餾，通俗講就是以煙煤為原料，在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右，經過高溫干餾生產焦炭，同時獲得煤氣和煤焦油、粗苯等化工產品的一種煤轉化工藝。焦炭是煉焦最重要的產品，可以作為高爐煉鐵的還原劑、熱源、料柱骨架和供碳劑。
長期以來，我國煉焦工業存在著環保水平低、大型焦爐占比小、能耗高、優質煉焦煤資源短缺等突出問題。
國家科學技術進步獎一等獎獲得者、中冶焦耐董事長于振東介紹，氮氧化物、顆粒物及二氧化硫是造成大氣環境惡化、霧霾天氣頻現的重要原因之一，前兩者也是煉焦生產中最難控制的污染物，這也是為什么煉焦被看成容易導致環境惡化的重點行業之一。
在于振東看來，綠色化、高效化和智能化是未來煉焦技術發展的主要趨勢，“近幾年的大規模產業化應用證明，我們開發的清潔高效煉焦技術，推動了行業的健康、快速和高質量發展。”
由于生成機理復雜，焦爐氮氧化物的控制屬世界性技術難題。傳統焦爐的標定數據顯示，焦爐煤氣加熱時廢氣中氮氧化物平均含量在1000毫克/立方米以上，低熱值煤氣加熱時在450—650毫克/立方米。按此計算，2003年我國煉焦約排放22萬噸氮氧化物。
展開 技術干貨 | 中國大型焦爐煉焦工藝技術優化與改進！
焦爐大型化是我國煉焦技術發展的必然趨勢，10余年來，我國通過系統優化與設備改進，在大型焦爐操作方面取得了顯著效果，促進了煉焦技術的進步。
1
我國焦爐大型化的發展歷程
大型焦爐的界定是隨著焦爐炭化室容積的不斷增加、煉焦技術的進步而改變。在上世紀80年代中期，我國焦爐以炭化室高4.3m頂裝焦爐為主流，攀鋼建成的炭化室高5.5m頂裝焦爐以及1985年寶鋼引進炭化室高6m的頂裝焦爐，促進了焦爐大型化的發展進程。隨著我國自行設計建設的炭化室高6m的JN60型頂裝焦爐在北京焦化廠投產，6m頂裝焦爐逐步成為我國90年代焦爐的主力爐型。
2006年6月，山東兗礦國際焦化公司引進德國7.63m頂裝焦爐，拉開了中國焦爐大型化發展的序幕。隨后中冶焦耐工程公司研發出7m頂裝及唐山佳華的6.25m搗固焦爐，值此，6m以上的頂裝焦爐及5.5m以上搗固焦爐，成為我國的主流爐型。目前已研發出的炭化室高8m特大型焦爐，可實現沿燃燒室高度方向的貧氧低溫均勻供熱，可降低NOx生成，標志著我國大型焦爐煉焦技術的成熟。
2 大型焦爐技術管理的特殊性
2.1大型焦爐的優勢分析
1）勞動生產率高
大型焦爐的四大車采用自動定位聯鎖系統，PLC采用UPS供電對位，7.63m焦爐四大車操作模式可實現全自動、半自動、聯鎖及手動模式，單個炭化室壓力具備自調功能，勞動生產率高。
大型焦爐由于炭化室高度、寬度的增加，焦炭產量也隨之增加。
展開 一文帶你了解配煤煉焦技術
發展配煤煉焦技術的建議
（1）發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。但是配煤技術在研究開發上沒有新的突破，特別是在生產上沒有大的進步，這是我國當前焦炭質量低的主要癥結之一。發展配煤技術涉及多方面技術和需要一定的條件。當前我國各焦化廠和科研、設計院所，都不具備獨立研究開發配煤技術的能力，因此必須統一規劃、協調，聯合科研、設計、生產多方面的力量，集中一批優秀科技人員，并得到足夠的資助，經過數年努力攻關才有希望取得成功。
（2）提高焦炭質量的另一個主要措施是采用煤預處理技術。我國除寶鋼等個別企業采用配型煤工藝外，絕大多數焦化廠沒有采用煤預處理工藝，這也是我國焦炭強度普遍較低的主要原因之一。各種煤預處理工藝適于不同的煉焦煤和要求不同的條件，因此采用該工藝時要根據本廠煉焦煤特點和條件，通過試驗選擇適當的煤預處理工藝。大量試驗結果表明：華東、東北和華北等地區的焦化廠，可采用搗固、配型煤、煤干燥（調濕）及風動選擇粉碎等預處理技術。這些技術在世界上都已工業化，在支持個別有條件的企業引進這些技術的同時，應組織科研、設計和生產等單位聯合消化，并進一步研究開發使之發展成為能向其它企業推廣應用的技術。
展開 配煤煉焦技術分享
發展配煤煉焦技術的建議
（1）發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。但是配煤技術在研究開發上沒有新的突破，特別是在生產上沒有大的進步，這是我國當前焦炭質量低的主要癥結之一。發展配煤技術涉及多方面技術和需要一定的條件。當前我國各焦化廠和科研、設計院所，都不具備獨立研究開發配煤技術的能力，因此必須統一規劃、協調，聯合科研、設計、生產多方面的力量，集中一批優秀科技人員，并得到足夠的資助，經過數年努力攻關才有希望取得成功。
（2）提高焦炭質量的另一個主要措施是采用煤預處理技術。我國除寶鋼等個別企業采用配型煤工藝外，絕大多數焦化廠沒有采用煤預處理工藝，這也是我國焦炭強度普遍較低的主要原因之一。各種煤預處理工藝適于不同的煉焦煤和要求不同的條件，因此采用該工藝時要根據本廠煉焦煤特點和條件，通過試驗選擇適當的煤預處理工藝。大量試驗結果表明：華東、東北和華北等地區的焦化廠，可采用搗固、配型煤、煤干燥（調濕）及風動選擇粉碎等預處理技術。這些技術在世界上都已工業化，在支持個別有條件的企業引進這些技術的同時，應組織科研、設計和生產等單位聯合消化，并進一步研究開發使之發展成為能向其它企業推廣應用的技術。
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發展配煤煉焦技術的建議
（1）發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。但是配煤技術在研究開發上沒有新的突破，特別是在生產上沒有大的進步，這是我國當前焦炭質量低的主要癥結之一。發展配煤技術涉及多方面技術和需要一定的條件。當前我國各焦化廠和科研、設計院所，都不具備獨立研究開發配煤技術的能力，因此必須統一規劃、協調，聯合科研、設計、生產多方面的力量，集中一批優秀科技人員，并得到足夠的資助，經過數年努力攻關才有希望取得成功。
（2）提高焦炭質量的另一個主要措施是采用煤預處理技術。我國除寶鋼等個別企業采用配型煤工藝外，絕大多數焦化廠沒有采用煤預處理工藝，這也是我國焦炭強度普遍較低的主要原因之一。各種煤預處理工藝適于不同的煉焦煤和要求不同的條件，因此采用該工藝時要根據本廠煉焦煤特點和條件，通過試驗選擇適當的煤預處理工藝。大量試驗結果表明：華東、東北和華北等地區的焦化廠，可采用搗固、配型煤、煤干燥（調濕）及風動選擇粉碎等預處理技術。這些技術在世界上都已工業化，在支持個別有條件的企業引進這些技術的同時，應組織科研、設計和生產等單位聯合消化，并進一步研究開發使之發展成為能向其它企業推廣應用的技術。
展開 配煤煉焦技術的3個原理
發展配煤煉焦技術的建議
（1）發展配煤煉焦技術歷來是我國合理利用煉焦煤資源和提高焦炭質量的主要措施。但是配煤技術在研究開發上沒有新的突破，特別是在生產上沒有大的進步，這是我國當前焦炭質量低的主要癥結之一。發展配煤技術涉及多方面技術和需要一定的條件。當前我國各焦化廠和科研、設計院所，都不具備獨立研究開發配煤技術的能力，因此必須統一規劃、協調，聯合科研、設計、生產多方面的力量，集中一批優秀科技人員，并得到足夠的資助，經過數年努力攻關才有希望取得成功。
（2）提高焦炭質量的另一個主要措施是采用煤預處理技術。我國除寶鋼等個別企業采用配型煤工藝外，絕大多數焦化廠沒有采用煤預處理工藝，這也是我國焦炭強度普遍較低的主要原因之一。各種煤預處理工藝適于不同的煉焦煤和要求不同的條件，因此采用該工藝時要根據本廠煉焦煤特點和條件，通過試驗選擇適當的煤預處理工藝。大量試驗結果表明：華東、東北和華北等地區的焦化廠，可采用搗固、配型煤、煤干燥（調濕）及風動選擇粉碎等預處理技術。這些技術在世界上都已工業化，在支持個別有條件的企業引進這些技術的同時，應組織科研、設計和生產等單位聯合消化，并進一步研究開發使之發展成為能向其它企業推廣應用的技術。
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展開 [煉焦工藝知識]
現代焦炭生產過程分為洗煤、配煤、煉焦和產品處理等工序。
原煤在煉焦之前，先進行洗選。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他雜質。
將各種結焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦。
目的是在保證焦炭質量的前提下，擴大煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國家資源，并盡可能地多得到一些化工產品。
將配合好的煤裝入煉焦爐的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側燃燒室加熱干餾，經過一定時間，最后形成焦炭。
將爐內推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然后進行破碎、篩分、分級、獲得不同粒度的焦炭產品，分別送往高爐及燒結等用戶。
熄焦方法有干法和濕法兩種。
濕法熄焦是把紅熱焦炭運至熄焦塔，用高壓水噴淋60～90s。
干法熄焦是將紅熱的焦炭放入熄焦室內，用惰性氣體循環回收焦炭的物理熱，時間為2～4h。
在煉焦過程中還會產生煉焦煤氣及多種化學產品。焦爐煤氣是燒結、煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼生產的主要燃料。
煉焦工藝主要設備
1、焦爐簡介:
現代焦爐爐體由炭化室、燃燒室和蓄熱室三個主要局部構成。一般，炭化室寬0.4～0.5m、長10～17m、高4～7.5m,頂部設有加煤孔和煤氣上升管(在機側或焦側)，兩端用爐門封閉。燃燒室在炭化室兩側，由許多立火道構成。蓄熱室位于爐體下部，分空氣蓄熱室和貧煤氣蓄熱室。
焦爐系統中常用的控制設備：PLC、變頻器、組態軟件、電動機、斷路器、接觸器、按鈕、溫度儀表等等。
2、搗固焦爐簡介:
搗固焦泛指采用搗固煉焦技術在搗固焦專用爐型內生產出的焦炭，這種專用爐型即搗固焦爐。搗固煉焦技術是一種可根據焦炭的不同用途，配入較多的高揮發分煤及弱粘結性煤，在裝煤推焦車的煤箱內用搗固機將已配合好的煤搗實后，從焦爐機側推入炭化室內進行高溫干餾的煉焦技術。
展開 焦化行業大氣污染防治常用技術
3.氮氧化物治理技術
煉焦化學工業NOx治理技術主要為SCR，通常以液氨、氨水、尿素等作為脫硝劑，在催化劑作用下快速將NOx還原成N2，催化劑層數一般為1~2層，入口煙氣溫度一般不低于200℃，脫硝效率可達85%以上，可通過控制排放煙氣與催化劑接觸時間、調整還原劑用量等方式，控制出口煙氣中NOx濃度。
4.活性炭/活性焦脫硫脫硝一體化技術
該技術適用于焦爐煙囪尾氣處理，凈化塔入口煙氣溫度一般控制在150℃以下，煙氣停留時間一般為20s以上。脫硫效率一般可達95%以上，SO2排放濃度一般不大于30mg/m3；脫硝效率一般可達85%以上。當活性炭/活性焦接近飽和狀態時，可通過熱解再生恢復性能。該技術的風險是溫度過高時，具有較大安全隱患，需要做好安全防范工作。
參考文獻：
[1]HJ2306-2018,煉焦化學工業污染防治可行技術指南[S].
[2]孫卉, 朱希. 焦化工業廢氣污染防治技術綜述[J]. 冶金設備管理與維修, 2020, 38(5):4.
[3]常愛澤. 焦化行業的廢氣污染防治技術[J]. 氣體凈化, 2019, 19(8):4.
[4]姚治華, 張玲, 杜娟. 鋼鐵工業氮氧化物污染防治途徑研究[J]. 環境科學與管理, 2015, 40(3):4.
來源：山東省生態環境規劃研究院
展開 淺談焦爐節能降碳及管控措施
7、強化焦爐爐體及鐵件的曰常熱修維護與管理，規范焦爐出焦、裝煤生產操作與管理，減少焦爐爐體表面及爐門、裝煤孔等散失熱量，以降低煉焦耗熱量。
8、焦化企業（公司）應將焦爐“煉焦標準耗熱量”工藝技術指標納入企業（公司）經濟責任制考核重點指標。
作者簡介 洪葉發 高級工程師 曾在多家國有和民營（股份）煤焦化公司擔任總顧問、總工程師、副總工程師、技術科長、生產技術部長、煤氣凈化工程副總指揮、煤氣凈化廠廠長等崗位。目前重點關注焦化企業節能與碳減排工藝過程。
焦爐大型化的技術條件和優點
焦爐大型化是上世紀70年代以來世界煉焦技術發展的總趨勢。30多年來，炭化室高度由4m增高至8m以上，平均寬度增至0.51～0.61m。其長度已超過20m，單孔炭化室容積由約20m3增大至90m3以上。取得如此驚人的進展乃是因為限制焦記大型化的一系列技術問題得到了解決。
1．焦爐大型化的技術條件
由于限制焦爐大型化的因素逐步得到解決，焦爐的大型化取得了長足的發展。特別是近年30年來，取得了驚人的進展，得到了廣泛的推廣和應用。限制焦爐大型化的主要因素有：焦爐高向、長向加熱的均勻性、筑爐材料的性能、焦爐設備的強度以及焦爐機械的裝備水平等。
（1）炭化室高向加熱的均勻性問題得到了較好的解決。常用的技術有：高低燈頭、廢氣循環、不同厚度的爐墻、分段加熱以及加熱微調等。
（2）炭化室長向加熱均勻性問題也得到了較好的解決。常用的技術主要是蓄熱室的長向分格和冷端調節。
（3）就炭化室寬度對焦炭質量和焦爐生產能力的影響作了深入的研究。研究表明，在常用火道溫度和炭化室寬400～600mm的條件下，結焦時間Ｔ與炭化室寬度b 的1.2～1.4次方成正比，即Ｔ℃b1.2～1.4，而不是傳統的看法Ｔ℃b1.８～２.０。研究還表明，炭化室寬度對焦炭質量幾乎沒有影響。
（4）筑爐材料的質量有了較大的提高。致密硅磚和含金屬氧化物的硅磚的采用，使得筑爐材料的強度有了很大提高。為了炭化室高向的發展提供了物質保證。
（5）護爐設備和焦爐機械的強度和結構有了較大的提高和改進。鋼柱的整體軋制等大大提高了護爐設備的強度。水冷推焦桿的采用等都為焦爐的大型化提供了保障。
（6）焦爐機械裝備水平的提高，操作的機械化和自動化。使焦爐的大型化成為可能。
展開 焦爐爐門冒煙的原因分析及對策
煉焦工藝 化學工業出版社 北京 ， 2010，7.
[2]潘立慧 魏松波 . 煉焦技術問答 北京：冶金工業出版社2011.1
搗固焦爐推焦困難原因淺析
【摘要】隨著焦化工業的發展，煉焦用煤日漸短缺。從配煤試驗看出，采用搗同煉焦技術，可以配入大量氣煤和弱粘結性煤，而少用或不用主焦煤，煉出優質的冶金焦。本文結合搗固焦爐的結構特點以及搗固焦爐煤餅的特性，針對推焦困難原因做一些具體分析。
【關鍵詞】搗固煉焦 推焦困難
1、前言
我國煉焦煤資源中強粘煤只占到1/3，如果采用常規頂裝焦爐，配煤中需要配入2/3的強粘煤才可以保證焦炭質量，所以優質煉焦煤資源一直緊張。隨著我國鋼鐵產量的提高和高爐容積的增大，優質煉焦煤量少、價高的狀況持續加劇。搗固煉焦可大幅度提高入爐煤料的堆比重，并可明顯提高焦炭的冷、熱強度，因而可以配入2/3的弱粘煤而不降低焦炭質量，根據國內現有的煤價情況，可以降低入爐煤成本50～100元／噸，經濟效益十分顯著，因而日益受到重視。但是，應用搗固煉焦，由于其爐體自身因素或其他配煤等因素，一旦考慮不周，就可能造成推焦困難。
焦爐煉焦是一個復雜的工藝過程，煤料在炭化室內隔絕空氣加熱(即高溫干餾)，經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化和收縮等階段，最終成為焦炭。炭化室內的結焦過程有兩個基本特點，一是層結焦，即焦炭總是在靠近爐墻處首先形成，而后逐漸向炭化室中心推移，二是結焦過程中的傳熱性能隨爐料狀態和溫度而變化。因此，炭化室內各部位焦炭質量與特性有所差異，一般以結焦終了時炭化室中心溫度作為整個炭化室焦炭成熟的標志。由于焦爐炭化室的定期裝煤、出伙和加熱系統氣流的定期換向，使得炭化室內的煤-焦狀態、加熱火道內的氣流以及焦爐各處溫度場均產生周期性變化。結焦末期，由于焦餅收縮，焦餅與炭化室墻面之間產生縫隙。如果縫隙很小或者沒有縫隙，則推焦時焦餅將推焦桿的推力傳給炭化室墻。
展開 搗固焦爐推焦困難原因淺析
【摘要】隨著焦化工業的發展，煉焦用煤日漸短缺。從配煤試驗看出，采用搗同煉焦技術，可以配入大量氣煤和弱粘結性煤，而少用或不用主焦煤，煉出優質的冶金焦。本文結合搗固焦爐的結構特點以及搗固焦爐煤餅的特性，針對推焦困難原因做一些具體分析。
【關鍵詞】搗固煉焦 推焦困難
1、前言
我國煉焦煤資源中強粘煤只占到1/3，如果采用常規頂裝焦爐，配煤中需要配入2/3的強粘煤才可以保證焦炭質量，所以優質煉焦煤資源一直緊張。隨著我國鋼鐵產量的提高和高爐容積的增大，優質煉焦煤量少、價高的狀況持續加劇。搗固煉焦可大幅度提高入爐煤料的堆比重，并可明顯提高焦炭的冷、熱強度，因而可以配入2/3的弱粘煤而不降低焦炭質量，根據國內現有的煤價情況，可以降低入爐煤成本50～100元／噸，經濟效益十分顯著，因而日益受到重視。但是，應用搗固煉焦，由于其爐體自身因素或其他配煤等因素，一旦考慮不周，就可能造成推焦困難。
焦爐煉焦是一個復雜的工藝過程，煤料在炭化室內隔絕空氣加熱(即高溫干餾)，經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化和收縮等階段，最終成為焦炭。炭化室內的結焦過程有兩個基本特點，一是層結焦，即焦炭總是在靠近爐墻處首先形成，而后逐漸向炭化室中心推移，二是結焦過程中的傳熱性能隨爐料狀態和溫度而變化。因此，炭化室內各部位焦炭質量與特性有所差異，一般以結焦終了時炭化室中心溫度作為整個炭化室焦炭成熟的標志。由于焦爐炭化室的定期裝煤、出伙和加熱系統氣流的定期換向，使得炭化室內的煤-焦狀態、加熱火道內的氣流以及焦爐各處溫度場均產生周期性變化。結焦末期，由于焦餅收縮，焦餅與炭化室墻面之間產生縫隙。如果縫隙很小或者沒有縫隙，則推焦時焦餅將推焦桿的推力傳給炭化室墻。
展開 配煤煉焦的指標到底怎么計算？
導讀
近幾年，隨著越來越多的焦化廠開始運用精細化配煤方式去采購煤源，煤炭屆人士對配煤煉焦技術的關注度也越來越高。那么我們今天就來科普一下，什么是配煤煉焦、入爐煤與焦炭之間的質量指標是怎么換算的、以及常見問題的處理方法和原則等。
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配煤煉焦的定義和意義
所謂配煤煉焦是把幾種牌號不同的單種煤按一定的比例配合起來煉焦。采用配煤煉焦，不僅可以節約優質煉焦煤，還可以充分利用各種煤的結焦特性取長補短，改善冶金焦炭質量。
2
入爐煤指標的確定
假設我們需要制作二級焦：
1、按照最新的中國冶金焦質量標準（GBT1996-2017），二級焦炭指標為：灰份≤13.50%，硫份≤0.90%，M25≥89.0%
2、確定配合煤的指標范圍：
煤的結焦率一般為73～78%，設為75%，由于煤的灰份全部轉入焦炭，則配合煤的灰份為：13.5%×75%=10.12%，配合煤灰份應小于10.13%。
煤的硫份一般60～70%轉入焦炭，設為65%，則配合煤的硫份為 0.9%÷65%×75%=1.04%，配合煤硫份應小于1.04%。
展開 又難推焦了！且看原因分析
隨著焦化工業的發展，煉焦用煤日漸短缺。從配煤試驗看出，采用搗同煉焦技術，可以配入大量氣煤和弱粘結性煤，而少用或不用主焦煤，煉出優質的冶金焦。本文結合搗固焦爐的結構特點以及搗固焦爐煤餅的特性，針對推焦困難原因做一些具體分析。
搗固煉焦 推焦困難
我國煉焦煤資源中強粘煤只占到1/3，如果采用常規頂裝焦爐，配煤中需要配入2/3的強粘煤才可以保證焦炭質量，所以優質煉焦煤資源一直緊張。隨著我國鋼鐵產量的提高和高爐容積的增大，優質煉焦煤量少、價高的狀況持續加劇。搗固煉焦可大幅度提高入爐煤料的堆比重，并可明顯提高焦炭的冷、熱強度，因而可以配入2/3的弱粘煤而不降低焦炭質量，根據國內現有的煤價情況，可以降低入爐煤成本50～100元／噸，經濟效益十分顯著，因而日益受到重視。但是，應用搗固煉焦，由于其爐體自身因素或其他配煤等因素，一旦考慮不周，就可能造成推焦困難。
焦爐煉焦是一個復雜的工藝過程，煤料在炭化室內隔絕空氣加熱(即高溫干餾)，經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化和收縮等階段，最終成為焦炭。炭化室內的結焦過程有兩個基本特點，一是層結焦，即焦炭總是在靠近爐墻處首先形成，而后逐漸向炭化室中心推移，二是結焦過程中的傳熱性能隨爐料狀態和溫度而變化。因此，炭化室內各部位焦炭質量與特性有所差異，一般以結焦終了時炭化室中心溫度作為整個炭化室焦炭成熟的標志。由于焦爐炭化室的定期裝煤、出伙和加熱系統氣流的定期換向，使得炭化室內的煤-焦狀態、加熱火道內的氣流以及焦爐各處溫度場均產生周期性變化。結焦末期，由于焦餅收縮，焦餅與炭化室墻面之間產生縫隙。
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