焦煤是一种无烟煤,热值高,杂质少,是炼焦的主要原料。焦煤的获得主要有两种途径:炼焦煤的干馏和低温热解。
炼焦煤的干馏是将炼焦煤在隔绝空气的密闭容器(焦炉)中高温加热的分离过程。干馏过程中,炼焦煤的挥发分被驱除,形成焦炭和煤气。
焦煤原料选择:适合炼焦的煤种是挥发分适中(20%-30%)、黏结性好、含硫量低的炼焦煤。
焦化过程:炼焦煤在焦炉中经过预热、塑性区、干馏区和冷却区等阶段。在干馏区,焦煤在1100-1200℃的高温下分解,产生挥发分和焦炭。
副产品回收:焦化过程中产生的挥发分冷却冷凝后,可以得到焦油、粗苯、氨水等副产品。
低温热解是将煤在低氧或无氧条件下加热,使其分解为焦炭、焦油和气体等产物的过程。低温热解与炼焦煤的干馏不同之处在于温度较低,一般在500-700℃。
原料选择:低温热解的煤种一般是含挥发分较高的烟煤或褐煤。
热解过程:煤在低温热解炉中在受热条件下分解,挥发分逸出形成焦油和气体,焦炭则留在炉内。
副产品利用:低温热解产生的焦油和气体可以进一步加工利用,获得化工原料和能源。
焦煤根据用途不同,对其特性也有不同的要求。炼钢用的焦煤要求比重大(1-1.2 g/cm³)、强度高、孔隙率大、低挥发分(<2%),以利于在高炉中稳定燃烧。而用于化工行业的焦煤则要求挥发分高(>15%)、含硫低(<1%),便于进一步加工。
焦煤的主要应用领域是:
炼焦:焦煤是生产焦炭的主要原料,焦炭是炼钢工业必不可少的燃料。
化工:低温热解产生的焦油和气体是重要的化工原料,可以生产苯、甲苯、酚等多种产品。
动力:焦煤可以燃烧发电,是重要的能源来源。
随着科技的进步和环保要求的提高,焦煤行业也在不断发展。近年来,焦煤脱硫、焦炉节能减排、焦煤高效利用等方面的技术不断发展,促进了焦煤行业的绿色化和可持续发展。
焦煤的替代品也在不断探索中,例如生物焦等新型炭质材料,有望在未来部分替代焦煤的使用。
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