焦炭產业研究.docVIP

中国焦炭产业研究 第一部分 概述 一． 焦炭的概述 1. 焦炭的元素分析焦炭元素分析是指焦炭所含碳、氢、氧、氮和硫等元素的测定。按焦炭元素分析，焦炭成分为碳92%-96%，氢1%-1.5%，氧0.4%-0.7%，氮0.5%-0.7%，硫0.7%-1.0%，磷0.01%-0.25%。中国标准规定了焦炭全硫含量的测定方法，其他元素分析沿用煤的元素分析方法。 2. 焦炭的生产 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。 （1）焦炭。炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。 （2）煤焦油。焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用 （3）煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形试作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。 3、焦炭的生产工艺现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。 ?图1：工艺流程图如下： ??? （1）洗煤 原煤在炼焦之前，先进行洗选。 目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。 （2）配煤 将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。 目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。 （3）炼焦 将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。 炭化室内成焦过程如图所示。图2： 结焦过程示意图 ? ?（4）炼焦的产品处理 将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。 熄焦方法有干法和湿法两种。 湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。 干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。 二． 焦炭产业概述 1、 焦炭的用途 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 2、焦炭的产业链 焦炭是煤炭加工的产成品，也是钢铁生产的原材料，三者构成了一个紧密相连的产业链。其中，煤炭市场是焦炭生产的原材料供应方，钢铁市场是焦炭产品的需求方。作为链接上游煤炭市场与下游钢铁市场的纽带和桥梁，焦炭市场既受到上下游产品的影响，同时也影响着上下游市场。国家统计局数据显示：2007年我国煤炭、焦炭和生铁的表观消费量分别为25.23、3.35和4.69亿吨，同比增长5.92％、12.79％与15.21％。 焦化行业属于传统的资源依赖型行业，和煤炭、钢铁行业有着密切的关系。由于关系到能源生产，以及生产过程中的安全、环境保护、资源浪费问题突出，因而该行业经常和煤炭、钢铁行业一起受到国家宏观调控政策的管制。中国的炼焦煤市场与焦炭、钢铁等市场有着高度的正相关关系，即钢铁市场兴旺则焦炭和炼焦煤市场火热，钢铁市场低迷则焦炭和炼焦煤市场冷清。人们从炼焦煤价格、焦炭价