焦炭的基本情況（煤質(zhì)分析）
時間：2021-04-14 / 來源：
1、焦炭的定義：焦炭是一種固體燃料，質(zhì)硬，多孔，發(fā)熱量高。用煤高溫干餾而成，多用于煉鐵。焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到 950-1050℃，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫?zé)捊梗ǜ邷馗绅s）。由高溫?zé)捊沟玫降慕固坑糜诟郀t冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦?fàn)t煤氣既是高熱值的燃料，又是重要的有機(jī)合成工業(yè)原料。
2、焦炭的分類：
焦炭通常按用途分為冶金焦（包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等）、氣化焦和電石用焦等。由煤粉加壓成形煤，在經(jīng)炭化等后處理制成的新型焦炭稱為型焦。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于 90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T1996-2003）就是高爐質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 鑄造焦是專用與化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點(diǎn)。
氣化焦是專用于生產(chǎn)煤氣的焦炭。主要用于固態(tài)排渣的固定床煤氣發(fā)生爐內(nèi)，作為氣化原料，生產(chǎn)以 CO和H2為可燃成分的煤氣。因?yàn)楫a(chǎn)生 CO 和 H2 的過程均是吸熱反應(yīng)，需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供，因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點(diǎn)高、塊度適當(dāng)和均勻。其一般要求如下：固定炭>80%；灰分1250攝氏度；揮發(fā)分<3.0%；粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦，但由于受煉焦煤資源和價格等的限制，一般不用冶金焦制氣。以高揮發(fā)分粘結(jié)煤為原料生產(chǎn)的氣煤焦，塊度小、強(qiáng)度低，不適用于高爐冶煉，但它的氣化反應(yīng)性好，可取代氣化焦用于制氣。
電石用焦是在生產(chǎn)電石的電弧爐中作導(dǎo)電體和發(fā)熱用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中，在電弧熱和電阻熱的高溫（1800-2200℃）作用下，和石灰石發(fā)生復(fù)雜的發(fā)應(yīng)，生成熔融狀態(tài)的碳化鈣（電石）。其生成過程可用下列發(fā)應(yīng)式表示：CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ
電石用焦應(yīng)具有灰份低、反應(yīng)性高、電阻率大和粒度適中等特性，還要盡量除去粉末和降低水分。其化學(xué)成分和粒度一般應(yīng)符合如下要求：固定碳大于 84%，灰份小于 14%，揮發(fā)份小于 2%，硫份小于 1。5%，磷分小于 0.04%，水分小于 1.0%，粒度根據(jù)生產(chǎn)電石的電弧爐容量而定。電爐容量/KV?A 粒度/mm ＜5000 3-12 5000-10000 3-15 10000-20000 3-18 ＞20000 3-20 粒度合格率要求在 90%以上。
鐵合金焦是用于礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態(tài)還原劑參與還原反應(yīng)，反應(yīng)主要在爐子中下部的高溫區(qū)進(jìn)行。以冶煉歸鐵合金為例，其反應(yīng)式為 SiO2（液）+2C（固）=Si（液）+2CO（氣），隨著反應(yīng)的進(jìn)行，焦炭中的固定碳不斷消耗，主要以 CO 形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等，部分或大部分被還原出來，進(jìn)入合金中；未參加反應(yīng)的部分進(jìn)入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后揮發(fā)掉。冶煉不同品種的鐵合金，對焦炭質(zhì)量的要求不一，生產(chǎn)硅鐵合金時對焦炭質(zhì)量要求最高，所以能滿足硅鐵合金生產(chǎn)的鐵合金焦，一般也能滿足其他鐵合金生產(chǎn)的要求。
硅鐵合金生產(chǎn)對焦炭的要求是：固定碳含量高，灰份低，灰中有害物質(zhì)三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少，焦炭反應(yīng)性好，焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大，揮發(fā)份要低，有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和食糧的塊度，水分少而穩(wěn)定。
中國冶標(biāo)（YB/T034-92）規(guī)定了鐵合金焦的技術(shù)要求，要求粒度為 2-8mm，8-20mm，8-25mm。型焦是由煤粉等原料加壓成型煤，再經(jīng)炭化等后處理制成的一種新型焦炭。型焦品種較多，按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等；按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類；按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。
3、冶金焦指標(biāo)如下:
一級冶金焦: 固定碳〉86%; 發(fā)熱量 7300cal/kg; 灰份〈12%; 揮發(fā)份〈1 .9%; 全〈水 5%; 硫〈0.6%;
二級冶金焦: 固定碳 84.5-85%; 發(fā)熱量 7000cal/kg;灰份〈13.5%; 揮發(fā)份〈1.9%; 全〈水 6%; 硫〈0.7%;
三級冶金焦: 固定碳 83-84.5%; 發(fā)熱量 6500cal/kg;灰份〈15%; 揮發(fā)份〈1.9%; 全〈水 6%; 硫〈1%
