炼焦工艺与环境（浅谈）

一、炼焦

是指炼焦煤在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品的工艺过程。冶金焦炭含碳量高、气孔率高、强度大，是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。因此，炼焦生产是现代钢铁工业的一个重要环节。

 

焦化厂炼焦的上下游产业链主要包括：上游：煤炭开采及煤炭供应企业。中游：焦炭生产企业，这些企业将煤炭进行焦化产出焦炭。下游：钢铁、冶金、化工等行业，其中钢铁行业消耗的焦炭量占焦炭产量的85%左右。此外，焦化厂炼焦的下游应用还包括塑料工业、化肥生产等。

二、焦化产品：

焦炭：是焦化产品中的主产品，主要用于钢铁和其他金属的冶炼和铸造。

焦炉煤气：含有H2、CO、CH4等主要成分，既是一种重要的燃料气，也可以作为合成气生产甲醇、合成氨等化工产品。

煤焦油：一种成分复杂的混合物，主要组分是芳香烃化合物和杂环化合物，有几千种之多。从中可以分离出并鉴定的有370多种，主要有苯、酚、萘、蒽、醌、香豆酮树脂、吡啶、喹啉及其同系物等。

氨：一种无色气体，有强烈的刺激气味，易溶于水。它是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料，也对地球上的生物相当重要。

硫磺：一种淡黄色脆性结晶或粉末，易溶于二硫化碳，主要用于制造染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝等。

除以上外，焦化产品还包括粗苯、硫铵、硫磺等。这些产品都是重要的化工原料，可以用于合成各种有机化合物。

 

三、炼焦的生产工艺流程：

1.备煤：为炼焦及时供应合乎质量要求的配合煤。

（炼焦对于煤的要求主要包括以下几点）

煤种：焦煤、三分之一焦煤和肥煤是炼焦的最佳选择，同时，为了确保焦炭的质量，通常会使用贫瘦煤作为配煤。

灰分：配煤中的灰分在炼焦后全部残留于焦炭中，成为生产冶金焦的主要质量指标之一，因此应当控制配煤的灰分。在生产上，要求配煤灰分小于10%。

硫分：配煤中的硫约有85%-90%残留于焦炭中，因此配煤中的硫分越低越好，炼焦配煤的硫分一般应小于1.0%。

挥发分：为了满足钢铁工业对冶金焦的需要，又能尽量多生产化学产品，顶装机焦配煤干燥无灰基挥发分一般在25%-30%。

胶质层厚度：胶质层是表示煤在加热时产生液体的数量的指标。配煤中必须具有一定的液体物质来粘结其他不能熔融的物质，使之成为坚固的冶金焦炭。配煤对胶质层的要求厚度为15-20毫米。

另外，粘结指数也是炼焦用煤的重要指标，一般来说，粘结指数需要在80以上。同时，挥发分必须是20%～28%左右。这些指标都会影响炼焦的过程和结果。

 

2.炼焦：将配合煤装入炭化室，通过控制焦炉煤气在燃烧室内燃烧后对炭化室传热，使煤密闭干馏，从而形成以固定碳为基础的各种性能的块状炭。

3.化产：在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品，并获得净焦炉煤气、煤焦油，粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等。

 

四、焦油的精制工艺：

焦油脱水：将焦油中的水分脱除，以避免影响后续加工过程。

焦油蒸馏：将焦油进行蒸馏，分离出各种组分，如轻油、酚油、萘油等。

酚盐处理：将蒸馏后得到的酚盐进行洗涤、脱酚等处理，得到精酚。

萘的分离：将蒸馏后得到的萘油进行分离，得到工业萘。
沥青的加工：将一部分萘油进行加工，得到改质沥青。

精制产品的制备：将上述过程中得到的精酚、工业萘、改质沥青等进行进一步加工，得到最终的精制产品。

 

五、甲醇驰放气苯加氢工艺：

 

是一种将甲醇合成循环气中的氢气用于粗苯加氢的方法。具体步骤如下：

甲醇合成：在合成塔内，将水蒸气和二氧化碳在高温高压下通过催化剂进行反应，生成甲醇。合成塔内的反应是放热反应，因此需要控制反应温度和压力，以保持反应的平衡和稳定性。

甲醇洗：甲醇合成过程中会产生一些副产物，如二氧化碳、水蒸气、未反应的氢气和一氧化碳等。因此，需要将甲醇进行洗涤，以脱除这些副产物。通常使用的是精馏塔，通过精馏将甲醇和副产物分离。

甲醇弛放气：在甲醇洗涤过程中，会有一部分气体被排放出来，这就是甲醇弛放气。甲醇弛放气的主要成分是氢气、一氧化碳、氮气等，其中氢气的含量比较高。

苯加氢：将粗苯进行加氢处理，将苯环加成氢原子。这个过程通常在高温高压下进行，需要使用催化剂。加氢反应是放热反应，需要控制反应温度和压力，以保持反应的平衡和稳定性。

产品分离和提纯：加氢反应得到的产物是氢化苯，需要进行分离和提纯，以得到高纯度的苯。这个过程通常使用蒸馏、萃取等方法。

甲醇驰放气苯加氢工艺的流程是：甲醇合成→甲醇洗涤→甲醇弛放气→苯加氢→产品分离和提纯。整个工艺过程中，需要控制各个步骤的条件，如温度、压力、物料流量等，以保证产品的质量和产量。同时，需要注意安全问题，如防止爆炸、中毒等危险情况的发生。

 

六、煤气的资源化利用方向主要包括：

煤气作为燃料：煤气可以作为燃料用于工业生产和居民生活。其中，高炉煤气和转炉煤气可以用于加热炉、锅炉、轧钢等用户的能源供应，焦炉煤气则因其热值较高，常用于发电、工业炉窑和居民生活用气。

煤气作为化工原料：煤气中的各种化学成分可以用于合成各种化工产品，例如氢气可以用于合成氨、甲醇等，一氧化碳可以用于合成甲醛、尿素等。

煤气进行燃气发电：煤气可以用于燃气发电，将化学能转化为电能。

煤气进行余热回收：煤气燃烧后的余热可以回收利用，例如用于加热锅炉、工业窑炉等。

总的来说，煤气的资源化利用可以节约能源、提高能源利用效率、降低环境污染等。在煤气的资源化利用过程中，需要注意环境保护和能源安全等问题，实现可持续发展。

 

七、焦炉煤气制甲醇工艺和流程：
焦炉煤气净化：将焦炉煤气进行净化处理，去除其中的硫化物、氨、苯等杂质。该步骤是整个工艺的基础，净化效果直接影响到后续的甲醇合成和产品质量。

压缩：将净化后的焦炉煤气进行压缩，提高其压力，为后续的甲醇合成提供必要的条件。

甲醇合成：在合成塔内，将压缩后的焦炉煤气中的氢气和一氧化碳通过催化剂进行反应，生成甲醇。该步骤是整个工艺的核心，需要控制反应温度、压力、物料流量等参数，以保证甲醇的合成效率和产品质量。

粗甲醇精馏：将合成的甲醇进行粗馏，去除其中的杂质和水分，得到初步的精甲醇。

精甲醇精馏：将初步的精甲醇进行精馏处理，去除其中的微量杂质和其他有机化合物，得到高纯度的精甲醇。
产品储存和运输：将精甲醇储存起来，并按照需要进行运输和销售。

整个工艺流程中，每个步骤都有其特定的要求和技术参数，需要严格按照规定进行操作和维护。同时，为了保证产品质量和生产效率，还需要进行质量检测和控制，对每个批次的产品进行抽样检测，确保产品质量符合相关标准

 

八、国内常用的煤气净化：

回收焦油氨水与煤气的混合物。将来自炼焦车间的焦油氨水与煤气的混合物进入气液分离器，分离出粗煤气和氨水，粗煤气进入横管式初冷器。

冷却煤气。初冷器分上、下两段，上段用循环水将煤气冷却到45℃，然后煤气入初冷器下段与制冷水换热，煤气被冷却到22℃，冷却后的煤气入电捕焦油器捕集焦油雾滴。

除掉煤气中的焦油。电捕焦油器捕集的焦油雾滴经过分离器进行分离后，液体部分送回炼焦车间回用，气体部分进入冷鼓工段。

脱硫。来自冷鼓工段的粗煤气串联进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触进行洗涤后，煤气中H2S含量不大于0.05g/Nm3，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫铵工段。

 

 

九、煤气净化流程和种类：

预处理：目的是对煤气进行初步处理，去除其中的杂质和颗粒物。常见的预处理方法有过滤、除尘器等。过滤是通过将煤气通过滤网或滤纸进行过滤，去除其中的颗粒物。除尘器则是利用静电力或重力作用，将颗粒物沉降或吸附到除尘器内壁上，从而达到去除颗粒物的效果。

 

除尘：煤气中的颗粒物不仅对环境有害，还会损坏设备和降低煤气的利用效率。因此，除尘环节的主要任务是去除煤气中的颗粒物。常见的除尘方法有重力除尘器、湿式除尘器和电除尘器等。重力除尘器是利用重力作用使颗粒物沉降到底部，从而实现除尘的效果。湿式除尘器则是将煤气与水接触，通过湿润作用将颗粒物吸附到水中，达到除尘的效果。电除尘器则是利用电场力将颗粒物带电后吸附到带电板上，从而实现除尘的效果。

脱硫：脱硫环节是煤气净化工艺中非常重要的一步。煤气中的硫化物不仅对环境有害，还会对后续的化工生产产生影响。因此，脱硫环节的主要任务是去除煤气中的硫化物。常见的脱硫方法有湿式吸收法、湿式氧化法等。湿式吸收法是采用碱吸收煤气中的H2S，再用蒸汽解析脱硫液生产硫酸或硫磺。湿式氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收H2S，并将其氧化成单质S。

脱氮：在某些情况下，煤气中的氮气和氨气也需要被去除。这是因为氮气和氨气在后续的化工生产中可能无益甚至有害。具体的脱氮方法会因工艺需求和技术条件的不同而有所差异。

就是煤气净化工艺的主要环节和常见方法。需要注意的是不同的炼焦方法和原料煤质会对净化工艺产生影响，因此在实际操作中需要根据具体情况选择合适的净化工艺。

十、煤气净化主要包括以下几种方法：

冷凝冷却法：这种方法通常采用循环冷却水对煤气进行冷却，使煤气温度降至20～22℃，从而将煤气出口含萘降低至0.5g/m3。此方法通常分为二段式或三段式初冷工艺，若上段采用循环冷却水，下段则采用低温冷却水对煤气进行冷却。采用三段初冷工艺时，回收的热量可用于冬季采暖或其它工艺装置所需的热源。

吸收法：吸收法分为物理吸收和化学吸收两种。物理吸收法是利用吸收剂在常压下选择性吸收煤气中的H2S、HCN等有害组分，而将CO2、H2等组分基本不吸收的特性，使净煤气和残余煤气得以分离。化学吸收法则是利用化学反应吸收煤气中的H2S、HCN等有害组分，并生成相应的盐类和水，从而达到净化煤气的目的。

氧化法：氧化法是利用化学反应将煤气中的有害组分转化为无害组分或易于处理的物质。例如，将煤气中的H2S和O2反应生成单质硫和水，或将煤气中的HCN和O2反应生成无害的氮气和水。

生物净化法：生物净化法是利用微生物的代谢作用将煤气中的有害组分转化为无害组分或易于处理的物质。例如，利用微生物将煤气中的H2S、HCN等有害组分转化为单质硫、氮气等无害组分。

十一、煤气的初步冷却温度

通常在80℃左右。这个温度是通过在集气管和桥管中喷洒大量循环氨水实现的。初步冷却后的煤气会进入气液分离器进行初步的分离，然后进入横管初冷器进行进一步的冷却和分离。在初冷器中，煤气会与循环水进行热交换，从80℃左右冷却到45℃左右。

 

炭化室导出的荒煤气初步冷却的目的是在煤气进入鼓风机之前进行初步冷却。这样可以回收化学产品和净化煤气，并确保安全和合理输送煤气。因为高温下这些化学产品不能回收，杂质不能清除，所以需要降低煤气的温度才能有效地进行煤气精制和回收化学产品。另外，高温气体体积大，管道直径需要加大，鼓风机的负荷及能量消耗增加，高温气体在管道内输送是危险的，也不允许其进入煤气鼓风机。因此，为了回收化学产品和净化煤气，为了安全和合理输送煤气，在煤气进入鼓风机之前要进行初步冷却。

 

十二、煤气初冷的工艺流程主要步骤：

荒煤气与喷洒氨水冷凝焦油等沿吸煤气主管首先进入气液分离器，煤气与焦油、氨水、焦油渣等于此处分离。分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入焦油氨水澄清槽，经过澄清分成三层：上层为氨水；中层为焦油；下层为焦油渣。沉淀下来的焦油渣由刮板输送机连续刮送至漏斗处排出槽外。焦油则通过液面调节器流至焦油中间槽，由此用泵送至焦油贮槽，经初步脱水后，再用泵送往焦油车间。氨水由澄清槽的上部满流到氨水中间槽，再用循环氨水泵送回焦炉集气管喷洒以冷却荒煤气。这部分氨水称为循环氨水。

经气液分离后的煤气进入数台并联的立管式间接初冷器内用水间接冷却。煤气走管间，冷却水走管内。从并联操作的各台初冷器出来的煤气温度是有差别的，汇集在一起后的煤气温度称为集合温度。随着煤气的初步冷却，煤气中的绝大部分焦油汽、大部分水汽和萘在初冷器中被冷凝下来，萘溶解于焦油中。煤气中一定数量的氨、二氧化碳、硫化氢、氰化氢和其他组分则溶解于冷凝水中，形成冷凝氨水。

冷凝液自流入中间槽，再用泵送入机械化氨水澄清槽，与循环氨水混合澄清分离。分离后所得的剩余氨水送去脱酚和蒸氨。

由管式初冷器出来的煤气还含有1.5～2克/标米3的雾状焦油，被鼓风机抽送至电捕焦油器将其中绝大部分焦油雾除去后，再送至下一工序。

当冷却煤气用的冷却水为直流水时，冷却器后的热水直接排放。如为循环水时，需要回收剩余的氨水和热量。具体步骤可能会因工艺需求和设备不同而有所差异。

 

十三、硫酸铵和黄血盐的提炼工艺：

鼓泡式饱和法：由鼓风机来的焦炉煤气，经电捕焦油器后进入煤气预热器。在预热器内用间接蒸汽加热煤气到60～70℃或更高的温度，目的是为了使煤气进入鼓泡式饱和器蒸发饱和器内多余的水分，保持饱和器内的水平衡。预热后的煤气沿饱和器中央煤气管进入饱和器，经泡沸伞从酸性母液中鼓泡而出，同时煤气中的氨被硫酸所吸收。煤气出饱和器后进入除酸器，捕集其夹带的酸雾后，被送往粗苯工段。鼓泡式饱和器后煤气含氨一般小于0.03g/m3。冷凝工段的剩余氨水经蒸氨后得出的氨气在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。饱和器母液中不断有硫酸铵生成，在硫酸铵含量高于其溶解度时，就析出结晶，并沉淀于饱和器底部。其底部结晶被抽送到结晶槽，在结晶槽内使结晶长大并沉淀于底部。结晶槽底部硫酸铵结晶放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，以减少硫酸铵表面上的游离酸和杂质。离心分离的母液与结晶槽满流出的母液一同自流回饱和器中。从离心机分离出的硫酸铵结晶经螺旋输送机，送入沸腾干燥器内，用热空气干燥后送入硫酸氨储斗，经称量包装入成品库。

氨法脱硫：剩余氨水经蒸氨后得出的氨气在不生产吡啶时，直接进入饱和器；当生产吡啶时将此氨气通入吡啶中和器。氨在中和器内与母液中的游离酸及硫酸吡啶作用，生成硫酸铵，又随中和器回流母液返回饱和器。

黄血盐的生产工艺主要步骤：

原料准备：制备黄血盐的原料主要是亚硫酸和氢氧化钠。亚硫酸一般通燃烧硫磺产生，而氢氧化钠则可通过电解海水或用氢氧化钠溶液与二氧化碳反应制备。

反应制备：将亚硫酸与氢氧化钠进行反应生成黄血盐钠。反应通常在温度较高的条件下进行，使反应速度加快。反应过程中还需控制反应pH值，通常将pH控制在8左右。

结晶分离：经过反应生成的黄血盐钠溶液还需进行结晶分离。该步骤可以通过蒸发浓缩溶液来进行，会产生结晶物，即黄血盐钠。

 

十四、焦化厂炼焦生产对环境的影响主要有：

空气污染：炼焦过程中会产生大量的废气，包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等，这些气体如不进行处理，会直接排放到大气中，对空气质量造成严重影响，形成雾霾等天气污染。

水污染：炼焦过程中会产生大量的废水，这些废水通常含

有大量的有害物质，如酚、氰、油、氨等有机物，以及一些重金属和悬浮物等，如果处理不当，会对水体造成严重污染，破坏生态环境。

固体废弃物污染：炼焦过程中会产生大量的固体废弃物，如焦炭、煤焦油、废催化剂等，这些废弃物如果处理不当，会对土壤和地下水造成严重污染。

 

十五、焦化厂炼焦生产中常用鼓风机

正压鼓风机，也称为风机，是一种通过叶片旋转将气体吸入、压缩再排出的机械设备。它是焦化生产中最常见的鼓风机类型之一，主要用于提供高压正向气流，帮助炉料燃烧。正压鼓风机具有结构简单、维护方便、风量稳定等优点，适用于大型的焦化生产线。

负压鼓风机，也称为引风机，是一种通过叶片旋转将气体吸入、排出的机械设备。它的工作原理是通过负压来形成一个气流，将粉尘等杂质从焦炉排放出去，保证炉内气体流通畅通。负压鼓风机适用于小型的焦炉，具有处理精度高、能耗低等优点。

 

罗茨鼓风机：罗茨鼓风机是一种常用的设备，在烟气脱硫脱硝工艺中，它主要用于提供脱硫剂和脱硝剂的输送。此外，罗茨风机的特点是输气量随着风压变化几乎保持一定，即风压稍有变化，但风量几乎不变。在焦化厂中，罗茨风机通常被用于提供稳定的空气流量，以支持燃烧和气体净化等过程。

 

十六、焦化厂烟气脱硫脱硝工艺流程如下：

烟气预处理：将烟气通过除尘器去除固体颗粒物和粉尘，以减少后续处理的干扰和防止设备堵塞。

烟气脱硫：将石灰石或氨水等脱硫剂喷入烟气中，与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙或硫酸铵，从而达到脱除烟气中二氧化硫的目的。

烟气脱硝：将氨水或尿素等脱硝剂喷入烟气中，在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成氮和水，从而达到脱除烟气中氮氧化物的目的。

烟气后处理：将处理后的烟气通过除臭器等设备去除异味等杂质，使烟气达到排放标准。

 

 

十七、焦化厂烟气脱硫脱硝工艺需要设备：

烟气脱硫设备：包括石灰石或氨水等脱硫剂的储存和输送设备、反应塔、除雾器等。

烟气脱硝设备：包括氨水或尿素等脱硝剂的储存和输送设备、催化剂反应器、空气预热器等。

烟气除尘设备：包括除尘器、布袋除尘器等设备，用于去除烟气中的固体颗粒物和粉尘。

烟气除臭设备：包括生物除臭器、活性炭吸附塔等设备，用于去除烟气中的异味等杂质。

自动化控制系统：包括PLC或DCS控制系统等，用于监控和控制整个工艺流程。

二十三、多效蒸发器在焦化厂的应用范围：

 

脱盐：多效蒸发器可以用于脱除焦化废水中的盐分，通过多级蒸发和结晶过程，将废水中的盐分分离出来，进一步净化水质。

废水处理：多效蒸发器可以用于处理焦化废水，通过蒸发浓缩和结晶分离等过程，将废水中的有机物和无机物分离出来，实现废水的净化处理。

硫磺回收：多效蒸发器可以用于焦化厂硫磺的回收，通过将酸性气体中的硫化氢转化为硫磺，再经过结晶分离等过程，得到高纯度的硫磺产品。

有机物提取：多效蒸发器可以用于从废气中提取有机物，通过将废气中的有机物进行冷凝和分离，得到高纯度的有机物产品。

化工产品生产：多效蒸发器可以用于化工产品生产过程中的蒸发浓缩和结晶分离等过程，如生产硫酸铵、氯化铵等化工产品。

总之，多效蒸发器在焦化厂的应用范围较广，主要用于废水处理、脱盐、硫磺回收和有机物提取等方面，有助于提高焦化厂的能源利用率和环保水平。

 

 

 

十八、我国焦化炼焦厂生产企业：

山西焦煤集团有限责任公司

美锦能源集团有限公司

山西焦化集团有限公司

中煤焦化控股有限责任公司

鞍钢集团

河北钢铁集团

中国平煤神马集团

山东焦化集团有限公司

山西兰花焦化有限责任公司

河南能化集团焦煤公司

山东兖矿集团有限公司

河北津西钢铁集团

辽宁西洋特集团

山西晋阳煤焦有限公司

河南平煤神马集团平顶山矿区

内蒙古乌兰浩特众鑫煤焦化有限责任公司

唐山佳华煤化有限公司

介休三盛焦化有限公司

长治雄兴焦化有限公司

旭阳控股有限公司

 

十九、川渝地区的焦化厂生产企业：

四川省叙永煤业公司焦化厂：该企业是四川省内规模较大的焦化厂之一，拥有先进的生产技术和设备，主要生产冶金焦炭、煤焦油等产品。

 

四川省泸州龙马焦化厂：该企业也是四川省内知名的焦化生产企业，拥有较为完备的焦化生产线和较高的生产技术水平。

四川省宜宾江安红峰煤焦化厂：该企业在宜宾市江安县境内，主要生产冶金焦炭和煤焦油等产品。

四川省达州钢铁集团有限责任公司焦化厂：该企业是达州市内的知名焦化生产企业，拥有先进的生产技术和设备，主要生产冶金焦炭等产品。

四川广元晋星工业有限公司：该企业在广元市境内，是一家集煤炭开采、煤化工生产、物流运输等多元化产业于一体的企业集团。其焦化板块采用先进工艺技术，年产优质冶金焦炭150万吨。

 

重庆能投渝新能源有限公司：是重庆市属国有重点企业，承担着重庆能源集团下属煤矿关闭退出后的转型发展任务。

重庆能投煤焦化有限责任公司：是重庆市能源投资集团下属的专业化煤焦化生产企业，下辖建设中的古剑山45万吨焦化项目和30万吨煤焦油加工项目。

重庆三峰环境产业集团有限公司：是一家专注于环境综合治理的集团公司，旗下包括工业废弃物焚烧、生活垃圾焚烧发电、危险废弃物处置、医疗废弃物处置、环境影响评价等业务板块。

重庆中钢投资（集团）有限公司：是一家集投资、开发、建设、运营于一体的大型企业集团，涉及能源环保、装备制造、矿山资源开发、钢材深加工等多个领域。

重庆旗能电铝有限公司：是一家以电力、电解铝生产为主，集发电、供热、电解铝、碳素制品生产、水泥及水泥制品生产、建筑安装等多元化产业为一体的大型企业。

重庆钢铁（集团）有限责任公司：是一家以钢铁业为主，兼营矿业、煤焦化、机械加工、建筑安装、汽车运输、码头物流、国际贸易等的大型企业集团。