煉焦工藝對焦油回收的影響研究

李云婕 龐健 孟巖

摘要：煉焦工藝水平的提升對焦油的回收有重要的作用。本文主要通過對產(chǎn)生焦油的原理的論述，探究了影響焦油回收的因素，最終得出對焦油回收工作影響最大的因素主要指的是溫度和空間，并且得出了一個結(jié)論，焦炭溫度高時的抗壓強度和焦油回收率在一定程度上成正比。

關(guān)鍵詞：煉焦工藝;焦油回收;溫度;空間

目前鋼鐵行業(yè)對焦炭的價格有一定的沖擊作用，這就導(dǎo)致了焦油的產(chǎn)量和焦油的回收率變成影響煉焦企業(yè)發(fā)展的重要因素，連帶的與焦油相關(guān)的化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也對企業(yè)有重要的影響。經(jīng)過研究我們可以發(fā)現(xiàn)，能對焦油回收產(chǎn)生影響的因素離不開煤、煉焦工藝的水平、化學(xué)產(chǎn)品的回收等。本文主要探討的是煉焦工藝對焦油回收的影響具體體現(xiàn)在哪些方面，以及運用何種策略來解決相關(guān)問題。

一、產(chǎn)生焦油的原理

焦炭加工的過程中，當(dāng)煤被送入炭化室中后，會被室內(nèi)干燥的高度熱解，進而形成膠質(zhì)體的半焦，然后再逐漸的變成焦炭。在這個過程中煤會一步步逐層的結(jié)焦，結(jié)焦時半焦的內(nèi)部會產(chǎn)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，這樣經(jīng)過第一次熱解后產(chǎn)生的化學(xué)物品就是焦油，也被成為初焦油。產(chǎn)生的初焦油會繼續(xù)以半焦的爐墻側(cè)和炭化室的中心側(cè)壁為依托，向炭化室頂部的空間匯聚，著這個過程中焦油會受到爐墻和焦餅中心溫度以及焦?fàn)t頂部空間的高溫的影響，再次發(fā)生熱解反應(yīng)，此時形成的就是我們所說的要進行回收的焦油，也是高溫焦油。

二、對影響焦油回收因素的研究

根據(jù)以上我們對焦油產(chǎn)生的基本原理的探討可以知道，要產(chǎn)生高溫焦油一定會經(jīng)過兩次熱分解。第一次熱分解后產(chǎn)生的初焦油它內(nèi)部烴和酚的含有量比經(jīng)過第二次熱分解產(chǎn)生的高溫焦油的含有量要多的多，但是第二次熱分解產(chǎn)生的高溫焦油內(nèi)部萘、菲、蒽、瀝青的含量又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初焦油。初焦油受到配煤的影響是很大的，但是如果煉焦的加工過程很穩(wěn)定，那焦油本身的變化又不會太大。而高溫焦油會更多的受焦?fàn)t壁和焦?fàn)t頂部空間以及焦餅中心的高溫影響，所以會受到煉焦工藝的水平和具體加工行為的影響。高溫焦油內(nèi)部的瀝青含有的主要成分只有兩種，基本的組成物就是游離基的碳，并且這種物質(zhì)很容易受到高溫的影響，也就是說，在原理上如果瀝青的含量很高，那么焦油產(chǎn)出率就會很低，二者成反比。所以，回收焦油的關(guān)鍵因素就是控制高溫焦油內(nèi)部瀝青的生成量和爐內(nèi)高溫分解對其的影響。具體影響因素主要指以下幾個方面：

1.焦油回收會受到溫度的影響。煤在炭化室經(jīng)過熱解后產(chǎn)生的初焦油在上升過程中一定會和爐壁與焦餅中心接觸，直接就會被高溫影響。但是我們也知道，搗固焦?fàn)t以及焦餅中心溫度的測量很不容易，而爐壁的溫度測量上也會產(chǎn)生誤差，所以在實際加工的過程中溫度的標(biāo)準(zhǔn)往往都是按照焦?fàn)t頂部的溫度衡量的。這主要是因為焦油的回收率會和焦?fàn)t頂部空間的溫度有很大的關(guān)聯(lián)，一般如果焦?fàn)t頂部的空氣溫度在八百攝氏度左右時，那么它旁邊的焦油回收率能夠達到最大值。但這并不是說溫度越高越好，而是最好要穩(wěn)定在這個溫度，若溫度高于八百攝氏度。

2.焦油回收會受到空間大小的影響。我們所說的空間指的就是煤和焦?fàn)t壁之間的距離，以及煤餅可以收縮的空間。經(jīng)過實踐證明，煤在焦?fàn)t內(nèi)時如果煤和焦?fàn)t壁之間的距離，以及煤餅可以收縮的空間很大，那么半焦中的焦油就很容易被導(dǎo)出，就越能提高焦油的回收率。具體情況可以分為兩方面：首先，作為煉焦的主要原料煤，它的間隙對回收焦油有很大的影響。通常，煤炭和焦?fàn)t爐壁的距離控制在合適的范圍內(nèi)，水分會發(fā)的少就能增加這段距離。這不僅能夠減小推焦電流的大小，還能提高荒煤氣上升通道的順暢性，減少了焦油的二次熱分解，對回收化學(xué)產(chǎn)品有促進作用。與此同時，也不能忽略煤箱寬度的測量問題，從開始就防止煤箱膨脹的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.焦油回收率會受到煤餅收縮程度的影響。一般而言，煤餅的收縮方向有兩個，一個方向是橫向的收縮，另一個方向是縱向的收縮，目前我國在煉焦生產(chǎn)過程中常常采用的是縱向收縮的方式，在利用煤線和焦線相差的值來得到我們要的數(shù)據(jù)。在焦?fàn)t內(nèi)的頂部安裝搗固裝置前，焦油回收率會在百分之三以上，大的時候已經(jīng)能達到百分之四點五，但是有搗固以后就會穩(wěn)定在百分之三左右。由此我們可以知道，焦?fàn)t內(nèi)的頂部做出這正變化時會降低焦油的回收率，我們也在實踐中驗證了這一點。根據(jù)實際情況和與之相關(guān)的實驗結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)這種改變作出后煤餅的收縮會受到很大的影響，煤餅堆密度的變化也會很大。根據(jù)實驗可以發(fā)現(xiàn)這樣一個規(guī)律：堆密度越大，煤餅的收縮度就會越低，當(dāng)煤餅的堆密度達到一定的程度時焦炭就會產(chǎn)生負(fù)收縮的現(xiàn)象，焦油的回收率也會隨之下降。當(dāng)焦炭有負(fù)收縮的現(xiàn)象產(chǎn)生時，此時焦?fàn)t內(nèi)頂部的溫度也是很低的，這就是前面所贅述的焦?fàn)t內(nèi)頂部的溫度低時焦油的回收率也會低的原因。因此，焦油回收率受煤餅收縮程度度的影響比溫度更大，焦油產(chǎn)量的大小一定會有相應(yīng)的煤餅收縮的程度的變化。初次以為，根據(jù)焦炭的質(zhì)量也能夠發(fā)現(xiàn)煤餅的收縮程度對焦油回收率的影響。理論上，焦炭的熱態(tài)強度要到六十二到六十四間，但是實際上也只達到了60.這個現(xiàn)象出現(xiàn)的原因就是受煤餅堆的影響，煤餅堆的密度變大時煤餅的收縮程度會偏低，就不利于荒煤氣的導(dǎo)出，就會形成焦炭。由此可知，焦炭質(zhì)量的不同也可以反映出煤餅對焦油回收率的影響，換句話說就是焦炭質(zhì)量的高低也會影響焦油回收情況，質(zhì)量越好的焦炭，焦油回收率越高。

綜上所述，在煉焦工藝中，最能影響焦油回收率的因素主要是溫度、焦?fàn)t空間、煤餅收縮以及焦炭的質(zhì)量，所以要提高焦油回收率，企業(yè)應(yīng)該提高煉焦工藝水平，從這些因素出發(fā)，提升焦油回收率。

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