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。

關鍵詞：煉焦工藝;焦油回收;溫度;空間

目前鋼鐵行業對焦炭的價格有一定的沖擊作用，這就導致了焦油的產量和焦油的回收率變成影響煉焦企業發展的重要因素，連帶的與焦油相關的化學產品產業的發展也對企業有重要的影響。經過研究我們可以發現，能對焦油回收產生影響的因素離不開煤、煉焦工藝的水平、化學產品的回收等。本文主要探討的是煉焦工藝對焦油回收的影響具體體現在哪些方面，以及運用何種策略來解決相關問題。

一、產生焦油的原理

焦炭加工的過程中，當煤被送入炭化室中后，會被室內干燥的高度熱解，進而形成膠質體的半焦，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焦，結焦時半焦的內部會產生激烈的化學反應，這樣經過第一次熱解后產生的化學物品就是焦油，也被成為初焦油。產生的初焦油會繼續以半焦的爐墻側和炭化室的中心側壁為依托，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爐頂部空間的高溫的影響，再次發生熱解反應，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

根據以上我們對焦油產生的基本原理的探討可以知道，要產生高溫焦油一定會經過兩次熱分解。第一次熱分解后產生的初焦油它內部烴和酚的含有量比經過第二次熱分解產生的高溫焦油的含有量要多的多，但是第二次熱分解產生的高溫焦油內部萘、菲、蒽、瀝青的含量又遠遠高于初焦油。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爐壁和焦爐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，那么焦油產出率就會很低，二者成反比。所以，回收焦油的關鍵因素就是控制高溫焦油內部瀝青的生成量和爐內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。煤在炭化室經過熱解后產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，搗固焦爐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生誤差，所以在實際加工的過程中溫度的標準往往都是按照焦爐頂部的溫度衡量的。這主要是因為焦油的回收率會和焦爐頂部空間的溫度有很大的關聯，一般如果焦爐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爐壁之間的距離，以及煤餅可以收縮的空間。經過實踐證明，煤在焦爐內時如果煤和焦爐壁之間的距離，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，煤炭和焦爐爐壁的距離控制在合適的范圍內，水分會發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，對回收化學產品有促進作用。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象出現。

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據。在焦爐內的頂部安裝搗固裝置前，焦油回收率會在百分之三以上，大的時候已經能達到百分之四點五，但是有搗固以后就會穩定在百分之三左右。由此我們可以知道，焦爐內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。根據實際情況和與之相關的實驗結果，我們可以發現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。根據實驗可以發現這樣一個規律：堆密度越大，煤餅的收縮度就會越低，當煤餅的堆密度達到一定的程度時焦炭就會產生負收縮的現象，焦油的回收率也會隨之下降。當焦炭有負收縮的現象產生時，此時焦爐內頂部的溫度也是很低的，這就是前面所贅述的焦爐內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，焦油產量的大小一定會有相應的煤餅收縮的程度的變化。初次以為，根據焦炭的質量也能夠發現煤餅的收縮程度對焦油回收率的影響。理論上，焦炭的熱態強度要到六十二到六十四間，但是實際上也只達到了60.這個現象出現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出，就會形成焦炭。由此可知，焦炭質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量的高低也會影響焦油回收情況，質量越好的焦炭，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、焦爐空間、煤餅收縮以及焦炭的質量，所以要提高焦油回收率，企業應該提高煉焦工藝水平，從這些因素出發，提升焦油回收率。

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