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1、生产工艺技术炼焦工业现状和炼焦工艺的发展业协会仍要求会员单位执行限产50的措施。当前焦炭市场价格有所回升，独立焦化企业生产逐步恢复，但今年前5个月，国内焦炭企业的总体亏损达7.25亿元，300多家企业仍处于全面亏损的困境中。而预期下半年焦化产品市场仍然难见起色，黄金干表示，煤焦油、粗苯及其深加工焦化产品出口的大幅下降，内销价格低迷，同时受到低价甲醇进口冲击，焦化企业盈利空问将严重挤压，焦化行业整体扭亏前景仍不容乐观3。二、国内焦炭生产现状2.1国内焦炭的地位1993年我国焦炭产量已稳居世界第一位，约占世界总产量的13，随着我国炼焦业的快速发展，还在逐年提高，2005年上升至535，2006年达
2、到570左右2006年，我国出口焦炭1450万t占世界贸易总量的45以上；我国焦炭表观消费量为2.83亿t，占世界焦炭表观消费总量的54以上。我国已成为名副其实的世界焦炭生产、消费及贸易第一大国。2.2国内焦炭的生产状况我国焦炭生产遍及全国29个省区即除西藏和海南外，我国大陆29个省区均有焦炭生产，但产能分布非常不均衡，基本分布在华北、华东、华中、东北、西南五大区域。2006年，全国焦炭产量29768万t，其中机焦26279万t，占88.28；土焦、改良焦约1450万t，占4.9；无回收焦炭、半焦1784万t，占6；石油焦255万t。我国焦炭产量排前10位的省份中，陕西省基本上是生产半焦产能占
3、全国半焦产能的58左右：内蒙古以生产半焦为主，产能占全国半焦产能的近25：山西及云南两省有少量半焦生产，其他省份均为冶金焦。冶金焦最主要的生产省市是：山西、河北、山东、河南、辽宁、江苏、四川、云南、上海，产量合计占到我国冶金焦产量的80左右。我国半焦生产主要集中在陕、蒙、晋、宁四省区交界地带并以陕西榆林神府地区和内蒙古伊旗、准旗的产量最大。2006年，全国半焦产量约为1800万t陕西和内蒙的产量占了近904。三、国内炼焦煤资源现状3.1已查明资源储量炼焦煤主要包括焦煤、13焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、贫瘦煤等煤种，属中变质烟煤，查明资源储量2758.6亿t占全部煤种查明资源储量的26.24炼焦煤查
4、明资源储量煤种构成列于表1由表1可见最优良的炼焦煤焦煤仅占我国已查明煤资源总储量的6.2而气煤和13焦煤储量约为焦煤的2倍。表1炼焦煤查明资源储量煤种构成我国炼焦煤资源主要集中在山西省。该省炼焦煤资源占全国资源的56。已查明资源量高达1544.54亿t，我国炼焦煤资源分布见表25。表2我国炼焦煤资源分布3.2预测资源量根据全国最新的煤炭资源预测结果表明，垂深1000m以浅的预测资源量为1.844万亿t，垂深2000m以浅的预测资源量为4.5521万亿t，其中炼焦煤约占29。按煤种分布的炼焦煤预测资源量见图1，我国炼焦煤预测量地区分布见表3。由表3看出，华北地区将成为我国重要的炼焦煤生产地。四、
5、国内外炼焦技术工艺进展44.1无回收焦炉针对传统的焦炉煤气处理及回收装置环保控制费用较高等问题，美国和澳大利亚在20世纪80年代后期相继推出了新设计的无回收焦炉，将废热用于生产蒸汽和发电。无回收焦炉的优点：(1)炼焦工艺流程简单，设计和基建投资费用低；(2)取消煤气回收装置，不会产生焦油和酚水等污染物，环保有所改善；(3)负压操作，解决了炉门漏气，使其废物放散能降到最低水平；(4)废热得到利用送去发电。从炼焦生产的普遍规律和无回收焦炉生产特点出发，无回收焦炉存在如下几个主要问题：(1)煤耗高，炼焦煤煤源变窄。由于炉顶空间很大，煤在塑性阶段能自由膨胀，造成炉子上部焦炭结构疏松、质量差。这需要用挥
6、发分低、结焦性好的煤料消除这种影响；(2)部分煤和焦炭被烧损，成焦率下降；(3)无回收焦炉仍有大气污染；(4)加热控制手段简单，焦炭的均匀性差；(5)炉龄短，维修量大；(6)所产蒸汽和电能的出路也是需要考虑的问题。山西寰达公司将捣固装煤和无回收焦炉结合起来，在侯马建成了一座l9孔的无回收焦炉。有关专家认为已投产的19孔炉存在以下几个问题：(1)炉体用高铝砖是错误的；(2)烟道相互联是错误的；(3)炉体内部结构存在多处不合理；(4)装煤车等设备还远不能说已过关。综合以上情况，有关专家认为，在我国不可能大量建无回收焦炉，也不应用无回收焦炉代替改良焦炉，总之不宜推广。但在某些地区，如有低挥发分的粘结
7、煤，焦炉煤气暂时没有用户，电能有出路等条件下，尽可能少量地建设带有热回收装置的无回收焦炉也是可行的。4.2大容积焦炉近年来，国外焦化企业主要技改途径是用现代化的大容积焦炉取代老损焦炉。国外资料报道，大容积焦炉的最大优点是基建投资省，然而国内有关专家认为，焦炉并非越大越好，6m焦炉与4.3m捣固焦炉相比无论相对基建投资、改善焦炭质量以及煤种适用范围上并无优势而言。当国内4.3m捣固焦炉投产后，国内炼焦行业也许会重新评价6m焦炉。大容积焦炉存在的问题：美国的大容积焦炉都出现了砌体过早损坏的现象，美国黑色冶金设计院确定炭化室高6m及以上焦炉平均使用寿命15年；炭化室高7m的焦炉必须供应配煤组成较好的
8、煤料，以保护砌体和保证正常生产操作；大容积焦炉不适用煤预热，美国及英国钢铁公司的雷德卡尔冶金厂也证实了这一点。显然，大容积焦炉在各方面要求都比常规炭化室焦炉要高。因此；虽然大型焦炉是发展方向，但各国要根据国情、技术水平和设备制造水平来确定焦炉规模和尺寸。4.3巨型炼焦反应器巨型炼焦反应器是为了克服传统室式焦炉大型化所受的多种因素限制，特别是炉墙变形等问题而开发的。20世纪80年代后期，以德国为主的欧洲炼焦专家提出了单室式巨型炼焦反应器和煤预热及干熄焦相结合的方案。巨型炼焦反应器商业化进程受以下诸因素制约：随着单个巨型炼焦反应器装置变为由多个巨型炼焦反应器单元组成的炉组，就必须将推焦和出焦操作的
9、机械设计为移动式，将会大幅度增加该机械重量，随着煤预热装置能力的大幅度提高，对系统的可靠性要求也随之提高；干熄焦与煤预热联合的大型生产装置还有待于进一步开发。有关专家认为解决。上述问题不存在技术障碍，主要问题是需要大量资金并需依托大规模的工程才能实施。4.4日本SCOPE21的炼焦技术该技术的特点是将配入50的非粘结性煤，在人炉前快速预热到350400，使煤接近热分解温度，以改善煤的粘结性，预热煤中的细粉热压成型，而后与粗粒煤混合装炉。故装炉煤的堆密度提高(约850kgm)，焦炉用高导热性的70mm75mm的炉墙砖，在焦炉中加热到700800的焦饼，放人干熄焦预存段进行再加热使焦饼最终温度达1
10、000左右。各国炼焦同行在等待该工艺的工业实践结果。4.5捣固焦炉捣固焦炉的诸多优点，这里不再详述。捣固焦炉过去费用高，现已通过将捣固机操作效率提高一倍和在捣固焦炉上采用大容积炭化室得到补偿。捣固工艺的进一步研究课题是通过捣固箱进一步现代化来减少捣固工艺流程的能耗，缩短捣固压实时间和提高整个煤饼密度的均匀性。同先进国家相比，我国捣固焦炉发展缓慢，主要原因是捣固技术落后，捣固机锤头少。重量轻，捣固锤加煤布料和游动均由手工操作。此外捣固频率低，自动化程度差等致使捣固焦炉大型化进展缓慢。因此，国内要实现捣固焦炉大型化，有必要引进国外先进的设备或引进捣固机械的软件。4.6干法熄焦干法熄焦技术特点：(1
11、)节能效果显著；(2)环保效益好；(3)提高焦炭质量，优化高炉生产。干法熄焦技术首先盛行于前苏联。与传统的直接式干熄焦技术相异，美国克雷斯公司开发了世界上第一台间接式干熄焦装置并在伯利恒钢铁公司雀点厂进行了试验样机的操作示范。装置主要部分是由车辆运载的一外冷式密封贮焦箱，推焦时焦箱与炭化室对准并密封，推出的焦存放在箱内，然后由运载车辆送往冷却台冷却，冷却后的焦箱再送到密封的焦炭贮库，由此将焦炭卸到胶带机上。整个过程在密封状态下进行，据称能降低90以上推焦粉尘和碳氢化合物排放物。前苏联东方煤化所曾提出在一套设备中同时完成炼焦煤预热和红焦干熄，此工艺可完全杜绝向大气中排放污染物，所得冶金焦块度、强
12、度、磨损性、堆密度等指标有所改善。4.7型焦工艺开发型焦工艺目的：(1)扩大炼焦煤源。试验表明，型焦工艺可使非粘结性煤和弱粘结性煤使用量达60100；(2)使炼焦在密闭的连续装置中运行，彻底解决污染问题。高炉试验结果表明，型焦在高炉上最多可使用到30，换句话说，型焦不能完全取代常规焦炭。为此，1994年以来，日本钢铁联盟公司开发了新型焦工艺。新型焦工艺特点：(1)通过将煤快速加热以及粉煤高温成型，可以改善煤的粘结性，并可使装炉煤的堆密度提高到850kgm，以改善焦炭质量。在保证焦炭质量前提下，非粘结煤的配人可达50；(2)通过提高炉墙热传导率、装炉煤高温预热等措施，使焦炉生产能力提高到300；
13、(3)煤炭中温干馏及干馏产品在干熄焦装置的预存室进行高温加热改质，比常规焦炉节能20；(4)对焦炉所有开口严密密封，红焦密闭输送及预热煤脉冲式输送，可使环境污染大幅度减轻。新型焦工艺要实现工业化需解决以下问题：(1)型焦的透气阻力比室式炉焦炭约高2倍，在高炉中大量使用型焦受到限制；(2)型焦生产的能耗比室式炉高。4.8配型煤炼焦在炼焦煤中配人型煤炼焦，在国际上已有几十年的历史。由于提高了人炉煤料的密度加之型煤中粘结剂对煤料粘结性能有所改善，因此能提高焦炭质量或在不降低焦炭质量前提下，少配用优质炼焦煤。一般说来，焦炭质量在一定范围内随着配人型煤比例增加而提高。生产试验表明，型煤配比每增加10，焦
14、炭强度指标DI115015约提高0711；反应后强度约提高22。随着型煤配比增至30时，DI15015可提高2一3，M10可改善24。我国包钢焦化厂等单位一直进行着配型煤炼焦的工业试验，经过多年对引进技术的消化吸收工作，我国已具备了工厂设计能力，但关键设备仍需引进。4.9立式连续层状炼焦工艺从20世纪70年代起，前苏联乌克兰煤化所开始了立式炉连续炼焦新工艺的研究。试验经历了三个阶段：试验室试验阶段，半工业试验阶段，工业性试验。装置主要工艺参数：垂直炭化室数(包括熄焦段)2个，推焦行程300mm，推焦周期20min30min，一次装煤量400kg420kg，炼焦时间7h8h，能力30td。该装置
15、对中国一批气煤的试验表明，单种气煤在连续层状炼焦装置上能生产出质量符合要求的冶金焦。工艺特点：煤料经压实(堆密度可达1000kgm3)和分阶段控制加热速度可改善煤的粘结性能，改善焦炭质量，有效拓宽了炼焦用煤范围，与传统工艺相比，可节约70肥煤和焦煤；系统密闭连续，自动化程度高。从各阶段试验结果看，该工艺具有很好的推广应用前景，但要达到大规模工业化生产，在装煤操作、顺利排焦和装置大型化方面还需进一步改进完善。4.10煤预热利用煤预热技术，不仅能将炼焦用煤范围扩大到高挥发分煤，还能扩大到半无烟煤和石油焦等低挥发分惰性物料。目前，俄罗斯年产107万t焦炭的第一台煤预热工业装置，正在西西伯利亚钢厂7号焦炉上使用，系采用气体热载体预热煤料。焦炉用预热煤料炼焦时生产能力提高40左右，可多配人2025弱粘煤，炼焦热耗降低1012；美国和英国、日本都使用煤预热装置；波兰登赛斯科焦化厂建造了40th煤预热装置，还将根据试验结果建造100th装置。但是使用煤预热装置的美国大容积焦炉和英国钢公司两座焦炉都出现了焦炉砌体过早损坏现象。五、炼焦工业未来的发展方向5.1因地制宜炼焦工艺我国生产的冶金焦炭质量除宝钢外与发达国家相比存在较大差距。为适应高炉大型化、高炉富氧喷煤技术，必须提高焦炭质量。目前我国采用炼焦新技术条件是具备的。随着国家限制土焦政策实施，炼焦工业焦炉装置
