冶炼中焦比的含义是什么？

炼焦煤在空气中加热时，其有机质随着温度的升高发生一系列变化，形成气态(煤气)、液态(煤焦油)和固态(半焦或焦炭)产品。煤的成焦过程可分为三个阶段:第一阶段(常温至300℃)是煤的干燥脱气阶段，释放水分，析出CH4、CO和N2。第二阶段(300℃ ~ 600℃)以解聚和分解反应为主，煤被粘结成半焦。通常烟煤在300℃后开始软化，并伴有气体和煤焦油沉淀；中等煤化程度的烟煤在此期间一定温度范围内生成气、液、固三相* * *的。第三阶段(600℃ ~ 1000℃)是半焦变成焦炭的阶段。在这个阶段，缩聚是主要反应，并产生大量气体(主要是H2)。半焦炭收缩形成裂化焦炭。

1.2炭化室炼焦工艺

装煤炼焦所需热量由两侧炉墙提供，热量从两侧炉墙传递到炭化室中心。因此，结焦过程是从两侧炭化室壁面开始，逐渐向炭化室中心移动的分层结焦过程。当炭化室中心的焦饼温度达到950℃ ~ 1050℃时，焦饼成熟。结焦速率反映了碳化室中的平均加热速率。结焦速度过快，焦炭裂纹增加，碎裂减少。当炭化室壁附近的煤形成塑料层时，炭化室顶部和底部的煤也被加热形成塑料层。同时不断产生煤分解的气态产物。由于四周的塑料层不易透入气体，炭化室内的压力不断上升，塑料层膨胀，膨胀压力通过半焦和焦层传递到炭化室壁上。当塑料层在碳化室的中心相遇时，碳化室的膨胀压力达到最大。膨胀压力通常指这个最大值。膨胀压力取决于煤的特性、炉料的堆积密度和结焦速度。提高膨胀压力有助于煤颗粒的粘附和熔化，改善焦炭的物理性能，但过高的膨胀压力会损坏炭化室壁。

1.3炭化室气体析出动力学

炭化室装煤产生的部分气体产物(含液体产物的蒸汽)通过两侧塑料层之间的煤层流向炭化室顶部空间，称为“行气”，约占全部气体产物的10% ~ 25%。此外，约75% ~ 90%的气态产物通过半焦层与焦炭层之间以及焦炭与炭化室壁之间的间隙流向炭化室顶部空间，称为“外气”。当它们在焦炉顶部空间流动时，在高温作用下发生二次热解反应。由于炭化室壁的温度高于炉顶空间的温度，室外气体的二次热分解比室内气体强烈得多。室外气体中氢气、苯、甲苯较多，室内气体中甲烷、乙烷、低分子量烯烃和含氧含氮有机化合物较多。二次热分解后产生的气体到达炭化室顶部空间，通过提升管排出。所有这些气体产品都是粗煤气。炭化室中的结焦过程是周期性的，因此从炭化室逸出的粗煤气的组成随结焦时间而变化。但由于焦炉由多个炭化室组成，每个炭化室的结焦时间不同，所以所有炭化室的荒煤气在集气管内混合后基本稳定。粗煤气经冷凝、冷却、洗涤、吸收，制成清洁煤气、煤焦油和粗苯。

2产品产量

2.1焦炭形成率

结焦率(即煤与焦炭的比率)是装入炉中的煤(干)通过高温干馏转化为焦炭(干)的百分比。结焦速率主要取决于煤质，也受结焦条件和炉型的影响。生焦率的主要计算方法有:

2.1.1利用煤和焦炭灰分之间的关系求焦炭产率。

Kd j=Ad m/Ad j×100% (1)

其中Kd j是干焦炭对干煤的焦化率；Ad m和Ad j分别是煤和焦炭的干基灰分(%)。用公式(1)计算的生焦率往往低于实测值。除取样和分析误差外，高温干馏过程中灰分成分也会发生变化，炭化室和熄焦过程中焦炭的烧损增加了灰分含量。

2.1.2用煤和焦炭的挥发分求成焦率。

KD j = 100-Vd m/100-Vd j×100+Q(2)

式中，Vd m和Vd j分别为煤和焦炭的干基挥发分(%)；修正系数Q是指煤中挥发份逸出后二次裂解造成的增碳，与装煤挥发份、焦炉炉体结构和焦炉操作制度有关，通常取Q=1。

2.1.3利用煤的挥发分和焦炭的关系求焦炭产率？Kd j = 99-5/6vd m (3)，其中vd m为煤的干基挥发分，焦炭的干基挥发分VD j = 1.2%(假设)。

2.1.4从煤质和炼焦操作条件求焦炭产率？KD j = 103.17-0.75 VD m-0.0067 TJ .式中，Vd m为加入煤干基的挥发分；TJ为焦饼中心温度(℃，推焦前15分钟测得)。这个公式是日本提出的，前苏联克里霍洛格焦化厂经过标定后认为符合该厂实际情况，也是中国推荐的。

2.2净气体产量

2.2.1计算前苏联洁净煤气充入干煤产量的公式

Kd g=QVd m (4)

其中Q为系数，气煤Q=3，焦煤q = 3.3Vd m是加入煤中的干基挥发物质。

2.2.2中国热能院净煤气装干基煤产量计算公式

Kd g=(1-β)AVd m (5)

其中β = 2% ~ 4%(炉墙漏风率)；A = 64 ~ 72，为与煤种有关的修正系数；Vd m是煤的干基挥发分。

冶金部推荐该公式作为我国焦化企业计算煤气质量的依据。

2.3化学产品产量

2.3.1煤焦油和粗苯回收率

前苏联顿巴斯煤矿提出，当VDAF m = 18% ~ 30%时，

煤焦油KD g =[-18.35+1.53 vdaf m-0.026(vdaf m)2](100-ad/100)(6)

粗苯KD b =[-1.61.144 vdaf m-0.0016(vdaf m)2](100-AD/100)(7)

鞍钢化工总厂提出:当vdaf m = 27.96% ~ 30.37%时，

煤焦油KD g =[-1.4+0.184 vdaf m](100-AA/100)(8)

粗苯KD b =[-0.64+0.065 vdaf m](100-AD/100)(9)

式中，Kd g和Kd b分别为煤焦油和粗苯的干基回收率，Vdaf m为入炉煤的可燃挥发份。

氨的回收率

KD A =(17/14)bNd m(10)

式中，Kd A为氨对干基煤的回收率；17是氨的分子量；14是氮的原子量；Nd m为装炉煤干基氮含量(%)；b为煤中总氮的换算系数，一般为0.12 ~ 0.16。剩余的氮被转化为焦炭和其他含氮化合物。

2.4综合水产率

w = K Od m(18/16)(100-Ad-St d/100)(11)

其中k = 0.437w是通过结合水装入干基的煤的量；Od m是装入煤的干基氧含量；18是水的分子量；16是氧的原子量。

广义结合水的量为装煤量的2% ~ 3%。

结合水的量也可以通过以下公式计算:

w =〔4.64-0.354 VD+0.0118vd 2〕(12)

在公式中，Vd是加入煤中的干基挥发分。