掌上煤焦:影响炼焦化学产品产率及组成的因素有哪些?

炼焦化学产品来自于煤料受热分解的气态产物,即煤中有机质的挥发物,这些挥发物在炭化室内受到高温作用,发生二次热解,从而形成了包含各种化学产品的荒煤气。因此,炼焦化学产品的产率及组成不但取决于装炉煤的挥发分,而且与挥发物在炭化室内经历的温度和停留时间有关。

炼焦过程中,大部分烃类气态产物是在胶质体形成半焦时产生的。由于成层结焦以及胶质层的不透气性,使得大部分气态产物由胶质层外侧经半焦层、焦炭层的缝隙以及炉墙与焦炭层的缝隙向上流动,该部分气体称为外行气;而少部分气态产物由胶质层里侧经煤层向上流动,此部分气体称为里行气,其析出途径如图所示。这两部分气体在炉顶空间汇合后,经由上升管导出。由于外行气在炉墙附近经历了高温的作用,同时,里、外行气在炉顶空间也受到较高温度的作用,从而使气态产物发生二次热解。一般芳烃形成的适宜温度为700~800℃,温度越高,二次热解程度越深,使得粗苯产率降低,粗苯中甲苯含量降低,焦油中游离碳增多,酚含量下降,萘含量上升,沥青增多。

由于外行气数量大(约占荒煤气的75%~90%),所以,凡影响外行气二次热解的因素均会影响炼焦化学产品的产率和组成,如火道温度、炉顶空间温度、炭化室高度、炉顶空间高度等。一般火道温度影响较大,火道温度越高,二次热解越严重,只有当火道温度不太高时,炉顶空间温度才有决定作用,炉顶空间温度应控制在750~800℃,最高不应超过850℃,否则将加剧二次热解。对于大型焦炉,由于炭化室高度增加,外行气在炭化室停留时间延长,二次热解程度加大,若控制同样的火道温度和炉顶空间温度,将会使化学产品产率和组成与小型焦炉有所不同。另外,装煤不满,会使炉顶空间高度增加,延长荒煤气在炭化室的停留时间,使二次热解加剧,影响化学产品的产率和组成。

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