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7.2 焦炉的加热制度 ............................................................................................. 88 7.2.1 焦炉的加热制度 ....................................................................................... 88 7.2.2 温度制度 ................................................................................................... 88 7.2.3 压力制度 ................................................................................................... 88 7.3 焦炉正常操作中的主要规定 ......................................................................... 89 7.4 焦炭质量检查项目、检查制度及取样地点 ................................................. 90 7.5 焦炉所用仪表及自动调节装置的类型，数量、用途及安装地点 ............. 90 8 生产辅助设施及其他 ............................................................................................ 92 8.1 生产辅助设施 ................................................................................................. 92 8.1.1 总图运输 ................................................................................................... 92 8.1.2 建筑与结构 ............................................................................................... 94 8.1.3 通风采暖除尘 ........................................................................................... 94 8.1.4 热力 ........................................................................................................... 95 8.1.5 给水排水 ................................................................................................... 95 8.1.6 电力及电讯 ............................................................................................... 96 8.1.7 工业仪表及自动化 ................................................................................... 96 8.2 焦炉节能 ......................................................................................................... 97 8.3 职工定员 ......................................................................................................... 97 8.4 工程概算 ......................................................................................................... 99 8.5 环境保护 ....................................................................................................... 100 8.6 劳动安全 ....................................................................................................... 100 9 焦炉重要经济指标 ................................................................................................ 102 参考文献 ................................................................................................................... 103 致 谢 ........................................................................................................................ 104
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1 绪论
1.1 煤炭资源
煤炭是中国储量最多、分布最广的不可再生战略资源。根据全国第三次煤炭资源预测与评价，中国煤炭资源总量约5.57万亿吨，居世界第一。
我国炼焦煤资源虽较丰富，但在地区和品种分布上明显存在两个不平衡。从总的分布来看，东部沿海地区的储量小，而产量较大，而内陆及西部地区储量高，近几年的产量逐步加大。仅山西、河南、内蒙古、安徽四省区的炼焦煤储量就占全国炼焦煤储量的70％。从各大区的分布情况看，也不平衡，华北地区炼焦煤储量约占全国储量的2/3，其中山西一省就占50％以上。华东地区炼焦煤储量集中在安徽和山东两省。安徽省炼焦煤储量占全国9％，全省90％以上的煤集中在淮南和淮北。东北地区炼焦煤储量较少，仅占全国炼焦煤储量的5％，主要分布在黑龙江、吉林两省。由于东北三省的开发强度大，不少矿区如本溪、抚顺等煤矿并已经枯竭。
我国炼焦煤品种虽然齐全，但分布很不平衡，储量最大的气煤(包括1/3焦煤)占我国炼焦煤储量的57％，肥煤、焦煤、瘦煤加到一起也不到炼焦煤储量的50％。具体的比例分布为：肥煤14.46％；焦煤16.89％；瘦煤12.38％；而且这些储量中高硫(S≥2％)的肥、焦、瘦煤分别占本煤种的48.0％、29.6％和56.64％；即有一半的肥煤和瘦煤是高硫煤，1/3的焦煤是高硫煤[1~2]。
总之，我国炼焦煤资源虽较丰富，但地区分布很不平衡，煤种虽较齐全，但以气煤(包括1/3焦煤)储量高、产量大、分布面广为特征。近年来随着我国炼焦规模的快速发展，对炼焦煤的需求大幅上升，优质炼焦煤的供求关系十分紧张。为此，加强宏观控制和综合利用弱黏煤的研究显得非常重要和紧迫。
炼焦煤的特性主要包括煤的变质程度、岩相组成、黏结性、化学成分以及煤的可选性等。总体而言，我国目前主要矿区生产的洗精煤，其硫分、灰分以气煤(包括1/3焦煤)为最低，焦煤的灰分为最高，肥煤的硫分为最高。在煤岩组分中，镜质组含量以肥墨煤最高，其他煤种相近，煤的可选性以气煤为最好。焦煤的可选性差，煤的硬度以气煤(包括部分l/3焦煤)为最高，较难破碎，肥煤最易破碎[3]。
我国煤炭资源，特别是炼焦煤资源有以下特点：
(1)勘探程度不高。在煤炭资源中，探明储量包括有大量普查找矿储量，占可供进一步勘探储量的78.7％，而尚未利用和将供建井的精查储量所占比重很小，只有9.4％。在炼焦煤资源中，普查储量占可供进一步勘探储量的81.0％，而尚未利用、可供建井的精查储量只占4.5％。
(2)炼焦煤资源有限，且品种不均衡。在炼焦煤保有储量中质量较差的约有80Gt，
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尚不能作为炼焦用煤。因此，可以用于炼焦的煤只有178 Gt。中部和东部地带的炼焦煤，绝大部分已经勘探，探明储量已接近资源量而西部和南部地带炼焦煤资源并不丰富。全国范围内气煤储量占一半以上：肥煤、焦煤、瘦煤的储量有限，与配合煤炼焦要求不匹配。
(3)煤炭储量按地区分布不均衡。我国煤炭资源的分布特点是东部少，中、西部多，南部少，北部多，这与中国经济发展，工业布局与人口分布状况不相适应。
(4)炼焦煤的可选性差。中国炼焦煤中以灰分高的煤居多，原煤灰分含量一般在20％~30％，有的甚至离达30~40％。含硫高的炼焦煤约占炼焦煤总量的20％，根据中重己开采的炼焦煤入洗情况，多数属于可选性差的煤，尤其是肥煤、焦煤和瘦煤[4]。
1.2 焦化行业背景
焦化工业是国民经济中的一个重要行业，已经历了一百多年的历史。它所以能发展到今天，其原因是焦化工业为钢铁工业提供了焦炭和燃气；为化学工业、医药工业、农业以及国防工业等国民经济部门提供了原料；对城市煤气化起了促进作用。目前焦化工业已经发展到了相当高的水平。
为了整顿炼焦行业规范，进一步推动中国的清洁生产，防止生态破坏，保护人民健康，促进经济发展，并为焦化企业开展清洁生产提供技术支持和导向，国家相继颁布了与炼焦行业相关的政策和法规。如：《焦化行业准入条件》、《清洁生产标准 炼焦行业》等。其他与炼焦行业相关的政策法规还有《炼焦炉大气污染物排放标准》、《污水综合排放标准》、《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《危险化学品生产储存建设项目安全审查办法》等。 1.《焦化行业准入条件》（2008年修订）[5]
为促进焦化行业产业结构优化升级，规范市场竞争秩序，依据国家有关法律法规和产业政策要求，按照―总量控制、调整结构、节约能（资）源、保护环境、合理布局‖的可持续发展原则，特制定本准入条件。现摘录相关条例如下：
（1）常规机焦炉：新建顶装焦炉炭化室高度必须≥6.0米、容积≥38.5m3；新建捣固焦炉炭化室高度必须≥5.5米、捣固煤饼体积≥35m3，企业生产能力100万吨/年及以上。钢铁企业新建焦炉要同步配套建设干熄焦装置并配套建设相应除尘装置。
（2）焦化生产企业应同步配套建设煤气净化（含脱硫、脱氰、脱氨工艺）、化学产品回收装置与煤气利用设施。热回收焦炉应同步配套建设热能回收和烟气脱硫、除尘装置。
（3）焦化企业应严格执行国家环境保护、节能减排、劳动安全、职业卫生、消防等相关法律法规。应同步建设煤场、粉碎、装煤、推焦、熄焦、筛运焦等抑尘、除尘设施，以及熄焦水闭路循环、废气脱硫除尘及污水处理装置，并正常运行。 （4）主要产品质量
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1）焦炭
冶金焦应达到GB/T1996-2003标准； 铸造焦应达到GB/T8729-1988标准； 2）焦炉煤气
城市民用煤气应达到GB13612-92标准； 工业或其它用煤气H2S含量应≤250mg/m3。
（5）焦化生产企业应达到《焦炭单位产品能耗》标准（GB21342-2008）和以下指标：
项目
综合能耗(kgce/t焦） 煤耗（干基）t/t焦 吨焦耗新水m3/t焦 焦炉煤气利用率 水循环利用率% 炼焦煤烧损率%
常规焦炉 ≤165*1 1.33*2 2.5 ≥98 ≥95
热回收焦炉 ≤165*1 1.33 1.2 — ≥95 ≤1.5
半焦（兰炭）炉 ≤260*1（内热） ≤230*1（外热）
1.65 2.5 ≥98 ≥95
注：*1综合能耗引用《焦炭单位产品能耗》标准（GB21342-2008）当电力折标系数为0.404kgce/KWH等价值时的现值标准，如采用电力折标系数为应为0.1229kgce/KWH的当量值时，155kgce/t焦；半焦（兰炭）炉的综合能耗标准相应调整，≤250（内热）、≤220（外热）。
*2适于装炉煤挥发份Vd=24～27%。若装炉煤挥发份超出此范围时，当予以折算。 热回收焦炉吨焦余热发电量：入炉煤干基挥发分为17％时，吨焦发电量≥350KWh；入炉煤干基挥发分为23％时，吨焦发电量≥430KWh。 （6）环境保护 1）污染物排放量
焦化生产企业主要污染物排放量不得突破环保部门分配给其排污总量指标。 2）气、水污染物排放标准
焦炉无组织污染物排放执行《炼焦炉大气污染物排放标准》（GB16171-1996），其它有组织废气执行《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996），NH3、H2S执行《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1996）。
酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。外排废水应执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。排入污水处理厂的达到二级，排入环境的达到一级标准。
3）固（液）体废弃物
备配煤、推焦、装煤、熄焦及筛焦工段除尘器回收的煤（焦）尘、焦油渣、粗苯蒸馏再生器残渣、苯精制酸焦油渣、脱硫废渣（液）以及生化剩余污泥等一切焦化生产的固（液）体废弃物，应按照相关法规要求处理和利用，不得对外排放。
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2．《清洁生产标准 炼焦行业》[6]
本标准适用于常规机械化焦炉焦炭生产企业的炼焦、煤气净化工段及主要 产品生产（不包括化学产品深加工和生活消耗）的清洁生产审核、清洁生产潜 力与机会的判断、清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公告制度。
本标准将炼焦行业生产过程清洁生产水平划分为三级技术指标： 一级：国际清洁生产先进水平； 二级：国内清洁生产先进水平； 三级：国内清洁生产基本水平。
1.3 焦化行业发展现状
现阶段国外主要炉型有德国的卡尔-斯蒂尔式焦炉、奥托式焦炉；日本的新日铁M式焦炉；美国的考伯斯式焦炉。进入21世纪以来，国外具有代表性的煤高温炼焦技术主要有日本的SCOFE21炼焦新技术、欧洲炼焦技术中心开发的巨型炼焦反应器和美国的无回收焦炉炼焦技术。其代表炉型分别为21世纪高产无污染大型焦炉（SCOPE21）、单室炉系统（SCS）和美国阳光煤业公司炉型[1]。
中国是世界焦炭生产大国，焦炭产量占世界焦炭产量的一半左右，已成为全球最大的焦炭生产和出口国。由此刺激发展了炼焦技术的快速发展，新建和改造焦炉数量直线上升，焦炉大型化比例显著提高；干熄焦、捣固炼焦、焦炉信息化改造、炼焦生产自动化等一批新技术得到推广和应用；扩大弱黏煤利用、配煤专家系统、煤与不同添加物的共焦化以及改善焦炭热性质等应用型研究也取得了可喜的成绩。现阶段中国比较普遍采用JN型、JNX型焦炉。6米焦炉现已成为主导炉型，另外，我国大型钢铁企业武汉钢铁公司、太原钢铁公司和马鞍山钢铁公司已签约引进德国7.63m超大容积焦炉，现均已投产。
1.4 捣固炼焦简介
1.4.1 基本原理
捣固炼焦，一般是用高挥发份弱黏结性或中等黏结性煤作为炼焦的主要配煤组分，将煤料粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送入焦炉炭化室内炼焦[7]。
1.4.2 捣固炼焦技术优势
节约资源
捣固炼焦的煤饼堆密度可由顶装煤炼焦的0.75t /m 3提高到1.00 t / m 3~1.15 t /m 3[8]，致使煤料颗粒间距减小，结构致密，有利于多配人高挥发性煤和弱粘结性煤，生产优质冶金焦炭。在焦炭质量略好或相同的情况下，捣固焦炉比顶装焦炉可多配人20%~30%的弱粘结性煤或高挥发分煤。捣固焦炭的使用还可以使高炉的生产率提高1/3以上。
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