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第一节 炼焦化学产品构成和产率
第二节 炼焦化学产品回收办法及典型流程
第三节 焦炉煤气应用现实状况与应用前景
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第一节 炼焦化学产品构成和产率
一、炼焦化学产品生成、构成和产率
二、影响炼焦化学产品产率原因
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一、炼焦化学产品生成、构成和产率
煤在焦炉高温干馏作用下，因受热发生一系列复杂物理化学改变。在温度200℃下列水分蒸发，同时析出吸附在煤中CO2、CH4等气体。250～300℃时煤大分子端部含氧化合物开始分解，生成CO2、H2O和酚类。约在500℃煤大分子芳香族稠环化合物侧链断裂和分解，生成脂肪烃类和氢气。约在600℃以前从胶质层析出和部分从半焦中析出蒸气和气体称为初次分解产物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初焦油，氢气含量很低。初次分解产物在炭化室内析出过程中，75％产物通过赤热焦炭层和沿着温度约为1000℃炉墙向炭化室顶部空间流动，剩余产物侧通过温度低于400℃两侧胶质层之间煤料而逸出。
当分解产物通过赤热焦炭和沿炭化室炉墙向上流动时，受到高温作用，这部分产物中碳氢化合物在到达炭化室顶部空间之前，不可避免受到二次热解，析出氢气和环烷烃芳构化，生成二次热裂解产物。在炭化过程中炉顶空间温度大部分时间在800℃左右。热解气体还也许产生芳构化反应。
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炼焦化学产品构成和数量随干馏温度及原煤性质改变而改变，由每个炭化室逸出煤气构成随炭化室时间而异，但由于炼焦炉整个炉组生产连续，正常生产情况下，焦炉煤气总体构成基本是一致，高温干馏产品产率见表5-1。
表5-1 高温干馏产品产率
～
～
～
2～4
3～
15～19
70～78
产率（对干煤wt％）
其它
氨
粗苯
化合水
焦油
净焦炉煤气
焦炭
产品
一、炼焦化学产品生成、构成和产率
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经回收化学产品和净化后焦炉煤气，其构成见表5-2。
焦炉煤气中其它组分产率见表5-3。
表5-2 净焦炉煤气构成
名 称
净焦炉煤气构成，体积％
组分
H2
CH4
CO
N2
CO2
CnCm
O2
含量
54～59
24～28
～7
3～5
1～3
2～3
～
一、炼焦化学产品生成、构成和产率
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表5-3 焦炉煤气中其它组分产率 g/标m3
组分
水蒸气
焦油汽
粗苯
NH3
硫化氢
含量
250～450
80～120
30～45
8～16
6～30
组分
氰化物
萘
吡啶盐基
其它硫化物
含量
～
8～12
～
2～
一、炼焦化学产品生成、构成和产率
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二、影响炼焦化学产品产率原因
炼焦配煤性质和炼焦过程操作条件决定着炼焦化学产品产率。
1、配煤性质和构成影响
（1）煤气成份和产率
煤气成份和产率与煤变质程度相关。低变质程度煤在干馏时，所产生煤气中CO、 CH4、CnHm含量高，而氢气含量低。伴随变质程度增长，前三者含量相对减少，而氢含量增长。因此配煤成份对煤气构成有很大影响。煤气产率G(％)与配煤挥发分相关，可由下式求得
式中α—与煤种相关系数(气煤α＝3，焦煤α=)；
Vdaf——配煤无水无灰基挥发分，％。
(5-1)
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（2）焦油产率
配煤挥发分和煤变质程度决定焦油产率。
在配煤挥发分Vdaf =20％～30％范围内，焦油产率可由下式求得
(5-2)
式中T---焦油产率，％
1、配煤性质和构成影响
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（3） 苯族烃产率
在一定范围内，苯族烃产率随煤H／C比值及挥发分增长而增长，当配煤挥发份在20％～36％时，粗苯产率可按下式估算：
式中 B--粗苯产率，％。
(5-3)
1、配煤性质和构成影响
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（4）氨、化合水产率
煤气中氨起源于煤中氮。普通配煤中约60％氮存在于焦炭中，约15％～20％氮与氢化合生成氨。其余部分转化为氰化氢、吡啶盐基或其它含氮化合物。配煤性质不同，氨产率显然是不同，％～％。
化合水产率同配煤合氧量相关。配煤中氧约有55％～60％在炼焦时转变为水、且此值随配煤挥发分降低而增加。
1、配煤性质和构成影响
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