焦炭中的含硫量(Mr黑色31：初识焦炭)

Posted 2023-06-02

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焦炭中的含硫量(Mr黑色31：初识焦炭)

焦炭是一种固体燃料，亦称“焦块”、“焦渣”。煤在锅炉炉内加热到850℃以上时，随着温度升高，煤中的有机物分解，其中挥发性产物逸出后，残留下的不挥发产物就是焦炭。其中包括能燃烧的固定碳和燃烧残余物——灰分。燃烧时发出很短的蓝色火焰，并释放大量热量。燃烧过程缓慢而持久，且易在表面形成灰壳。为使焦炭燃尽，应设法及时除去其灰壳。焦炭的物理性质(如粘结性等)，对于层燃炉的运行具有较大的影响。

焦炭的主要成分是固定碳，挥发物很少，燃烧时无烟。热值约为25104 kJ/kg—31380 kJ/kg。银白色或灰黑色，有金属光泽，坚硬多孔。大块的称作块焦或冶金焦，小块称作碎焦，粉末的称作焦屑。铁合金生产中用焦炭作还原剂，要求焦炭的固定碳越高越好，灰分越少越好。其粒度对冶炼有很大影响。

焦炭的资源分布

焦炭产量约占焦化产品的75%左右。焦炭主要用于炼铁，它在生铁生产成本中约占1/2～1/3。高炉冶炼过程实际上是将铁矿石还原的过程，焦炭即充当了还原剂和热量来源。焦炭又可用于肥料工业，利用焦炭与水蒸气、空气作用，制成半水煤气，然后再使氢与空气中的氮结合生成氨。焦炭还是生产乙炔、氰氨基钙、二硫化碳和电极等反应剂，也是城市煤气工业的重要原料。从中国焦炭产量分布情况看，中国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。

焦炭的资源分布与钢厂的分布有着较为密切的关系，焦炭主要用于炼钢，所以焦化厂的主要客户群体围绕钢厂展开，同时需要兼顾焦炭原料——焦煤的资源状况，其分布特点满足市场导向型和原料导向型两个特点。

从资源的角度上看，中国的炼焦煤资源并不比充足。世界煤炭资源中，炼焦煤还不到资源量的1/10，我国炼焦煤资源约占世界炼焦煤总资源量的13%。我国焦煤储量并不丰富，而且分布不均匀，炼焦煤可采储量占总可采储量的34.4%，在炼焦煤储量中，气煤（包括1/3焦煤）最多，占45.73%，肥煤和气肥煤比例最少，占12.81%，焦煤占23.6%，瘦煤、贫瘦煤占15.89%。山西省炼焦煤资源量最多，占全国炼焦煤储量的51.3%。炼焦煤储量占全国第二至第八位的分别是安徽省、贵州省、山东省、河北省、黑龙江省、河南省和内蒙古自治区。

焦炭的化学成分及对冶金行业的影响

1 、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石； 3.5% 来自石灰石； 82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于 1.6% ，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增加 1.8% ，石灰石加入量增加 3.7%，矿石加入量增加 0.3% 高炉产量降低 1.5 — 2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1% ，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4 — 0.7%。

2 、焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在 0.02 — 0.03% 以下。

3 、焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加 1% ，焦炭用量增加 2 — 2.5% 因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。

其他挥发分、水分等在此不做介绍。

焦炭在冶炼中作用

第一个作用是燃烧提供热量，第二是作为料柱骨架，第三是作为铁还原剂，参与高炉中Fe元素的还原过程；第三是作为生铁形成过程中渗碳的碳源。

需要注意的是在高炉炼铁的过程中焦炭使用量称之为焦比，而在实际的成本计算过程中使用的是综合焦比，还包括喷吹煤，通过热量的综合折算计算得到综合焦比，一般在炼铁成本的计算过程中使用0.5吨的焦炭计算。但钢厂在实际的冶炼过程中，综合焦比并固定。

焦炭的成本结构

按照吨焦成本来算，1.3吨的精煤可以生产1吨焦炭，那么其原料成本就是计算出1.3吨配合煤的成本，也就是各种煤成本之和，这就是原料成本。在炼焦配煤时，各种煤种的比例没有统一的公式，比如山西某焦化厂使用的是顶装焦炉，配煤的情况是：焦煤占50%，肥煤占25%，瘦煤占5%，1/3焦煤占20%，根据这样的配比就可以计算吨焦的原料成本。但每个焦化厂各煤种的配比不同，考虑各种煤种比例以及成本，有一个最佳的配比比例。

焦煤和肥煤是主要的炼焦用煤，但在我国的储量比例相对较小。我国炼焦煤的储量并不丰富，占全国煤炭保有储量的比重不大，而且品种很不均衡，地区分布差异巨大。炼焦煤的产量从品种来看，我国焦煤产量最大，每年超过2.2亿吨，占比达到27.2%，其次是气煤和1/3焦煤，分别占23.6%和19.4%，而肥煤的产量仅占比约10.3%左右。也就是说，在中国的炼焦煤产量中，各煤种之间的比例非常不协调。而在配煤炼焦中，强粘结性的主焦煤和肥煤一般应占50%~60%，但实际上中国主焦煤和肥煤的总产量偏低，即我国炼焦工业所需的强粘结性煤至少缺1/2。特别是中国主焦煤和肥煤的可选性又普遍低于结焦性相对较弱、煤化程度较低的气煤和1/3焦煤，因而在炼焦精煤中的主焦煤和肥煤比例更显不足。

近年来国内进口的焦煤主要就是补充国内资源的不足。