主要产品简介

        低变质长焰煤干馏的产品有三种。半焦，具有低灰、低硫、固定碳高的特点，是铁合金、化肥、电石、高炉喷吹等行业的燃料及还原剂，又是生产炭化料、活性碳等化工产品的原料，为下游产品质量上档次、节约能源、降低生产成本、增加产量等创造了有利条件。缺点是强度小、抗碎性差，所以一般不能用于大型钢炉生产。副产品为煤焦油和焦炉煤气。图为煤干馏后各种产品的利用方向。

图为榆林市低变质煤干馏产品利用方向

    半焦的应用

        低变质煤干馏过程中，析出大量挥发分，形成一批不同大小的孔隙，同时打开煤粒中原有的封闭孔；半焦作为热载体循环的过程中，与反应体系中存在的氧气、一氧化碳、二氧化碳及水蒸气介质进一步发生活化反应，使半焦中孔隙更加发达，这些因素导致半焦的表面积及微孔平均当量半径增大。同时半焦由于含铝低挥发分高，气孔率大，比电阻高，反应性能强，是比较好的原剂。

（1）    在铁合金上的应用

铁合金是钢铁工业体系中必不可少的基础原料工业。中国铁合金工业在近10年得到飞速发展，成为一个铁合金生产大国和出口大国，但是还不具备铁合金工业强国的技术经济实力。近5年我国的铁合金年产量和出口量分别波动在350万～450万t、96～122万t之间。中国加入世贸组织，将与世界各国展开更密切的经贸往来。随着我国铁合金工业的迅速发展，对铁合金焦的需求量日益增加。但是目前冶炼铁合金所用的还原剂仍然主要是冶金碎焦。冶金碎焦用作还原剂，其还原性能并不好，同时还浪费了宝贵的炼焦煤资源。另一方面适于作还原剂的低变质程度的煤炭资源，并未得到合理利用。铁合金专用焦的性质对铁合金的冶炼电耗、提高产品质量及炉况有举足轻重的作用。世界各国为了降低铁合金的电耗，提高产品质量，都在发展用低灰、高挥发分的低变质煤生产铁合金专用焦，以代替部分紧缺的冶金焦，这也为非炼焦煤找到了新的利用途径。

铁合金用焦是用于矿热炉冶炼铁合金的焦炭。铁合金用焦在矿热炉中作为固态还原剂参与还原反应，反应主要在炉子中下部的高温区进行。以冶炼硅铁合金为例，其反应式为

SiO₂（液）+2C（固）→Si（液）+2CO(气)

随着反应的进行，焦炭中的固定碳不断消耗，主要以CO形式从炉顶逸出。焦炭灰份中的三氧化铝、氧化铁、氧化镁和五氧化二磷等，部分或大部分被还原出来，进入合金中；未参加反应的部分进入炉渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后挥发掉。冶炼不同品种的铁合金，对焦炭质量的要求不一，生产硅铁合金时对焦炭质量要求最高，所以能满足硅铁合金生产的铁合金焦，一般也能满足其他铁合金生产的要求。

硅铁合金生产对焦炭的要求是：固定碳含量高，灰份低，灰中有害物质三氧化铝和五氧化二磷等的含量要少，焦炭反应性好，焦炭电阻率特别是高温电阻率要大，挥发份要低，有适当的强度和块度，水分少而稳定。

中国冶标（YB/T034-92）规定了铁合金半焦的技术要求，要求颗粒度为

2～8mm，8～20mm，8～25mm。

表2.2《铁合金专用焦炭质量标准（YB/T034-92）》

西北铁合金厂在5MVA矿热炉上采用内蒙低变质煤半焦全部替代气煤焦、冶金焦冶炼75%硅铁的实践证明，低变质煤半焦冶炼75%硅铁是适宜可行的，能使电极深插、给足负荷，利于降低单位电耗和生产成本。焦中灰分及其氧化铝含量较低，冶炼出的合金含铝量也低，这对于冶炼低铝出口硅铁来说是很有意义的。比电阻和反应活性虽然比冶金焦好，但在冶炼75%硅铁要取得好的技术经济指标，还必须保证内蒙低变质煤铁合金焦的成分及水分稳定，并辅之合理的工艺和操作。内蒙低变质煤半焦质地软，强度低，成焦后粉末较多，为取得较好的经济效益，应尽量减少破碎时的耗损。青海山川铁合金公司使用低温半焦冶炼75%硅铁，也取得了很好的效果。西北轴承集团铁合金分公司用老高川低变质煤半焦冶炼低铝硅铁，这种半焦的化学活性好，质量稳定，价格低廉。特别是其灰分低、灰中AL₂O₃低，因此是冶炼低铝硅铁的理想还原剂。

  （2）在电石生产中的应用

电石是有机合成工业的重要基本原料，以电石乙炔为原料可制取乙烯、氯丁橡胶、氰氨化钙、乙酸、三氯乙烯等，电石也作钢铁的脱硫剂，还用于金属的切割和焊接。需求量大、发展迅猛是我国电石行业近年发展的特点。

电石用半焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热用的焦炭。电石用焦加入电弧炉中，在电弧热和电阻热的高温（1800～2200℃）作用下，和石灰石发生复杂的反应，生成熔融状态的碳化钙（电石）。其生成过程可用下列反应式表示：

Ca+3C→CaC₂+CO-46.52KJ

电石用半焦应具有灰份低、反应性高、电阻率大和粒度适中（3～20mm）等特性，还要尽量除去粉末和降低水分。其化学成分和粒度一般应符合如下要求：固定碳大于84%，灰份小于14%，挥发份小于2%，硫分小于1.5%，磷份小于0.04%，水分小于1.0%，粒度合格率要求在90%以上。

以往电石在生产采用冶金碎焦做还原剂，但是随着全球经济的转暖，特别是我国经济的迅猛发展，资源紧缺问题日趋突出。作为冶金行业重要原材料的焦炭，在过去一年里价格几乎翻了一番。众多高能耗而又薄利的电石生产厂家纷纷寻求一种廉价的新型碳素材料来代替昂贵的冶金焦，而出厂价格仅为冶金焦价格的20%～30%的半焦自然成为众厂家的首选对象。