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、二氧化碳及水蒸汽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，是较好的还原剂。

（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性原料工业。中国铁合金工业在近10年间得到飞速发展，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350万～450万吨、96～122万吨之间。中国加入世贸组织，将与世界各国开展更为密切的经贸往来。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、铁合金金属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剂反应，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

Si（液）+2C→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。焦炭灰分中的三氧化铝、氧化铁、氧化钙、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；未参加反应部分进入炉渣。焦炭中的硫和硅生成的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二铝和五氧化二磷等含量要少，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，能使电机深插、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%硅铁中要取得好的技术指标，还必须保证内蒙低变质煤半焦质地软，强度较低，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损耗。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，电石也作为钢铁的脱硫剂，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，在电弧炉和电阻热的高温（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）。

CaO+3C→CaC2+CO—46.52KJ

电石用半焦应具有灰分低、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%，灰分小于14%，挥发份小于2%，硫份小于1.5%，磷份小于0.04%，水份小于1.0%，粒度合格率要求在90%以上。

以往电石生产采用冶金碎焦作还原剂，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才代替昂贵的冶金焦，而出厂价格仅为冶金焦价格20%～30%的半焦自然成为众厂家的首选对象。

1.生产废水循环利用。并在3-5万吨半焦炉试用。

2.研发单炉年煤炭处理量40—45万吨，半焦产能30万吨的大规模半焦炉配套技术，形成具有自主知识产权的成套工艺技术基础。

3.设计单炉年煤炭处理量40-45万吨，半焦产能30万吨的大规模半焦炉配套技术，形成具有自主知识产权的成套装备基础。

4.形成单炉年煤炭处理量40—45万吨，半焦产能30万吨的大规模半焦炉。

5.为进一步申报国家循环经济示范项目，建设煤、半焦、电等原材料及化工清洁生产示范区奠定基础。

原计划进度：项目2006年度计划和目标是：开发和完善半焦生产等高效介质利用技术、封闭式布料加料技术、废水循环利用技术、高效焦油捕收技术、煤气净化技术，提高半焦质量和焦油回收率，实现半焦炉煤气发电及综合回收利用，实现半焦生产废水循环利用。并在3-5万吨/年半焦炉试用。

    2007年度主要是研发并设计出年煤炭处理量40-45万吨，半焦产能30万吨的大规模半焦炉，形成具有自主知识产权的成套技术和装备基础。形成30万吨半焦生产线，进行生产运行试验示范，并通过鉴定验收。