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焦炭制作过程(煤燃烧后为什么会成为焦炭)

时间:2024-07-09 13:45:12

  相信很多人都接触过焦炭,这种用烟煤炼制出来的东西燃点比普通煤高,但燃烧后散发的热量要远远高于普通煤,是炼钢的上好燃料。

  焦炭有一个使大家几乎相同的好奇点就是它的炼制。按照大多数人的想法,既然煤进入了燃烧的焦化炉,这些煤难道不该被烧成煤灰吗?怎么不但没成为煤灰,反而被炼制成了焦炭?

  煤在我们家庭使用中燃烧完就成为了煤灰,怎么到了焦化炉中却成为了焦炭?难道他们加入了别的东西?

  黑嫂曾经在一篇文章里说过,我是在山西生活过好久的,男人也在洗煤厂和焦化厂上过班。我对洗煤和炼焦都有着同样的好奇心,曾经数次进去观察,甚至是直接蹲在焦化炉上观察,我就是想知道这些煤是怎么成为焦炭的。

  其实,我们对于煤送进焦化炉中究竟被怎么样了有些误解。因为这个误解,所以才导致了我们弄不明白它是怎么成为焦炭的。

  今天我们就说一下煤是怎么炼成焦炭的。但在说之前,我们必须要明白煤炼焦炭的流程。

  Ⅰ:炼焦的流程

  当煤从洗煤厂被运到焦化厂时,这些被“旋流器”精心选出来的精煤会被分型号掺杂在一起,这个过程叫配煤。在距离焦化炉不远的地方堆成一座煤山。人在煤山下开一辆四轮道轨车运煤。这个四轮道轨车是上边大下面小,如一个漏斗状。这个车叫装煤车。

  掺好的精煤被送进这个装煤车后,有人开着这辆简陋的小铁车顺着焦化炉上的铁轨向前走。到了焦化炉上,下面是一排排的进煤口。一般来说,单个窑炉配两个进煤口,装煤车也是两个出料口。

  装煤车出料口对准焦化炉上的进煤口,将煤注入焦化炉。一直保持燃烧状态的焦化炉会马上引燃这些煤。而在焦化炉两侧,同轨道运行着一辆铁车,这辆铁车跨越过焦化炉保持同步。当然也有不跨越的,两侧各有一辆车,这两辆车,内侧的叫推焦车,外侧的叫拦焦车。

  焦化炉里侧的推焦车上有两个人。一个专门负责封闭窑门,另一个负责开推送机。而在另一侧的拦焦车上同样也是两个人,他们主要负责开窑门以及封闭窑门。

  在焦化炉的中间部分则是一间控制室,主要负责控制时间以及观察炉内温度。

  当某一炉焦炭炼好,外侧拦焦车上的人马上用拦焦车上的机器吸住窑门并打开挪离。而另一侧推焦车上的人则开推送机缓缓将推送机前比窑炉小了一圈的钢板送进窑炉。

  这块钢板推动着炉内已经炼制而成的焦炭从另外侧出来。在外侧的铁车下有一道沟,沟里有个人负责开着一辆铁车,他主要是用铁车接住这些被推出来的焦炭。这辆车叫熄焦车。

  火红的焦炭被推到这辆熄焦车上后,焦化炉两侧推焦车和拦焦车上的人则马上封闭窑门,并且用调好的泥将窑门缝隙都仔细糊好。(封闭窑门非常重要,目的是有效隔绝空气。)当他们糊好后,上面铁车上又有新的煤注入,以此来完成整个焦化炉的循环炼制。

  那些火红的焦炭被推到沟下熄焦车里后,开车的人会将这些焦炭送到前面一个熄焦的房间,这里面全是喷水龙头。当铁车进入后,这些龙头马上开始喷水熄焦降温。降温后的焦炭被铲车送到厂里的焦炭堆上,等着被运走。

  这就是煤炼焦炭的整个过程。

  不过,煤在焦化炉中经历了什么变成了焦炭呢?

  Ⅱ:由煤到焦炭的转变

  焦化炉的边墙上会有一排排的点火孔,如果是初次进煤,需要人工点燃。如果是一直运行着的,则这些地方永远不熄灭,保持着极高的温度。这些高温将炉壁烧得通红。当上面的煤被注入进去后,一层层被依次引燃。燃烧的煤又如传染一样将所有的煤引燃,这个过程叫直接加热。

  这些被引燃的煤因为燃烧而产生了大量的热废气。热废气加上燃烧而分裂出来的热气流一起涌入窑炉一侧的导火道。它们在导火道内接着燃烧时,又将燃烧产生的热量传入了窑内,这个过程叫间接加热。

  在双重加热加上煤本身燃烧的热量,以及炉璧自身的热量加持下,炉内的温度会急剧上升,达到950到1050度。急剧上升的温度使煤中残留的挥发物尽数挥发,留下来不挥发的东西就成为了焦炭。而这些挥发物经过特制的炉道排出,一部分成为烟排到了空中,一部分成为焦油附着在了烟囱内。

  所以,每个焦化炉上都得有个专门捅焦油的人。

  换句话说,焦炭是煤在隔绝空气的高温炉中燃烧时,被干燥后热解,接着又因为高温而粘结固化形成。其实就是个脱水、热解、脱氢、热缩合、加氢、焦化等反应的过程,这个反应过程叫“干馏”,也就是所谓的高温炼焦。它看似燃烧,但又不是我们所理解的那种燃烧,因为在窑炉极度的高温下,空气是进不去的。

  如果空气没被隔绝,那些剩余的也会燃烧殆尽。这就是为什么我们在家里烧煤最终成为了煤灰,那是因为在空气的帮助下全部燃烧完了。如果能在其附着的挥发物挥发出来后,马上把我们自己烧的煤送进一个隔绝空气的器皿中,那么也是可以得到品质不太好的焦炭。

  在古代时,人们就已经开始炼制焦炭,但那个时候并没有如此先进的工具以及办法,他们会采取土办法。最简单的就是将燃烧着的煤快速埋入一个深坑中用土填实,这些煤会成为焦炭。

  品质当然不能和机制炼焦比,但其原理其实是差不多的,只不过有工具和工艺上的代差罢了。

  当然了,现代炼焦不止高温炼焦一种,还有中温炼焦和低温炼焦,但大部分用的都是高温炼焦法。

  Ⅲ:当焦炭被炼制成功后,被运往钢铁厂进行炼制钢铁。这些全是精选的精煤配比炼制而成,加上所有挥发物已经挥发完毕,所以焦炭的上端火焰并不是红色的,而是温度更加高的蓝色。具有热量高、燃烧持久等特点。

  我们在理解煤变成焦炭的过程时,不能单纯理解成煤是经过燃烧后就成为了焦炭,虽然看着是这样,但这样是不准确的。它前期是经过了燃烧,但实质则是隔绝空气后进行的干熘,和我们普通理解的燃烧有着本质上的区别。

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