煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到950℃左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
为保证焦炭质量,选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性;绝大部分炼焦用煤必须经过洗选,以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时,还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦,由于其胶质体粘度大,容易产生实高膨胀压力,会对焦炉砌体造成损害,需要通过配煤炼焦来解决。
产品和用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。
(1)焦炭。炼焦最重要的产品,大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁,其次用于铸造与有色属冶炼工业,少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中,焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。
(2)煤焦油。焦化工业的重要产品,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用
(3)煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形试作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收,不但为了经济效益,也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气,发热量为17500kj/Nm3左右,每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3,其质量约占装炉煤的16%~20%,是钢铁联合企业中的重要气体燃料,其主要成分是氢和甲烷,可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。
焦炭通常按用途分为冶金焦(包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等)、气化焦和电石用焦等。
由煤粉加压成形煤,在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦,全文如下。目录炼焦煤简介炼焦煤资源炼焦煤分布??焦炭的种类电石焦基础知识铁合金焦基础知识硅铁合金生产对焦炭的要求焦炭的质量指标焦炭转鼓实验方法炼焦煤简介炼焦煤资源炼焦煤分布??焦炭的种类电石焦基础知识铁合金焦基础知识硅铁合金生产对焦炭的要求焦炭的质量指标焦炭转鼓实验方法展开 编辑本段炼焦煤简介 炼焦煤:按照煤炭用途进行划分,作为生产原料,用来生产焦炭,进而用于钢铁行业的煤炭种类。
除了炼焦煤之外,还分为动力燃料用的动力煤,化工行业原料用的无烟煤,钢铁行业高炉喷吹用的喷吹煤。 炼焦煤主要包括:贫瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3焦煤、肥煤、气煤、气肥煤七种。
编辑本段炼焦煤资源 《BP世界能源统计2007》数据显示,2006年末全球探明的煤炭可采储量总计9090.64亿吨,可采年限为147年。根据煤炭变质程度,煤炭探明储量中焦煤不到资源量的1/10。
世界焦煤资源中,肥煤、主焦煤、瘦煤约占1/2,其经济可采储量约5000亿吨,其中低灰、低硫的优质焦煤资源大约仅有600亿吨。世界焦煤资源中,约有1/2 分布在亚洲地区,1/4 分布在北美洲地区,其余1/4 则分散在世界其它地区。
从焦煤查明资源储量情况看,中国焦煤资源占世界25%左右,具备比较优势。 我国的炼焦煤储量低,优质资源稀缺。
我国炼焦煤的储量仅为2,758亿吨,占全国查明煤炭资源储量的27%。其中,气煤占我国煤炭总资源量的13.75%、肥煤占3.53%,主焦煤占5.81%,瘦煤占4.01%。
去除高灰、高硫、难洗选、不能用于炼焦的部分,优质的焦煤和肥煤的资源稀缺,占查明煤炭资源储量的比例不足6%和3%。 与我国丰富的煤炭资源相比,中国炼焦煤资源相对稀缺,储量仅占我国煤炭总量的26.3%,且近年来在找矿方面几乎没有新的发现。
其中粘结性差、适合作配煤的气煤储量占到近一半,而强粘结性的主焦煤和肥煤仅占煤炭总储量的3.53%和5.81%,也就是说,炼焦煤的主要配煤品种—主焦煤和肥煤合计仅占焦煤总储量比重为36%左右。编辑本段炼焦煤分布? 中国埋藏深度在1000米以内的炼焦煤资源80%分布在山西省和贵州省。
山西省焦煤查明资源储量1694.6亿吨,占全国焦煤查明储量61.4%;山西省焦煤可采储量331.6 亿吨,占全国可采储量51.3%,山西省焦煤可采储量和查明资源储量均位居全国首位。焦煤查明资源储量占全国第二、三、四、五位的分别是安徽省236.2 亿吨、山东省172.7 亿吨、贵州省98.6 亿吨、黑龙江省98.2 亿吨。
编辑本段?焦炭的种类 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。
中国制定的冶金焦质量标准(GB/T1996-94)就是高炉质量标准。 气化焦是专用于生产煤气的焦炭。
主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2为可燃成分的煤气。气化过程的主要反应有: C+O2→CO2+408177KJ CO2+C→2CO-162142KJ C+H2O→CO+H2-118628KJ C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ 因为产生CO和H2的过程均是吸热反应,需要的热量由焦炭的氧化、燃烧提供,因此气化焦也是气化过程的热源。
气化焦要求灰分低、灰熔点高、块度适当和均匀。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分1250℃;挥发分<3.0%;粒度15-35mm和35mm两级。
冶金焦虽可以用作气化焦,但由于受炼焦煤资源和价格等的限制,一般不用冶金焦制气。以高挥发分粘结煤为原料生产的气煤焦,块度小、强度低,不适用于高炉冶炼,但它的气化反应性好,可取代气化焦用于制气。
电石用焦是在生产电石的电弧炉中作导电体和发热体用的焦炭。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,和石灰发生复杂的反应,生成熔融状态的炭化钙(电石)。
其生成过程可用下列反应式表示: CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL编辑本段电石焦基础知识 电石用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发应,生成熔融状态的碳化钙(电石)。
其生成过程可用下列发应式表示: CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ 电石用焦应具有灰份低、反应性高、电阻率大和粒度适中等特性,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%,硫份小于1.5%,磷分小于0.04%,水分小于1.0%,粒度根据生产电石的电弧炉容量而定: 电炉容量/KV?A 粒度/mm 20000 3-20 粒度合格率要求在90%以上。
编辑本段铁合金焦基础知识 铁合金焦是用于矿热炉冶炼铁合金的焦炭。铁合金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。
以冶炼归铁合金为例,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。
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初中化学基础知识总结和常用口诀 一、物质的学名、俗名及化学式 ⑴金刚石、石墨:C⑵水银、汞:Hg (3)生石灰、氧化钙:CaO(4)干冰(固体二氧化碳):CO2 (5)盐酸、氢氯酸:HCl(6)亚硫酸:H2SO3 (7)氢硫酸:H2S (8)熟石灰、消石灰:Ca(OH)2 (9)苛性钠、火碱、烧碱:NaOH (10)纯碱:Na2CO3 碳酸钠晶体、纯碱晶体:Na2CO3·10H2O (11)碳酸氢钠、酸式碳酸钠:NaHCO3 (也叫小苏打)(12)胆矾、蓝矾、硫酸铜晶体:CuSO4·5H2O (13)铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3(分解生成三种氧化物的物质)(14)甲醇:CH3OH 有毒、失明、死亡(15)酒精、乙醇:C2H5OH (16)醋酸、乙酸(16.6℃冰醋酸)CH3COOH(CH3COO- 醋酸根离子) 具有酸的通性(17)氨气:NH3 (碱性气体)(18)氨水、一水合氨:NH3·H2O(为常见的碱,具有碱的通性,是一种不含金属离子的碱)(19)亚硝酸钠:NaNO2 (工业用盐、有毒) 二、常见物质的颜色的状态 1、白色固体:MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca(OH)2、KClO3、KCl、Na2CO3、NaCl、无水CuSO4;铁、镁为银白色(汞为银白色液态) 2、黑色固体:石墨、炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4▲KMnO4为紫黑色 3、红色固体:Cu、Fe2O3 、HgO、红磷▲硫:淡黄色▲ Cu2(OH)2CO3为绿色 4、溶液的颜色:凡含Cu2+的溶液呈蓝色;凡含Fe2+的溶液呈浅绿色;凡含Fe3+的溶液呈棕黄色,其余溶液一般不无色。
(高锰酸钾溶液为紫红色) 5、沉淀(即不溶于水的盐和碱):①盐:白色↓:CaCO3、BaCO3(溶于酸)AgCl、BaSO4(也不溶于稀HNO3) 等 ②碱:蓝色↓:Cu(OH)2 红褐色↓:Fe(OH)3白色↓:其余碱。 6、(1)具有刺激性气体的气体:NH3、SO2、HCl(皆为无色) (2)无色无味的气体:O2、H2、N2、CO2、CH4、CO(剧毒) ▲注意:具有刺激性气味的液体:盐酸、硝酸、醋酸。
酒精为有特殊气体的液体。 7、有毒的,气体:CO 液体:CH3OH 固体:NaNO2 CuSO4(可作杀菌剂 ,与熟石灰混合配成天蓝色的粘稠状物质——波尔多液) 三、物质的溶解性 1、盐的溶解性 含有钾、钠、硝酸根、铵根的物质都溶于水 含Cl的化合物只有AgCl不溶于水,其他都溶于水; 含SO42-的化合物只有BaSO4 不溶于水,其他都溶于水。
含CO32-的物质只有K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3溶于水,其他都不溶于水 2、碱的溶解性 溶于水的碱有:氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠和氨水,其他碱不溶于水。难溶性碱中Fe(OH)3是红褐色沉淀,Cu(OH)2是蓝色沉淀,其他难溶性碱为白色。
(包括Fe(OH)2)注意:沉淀物中AgCl和BaSO4 不溶于稀硝酸,其他沉淀物能溶于酸。如:Mg(OH)2 CaCO3 BaCO3 Ag2 CO3 等 3、大部分酸及酸性氧化物能溶于水,(酸性氧化物+水→酸)大部分碱性氧化物不溶于水,能溶的有:氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠(碱性氧化物+水→碱) 四、化学之最 1、地壳中含量最多的金属元素是铝。
2、地壳中含量最多的非金属元素是氧。 3、空气中含量最多的物质是氮气。
4、天然存在最硬的物质是金刚石。 5、最简单的有机物是甲烷。
6、金属活动顺序表中活动性最强的金属是钾。 7、相对分子质量最小的氧化物是水。
最简单的有机化合物CH4 8、相同条件下密度最小的气体是氢气。9、导电性最强的金属是银。
10、相对原子质量最小的原子是氢。11、熔点最小的金属是汞。
12、人体中含量最多的元素是氧。13、组成化合物种类最多的元素是碳。
14、日常生活中应用最广泛的金属是铁。 15、最早利用天然气的是中国;中国最大煤炭基地在:山西省;最早运用湿法炼铜的是中国(西汉发现[刘安《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜” ]、宋朝应用);最早发现电子的是英国的汤姆生;最早得出空气是由N2和O2组成的是法国的拉瓦锡。
五、初中化学中的“三” 1、构成物质的三种微粒是分子、原子、离子。 2、还原氧化铜常用的三种还原剂氢气、一氧化碳、碳。
3、氢气作为燃料有三大优点:资源丰富、发热量高、燃烧后的产物是水不污染环境。 4、构成原子一般有三种微粒:质子、中子、电子。
5、黑色金属只有三种:铁、锰、铬。 6、构成物质的元素可分为三类即(1)金属元素、(2)非金属元素、(3)稀有气体元素。
7、铁的氧化物有三种,其化学式为(1)FeO、(2)Fe2O3、(3) Fe3O4。 8、溶液的特征有三个(1)均一性;(2)稳定性;(3)混合物。
9、化学方程式有三个意义:(1)表示什么物质参加反应,结果生成什么物质;(2)表示反应物、生成物各物质问的分子或原子的微粒数比;(3)表示各反应物、生成物之间的质量比。化学方程式有两个原则:以客观事实为依据;遵循质量守恒定律。
10、生铁一般分为三种:白口铁、灰口铁、球墨铸铁。 11、碳素钢可分为三种:高碳钢、中碳钢、低碳钢。
12、常用于炼铁的铁矿石有三种:(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3);(2)磁铁矿(Fe3O4);(3)菱铁矿(FeCO3)。 13、炼钢的主要设备有三种:转炉、电炉、平炉。
14、常与温度有关的三个反应条件是点燃、加热、高温。 15、饱和溶液变不饱。
全称炼焦化学工业
炼焦化学工业是煤炭化学工业的一个重要部分,煤炭主要加工方法是高温炼焦(950---1050摄氏度)、中温炼焦、低温炼焦等三种方法。冶金行业一般采用高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品。产品焦炭可作高炉冶炼的燃料,也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气;可用于制造生产合成氨的发生炉煤气,也可用来制造电石,以获得有机合成工业的原料。在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品,并获得净焦炉煤气、煤焦油、粗苯精制加工和深度加工后,可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等,这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。净焦炉煤气可供民用和作为工业燃料。煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。炼焦化学工业的产品已达数百种,我国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品,这对我国的国民经济发展具有十分重要的意义。
中国是焦化产品生产、消费以及出口大国,焦化产品广泛用与化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业,近年来焦化产业得到快速发展。山西省是中国第一产焦大省,2006年生产焦炭9200万吨,约占全国的三分之一,焦炭资源出口供应量约占全国总量的80%,多年以来,山西焦炭在国际贸易市场上的比重均超过50%。
化合反应 1、镁在空气中燃烧:2Mg + O2 点燃 2MgO 2、铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 3、铝在空气中燃烧:4Al + 3O2 点燃 2Al2O3 4、氢气在空气中燃烧:2H2 + O2 点燃 2H2O 5、红磷在空气中燃烧:4P + 5O2 点燃 2P2O5 6、硫粉在空气中燃烧: S + O2 点燃 SO2 7、碳在氧气中充分燃烧:C + O2 点燃 CO2 8、碳在氧气中不充分燃烧:2C + O2 点燃 2CO 9、二氧化碳通过灼热碳层: C + CO2 高温 2CO 10、一氧化碳在氧气中燃烧:2CO + O2 点燃 2CO2 11、二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液):CO2 + H2O === H2CO3 12、生石灰溶于水:CaO + H2O === Ca(OH)2 13、无水硫酸铜作干燥剂:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4•5H2O 14、钠在氯气中燃烧:2Na + Cl2点燃 2NaCl 分解反应 15、实验室用双氧水制氧气:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑ 16、加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17、水在直流电的作用下分解:2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑ 18、碳酸不稳定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑ 19、高温煅烧石灰石(二氧化碳工业制法):CaCO3 高温 CaO + CO2↑ 置换反应 20、铁和硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 21、锌和稀硫酸反应(实验室制氢气):Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑ 22、镁和稀盐酸反应:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 23、氢气还原氧化铜:H2 + CuO 加热 Cu + H2O 24、木炭还原氧化铜:C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑ 25、甲烷在空气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O 26、水蒸气通过灼热碳层:H2O + C 高温 H2 + CO 27、焦炭还原氧化铁:3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑ 其他 28、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4 29、甲烷在空气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O 30、酒精在空气中燃烧:C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O 31、一氧化碳还原氧化铜:CO+ CuO 加热 Cu + CO2 32、一氧化碳还原氧化铁:3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 33、二氧化碳通过澄清石灰水(检验二氧化碳):Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 34、氢氧化钠和二氧化碳反应(除去二氧化碳):2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O 35、石灰石(或大理石)与稀盐酸反应(二氧化碳的实验室制法):CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑ 36、碳酸钠与浓盐酸反应(泡沫灭火器的原理): Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑ 一. 物质与氧气的反应: (1)单质与氧气的反应: 1. 镁在空气中燃烧:2Mg + O2 点燃 2MgO 2. 铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 3. 铜 在空气中受热:2Cu + O2 加热 2CuO 4. 铝在空气中燃烧:4Al + 3O2 点燃 2Al2O3 5. 氢气中空气中燃烧:2H2 + O2 点燃 2H2O 6. 红磷在空气中燃烧:4P + 5O2 点燃 2P2O5 7. 硫粉在空气中燃烧: S + O2 点燃 SO2 8. 碳在氧气中充分燃烧:C + O2 点燃 CO2 9. 碳在氧气中不充分燃烧:2C + O2 点燃 2CO (2)化合物与氧气的反应: 10. 一氧化碳在氧气中燃烧:2CO + O2 点燃 2CO2 11. 甲烷在空气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O 12. 酒精在空气中燃烧:C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O 二.几个分解反应: 13. 水在直流电的作用下分解:2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑ 14. 加热碱式碳酸铜:Cu2(OH)2CO3 加热 2CuO + H2O + CO2↑ 15. 加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):2KClO3 ==== 2KCl + 3O2 ↑ 16. 加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17. 碳酸不稳定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑ 18. 高温煅烧石灰石:CaCO3 高温 CaO + CO2↑ 三.几个氧化还原反应: 19. 氢气还原氧化铜:H2 + CuO 加热 Cu + H2O 20. 木炭还原氧化铜:C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑ 21. 焦炭还原氧化铁:3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑ 22. 焦炭还原四氧化三铁:2C+ Fe3O4 高温 3Fe + 2CO2↑ 23. 一氧化碳还原氧化铜:CO+ CuO 加热 Cu + CO2 24. 一氧化碳还原氧化铁:3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 25. 一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+ Fe3O4 高温 3Fe + 4CO2 四.单质、氧化物、酸、碱、盐的相互关系 (1)金属单质 + 酸 -------- 盐 + 氢气 (置换反应) 26. 锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 27. 铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 28. 镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 29. 铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑ 30. 锌和稀盐酸Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 31. 铁和稀盐酸Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 32. 镁和稀盐酸Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 33. 铝和稀盐酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑ (2)金属单质 + 盐(溶液) ------- 另一种金属 + 另一种盐 34. 铁和硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 35. 锌和硫酸铜溶液反应:Zn + CuSO4 === ZnSO4 + Cu 36. 铜和硝酸汞溶液反应:Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg (3)碱性氧化物 +酸 -------- 盐 + 水 37. 氧化铁和稀盐酸反应:Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O 38. 氧化铁和稀硫酸反应:Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2(SO4)3 + 3H2O 39. 氧化铜和稀盐酸反应:CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O 40. 氧化铜和稀硫酸反应:CuO + H2SO4 ==== CuSO4 + H2。
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