简答题第一部分炼焦原理与焦炭质量1、什么是煤的干馏？煤隔绝空气加热，放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。

这种煤热分解的过程称为煤的干馏。

2、炼焦要经过哪些主要阶段？把炼焦配煤在常温下装入炭化室后，煤在隔绝空气的条件下受到来自炉墙和炉底（1000 ℃一1100 ℃）的热流加热。

煤料即从炭化室墙到炭化室中心方向，一层一层地经过干燥、预热、分解、产生胶质体、胶质体固化、半焦收缩和半焦转变为焦炭等阶段。

3、在炭化室内为什么存在层状结焦的特点？在炭化室内，由于热流是从炭化室两则的炉墙同时传给煤料的，而且结焦过程是从两侧同时进行的，因此，装入煤自炭化室墙到炭化室中心各层都要依次地经过前面叙述的焦炭形成过程的各个阶段。

靠近炭化室两侧墙的煤层首先受热形成胶质层，以后随着加热过程的进行，胶质层逐渐向炭化室中心方向发展。

这样，在胶质层内侧为湿煤和已经开始蒸发其中水分的干煤。

而在胶质层的外侧形成半焦。

半焦随着结焦温度的增高而慢慢形成焦炭。

由此可以看出，在近代炼焦炉的炭化室内，沿炭化室宽度方向上各处的煤料不是同时成焦的，而是依次地经过结焦过程的各个阶段，这就是“层状结焦”的特点。

4、影响焦炭气孔率的因素有哪些？焦炭的气孔率是指焦炭气孔所占的体积与焦块体积之比。

影响气孔率的因素有：( 1 ）胶质体多且流动性好时，胶质体内的气体不易透过，因此气孔率大。

例如，气煤和肥煤所生成的焦炭的气孔率比焦煤和瘦煤的大。

( 2 ）在胶质状态下，如果从胶质体内析出的气体越多，则气孔率就越大。

例如，气煤的焦炭气孔率就比较大。

( 3 ）胶质层厚度越小，气体越容易透过，不容易停留在胶质体内，所以气孔率就越小。

( 4 ）堆密度大。

气孔率小。

例如，捣固装煤所产的焦炭或型焦的气孔率就比较小。

5、焦炭有什么用途？焦炭的用途很广，如炼铁、烧结、铸造、生产电石、造气及有色金属冶炼等各个工业部门都需要焦炭6、影响焦炭质量的因素有哪些？( 1 ）配合煤的成分和性质：配合煤的成分和性质决定了焦炭中的灰分、硫分和磷分的含量，而且焦炭的块度和强度在很大程度上也决定于原料煤的性质。

( 2 ）炼焦的加热制度：影响加热制度的主要因素是加热速度和结焦末期温度。

许多研究工作表明，当加快结焦速度时，可以使胶质体的流动性增加，炼出比较坚固的焦炭。

但是，加快结焦速度，会使焦炭的收缩裂纹增加，焦炭的块度变小。

提高结焦末期的温度，可以增加焦炭的耐磨性，但是会减低焦炭的块度。

因为焦炭最终收缩增加，势必使小裂纹增加，因而焦块容易沿着这些裂纹裂开。

因此，必须合理地确定炼焦的加热制度，以使焦炭有尽可能小的磨损度和尽可能大的块度。

( 3）炭化室内煤料的堆密度：增大炭化室内煤料的堆密度，可使煤粒紧密粘结，可获得机械强度高的焦炭。

如预热煤炼焦、捣固炼焦和配型煤炼焦等，都会增加装炉煤的堆密度，改善焦炭质量。

第二部分炼焦炉及附属设备7、炭化室的长、宽、高与焦炉生产能力的关系如何：炼焦炉的生产能力取决于炭化室的容积、装入煤的堆密度和结焦速度，而炭化室的容积则决定于炭化室的高度、长度和宽度。

炭化室愈长、生产能力愈高，但是对加热调节和机械设备的要求也愈高，因此，炭化室的长度受到一定的限制。

目前，大型化的炼焦炉炭化室的长度可达16m～17m 。

加宽炭化室，可使一次出焦量增加。

但由于加热煤料的热源来自两侧的炉墙，所以宽炭化室的结焦周期就要延长，生产能力也会下降。

实践证明，炭化室的宽度增加到450mm 时，焦炉的生产能力降低不大，而焦炭质量却稍有改进。

炭化室愈高，生产能力也愈大，但要求有较高的机械化程度和加热调节的操作水平。

目前，在焦炉大型化方面已取得较大的进展，炭化室高度一般都可以达到6m 。

据国外资料报道，国外已有炭化室高达8m 的炼焦炉。

这样，焦炉的生产能力就可以大幅度地增加，并具有投资省，维修费用低，占地面积少和热效率高等优点。

但是，由于炭化室增高，对于高向加热的均匀性和炉砖的质量要求就要高，而且要求有较高的自动化和机械化程度。

8、焦炉为什么需要护炉铁件？焦炉是由各种形状的砖砌成的，这样的砌体长期处于高温下工作。

由于炉温波动、炼焦制度经常变化等，砌体会产生热胀冷缩的情况。

例如，当缩短结焦时间时，要提高立火道的温度，炉体则产生膨胀；同理，当延长结焦时间时，炉体要产生收缩。

在一胀一缩的过程中，有的砖缝结合较差，经受不了这些缩胀产生的应力，灰缝便拉开了。

这时，如果有些灰尘和石墨之类的东西落入灰缝内或将灰缝填满，在炉温又升高、炉体又膨胀的情况下，灰缝就再也不能合拢了。

如此反复缩胀，便会使砌体松动，最后会出现裂缝。

此外，焦炉经常受到启、闭炉门和推焦等机械的撞击，也会使砌体容易松动或损坏。

为此，必须设置护炉设备，给砌体以一定的压力，使它不能自由膨胀，达到保护炉体的目的。

9、单集气管和双集气管有哪些优缺点？集气管有两种形式，一种是单集气管，即一座焦炉仅在机侧布置集气管，另一种是双集气管，即在焦炉的机、焦两侧都布置有集气管。

单集气管的优点是：钢材用量少，投资省，炉顶通风较好，适合于南方的焦化厂。

缺点是装煤时炭化室内气流阻力大，粗煤气排出较慢，容易引起冒烟冒火，对炉顶装煤操作机械化不利。

双集气管的优点是：装煤时炭化室内气流阻力小，煤气排出较快，可以减轻冒烟冒火的现象，易于实现无烟装煤和炉顶装煤操作机械化。

此外，在整个炼焦周期中，由于炭化室内压力分布比较均匀，煤气导出较顺利，因此，可以减少化学产品的分解。

它的缺点是消耗钢材较多，炉顶通风条件较差。

10、焦炉的加热设备有哪些？废气盘、煤气预热器、煤气混合器、加减旋塞、交换旋塞、水封槽、交换机、除石墨机（ΠBP 型焦炉使用）、流量孔板、测温和测压管等。

11、炼焦炉的机械主要有哪些？炼焦炉主要的机械有推焦车、装煤车、熄焦车和拦焦车（即四大车）。

这些机械的作用分述如下：( 1 ）装煤车：主要作用是把配煤车间配好的煤料从煤塔定量地装进炭化室。

它由行走机械、煤斗、空气压缩机和操纵室等部分组成。

( 2 ）推焦车：主要的作用是提取和装上炉门，推出炭化室内成熟的焦饼，用平煤杆平通装入炭化室内的煤料。

推焦机由行走、摘门、平煤、推焦和操纵室等部分构成。

( 3 ）拦焦车：主要的作用是提起和装上炭化室焦侧炉门，给炭化室装上导焦槽，使焦炭能顺利地从炭化室内引导到熄焦车上。

拦焦车主要由行走、启门、导焦槽和操纵室等组成。

( 4 ）熄焦车：主要作用是接受从炭化室推出来的焦炭，并把焦炭送到熄焦塔内熄灭，然后把熄灭了的焦炭卸在凉焦台上。

熄焦车由行走、空气压缩机、车厢等构成，由电车头带动。

随着科学技术的发展，以及对环境保护的日益重视，国内外正加紧对焦炉机械化、自动化和防尘的研究。

现在，焦炉的附属机械愈来愈完善，除了四大车外，还增加了干熄焦装置和防尘设备。

第三部分焦炉的传热与加热调节12、浮力在焦炉加热系统内有什么作用？浮力的作用有二点：( l ）推动热气流上升，在焦炉内成为加热系统气体流动的推动力。

（2 ）减少直立通道（如烟囱、上升火道）下部的相对压力，增加上部的相对压力。

13、在焦炉内传热是怎样进行的？加热煤气经砖煤气道或高炉煤气经蓄热室、斜道进入立火道底部，与经蓄热室预热了的空气相遇燃烧，产生高温的废气流。

高温的废气通过热辐射和热对流的形式，把热量传给温度较低的燃烧室侧的炉墙表面。

然后，热量以热传导的方式通过炉砖传到炭化室侧的墙面，使炭化室墙面的温度达1200℃左右。

当煤刚装进炭化室时，由于煤料紧贴炉墙，炉墙的热量以热传导的方式传给煤料。

以后由于煤料热分解、固化收缩，煤饼便离开炉墙，热量就以辐射和对流的方式继续传给煤料，直至焦饼推出为止。

14、焦炉煤气有什么特点？( 1 ）焦炉煤气发热值（单位体积的煤气完全燃烧时产生的热量）高，在生产正常时，煤气热值波动不大，便于调火操作。

( 2 ）用焦炉煤气加热焦炉时，由于它的热值高，需要的煤气量就比热值低的煤气少，这样，产生的废气量就少。

而且，废气的重度又比较小，所以焦炉加热系统阻力也小些。

( 3 ）在调节温度时，增减煤气量后，炉温变化反映较快，一般需要2h～3h 炉温就可反映出来。

在焦炉煤气燃烧产生的废气中，存在有大量的水蒸气、二氧化碳和游离碳等，这些多原子气体具有相当大的辐射能力，可使火道中辐射传热加快。

( 4 ）焦炉煤气含氢多，不可燃成分少，燃烧速度快，火焰较短。

在焦炉加热时，会使焦饼上下温差变大，这对调火是不利的。

( 5 ）由于焦炉煤气含碳氢化合物多，高温时能分解出石墨，这些石墨容易在烧嘴上挂结，影响燃烧。

( 6 ）焦炉煤气与空气混合到一定的比例时，可形成爆炸性的气体，遇到火源就会爆炸。

焦炉煤气的爆炸范围为6 ％～30 ％。

( 7 ）焦炉煤气较脏时，煤气管道、管件易被焦油、蔡堵塞，煤气中的冷凝液还会腐蚀管道、管件。

15、煤气中哪些是属于可燃成分、不可燃成分、助燃成分？煤气中的可燃成分有氢气（H2）、甲烷（CH4）、苯（C6H6 ）、重烃（C m H n）、一氧化碳（CO ）、硫化氢（H2S ）、氰化氢（HCN ）等。

煤气中不可燃成分有氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）。

煤气中的助燃成分为氧气（O2）16、完全燃烧的条件是什么？( 1 ）有足够的空气，并与燃料充分接触。

( 2 ）足够的燃烧空间和时间。

( 3 ）燃烧产物能顺利排出。

在设计焦炉加热系统时，应考虑煤气能完全燃烧的条件。

同样，在加热调节时应保证加热煤气能燃烧完全。

17、焦炉调节应达到什么样的要求？( 1 ）达到最高的热工效率，即在保证焦炭成熟的前提下，使用最小限度的煤气量，力求有最低的炼焦耗热量。

( 2 ）为了提高焦炭质量和产量，要求炉温均匀，压力制度合适，操作顺利。

( 3 ）使炼焦化学产品及炼焦煤气有最高的产率和最好的质量。

( 4 ）提高焦炉生产率，并能最大限度地延长炉体使用的寿命。

18、什么是炼焦炉的加热制度？加热制度指的是，在调火工作中所要控制或调节的温度制度和压力制度。

例如：结焦时间、标准温度、煤气流量、烟道吸力、蓄热室顶部吸力、看火孔压力、空气口开度、空气过剩系数、孔板直径和集气管压力等。

19、降低炼焦耗热量提高焦炉热工效率的途径有哪些？( 1 ）在保证焦炭质量的前提下，不使焦饼中心温度过高，应采用最低限度的焦饼中心温度值。

( 2 ）降低炉顶空间温度，减少被粗煤气带走的热量。

( 3 ）降低配煤水分，减少加热水分和由水分蒸发带走的热量。

( 4 ）选择合适的a 值，使煤气合理燃烧，使废气量不致于过大。

( 5 ）降低废气排出的温度。

( 6 ）改善炉体的绝热性，提高焦炉炉体各部位和设备的严密性。

( 7 ）控制稳定的加热制度，缩短炭化室出炉的操作时间，维持正常的推焦制度，保证各项操作仪表的正常运转。

第四部分炼焦炉的出炉操作20．装煤操作要达到什么要求？( 1 ）为了增加焦炭、煤气和化学产品的产量，避免炉顶空间温度过高，改善煤气质量和炉顶操作条件，要求装煤时要装满。