关于7.63m焦炉运行中存在若干问题的
情况说明
根据焦耐院提供的宝钢化工销售部、化工湛江项目组与湛江指挥部炼铁项目组2011年4月的《沙钢7.63m焦炉对焦油等化产品加工影响情况调查报告》可以分析得出，7.63m焦炉具有先进的炼焦工艺技术，集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术，具有国际领先水平，但在焦炉运行过程中，包括沙钢在内国内各公司均出现了若干问题，主要表现为以下几个方面：
(1)7.63m焦炉要求入炉煤挥发分不高于25%（设计要求挥发份为22～24%），需要配入大量的主焦煤，这与对太钢焦化厂的调研情况相符。

(2)7.63m焦炉受炉顶空间温度高的影响, 上升管和炭化室内结石墨较多。

(3)7.63m焦炉受炉顶空间温度高的影响,粗苯和焦油裂解严重，影响粗苯和焦油的收率。

粗苯、焦油产量达不到设计要求。

(4)7.63m焦炉所产焦油质量甲苯不溶物含量较高，有时难以达到一级品质量指标，从而影响焦油的市场销售。

附湛江钢铁炼铁项目组、化工湛江项目组编撰关于
《沙钢7.63m焦炉对焦油等化产品加工影响情况调查报告》（电子版本）
沙钢7.63m焦炉对焦油等化产品加工影响情况
调查报告
2011年4月8日，化工销售部、化工湛江项目组与湛江指挥部炼铁项目组就国内7.63m焦炉对焦油等化产品加工的影响情况，前去张家港市沙钢宏发焦化厂进行调查，现将主要的内容整理如下，请领导指示。

1、沙钢焦化厂概况简介
江苏沙钢集团有限公司焦化厂于2002年开工建设，共有6座JN60—6型大型焦炉、2座70孔7.63m大型复热式焦炉，5座140t/h干熄焦及余热发电系统,设置了3套煤气净化装置，另建有3套焦化废水处理站，其中2套为A-A-O工艺酚氰污水处理装置，其处理能力为250m3/h，另外一套采用高效气浮—生物滤池—高效净水器—消毒的污水处理新工艺，对焦化污水、高炉煤气洗涤水、公司生活污水再进行深度处理，每天处理能力可达4万m3，处理后的废水达到中水回用标准，全部用于高炉冲渣、焦化污水处理喷淋水和厂区绿化浇水。

焦炭产能为530万t/a，焦油为24.6万t/a，粗苯为7万t/a，硫铵为7万t/a，焦化工序能耗达到87kg标煤/t焦，干熄焦吨焦发电量超过120kWh，吨焦耗电25kWh。

2、沙钢7.63m焦炉的运行情况介绍
沙钢7.63米焦炉是目前中国炭化室高度最高、单孔炭化室容积最大的焦炉，该型号焦炉是从德国引进。

其先进的炼焦工艺技术，代表了当今世界炼焦工艺技术发展的方向，集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术，具有国际领先水平，如装煤除尘采用PROven 技术（炭化室压力调节
技术）、大型焦炉解决燃烧室高向加热均匀性的燃烧室分段加热技术、自动控制调节加热煤气用量的焦炉加热技术专利。

与6m、7m及以下的焦炉相比，在生产过程中体现出了炉体结构合理、严密，焦炉高向加热均匀，热工效率高，动力消耗少，环保优秀，操作环境和劳动条件好等优点，但在焦炉运行过程中，国内各公司和沙钢焦炉开工初期都出现了炉顶空间温度较高、上升管结石墨、化产品产率下降、焦油流动性差、焦炉煤气中合成甲醇的有效成分降低等缺陷。

特别是焦炉受炉顶空间温度高的影响，国内大多数有7.63m焦炉的企业其焦油质量几乎均因甲苯不溶物含量高而难以达到一级品要求，给焦油生产厂家和焦油深加工的企业在经济效益上带来很大的负面影响。

焦炉炉顶空间温度高低是直接影响焦油产品质量的主要原因。

马钢新区的炉顶空间温度880℃以上，其焦油含甲苯不溶物（TI）一般在15%以上，属于不合格产品。

而沙钢7#和8#焦炉炉顶空间温度却能控制在840℃以下，其焦油含甲苯不溶物（TI）一般在6%以下，属于一级产品。

同是7.63m焦炉，却产生如此差异，我们详细的与沙钢进行了交流，认为沙钢能控制炉顶空间温度在840℃以下，主要是以下原因：
(1)加热水平较高。

兖矿国际焦化、太钢、马钢加热水平为1210mm，首钢曹妃甸工程为1440mm，沙钢为1550mm。

加热水平越高，煤的收缩越小，炉顶空间温度越低。

(2)入炉煤质量要求严格。

沙钢的高炉为5800m3，对焦炭的质量要求较高，因此选用的入炉煤挥发分不高于25%（设计要求挥发份为22～24%），但也存在焦炭收缩率大，炉顶空间温度高的问题。

(3)回炉煤气中掺入其它高热值煤气较多。

加热煤气热值偏低，会使焦炉煤
气被贫化，火焰被拉长，炉顶空间温度相应较高；若全部采用焦炉煤气，炉顶空间温度相比更高。

沙钢使用混合煤气（焦炉煤气＋高炉煤气）和焦炉煤气两种模式。

使用混合煤气时炉顶空间温度为（830℃），使用焦炉煤气时炉顶空间温度为（840℃）。

(4)设计煤线（炉顶与入炉煤表面的距离）低。

德国7.63m焦炉的设计煤线为400～450mm，马钢和太钢的实际煤线在550～650mm之间波动，沙钢控制在520mm以下。

煤线越大，炉顶空间和炉顶辐射传热面积大，从而炉顶空间温度越高。

(5)换向时间短。

马钢和太钢7.63m焦炉交换机是30min换向一次，沙钢为20min换向一次。

延长换向时间，有利于上部焦饼成熟，同时也导致了炉顶空间热量富裕，使炉顶空间温度高。

3、沙钢7.63m焦炉系统所产化产品与沙钢6m焦炉系统所产的化产品差异分析
(1)煤气热值低
沙钢7.63m焦炉煤气的热值一般在15.72(MJ/M3)左右，而6m焦炉煤气的热值一般在17～19MJ/M3之间。

其煤气主要成分中CH4体积比下降了4％～5％，而H2体积比上升了近10％。

(2)氨水COD低
沙钢7.63m原料氨水COD在5000～6000mg/L,远低于6m焦炉原料氨水8000mg/L的COD值。

初步分析时焦炉荒煤气中酚裂解较严重，也有可能与配合煤的挥发份低有关系。

(3)沙钢7.63m焦炉化产车间粗苯收率为6m焦炉的80％，而焦油的收率仅为70％。

原因分析同上，粗苯和焦油裂解严重。

(4)焦油甲苯不溶物（TI）偏高
沙钢开工初期因炉顶空间温度高，焦油含萘高，甲苯不溶物高，在后期稳定阶段，炉顶空间温度控制840度以下，其甲苯不溶物现场参数质量比基本在6％以下，属于一级品，6m焦炉一般为4%～5%。

沙钢装煤除尘采用PROven 负压技术（炭化室压力调节技术），取消了高压氨水系统，从现场看，荒煤气中煤粉相对较多，上升管结墨和炭粉较少。

与6m焦炉相比，采用此负压技术，会导致焦油含甲苯不溶物相对增加1～2个百分点。

4、考察结论
(1)炉顶空间温度高低是影响焦油含甲苯不溶物重要原因。

在炼焦过程中，甲苯不溶物主要是由二次裂解碳和进入集气系统的粉煤和炭粉组成，较大的颗粒可用高效澄清槽将其分离，但有少量灰分很难分离。

二次裂解碳是由炉顶空间的荒煤气二次裂解时形成，7.63m焦炉因炉顶空间温度高，荒煤气的二次裂解严重，导致甲苯不溶物含量上升和化产收率降低。

沙钢7.63m焦炉炉顶空间温度一般在840℃以下，甲苯不溶物含量与6m焦炉相比，还是略有上升，质量比上升控制在1％－2％以内，焦油质量还是可控的，符合一级品要求。

因此，湛江钢铁大焦炉炉顶空间温度一般在850℃以下,是保证焦油一级品的重要手段。

(2)7.63m焦炉所产生焦油含甲苯不溶物比7m以下焦炉最低也要高1～2％。

(3)沙钢7.63m焦炉系统氨水含酚含量低，粗苯和焦油收率低，主要与炉顶空间温度高有关。

(4)大焦炉的煤气热值比小焦炉要低12.5％左右，这对湛江钢铁前期的能源设计产生了一定的影响。

(5)装煤除尘采用PROven 负压技术（炭化室压力调节技术），取消了高压氨水系统，导致集气管中煤粉增加，间接的增加了焦油中甲苯不溶物的含量。

(6)从考察中我们发现沙钢的焦油压渣泵因为各种原因一直停开，预分离器底部增加一个旁通，焦油渣间歇排放到地下槽中。

这种结构类似于增加了一个机械化澄清槽，焦油中煤粉、焦油渣和炭粉通过这个槽进行了一次沉淀，这也是沙钢焦油含甲苯不溶物偏低的一个重要原因，干扰了焦炉炉顶温度对焦油甲苯不溶物含量影响的分析。

（每座大炉子每天产生的焦油渣大约10t）
(7)为了更全面了解大型焦炉的影响，项目组需尽快对马钢新区和首钢曹妃甸进行调研，获得更准确的结论。

湛江钢铁炼铁项目组、化工湛江项目 2011年4月11日。