1.选择技术路线的原则

选择技术是土焦改造的关键，根据国务院会议及有关领导的指示精神，选择技术应注意以下一些原则:

(1)选择技术既不要贪大求详，搞太高太新的，又不能太落后而失去改造的意义。因而，希望既有先进性，又比较适用，便于掌握，企业能承担得了。

(2)一定要符合环保要求，这是贯彻国务院精神的根本点。环保问题解决了，才能真正体现土焦改造的意义。

(3)示范工程一定要搞好，既要企业有效益，有利于地区经济的发展，又要真正起到示范作用，便于推广。

(4)要节约煤炭，回收副产品，大大减少土法炼焦对资源的浪费。

(5)选择技术必须遵守“因地制宜，因煤制宜”的原则。国内土焦改造推出的各种炉型，多是生产冶金焦和铸造焦(见表3)，所用原料煤为炼焦煤。本区所产的侏罗纪煤为高挥发分的年轻烟煤，主要为长焰煤、弱粘煤和不粘煤，这种煤的黏结性很差，不能单煤种生产强度高的冶金焦或铸造焦，但可用于生产半焦或铁合金焦(俗称兰炭)。生产冶金焦的改良焦炉不适应本区煤质特点，因而必须采用适合本区侏罗纪煤单煤种炼焦的新工艺和新炉型。

表3　土焦改造推出的炼焦炉型及其主要指标

2.技术路线

与本区煤种及土焦产品类似的有山西大同、雁北，内蒙古东胜，宁夏灵武等地，他们也在探索对土法生产半焦的工艺进行改造，并已开始实施了一些改造项目。经调研及查询专利技术成果，并进行比较后，筛选出以下几种技术路线:

(1)LT混热式直立焦炉技术;

(2)内热式直立焦炉技术;

(3)单一煤种捣固炼焦技术。

第一种技术路线的特点是:

①原料煤要求幅度宽，长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤均可。示范工程一旦建成，易于在省内不同煤产地推广应用。

②使用单一煤种，粒度小于100mm，不需配煤，可立足本省资源，保证生产持续稳定发展。

③生产产品为半焦或铁合金焦，这与榆林地区生产的兰炭品种一致，销售渠道不变，市场需求量大。

④污染小，生产过程中的废气、废水可得到有效治理，能满足国家环保要求。

⑤投资少，建设周期短，适应我省经济能力有限且土焦改造时间紧迫的实际情况。

⑥该工艺路线后续技术发展、改进提高潜力大，为技术和生产水平上档次留有技术接口。在技术力量、资金投入及其有关条件(如配套工业、产品外销、内转化能力等)允许时，可以加大规模，扩充产品，实现半焦、煤气、煤焦油综合利用。

后两种技术路线的共同特点是:

①焦炉设计、基建、生产管理较规范，生产机械化、现代化程度高，技术水平较高。

②能实现煤炭资源综合利用，生产系统内回收煤气、煤焦油，并可进行初级组分分离，生产化工产品。

③生产过程“三废”处理比较规范，技术成熟，对环境污染小。

④以当地煤为原料，不需配煤。

⑤投资大，建设周期长，对当地技术力量、管理水平及配套工业能力要求相对较高。

下面分别介绍各技术路线的主要内容。

(1)LT混热式直立焦炉技术

1)基本情况和工艺流程

该焦炉是一种两侧加热、中部回收、连续焦化型焦炉，主要应用于煤加工转化技术中生产铁合金焦或其他物料干馏的连续生产。其特征在于该炉主要由双侧空气预热、炭化室中部回收煤气结构，薄壁格子砖炭化室和水平焚烧室等结构组成，并借助于这些结构使该炉具有空气预热、二次通风、内外热结合的功能。长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、褐煤均可采用此炉具生产半焦和煤气。

此焦炉有Ⅰ型和Ⅱ型之分，Ⅰ型和Ⅱ型单炉生产能力分别为5000t/a、10000t/a，Ⅰ型不回收煤焦油，Ⅱ型回收煤焦油。

工艺流程:

2)生产规模和产品结构

型式:混热式直立焦炉四座;

规模:半焦4万t/a;

煤气:4480万m3/a(自用50%);

煤焦油:2040t/a;

焦炭质量:

3)环保效益

连续直立式焦炉设计中充分地考虑了三废治理，采取了行之有效的技术措施，大大减少了环境污染，无论是煤焦油回收或是不回收均无煤烟产生。主要表现在以下各方面:

①原料煤人工适当破碎，基本无粉尘产生;

②熄焦水连续使用，不向外排放，不存在水污染问题;

③设计有水蒸气活化段结构及蒸汽导管入炉等，彻底消除了水蒸气外排，避免了熄焦水蒸气外排的污染;

④装煤口设计有液封装置，杜绝了烟气从装煤口冒出造成的污染;

⑤设计有水平焚烧室和预热空气多次供风及圆柱焚烧烟道等结构，因此在正常生产情况下，烟气排放符合国家规定。环保部门测试结论为:

△LT热式直立焦炉生产无废水、废渣排放，炼焦蒸汽排放量符合国家标准要求;

△煤尘排放量小于300mg/m3，达到国家排放标准的要求;

△噪声小于85分贝，达到国家噪音标准要求;

△烟尘排放量在正常生产情况下黑度小于林格曼1级，在装煤等情况下黑度略高(达到林格曼2级)，在正常生产情况下烟尘排放浓度达到国家规定排放标准。

4)技术水平和经济效益

①投资少，建设周期短。吨焦投资100元左右(只回收焦油)，在资金到位的条件下，基建周期一般为5～8个月。

②机械化程度较高，管理、操作方便，劳动力需要量少。每座焦炉每班只需4人，就可实现连续正常运行。

③生产运行稳定，产品质量高。尤其是半焦活性明显优于其他工艺生产的产品。

④环境污染小，经济效益显著。

⑤技术成熟、可靠。1992年已申请发明专利，1993年通过省级技术鉴定。目前国内已有企业采用此技术生产，且生产运行状况良好，效益显著。

(2)内热式直立焦炉

该技术由鞍山热能研究院开发，在山西省左云县鹊儿山镇建炉生产已有两年时间，技术先进，设计正规，煤的综合利用程度高，为该地区侏罗纪弱粘煤开辟了新的应用途径，经济效益与环境效益较好。

1)基本原理与工艺路线

由三孔竖炉并列组成，运用自产煤气，经燃烧后成热废气，直接入炭化室，加热煤料，加热温度可达850℃，炭化室生产强度为3.56t/m3·d，每孔炭化室可处理煤量1.2t/h，生产焦炭0.83t/h，煤料在炉内停留时间为3.27h。备有焦油和煤气回收系统。

2)生产规模及产品结构

处理煤量:3.2万t/a

生产半焦:2万t/a

焦油:1700t/a(www.daowen.com)

煤气:1717Nm3/d(自用)

2074Nm3/d(剩余)

煤气热值:约8.0MJ/Nm3

焦炭质量:

3)投资与效益

①投资及建设规模

总投资　550万元

流动资金　50万元

总占地面积　2.2万m2

(其中，生活区占地　0.8万m2)

建筑面积　0.84万m2

年用原料块煤(弱粘煤)　3.2万t

块度　25～75mm

电力工作容量　217.5kVA

总装机容量　315kVA

②年销售收入:551万元

其中焦炭每吨250元(出口价)，焦油每吨300元，煤气暂不计价。

③半焦成本:150元/t

④折旧和大修基金:51万元/a

⑤年利税:100万元

⑥投资回收期:三年

⑦环境效益好，烟尘排放达到国家规定标准，焦油与煤气回收利用，不造成二次污染。

(3)单一煤种捣固炼焦炉

1)采用捣固炼焦工艺的技术条件及其原理

①技术条件

目前国外高4m的炭化室的捣固炼焦技术已很成熟，法国蓬塔松炼油厂利用70%的洛林高挥发分煤。国内淮南煤矿也有100%地使用单一气煤捣固炼焦。装炉煤的堆比重从普通焦炉0.75t/m3提高到0.95t/m3，这些都可表明捣固炼焦工艺能够成为合理利用煤炭资源的有效途径。

我们认为淮南采用捣固法炼焦，其使用的单一气煤，从煤质工业分析指标上，类似我省府谷煤种，因此，从原料煤来看，我省完全有条件采用捣固法炼焦。

②采用捣固炼焦工艺的理由

a.利用单一煤种捣固炼焦，煤炭资源利用程度高，原煤利用当地气煤，不需要调进山西肥煤或焦煤。完全符合本省实际。

b.府谷气煤不仅质量高，而且储量大，能长期供应。

c.利用本省气煤可炼得活性高的焦炭，而且可增加粗苯、焦油等化学产品，可以获得较好的综合利用效果和经济效益，还可为我省氮肥工业增加一条新的原料路线。

d.有利于冶金工业的发展。我省每年冶金焦缺口约70万t，铸造焦(比冶金价格高25元/t)还未定点生产。从冶金、机械、化工行业需要考虑，采用捣固炼焦工艺生产焦炭是十分必要的。

e.在生产冶金焦同时，生产高热值的民用煤气。对于改善人民生活，保护环境等都十分有益。

2)生产规模和产品结构

①规模10万t/a焦炭

所需煤种以府谷气煤为主，要求煤质低灰、低磷、低硫，年耗煤量为原煤20万t，或洗精煤14万t。

②产品

a.焦炭:10万t;

焦炭质量:

b.煤气7万m3/d，可供10万人口使用;

煤气组分:

低位热值:17.92MJ/m3(4280kcal/m3)

c.焦油:0.5万t;

d.苯:1100t;

e.18%氨水:210t。

3)投资及经济、环保效益

①按日产煤气7万m3规模及生产的焦炭、粗苯、焦油、氨水等产品，产值约为1400～1800万元(不含煤气)。

②煤气成本每百万大卡约为17～18元。

③投资估算4000万元左右。

④年利税约400万元。

⑤环保效益显著。以10万t机焦取代10万t土焦，每年少排入大气的有害物质为:

有毒有害气体:24亿m3;

煤尘:300t;

硫化氮:3.3t;

苯系物:1t;

氰化物:0.4t;

挥发分:1.2t。

4.建议

(1)分析比较上述各技术路线，我们建议近期(1994年)示范工程选择LT混热式直立焦炉(示范工程Ⅰ)和内热式直立焦炉(示范工程Ⅱ)并行的技术方案。鉴于5万t/a内热式直立焦炉正在神木燕家塔实施，可作为示范工程Ⅱ加以引导，经实践证明优越后推广。但相对来说，该工程的造价高，吨焦投资近280元。示范工程Ⅰ吨焦投入l00元左右。示范工程Ⅰ分两期完工，一期工程先建1万t/a焦炉一座(1994年完成)。二期再上三座1万t/a焦炉，形成4万t/a总规模(1996年完成)。

中期(1995～1996年)推广阶段以LT混热式直立焦炉为主，改造总规模为60万～80万t，企业生产规模根据经济能力、销售渠道等具体情况建1万～4万t生产线均可。内热式直立焦炉视情况推广。力争1996年全部取消土焦生产线，使当地土焦污染得到根本治理。

后期(1997—1998年)建设机焦生产线，在技术水平、生产能力、机械化程度方面上档次，取得规模效益。但因该工程投资大，要求的配套条件多，所以必须做充分的可行性研究与论证，此机焦生产线的前期工作可安排在总体改造工程的中期进行，确认可行后方可上马。总之，土焦改造先行，可积累经验，锻炼队伍，提高技术水平，有利于后建机焦生产线的运行和管理。

(2)应从长远和产业的观点看问题。本区实现土焦改造后，按年产80万t焦炭计算，每年可回收煤热油4万t，应考虑建煤焦油深加工厂，以便取得更大的经济效益;要加强对煤气回收利用的研究，如发电、民用及小化工等;对焦末也应尽早研究开发利用途径，既解决环境问题，又使资源得以充分利用。总之，应在政府引导下，增强科技意识，加强科技开发的投入，使科技成果较快地转化为生产力，全面解决土焦生产面临的问题。