焦炭是煤在高温下经过干馏工艺加工后的固体产物,具体特性和用途如下:
一、定义与成分
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定义
焦炭是煤在约1000℃高温下经干馏(隔绝空气加热)形成的固体燃料,主要成分为固定碳(约90%-95%)和灰分(约5%-10%),其余为挥发分和硫分。
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结构特征
其内部具有裂纹和不规则的孔孢结构,裂纹度(单位体积内裂纹长度)直接影响其力学性能,如抗碎强度和硬度。
二、主要用途
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冶金领域
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高炉炼铁 :作为还原剂和燃料,提供高温环境并构成高炉料柱骨架。
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有色金属冶炼 :用于铜、铅、锌等金属的鼓风炉冶炼,发挥还原剂和发热剂作用。
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化工与能源
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化工原料 :用于生产乙炔、氰氨基钙、二硫化碳等化学品。
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城市煤气 :通过煤与水蒸气反应制取半水煤气,进一步加工生成氨等化工产品。
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其他领域
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铸造 :作为铸造用焦,提供高温环境并改善金属流动性。
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环保 :用于烟气脱硫和脱硝处理。
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三、生产与分布
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生产过程 :煤在缺氧高温下干馏,挥发性物质逸出后形成焦炭。
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地理分布 :中国焦炭产量主要集中在华北、华东和东北地区,依托丰富的煤炭资源。
四、经济意义
焦炭是钢铁工业的“血液”,生铁生产中碳含量约70%来自焦炭,成本占比1/2~1/3。其价格受煤炭资源、产量、环保政策等因素影响。
综上,焦炭是煤高温转化的产物,凭借其独特的物理和化学性质,在工业领域具有广泛的应用价值。