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半焦

泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温(500～700℃)干馏得到的固体产物

半焦是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温（500～700℃）干馏得到的固体产物。

简介
半焦是又名低温焦。灰黑色，挥发物（约为 7%～12%）比焦炭（约为3%）的高，质地松脆多孔， 反应性能好，容易燃烧，无烟。煤低温（500～600℃）干馏时的固体产物。用以制造发生炉煤气和水煤气，也可用作燃料。
其灰分含量取决于原料煤质，挥发分含量约5%～20%（质量）。与焦炭相比，挥发分含量高，孔隙率大而机械强度低。与一氧化碳、蒸汽或氧具有较强的反应活性。是很好的高热值无烟燃料，主要用作工业或民用燃料，也用于合成气、电石生产等，少量用作铜矿或磷矿等冶炼时的还原剂，此外也用作炼焦配煤
通常， 半焦还是煤转化为液体和气体燃料过程中的副产品或中间产物， 因此把蕴藏丰富的高挥发分煤通过低温干馏生产半焦和煤气， 作为煤转化工艺的重要组成部分。
性质
半焦外观呈黑色至暗灰色，无光泽，质软、脆， 具有开放气孔， 强度比高温焦炭差， 视密度和真密度也比高温焦炭低。
半焦挥发分含量因干馏终温不同而异，一般为10～20%。半焦容易着火，且反应性高。半焦反应性一般用临界空气鼓风量法测定。测值愈小， 反应性愈大。半焦的临界空气鼓风量值平均为0.017L/min， 而高温焦炭则可达0. 057L/min。
半焦挥发分高则反应性增大， 着火温度降低。半焦有较大的比表面， 其吸附性能有的可接近活性炭或炭分子筛。半焦的性质取决于原料煤性质、干馏设备和干馏工艺， 主要是干馏温度和时间。
生产工艺和设备
半焦生产设备类型很多。干馏设备可分外热式和内热式两大类。
外热式干馏设备是将煤料装在陶瓷或金属窑内由外部加热。因煤的导热性差， 为改善传热， 还采用搅拌、回转和多层加热等方法， 机构比较复杂。内热式干馏设备是用气体热载体或固体热载体直接同煤接触进行加热的。煤料在移动床、流化床或载流床中被热载体快速加热并干馏成半焦。
具有代表性的半焦生产工艺有以下四种：
（1）鲁奇-施皮尔工艺。第二次世界大战前由德国开发。块状不粘结煤或型煤在立式内热炉中由上而下被热废气干馏成半焦，炉子底部半焦用冷煤气干熄后排出。
（2）迪斯科工艺。1930年由美国提出。弱粘结煤在连续回转窑中被加热， 经粘结、炭化后以块状半焦形式排出。
（3）COED工艺。1962年由美国开发。此法是粉煤在四个连续的流化床中被载热气体和循环的热半焦粉逐段干馏成半焦。
（4）鲁奇-鲁尔工艺。1949年由联邦德国研究成功。粉煤以循环热半焦粉为热载体，在干馏器中与循环热焦粉混合后，快速干馏成半焦。
用途
半焦的主要用途有：
（1）作民用或工业用燃料。半焦块度适中，容易点燃，燃烧时无烟，欧洲广泛作为民用燃料。粉状和挥发分<20%的半焦适合作锅炉燃料。
（2）作高温炼焦时的配煤添加剂。半焦强度低，反应性高，不能直接用于高炉和化铁炉， 但可作为炼焦配煤的瘦化剂，用于生产冶金焦。
（3）制取型块或型焦。用高挥发分不粘结煤生产型煤或型焦时，须先炼成半焦。
（4）其他。生产磷和铜时作为还原剂;挥发分为8～20%的半焦，经粉碎、煅烧后可作电极原料；块状半焦可作气化原料；低灰半焦经活化处理后可用于制活性炭； 粉状半焦用作高炉喷吹燃料；经碱处理过的褐煤半焦可代替木炭用于CS2的生产等。
研究现状
目前，半焦研究主要集中在煤热解半焦和工业半焦，半焦具有较为丰富的孔结构及吸附性能，通过改性活化等方法可大大增加其吸附性能及吸附选择性，而且改性半焦的价格只占活性炭价格的50%左右，这无疑就拓宽了半焦的应用范围。
目前，常用的活化技术包括物理活化、化学活化法。其中物理活化法是在较高温度下水蒸汽、空气等活性气体对碳进行弱氧化作用，达到疏通半焦孔径的目的。而化学活化法则是将半焦颗粒或粉末与化学药品混合后在适宜的温度下进行活化，使半焦的比表面积增大。
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