焦炭(coke)是一种主要成分为固定碳的固体燃料,[3]其是由黏结性煤在隔绝空气的条件下加热至1000℃左右干馏得到的多孔性团体块状物。[2]焦炭按工业分析,由水分、灰分、挥发分、固定碳组成;其元素成分有C、H、O、N、S、P。焦炭的真密度一般为1.8~1.95g/cm³,在空气中的着火温度为450~650℃。其反应性受化学反应速度和扩散因素影响,[4]抗碱性受矿石碱含量影响。[5]现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦、熄焦及煤气和化工产品回收处理等 工序。[6] 根据应用场景不同一般可将焦炭分为冶金焦、铸造用焦、铁合金冶炼用焦、气化用焦、电石生产用焦等。[7]焦炭主要用于高炉冶炼,有提供热源、还原剂、料柱骨架和渗碳剂等作用。[8]其次还可用于铸造、造气、电石生产和有色金属冶炼等方面。[9] 相关历史
中国生产和应用焦炭的历史,根据对出土文物的考证,可以追溯到宋代。最早文字记载焦炭见于1650年前后方以智所著《物理小识》 一书。[10]其记载有当时的焦炭炼铁过程:“煤则各处产之,臭者烧熔闭之成石,再凿而入炉日礁,可五日不绝火,煎矿煮石,殊为省力。”[11] 中国工业规模焦炭生产,是从清政府于1898年开办的江西萍乡煤矿开始的,当年生产焦炭2.9万吨。 同期,河北开滦煤矿也生产焦炭。中华人民共和国成立后的第一个五年计划前,中国的现代大型焦炉全都是外国人设计的,炼焦技术的发展十分缓慢。在第一个五年计划期间,中国引进原苏联的技术作为基础,而原苏联当时的炼焦技术已处在世界前列,所以中国炼焦技术发展也很快。1954年,中国自行设计了双联火道废气循环下喷式本-54型焦炉。[10]