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焦煤预处理的主要目的： 焦炭的强度在很大程度上取决于原料煤的粘结性，而低品质煤的粘结性较差，因此不能直接作为原料煤使用； 低品质煤通过预处理（包括预干燥、快速预热和造粒等工艺）被证明是改善低品质煤的性状(粘结性)的有效方法； 从而达到：清洁装炉；多配弱粘煤，降低配煤成本（主要收益，占总收益的2/3）；增加焦炉产量(次要收益, （主要收益，占总收益的1/3）；节能（多产煤气)以及环保（减少废水处理量）； 改善弱粘煤粘结性的主要途径：提高入炉焦煤堆积密度（主要途径）；对入炉焦煤进行快速预热；添加石油沥青/焦油等粘结剂； 提高入炉焦煤堆积密度； 提高入炉焦煤堆积密度改善弱粘煤粘结性的机理； 入炉焦煤堆积密度提高使得煤粉间距变小，增加了煤粉间的结合力； 入炉焦煤堆积密度提高不仅使得焦煤自身粘结性强，而且与周围煤粒的结合力也较强，即改善了弱粘煤的粘结性； 入炉焦煤堆积密度提高使得颗粒之间距离**减少，增加了颗粒之间的接触； 入炉焦煤堆积密度提高使得颗粒之间的气体被排除，在结焦过程中，避免焦炭内部的升压；
通过对原料煤进行机械挤压可以达到提高入炉焦煤堆积密度进而改善弱粘煤粘结性的目的； 应用实例：捣固焦工艺；配型煤工艺； 该方法无法降低入炉焦煤水分（甚至会增加入炉水分）； 通过对原料煤进行预干燥同样也可以达到提高入炉焦煤堆积密度进而改善弱粘煤粘结性的目的； 应用实例：CMC工艺；DAPS工艺；SCOPE 21工艺；Precarbon工艺； 可以同时降低入炉焦煤水分（可以降低至0%）； 焦煤预干燥可以提高入炉焦煤堆积密度的机理；当焦煤水分降低时，颗粒表面的水膜减小，煤颗粒之间因水分而产生的表面张力随之减小，从而煤粒间相对位移的阻力减小，因此装炉时料流通畅，入炉后能自动铺平并且紧密堆积，堆积密度比湿煤装炉显著提高； 试验：装满一桶湿焦煤/配煤，放入烘箱进行干燥，干燥后再全部装回桶内，可以发现干燥后的焦煤体积明显减少，且干燥后的焦煤流动性明显得到改善； 煤（包括焦煤）的流动性随着水分的降低而提高； 下图为水份与煤粉的流动性的实验结果； 焦煤水分与堆积密度的关系如下图； 焦煤堆积密度与焦煤水分并非一直是线性关系； 在0-4%~5%范围内焦煤水分与堆积密度为线性关系： 超过4%~5%焦煤水分与堆积密度为非线性关系； 焦煤入炉温度对焦煤堆积密度的影响是通过焦煤水分实现的； 焦煤温度与焦煤水分的关系如下图； 焦煤温度与焦煤水分并非一直是线性关系； 在20-120C范围内焦煤温度与焦煤水分为线性关系： 当焦煤温度达到120C时，焦煤水分已经干燥至0%； 随后即使焦煤温度持续升高，其水分仍旧为0%； 焦煤水分不仅影响焦煤堆积密度，而且对焦化过程也有不利影响（综合已有的研究成果）； 入炉焦煤水分对焦炭质量的影响； 入炉焦煤水分越高，炼焦后焦炭的气孔率越大，焦块的导热性就越差，则焦煤的升温所需时间越长；、 下图片为常规湿煤工艺焦炭的气孔； 下图片为Precarbon工艺焦炭的气孔(入炉焦煤水分为0%，无煤粉造粒）；
入炉焦煤水分对成焦体积的影响； 入炉焦煤水分6%时体积收缩最大；入炉焦煤水分1%时体积收缩最小； 入炉焦煤水分对成焦体积的影响； 入炉焦煤水分6%时体积收缩最大；入炉焦煤水分1%时体积收缩最小； 入炉焦煤水分对成焦形貌的影响； 含水1%的干煤炼焦后焦质致密，中心气孔最少、泡焦少；含水6%的湿煤炼焦后焦质较疏松，中心泡焦较多；含水12%的湿煤炼焦后焦质疏松，中心气孔多、泡焦多； 入炉焦煤水分对成焦形貌的影响； 水受热汽化体积增大产生的压力使水汽经煤粒之间的间隙向外逸出，致使煤粒之间的间隙增大，焦质变疏松；入炉煤水份越低，成焦后焦质越致密，中心气孔泡焦越少，焦炭热反应性越低，反应后强度越高，焦炭质量越好； 入炉焦煤水分对焦炭质量的影响； 下图为入炉焦煤水分与CSR关系； 从提高焦煤堆积密度和改善焦炭质量出发，应该将入炉焦煤水分应该干燥至0%； 为此焦煤温度应该不低于120C； 在对原料煤进行预干燥的同时对所分离的煤粉进行造粒，可以进一步提高入炉焦煤堆积密度； 煤粉造粒提高入炉焦煤堆积密度的机理： 煤粉的堆积密度较低，仅为0.47-0.55以下； 而煤粉造粒后的堆积密度可以增加至0.8以上； 不同粒度分布的煤粉堆积密度（戴尔塔公司试验数据）； 与捣固焦工艺的机理相似； 试验：对干燥后的焦煤进行筛分出140目/0.1mm的超细煤粉装入桶内，将手伸入超细煤粉中，可以体会到手在其中可以轻易上下左右移动； 煤粉造粒比例对入炉焦煤堆积密度的影响： 下图为煤粉造粒比例与焦煤堆积密度的关系； 焦煤堆积密度与煤粉造粒比例为非线性关系： 存在某一最佳煤粉造粒比例可以达到最高堆积密度； 而过高或过低造粒比例都会降低焦煤堆积密度， 最优造粒比例为10-20%（与煤种有关）； 下图为煤粉造粒比例与入炉焦煤堆积密度的关系； 煤粉造粒比例对入炉焦煤堆积密度的影响机理； 其机理与粉碎类似； 型煤之间的空隙需要一定量的煤粉填充，从而达到最高的入炉密度； 当煤粉造粒比例过高时（即过度造粒），粉煤量不足，难以填满型煤间空隙，反而导致入炉密度降低； 煤粉过度造粒，不仅降低入炉密度降低，而且导致投资和运行费用增加； DAPS和SCOPE工艺都存在煤粉过度造粒问题； DELTA工艺避免煤粉过度造粒问题； 机械挤压方式和干燥方式提高堆积密度的分析比较； 为了简化分析过程，采用机械挤压方式的代表工艺为捣固焦工艺； 采用干燥方式的代表工艺为DELTA工艺； DELTA工艺参数： 焦煤入炉水分为0%（0 至3%可调）； 焦煤入炉温度为120°C（80-200°C可调）； 煤粉造粒比例以及粒度为15-20%/0-0.2mm； 煤粉造粒工艺为水溶性粘结剂挤压造粒； DELTA工艺可以看作是入炉焦煤水分为0%的DPAS工艺； 机械挤压方式和干燥方式对提高堆积密度的分析比较； 下表为捣固焦炭化室和煤饼尺寸； 下图为不同焦化工艺的绝干煤的装炉堆积密度和单位体积的焦煤中水分所生成蒸汽的体积； 对于捣固焦工艺，当煤饼加入炭化室破碎后，其堆积密度由1.1降为0.91；再扣除其含水量，捣固焦工艺的干基装炉堆积密度与DELTA工艺接近； 由于捣固焦的煤饼内滞留大量的水分，该水分在焦化过程中产生大量的水蒸汽； 捣固焦工艺单位体积的蒸汽生成量为湿煤工艺的1.5倍； 而DELTA工艺，由于水分干燥至0%，无任何残留水分； 焦煤残留水分所产生的水蒸汽会对焦炭的质量有不利影响，降低弱粘煤配比比例； 如果捣固焦工艺和DELTA工艺采用相同的配煤， DELTA工艺（顶装炉）的CSR应该（远？）高出捣固焦工艺； 由此推测: 捣固焦的弱粘煤配比比例应该低于DELTA工艺，DELTA工艺应该为顶装炉的优选工艺 添加沥青/石油等粘结剂； 应用实例：SCOPE21工艺；配型煤工艺； 机理：所添加的粘结剂沥青/石油在焦化过程中直接转化为胶质体， 胶质体可以增加弱粘结性煤的粘结性； 适宜工况：仅仅当沥青/石油的价格接近优质焦煤价格时，才可以考虑（这或许时配型煤工艺和SCOPE工艺推广不开的主要原因）； 日本经济产业省所组织的专家组针对SCOPE21工艺中用沥青为粘结剂的做法，验收意见为令人失望； 焦煤快速预热； 应用实例：SCOPE 21 工艺 机理（在MRI影像中得到直接证实）：快速预热使得焦煤中分子间的氢结合和π-π相互作用等非共价键的相互作用降低；快速预热使得焦煤中的聚集态结构松驰，粘结性成分以及煤的粘结性得到改善; 最低的预热速率必须> 1000°C/分钟且预热温度介于350-400°C; 适宜工况：ü当需要大幅度地增加焦炉产能时，才可以考虑，或新建焦化项目时；
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