ppt课件煤化工第一章第三节.ppt

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1、完整版教学课件完整版教学课件煤化工第一章第三节煤化工第一章第三节煤化工概论煤化工概论化工工程系化工工程系 高晓荣高晓荣第三节第三节 炼焦新技术与工艺炼焦新技术与工艺熄焦熄焦3 31 1焦炉装煤焦炉装煤 1 1焦炉出焦焦炉出焦2 2筛焦筛焦 4 46 6本节提纲本节提纲配添加物炼焦配添加物炼焦4 4捣固炼焦捣固炼焦1 1干燥、预热煤炼焦干燥、预热煤炼焦 2 2型焦型焦3 3 连续层状炼焦连续层状炼焦5 5炼焦新技术炼焦新技术6 6本节提纲本节提纲 炼焦新技术主要包括以下几方面：炼焦新技术主要包括以下几方面： 一、是为扩大炼焦煤源；一、是为扩大炼焦煤源； 二、是型焦；二、是型焦； 三、是焦炉的大型

2、化；三、是焦炉的大型化； 四、是新型的炼焦方法。四、是新型的炼焦方法。 第三节第三节 炼焦新技术与工艺炼焦新技术与工艺一、捣固炼焦一、捣固炼焦 1、概念、概念 捣固炼焦是将配合煤在捣固机内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后捣固炼焦是将配合煤在捣固机内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后，推入炭化室内炼焦的技术措施。，推入炭化室内炼焦的技术措施。煤料经过捣固后，由于煤粒间的距离缩小，堆积相对密度提高，由散煤料经过捣固后，由于煤粒间的距离缩小，堆积相对密度提高，由散装法的装法的0. 750. 85t/m3提高到捣固法提高到捣固法(湿基湿基)的的1.051. 15t/m3。使入炉煤。使入炉煤料粒间所需填充液态

3、产物的数量相对减少，热解气体产物不易逸出，料粒间所需填充液态产物的数量相对减少，热解气体产物不易逸出，并增加胶质体的不透气性和膨胀压力，可以达到改善煤料结焦性能和并增加胶质体的不透气性和膨胀压力，可以达到改善煤料结焦性能和提高焦炭质量的目的。提高焦炭质量的目的。 2、优点、优点(1)捣固炼焦可扩大炼焦用煤来源。捣固炼焦可扩大炼焦用煤来源。 (2)提高焦炭质量。提高焦炭质量。 (3)捣固炼焦工艺比其他新工艺简单、投资少、见效快，易于推广。捣固炼焦工艺比其他新工艺简单、投资少、见效快，易于推广。 73、缺点、缺点: 捣固机比较庞大，操作复杂；捣固机比较庞大，操作复杂； 煤饼尺寸小于炭化室，炭化室的

4、有效利用率低；煤饼尺寸小于炭化室，炭化室的有效利用率低； 煤饼与炭化室墙面间有空隙，影响传热，使结焦时间延长；煤饼与炭化室墙面间有空隙，影响传热，使结焦时间延长；捣固炼焦技术捣固炼焦技术具有区域性，这种工艺主要适应在高挥发分煤和弱粘结具有区域性，这种工艺主要适应在高挥发分煤和弱粘结煤贮量多的地区。煤贮量多的地区。4、工艺、工艺 捣固炼焦工艺比较简单，只需增加一个捣固、推焦装煤联合机（见捣固炼焦工艺比较简单，只需增加一个捣固、推焦装煤联合机（见图）。图）。 工艺流程工艺流程主要由粉碎、配合、捣固、装炉炼焦等工序组成。主要由粉碎、配合、捣固、装炉炼焦等工序组成。 粉碎好的煤料，按预先安排好的配比充

5、分混合均匀后，经捣固粉碎好的煤料，按预先安排好的配比充分混合均匀后，经捣固 装入炉中。为了使煤料能够捣固成型，煤料的水分要保持在装入炉中。为了使煤料能够捣固成型，煤料的水分要保持在9%11%范围。当水分偏低时，需在制备过程中适当喷水。煤料的粉碎范围。当水分偏低时，需在制备过程中适当喷水。煤料的粉碎细度细度(3mm粒级含量粒级含量)要求达到要求达到90%以上。为了提高煤料的粉碎细以上。为了提高煤料的粉碎细度，往往需要进行两次粉碎。对挥发分较高的捣固煤料，一般需要度，往往需要进行两次粉碎。对挥发分较高的捣固煤料，一般需要配一定比例的瘦化剂。如焦粉、石油焦粉和无烟煤粉等。瘦化剂经配一定比例的瘦化剂。

6、如焦粉、石油焦粉和无烟煤粉等。瘦化剂经单独细磨处理后与煤配合。焦粉用作瘦化剂时，如水分偏大，还要单独细磨处理后与煤配合。焦粉用作瘦化剂时，如水分偏大，还要先进行干燥。先进行干燥。 煤料的捣固是在焦炉机侧的装煤推焦机上进行的。煤料的捣固是在焦炉机侧的装煤推焦机上进行的。 装煤推焦机有装煤推焦机有两种两种结构形式结构形式: 一种是将捣固、装煤和推焦全部功能集中在一台机器上，其一种是将捣固、装煤和推焦全部功能集中在一台机器上，其优点是每一操作循环的作业时间短，缺点是车体庞大、自重大。优点是每一操作循环的作业时间短，缺点是车体庞大、自重大。 另一种是机上只设捣固煤箱，并具有装煤和推焦功能，捣固另一种是

7、机上只设捣固煤箱，并具有装煤和推焦功能，捣固机单设在贮煤塔下，装煤推焦机在贮煤塔下边装煤边捣固。其优点机单设在贮煤塔下，装煤推焦机在贮煤塔下边装煤边捣固。其优点是车体较轻，缺点是每一操作循环的作业时间长。是车体较轻，缺点是每一操作循环的作业时间长。10二、干燥、预热煤炼焦二、干燥、预热煤炼焦（1）干燥煤炼焦）干燥煤炼焦l 概念概念 将装炉煤预先干燥，使其水分降到将装炉煤预先干燥，使其水分降到6%以下，然后再装炉炼焦，称为干以下，然后再装炉炼焦，称为干燥煤炼焦燥煤炼焦。l 效果效果：l 改善焦炭质量并增加高挥发分弱粘煤用量。改善焦炭质量并增加高挥发分弱粘煤用量。选择合适的水分，可增选择合适的水分

8、，可增加入炉煤的堆密度，改善煤的粘结性。水分降低，还可使炭化室内各加入炉煤的堆密度，改善煤的粘结性。水分降低，还可使炭化室内各部位的堆密度均匀化，有利于提高焦炭的机械强度。部位的堆密度均匀化，有利于提高焦炭的机械强度。 提高炼焦炉的生产能力提高炼焦炉的生产能力。水分降低，不仅降低了煤料间水分的表面张。水分降低，不仅降低了煤料间水分的表面张力，增加煤料的润滑，提高装炉煤的堆密度，而且使焦炉加热速度提力，增加煤料的润滑，提高装炉煤的堆密度，而且使焦炉加热速度提高，从而缩短结焦时间，使生产能力提高约高，从而缩短结焦时间，使生产能力提高约15%。11 降低耗热量。降低耗热量。一般情况下，装炉煤水分降低

9、一般情况下，装炉煤水分降低1%（绝对值），炼焦耗（绝对值），炼焦耗热量减少热量减少60100kJ/kg。装炉煤干燥后装炉煤干燥后，可稳定煤料水分，便于炉温管理，使焦炉各项操作指，可稳定煤料水分，便于炉温管理，使焦炉各项操作指标稳定。同时可减轻炉墙得温度波动，有利于保护炉体，减少了回收标稳定。同时可减轻炉墙得温度波动，有利于保护炉体，减少了回收时的冷凝水量，有利于污水处理。时的冷凝水量，有利于污水处理。（2）预热煤炼焦）预热煤炼焦l 概念概念l 装炉前用气体载热体或固体载热体将装炉煤料预先加热到装炉前用气体载热体或固体载热体将装炉煤料预先加热到150250后，再装入炼焦炉中炼焦，称为后，再装入炼

10、焦炉中炼焦，称为预热煤炼焦预热煤炼焦。12l 效果效果 改善焦炭质量并增加气煤用量改善焦炭质量并增加气煤用量 提高炼焦炉的生产能力提高炼焦炉的生产能力 降低炼焦耗热量降低炼焦耗热量三、型焦三、型焦1、 概述概述 型焦型焦是以非炼焦煤粉或炭质粉料是以非炼焦煤粉或炭质粉料(半焦粉、焦粉、石油焦粉和木半焦粉、焦粉、石油焦粉和木炭等炭等)为主体原料，配入或不配入黏结剂，加压成型煤，再经炭化等后为主体原料，配入或不配入黏结剂，加压成型煤，再经炭化等后处理制备成具有一定形状、一定强度和块状均匀的制品，用以代替焦处理制备成具有一定形状、一定强度和块状均匀的制品，用以代替焦炭。炭。 型焦可用于工业或民用的块状

11、燃料和气化原料，也可代替常规焦炭用型焦可用于工业或民用的块状燃料和气化原料，也可代替常规焦炭用于炼铁和铸造等工业。于炼铁和铸造等工业。 2、 型焦的分类型焦的分类 型焦的类型型焦的类型: 按按原料原料种类分为两种，种类分为两种， 是单种煤型焦，如褐煤、长焰煤和无烟煤等是单种煤型焦，如褐煤、长焰煤和无烟煤等; 是以不黏结性煤、黏结性煤和其他添加物的混合料制得的型焦。是以不黏结性煤、黏结性煤和其他添加物的混合料制得的型焦。 按型焦的按型焦的用途用途可分为三种可分为三种 冶金用冶金用 非冶金用非冶金用 民用的无烟燃料民用的无烟燃料 习惯上是按成型时煤料的习惯上是按成型时煤料的状态状态分为两种分为两种

12、 冷压型焦冷压型焦 热压型焦热压型焦 型焦工艺流程图型焦工艺流程图（1）冷压型焦：）冷压型焦：无粘结剂冷压型焦：粉煤不加黏结剂，只靠外力成型。多无粘结剂冷压型焦：粉煤不加黏结剂，只靠外力成型。多 用用 于于低变质程度的泥煤和软质褐煤。低变质程度的泥煤和软质褐煤。加黏结剂冷压型焦：是以不黏结性和弱黏结性煤为主体配料，配入加黏结剂冷压型焦：是以不黏结性和弱黏结性煤为主体配料，配入一定比例的黏结剂经混合和通蒸汽加热混捏后，混合料在低于一定比例的黏结剂经混合和通蒸汽加热混捏后，混合料在低于100下成型。下成型。（2）热压型焦：）热压型焦： 单组分热压成型：一般是将单种煤或两种以上煤的配煤快速加热单组分

13、热压成型：一般是将单种煤或两种以上煤的配煤快速加热到其塑性温度区间，也可以称为无黏结剂成型法。这种方法以热废气到其塑性温度区间，也可以称为无黏结剂成型法。这种方法以热废气做载体，适用于高挥发分弱黏结煤。做载体，适用于高挥发分弱黏结煤。 双组分热压成型法：以低挥发分不黏煤双组分热压成型法：以低挥发分不黏煤(或焦粉、惰性组分或焦粉、惰性组分)为主为主体原料，加热后做载体，和预热的黏结性烟煤体原料，加热后做载体，和预热的黏结性烟煤(黏结组分黏结组分)混合，然后混合，然后在煤的塑性温度范围在煤的塑性温度范围(400500)成型。成型。 3、 型焦的质量型焦的质量 型焦性质因受所用原料和工艺条件的影响，

14、有较大的差异。型焦质量型焦性质因受所用原料和工艺条件的影响，有较大的差异。型焦质量的评定至今尚无单独国家标准。作为焦炭代用品使用时，一般参照或的评定至今尚无单独国家标准。作为焦炭代用品使用时，一般参照或套用相同用途的常规焦炭标准。套用相同用途的常规焦炭标准。 型焦与常规焦炭的区别是型焦与常规焦炭的区别是： 型焦的形状规则，块度均匀，其大小和形状可根据用户需要来制备，型焦的形状规则，块度均匀，其大小和形状可根据用户需要来制备，型焦焦体致密，气孔小且分布均匀，整体气孔率低，视密度和堆积密型焦焦体致密，气孔小且分布均匀，整体气孔率低，视密度和堆积密度较大，质量好的型焦抗碎强度与合格的常规焦炭相近，抗

15、压强度也度较大，质量好的型焦抗碎强度与合格的常规焦炭相近，抗压强度也较高。较高。 4、典型的配型煤工艺、典型的配型煤工艺 （1）新日铁配型煤工艺）新日铁配型煤工艺 （2）住友配型煤工艺）住友配型煤工艺17（1）新日铁配型煤工艺）新日铁配型煤工艺l 工艺流程如图所示。工艺流程如图所示。l 取取30%经过配合、粉碎的煤料，送入成型工段的原料槽，煤从槽下定经过配合、粉碎的煤料，送入成型工段的原料槽，煤从槽下定量放出，在混煤机中与喷入的粘结剂（用量为型煤量的量放出，在混煤机中与喷入的粘结剂（用量为型煤量的67%）充分）充分混合后，进入混捏机。混合后，进入混捏机。l 煤在混捏机中被喷入的蒸汽加热至煤在混

16、捏机中被喷入的蒸汽加热至100左右，充分混捏后，进入双左右，充分混捏后，进入双辊成型机压制成型。热型煤在网式输送机上冷却后送到成品槽，再转辊成型机压制成型。热型煤在网式输送机上冷却后送到成品槽，再转送到贮煤塔内单独贮存，使用时在塔下与粉煤按比例配合装炉。送到贮煤塔内单独贮存，使用时在塔下与粉煤按比例配合装炉。图图 新日铁法配型新日铁法配型煤炼焦工艺流程煤炼焦工艺流程18（2）住友配型煤工艺）住友配型煤工艺l 工艺流程如图所示。工艺流程如图所示。l 粘结性煤经配合、粉碎后，大部分（约占总煤量的粘结性煤经配合、粉碎后，大部分（约占总煤量的70%）直接送到贮煤）直接送到贮煤塔，小部分（约占总煤量的塔

17、，小部分（约占总煤量的8%）留待与非粘结性煤配合。约占总煤量）留待与非粘结性煤配合。约占总煤量20%的非粘结性煤在另一粉碎系统处理后，与小部分粘结性煤一同进入的非粘结性煤在另一粉碎系统处理后，与小部分粘结性煤一同进入混捏机。混捏机中喷入约为总煤量混捏机。混捏机中喷入约为总煤量2%的粘结剂。煤料在混捏机中加热并的粘结剂。煤料在混捏机中加热并充分混捏后，进入双辊成型机压制成型。型煤与粉煤同步输送到贮煤塔。充分混捏后，进入双辊成型机压制成型。型煤与粉煤同步输送到贮煤塔。图图 住友配住友配型煤流程图型煤流程图 四、配添加物炼焦、配添加物炼焦 1、添加改质黏结剂炼焦。、添加改质黏结剂炼焦。 添加的改质黏

18、结剂要求其具有溶剂化作用、黏结作用及供氢作用。添加的改质黏结剂要求其具有溶剂化作用、黏结作用及供氢作用。 通常配入的黏结剂基本上属于沥青类，按沥青原料来源不同可分为通常配入的黏结剂基本上属于沥青类，按沥青原料来源不同可分为石油系、煤系、煤石油系、煤系、煤-石油混合系。配入黏结剂可使焦炭强度和反应性都石油混合系。配入黏结剂可使焦炭强度和反应性都得到改善。有时也可代替强黏结煤或增加非黏结煤的用量。得到改善。有时也可代替强黏结煤或增加非黏结煤的用量。 2、添加瘦化剂炼焦。、添加瘦化剂炼焦。 高挥发分、高流动度的煤料配入瘦化剂，如配入无烟煤粉、半焦粉或高挥发分、高流动度的煤料配入瘦化剂，如配入无烟煤粉

19、、半焦粉或焦粉等含碳的惰性物质炼焦时，可提高焦炭的强度和块度。焦粉等含碳的惰性物质炼焦时，可提高焦炭的强度和块度。 五、连续层状炼焦五、连续层状炼焦该方法是由该方法是由乌克兰共和国乌克兰共和国煤化所开发研究成功的，它是利用直立式的煤化所开发研究成功的，它是利用直立式的炭化室进行连续层状炼焦，煤料由炭化室的上部分批给入炭化室并由炭化室进行连续层状炼焦，煤料由炭化室的上部分批给入炭化室并由推料装置向下推入炭化室，炭化好的焦炭由炭化室的下部排出。推料装置向下推入炭化室，炭化好的焦炭由炭化室的下部排出。该方法具有以下优点：该方法具有以下优点：（1）改变煤料推移速度和时间间隔，从而适用不同的煤料及不同炼

20、）改变煤料推移速度和时间间隔，从而适用不同的煤料及不同炼焦阶段的加热；焦阶段的加热；（2）炭化室不同高度处的温度不同，从而使煤料经历了若干阶段的）炭化室不同高度处的温度不同，从而使煤料经历了若干阶段的热处理；热处理；（3）提高炉内煤料的堆比重（可达）提高炉内煤料的堆比重（可达1000kg/m3）；）；（4）节约优质炼焦煤，扩大了炼焦煤源；）节约优质炼焦煤，扩大了炼焦煤源；（5）工艺和生产过程实现机械化和自动化，根本上改善操作人员的）工艺和生产过程实现机械化和自动化，根本上改善操作人员的劳动条件，提高了劳动生产率，减轻对大气的污染。劳动条件，提高了劳动生产率，减轻对大气的污染。六、大型炼焦技术六

21、、大型炼焦技术 1、概念、概念 焦炉的大型化，就是增大炭化室的几何尺寸和有效容积，以提焦炉的大型化，就是增大炭化室的几何尺寸和有效容积，以提高焦炉的生产能力，同时更有利于环保。高焦炉的生产能力，同时更有利于环保。 2、焦炉大型化的方向、焦炉大型化的方向 （1）增大炭化室的长度。）增大炭化室的长度。 （2）增加炭化室的高度。）增加炭化室的高度。 （3）增加炭化室的宽度。）增加炭化室的宽度。 3、焦炉大型化现状、焦炉大型化现状 （1）JN-60型焦炉型焦炉 （2）JNX-60型焦炉型焦炉 （3）新日铁）新日铁M型焦炉型焦炉 七、几种新型炼焦方法七、几种新型炼焦方法 国际上有关专家认为，室式传统焦炉

22、应向着大型化、自动国际上有关专家认为，室式传统焦炉应向着大型化、自动化、可靠、节能、扩大炼焦煤资源、长寿以及严格控制污染化、可靠、节能、扩大炼焦煤资源、长寿以及严格控制污染方向发展。方向发展。1、单室炼焦系统、单室炼焦系统欧盟专家早在欧盟专家早在20世纪世纪80年代后期就提出了单炉室式巨型反年代后期就提出了单炉室式巨型反应器的设计思想，同时提出煤预热与干熄焦直接联合的方案应器的设计思想，同时提出煤预热与干熄焦直接联合的方案，90年代，欧洲年代，欧洲8个国家的个国家的13家公司共同组建家公司共同组建“欧洲炼焦技欧洲炼焦技术中心术中心”，在德国的普罗斯佩尔，在德国的普罗斯佩尔(Prosper )焦

23、化厂进行了单室焦化厂进行了单室炼焦系统（炼焦系统（SCS Single Chamber System）也叫巨型炼焦反）也叫巨型炼焦反应器（应器（JCB JumboCokingReactor） 的示范性试验。的示范性试验。 2、日本的炼焦新技术、日本的炼焦新技术 日本是现代室式炼焦先进技术应用最多、最完善的国家之一。日本是现代室式炼焦先进技术应用最多、最完善的国家之一。日本现在生产的焦炉全部实现了加热自动控制；新日铁、川崎日本现在生产的焦炉全部实现了加热自动控制；新日铁、川崎公司、住友公司等已实现了焦炉机械（四大车）完全自动化、公司、住友公司等已实现了焦炉机械（四大车）完全自动化、现场无人操作；

24、干熄焦基本普及；各炼焦厂普遍采用了煤调湿、现场无人操作；干熄焦基本普及；各炼焦厂普遍采用了煤调湿、煤预热、配型煤、选择粉碎等炼焦煤处理技术。煤预热、配型煤、选择粉碎等炼焦煤处理技术。 针对节能和环保的要求，日本钢铁联盟于针对节能和环保的要求，日本钢铁联盟于1994年携手日本煤炭年携手日本煤炭利用中心共同启动了利用中心共同启动了SCOPE21（即（即21世纪高产无污染大型焦炉）世纪高产无污染大型焦炉）工程，旨在面向工程，旨在面向21世纪对焦炉的生产率和环保性能进行革新。世纪对焦炉的生产率和环保性能进行革新。工艺流程工艺流程 湿煤经干燥后在快速加热的预热装置中预热到约湿煤经干燥后在快速加热的预热装

25、置中预热到约400，为防止细粒，为防止细粒煤的温度过高而引起变质，预热分两段进行，前段采用流动床加热，煤的温度过高而引起变质，预热分两段进行，前段采用流动床加热，并将粗、细级筛分分离，细粒煤进行成型，以避免预热煤装炉时夹带并将粗、细级筛分分离，细粒煤进行成型，以避免预热煤装炉时夹带煤粉，影响焦炉操作和焦油质量煤粉，影响焦炉操作和焦油质量;粗粒煤继续采用气流床加热，使其达粗粒煤继续采用气流床加热，使其达到规定的预热温度。成型煤与进一步预热的粗粒煤采用脉冲式输送技到规定的预热温度。成型煤与进一步预热的粗粒煤采用脉冲式输送技术混合装炉，进行中温干馏术混合装炉，进行中温干馏(焦饼中心温度为焦饼中心温度

26、为700800)。由中温干馏。由中温干馏炉排出的焦炭经密闭输送系统送入带加热系统的干熄焦装置中进行高炉排出的焦炭经密闭输送系统送入带加热系统的干熄焦装置中进行高温温(l000左右左右)改质，将其改质成为与高温焦炭一样质量的焦炭。改质，将其改质成为与高温焦炭一样质量的焦炭。 SCOPE21工程的特点是：将煤干燥、煤预热、粉煤热压成型、管道化工程的特点是：将煤干燥、煤预热、粉煤热压成型、管道化装煤、快速中温炭化、焦炭炉外高温处理、干熄焦等技术集于一个系装煤、快速中温炭化、焦炭炉外高温处理、干熄焦等技术集于一个系统中统中SCOPE21工程的优点：有效利用煤炭资源有效利用煤炭资源高效炼焦技术高效炼焦技术节能节能环保环保