焦化工艺.ppt

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1、焦化工艺 焦化分厂简介焦化分厂简介 焦化分厂原有焦炉1座，125为25孔66-型两分侧入单热式焦炉；建于1971年，1991年10月投产。年产6万吨焦炭。因公司发展，2004年3月又建1座，为135孔66-型两分侧入单热式焦炉；2005年4月投产，年产7万吨焦炭。为提高焦炭质量，2006年2月使用捣固炼焦。焦化工厂工艺流程简图煤 仓微 机 配 比铲车皮 带 机粉 碎 机皮 带 机贮 煤 塔捣 固 车侧 装 煤 车配水矸石配水初 冷 一 段初 冷 二 段机 捕 塔终 冷 塔风 机焦 炉洗 苯 塔煤气外送苯回收拦 焦 车熄 焦 车送 焦 系 统焦炭高炉推焦车回 炉 加 热微 机 配 比皮 带 机

2、焦化分厂主要产品有：1、冶金焦焦炭，目前年产量为13万吨，主要供给一、二、三炼铁高炉冶炼；2、粗苯和焦油，粗苯年生产能力900多吨，焦油年生产能力4000吨左右；3、焦炉煤气，目前月外供焦炉煤气150万立方米左右。什么是变质程度？它与各种煤的关系如何？泥炭经压力、地热作用的大小，以及受作用的地质年代的长短的综合称为变质程度。可以从煤的碳含量高低来反映煤的变质程度的高低。无烟煤 9098烟煤 7490褐煤 6074泥炭 5060C%（可燃基）炼焦用煤及其性质？1、气煤：气煤变质程度较低，热解产物多呈气态，因此典型气煤胶质体的数量少，热稳定性差，故粘结性差。形成半焦后收缩大，生成的焦炭裂纹多而宽。

3、气煤焦炭细长、易碎。VR在3037%，y9 25毫米。在配煤中使用气煤可以增加化学产品的收率，并可使焦饼收缩，容易从炭化室中推出，有利于炉体的保护。2、肥煤：肥煤的变质程度比气煤高，加热时能产生大量胶质体，其流动性较大，热稳定性高，故其粘结性好。但在半焦收缩时，因收缩较大和粘结性好，产生许多横裂纹，使焦炭碎成小块，由于肥煤具有很强的粘结能力，可以粘结一些弱粘结性煤，炼成强度较好的冶金焦炭，因此肥煤是配煤中的基础煤。Y25毫米。3、焦煤：焦煤的变质程度比肥煤高，VR在1430%，y825毫米。热分解时液态产物比肥煤少些，但热稳定性更高，半焦收缩比肥煤少，所以能得到耐磨性好、块度大而裂纹少的焦炭。

4、但在现在焦炉中如用焦煤单独炼焦时，由于它能产生较大的膨胀压力，造成推焦困难，损坏炉体。在配煤中配入焦煤可提高焦炭强度，但焦煤产量不多，为了合理利用我国煤炭资源，在配煤中应尽可能节约焦煤。4、瘦煤：瘦煤的变质程度较高，在煤分类中VR在1420%，y012毫米。不同瘦煤单独炼焦时，焦炭的耐磨和强度可有很大差别。一般瘦煤能结焦，加热时能产生少量胶质体，但粘结性差。焦炭裂纹少、块大，但强度不高。在配煤中加入适量瘦煤可提高焦炭的块度。煤是由哪些物质组成的？煤主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素结合而成的有机物，伴存着在成煤过程中由外界混入的矿物质组成。通过煤的元素分析检测，可以测出成煤五元素的比例；通过煤的灰

5、成分分析，可以确定矿物质的组成情况。从煤的工业分析可以测定出煤中的水分、灰份、挥发份、固定碳和全硫的含量。什么是煤的灰份？煤完全燃烧后所得的固体矿物残渣称为灰，灰重占干煤重的百分率称谓灰份。煤中的灰份来源有：1、形成煤的原始物质中所含的矿物质，由此形成的灰份称为内在灰份。由于矿物质均匀分布于原始物质中，所以此种灰份洗选时不容易除去。2、在成煤的过程中，由水流和风力等带入的细粘土或微沙粒形成的灰份。由于此种灰份夹在煤层中，所以较容易除去。3、在开采时由于顶板与地板的岩石混入煤中而带来的灰份。这种灰份（矸石）在洗选中容易除去。炼焦煤料中的灰份对炼焦生产有什么坏的影响？灰份是一种无用的杂质，比煤粒的

6、硬度大，往往不易破碎，造成炼焦煤料细度不好。在炼焦时，它除了耗用额外的热量外，由于它不熔融，较大的颗粒还会在焦碳内形成裂纹中心，降低焦碳的机械强度。另外，灰份中有一部分是熔点低的化合物，如果炭化室长期处于负压操作时，很容易在炉墙表面熔融结疤，损坏炉体。煤中的硫在炼焦与炼铁中的有什么害处？1、硫是煤中有害的杂质。在炼焦的过程中，约有70%的硫保存于焦碳中。而带入高炉内的硫份，有80%以上是由焦碳带入的。硫会恶化高炉操作，使生铁质量变坏，使高炉生产能力下降。我国高炉炼铁经验表明，在炼铁时，如果焦碳中的含硫量增高0.1，那么焦比就将升高1.22%，高炉的生产能力降低2%左右。2、煤中的硫，特别是硫铁

7、矿，能加速煤的风化与自然，破坏煤的粘结性，由此而降低焦碳的机械强度。3、给炼焦化学产品的精制带来困难；硫部分转化成煤气中的硫化氢，会腐蚀输送煤气的管道和设备；含硫化氢高的煤气，还会在轧钢加热炉里直接影响钢材加工的产品质量。化工产品中的含硫化合物更会影响到产品的提纯。4、含硫的煤气燃烧后产生的SO2，污染大气，毒害人体，自然氧化后变成酸雨，腐蚀设备和建筑物，使森林和植被枯萎。备煤工艺流程原煤配煤槽破碎煤塔铲车拾废石水份先配煤后粉碎工艺流程的特点优点：1、工艺流程简单，设备较少，因粉碎过程也是混合过程，故粉碎后不需要设置混合设备；2、布置紧凑，操作方便，没有粉碎过的煤较易下料，故配煤盘操作容易；缺

8、点：1、配煤准确度差，因煤料块度较大，下料不均匀；2、不能根据不同的煤种进行不同的粉碎细度处理。本来希望细粉碎的气煤、瘦煤因其硬度较高不易粉碎，在配合后粉碎的配合煤中其粒度较粗，而本来希望粗粉碎的肥煤、焦煤却因硬度较小而易被粉碎，在配合煤中其粒度反而较细。三、焦化炼焦工艺1、焦炉炉体结构及炉型简介 2、煤在焦炉中的成焦过程 3、焦炉基本操作 1、炭化室与燃烧室 炭化室是煤隔绝空气干馏的地方；燃烧室是煤气燃烧的地方。为顺利推焦，炭化室焦侧宽度大于机侧，燃烧室则相反，故机焦两侧炭化室的中心距是相同的。每座焦炉的燃烧室都比炭化室多一个。燃烧室用隔墙分成若干个立火道，以便控制燃烧室温度从机侧到焦侧逐渐

9、升高。焦炉立火道底部有两个斜道口和一个烧嘴。用焦炉煤气加热时，烧嘴走焦炉煤气，两个斜道均走空气空气稀释，导致燃烧速度减慢，拉长火焰。加热水平：为控制二次热解以提高化学产品的质量和产率，应在保证焦并上下均匀成熟前提下适当降低炭化室空间温度，为此，燃烧室顶部高度低于炭化室顶，二者之差称加热水平高度。2、斜道区：位于蓄热室与燃烧室之间，它是连接燃烧室和蓄热室的通道。当改变调节砖厚度而改变出口断面时，能有效的调节煤气和空气量 3、蓄热室 位于焦炉炉体下部，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气盘分别同分烟道、煤气管道以及大气相通。组成：顶部空间、格子转、篦子砖、小烟道以及主墙、单墙和封墙。下喷式焦炉，主墙

10、内还有直立砖煤气道。作用：下降高温废气，由内装的格子砖将大部分热量吸收并积蓄起来，使废气温度由1200左右降至400 以下，当上升贫煤气或空气时，格子砖将所蓄热量传递出去，使贫煤气或空气预热到1000 以上。采用合理的篦子砖孔型和尺寸排列，可以使蓄热室气流沿长向均匀分布。4、炉顶区：炭化室盖顶砖以上部位称炉顶区，设有装煤孔、上升管孔、看火孔及拉条沟。5、烟道与基础：蓄热室下部设有分烟道，来自各下降蓄热室的废气流经各废气盘，分别汇集到机侧或焦侧分烟道，进而在炉组端部的总烟道汇合后导向烟囱跟部，借烟囱抽力排入大气。分烟道与总烟道衔接部之前设有吸力自动调节翻板，总烟道与烟囱跟部衔接部之间设有闸板，用

11、以分别调节吸力 2、煤在焦炉中的成焦过程 1、干燥和预热（常温200）2、开始分解（200350）3、生成胶质体（250450），此时烟煤进一步分解、生成气态、液态和固态产物，由于气态产物不能立即析出，形成气、液、固共存的胶体，称胶质体。胶质体有一定粘度，其中气体产物不能自由析出，因此出现膨胀现象。4、胶质体固化和半焦生成（450 550），随温度的升高，胶质体中液态产物逐渐分解，一部分分解产物随气态析出，一部分与胶质体中固态产物相互缩聚、固化，生成固体的半焦。5、半焦收缩（550 650），半焦进一步析出气体而收缩，同时产生裂纹。6、生成焦炭。焦炉操作一、装煤 1、从煤塔取煤 煤塔往装煤车装

12、煤应迅速，使煤紧实，以保证煤斗足量，但煤斗底部不应压实，以防往炭化室放煤时煤流不畅。取煤应按煤塔漏嘴排列顺序进行，使煤塔内煤料均匀放出。假如不顺序进行取煤，只从某一排放煤嘴取煤，势必造成这排煤被放空。当配合煤在被送入煤塔时，必然造成煤料偏析。有的炭化室将装入粒度较大的煤，有的炭化室将装入粒度较小的煤，从而使焦碳质量变坏。此外，当取煤不按顺序进行时，贮煤塔中将形成有一部分为新送入的煤，而另一部分是陈煤，甚至发生煤质变化。每孔炭化室装煤量应均衡，与规定值偏差不超过150公斤，以保证焦碳产量和炉温稳定。装煤过满，平煤时易堵上升管或压实炉顶煤料，产生大量生焦；并使煤气导出不畅，引起大量冒烟冒火，既减少

13、煤气和化产产量，更重要的是烧坏铁件，有损炉体和造成环境污染。装煤不满，不仅减少产量，而且使炉顶空间温度升高，增加煤气裂解，加速石墨沉积，容易造成推焦困难。2、装煤要求：快、平、满、透 推焦推焦就是把成熟的焦炭从炭化室推出的操作。1、几种“时间”概念：周转时间，它是指一个炭化室两次推焦相距的时间，即包括煤的干馏时间和推焦装煤等操作时间。操作时间，指某一炭化室从推焦、平煤、关上小炉门再至下一炉号开始摘门所需时间，即相邻两个炭化室推焦的间隔时间。一般为1012min.检修时间：全炉所有炭化室都不出炉的间歇时间。周转时间=每孔操作时间*孔数+检修时间。结焦时间：煤在炭化室高温干馏的时间。2、推焦串序

14、编制推焦顺序的原则：1）推焦时相邻炭化室处于结焦中期，以免推焦时造成炉墙损坏。2）焦炉机械移动行程短，节省运转时间和节能。3）保持移动机械有一定的检修时间 4）煤气沿集气管长向均匀排出。我部采用9-2串序 1 11 21 31 41 51 3 13 23 33 43 53 5 15 25 35 45 55 7 17 27 37 47 9 19 29 39 49 2 12 22 32 42 52 4 14 24 34 44 54 2、出焦要求：焦炉的出焦和装煤应严格按计划进行，以实现均衡生产，使个炭化室的焦饼按一定的结焦时间均匀成熟，使整个炉组实现定时、准点出焦，定时进行机械和设备的预防性检修

15、熄焦定义：由于煤干馏成焦的最终温度9501050，所以从炭化室推出的是炽热的焦炭，熄灭至300以下的过程，称为熄焦。熄焦用水量一般为2米3/吨干煤，熄焦时间一般为6090秒，熄焦后的焦碳，卸至焦台停留2030分钟，使其水分蒸发和冷却，剩余红焦在此补充消火。熄焦操作主要是控制水分稳定。一般要求全焦水分不大于4%，为使熄焦良好和水分均匀，熄焦车接焦时行车速度应于焦并推出速度相适应，使车内焦炭分布均匀。还应定期清扫熄焦设施，使喷水装置经常好用，保证熄焦迅速而均匀，熄焦时控制好喷洒和沥水时间，卸焦和放焦应按顺序进行，保证晾焦时间大致相同。筛焦1、焦碳的分级依用户而定，通常按块度分为40毫米、2540毫

16、米、10 25毫米及10毫米等几级。2、几个概念：1）结焦率：是指入炉煤干馏后所获得的焦炭数量占入炉煤的百分比。2）冶金焦率：是指冶金焦产量占全部焦炭产量的百分比。焦炉煤气的净化流程 荒煤气 汽液分离器 初冷器 洗苯 洗氨为什么要进行煤气初冷？从炭化室导出的荒煤气温度达650700度，其中含有焦油雾、苯族烃、水汽、氨、及硫化氢、氰化氢等。在高温下，这些化学产品不能回收，杂质不能清除，一定要降低煤气的温度才能有效地进行煤气精制和回收化学产品。另外，高温气体体积大，管道直径需要加大，鼓风机的负荷及能量消耗增加。高温气体在管道内输送是危险的，也不允许其进入煤气鼓风机。因此，为了回收化学产品和净化煤气

17、，为了安全和合理输送煤气，在煤气进入鼓风机之前要进一步在直接或间接式初步冷却器中进行初步冷却。使进入鼓风机的煤气温度达到28度左右。初冷煤气初冷的目的一是冷却煤气，二是使焦油和氨水分离，并脱除焦油渣。在炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的粗煤气温度为650750，首先经过初冷，将煤气温度降至2530，粗煤气中所含的大部分水汽、焦油气、萘及固体微粒被分离出来，部分硫化氢和氰化氢等腐蚀性物质溶于冷凝液中，从而可减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀；煤气经冷却后，体积减小，从而使鼓风机以较小的动力消耗将煤气送往后续的净化工序；煤气经初冷后，温度降低，是保证炼焦化学产品回收率和质量的先决条件。煤气的初冷分

18、为集气管冷却和初冷器冷却两个步骤。1、煤气在集气管内的冷却：煤气在桥管和集气管内的冷却，是用表压为147196Kpa的循环氨水通过喷头强烈喷洒进行的。当细雾状的氨水与煤气充分接触时，由于煤气温度很高而湿度又很低，故煤气放出大量显热，氨水大量蒸发，快速进行着传热和传质过程。传热过程取决于煤气与氨水的温度差，所传递的热量为显热，约占煤气冷却所放出的总热量的10%15%。传质过程的推动力是循环氨水液面上的蒸汽分压与煤气中蒸汽分压之差，氨水部分蒸发，煤气温度急剧降低，以供给氨水蒸发所需的潜热，此部分热量约占煤气冷却所放出总热量的75%80%。另有约占所放出总热量10%的热量由集气管表面散失。通过上述冷

19、却过程，煤气温度由650750降至8286，同时有60%左右的焦油气冷凝下来。在实际生产上，煤气温度可冷却至高于其最后达到的露点温度13。煤气的冷却及所达到的露点温度同下列因素有关：煤料的水分、进集气管前煤气的温度、循环氨水量和进出口温度以及氨水喷洒效果等，其中以煤料水分影响最大。在一般生产条件下，煤料水分每降低1%，露点温度可降低0.60.7。显然，降低煤料水分，对煤气的冷却很重要。由于煤气的冷却主要靠氨水的蒸发，所以，氨水喷洒的雾化程度好，循环氨水的温度较高（氨水液面上水汽分压较大），氨水蒸发量大，煤气冷却效果好；反之较差。集气管技术操作指标如下：集气管前煤气温度/650750 离开集气管

20、的煤气温度 8286 循环氨水温度/7075 离开集气管氨水的温度/7480 煤气露点温度/8083 吨干煤循环氨水量/m3 56 蒸发的氨水量（占循环氨水质量）%23 冷凝焦油量（占煤气中焦油质量）%约60 炼焦煤气由集气管沿煤气主管流向煤气初冷器。吸煤气主管除将煤气由焦炉引向化产回收装置外，还起着空气冷却器的作用，煤气可降温13 煤气进入初冷器的温度仍很高，且含有大量蒸汽和焦油气，需在初冷器中冷却到2535，并将大部分焦油汽和蒸汽冷凝下来。焦炉煤气与喷洒氨水、冷凝焦油等沿吸煤气主管首先进入气液分离器，煤气与焦油、氨水、焦油渣等在此分离。分离下来的焦油、氨水和焦油渣一起进入焦油氨水澄清槽，经

21、过澄清分为三层：上层为氨水；中间为焦油；下层为焦油渣。沉淀下来的焦油渣由刮板输送机连续刮送至漏斗处排出槽外。焦油则通过液面调节器流至焦油中间槽，由此泵往焦油贮槽，经初步脱水后外销。氨水由澄清槽上部满流至氨水中间槽，再用循环氨水泵送回焦炉集气管以冷却粗煤气。这部分氨水成为循环氨水。经气液分离后的煤气进入数台并联横管式间接冷却器内用水间接冷却，煤气走管间，冷却水走管内。从各台初冷器出来的煤气温度是有差别的，汇集在一起后的煤气温度称为集合温度，这个温度依生产工艺的不同而有不同的要求：在生产浓氨水系统中，则要求集合温度低于25。随着煤气的冷却，煤气中绝大部分焦油气，大部分蒸汽和萘在初冷器中被冷却下来，

22、萘溶解于焦油中。煤气中一定数量的氨，二氧化碳，硫化氢，氰化氢和其他组分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。焦油和冷凝氨水的混合液称为冷凝液。冷凝氨水中含有较多的挥发铵盐(HNH4)2S,NH4CN,（NH4）2CO3等,固定铵盐HNH4Cl、HNH4CNS、(HNH4)2SO4和(HNH4)2S2O3的含量较少。循环氨水中则主要含有固定铵盐，在其单独循环时，固定铵盐含量可高达3040g/L。为了降低循环氨水中固定铵盐的含量，以减轻对焦油设备的腐蚀和改善焦油的脱水，脱盐操作，大多采用两种氨水混合的流程，混合氨水固定铵盐含量可降低至1.3.05g/L/。如图所示,冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送机械化澄

23、清槽，与循环氨水混合澄清分离。分离后所的剩余氨水送去脱酚。由管式初冷器出来的煤气尚含有1.52g/m3的雾状焦油，被鼓风机抽送至电捕焦油器除去其中绝大部分焦油雾后，送往下道工序。粗苯流程来自洗苯工序的富油依次与脱苯塔顶的油气和水汽混合物、脱苯塔底排出的热贫油换热后温度达110130进入脱水塔。脱水后的富油经管式炉加热至180190进入脱苯塔。脱苯塔顶逸出的9093的粗苯蒸汽与富油换热后温度降到73左右进入冷凝冷却器，冷凝液进入油水分离器。分离出水后的粗苯流入回流槽，部分粗苯送至塔顶作为回流，其余作为产品采出。脱苯塔底部排出的热贫油经贫富油换热器进入热贫油槽，再用泵送贫油冷却器冷却至2530后去

24、洗苯工序循环使用。脱苯塔用的直接蒸汽是经管式炉加热至400450后经由再生器进入的，以保持再生器顶部温度高于脱苯塔底部温度。为了保持循环洗油质量，将循环洗油量的1%1.5%由富油入塔前的管路引入再生器进行再生。在此用蒸汽间接将洗油加热至160180，并用蒸汽直接蒸吹，其中大部分洗油被蒸发并随直接蒸汽进入脱苯塔底部。残留于再生器底部的残渣油，靠设备内部的压力间歇或连续的排至残渣油槽。残渣油中300前馏出量要求低于40%。洗油再生器的操作对洗油耗量有较大影响。在洗苯塔捕雾及再生器操作正常时，每生产1t 180前粗苯的焦油洗油耗量应在100Kg以下，我们的洗油耗量控制在70Kg以下。焦炉煤气的性质1、焦炉煤气是一种无色（在没有回收化学产品时呈黄色）有毒气体（约含6的CO);2、发热值较高（16.720-18.810MJ/m3)含惰性气体少（氮气约4），含氢较多（近60），燃烧速度快，火焰短；3、爆炸范围大（约5-30），遇空气易形成爆炸性气体。4、易着火，燃点低（600)5、煤气较脏时，管道易被焦油、萘堵塞，煤气中冷凝液还会腐蚀管道。焦化分厂主要设备1、罗茨风机3台2、四大车：侧装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车3、可逆反击锤式破碎机焦化分厂重大危险源控制1、粗苯罐2、调火地下室煤气管网3、分厂煤气管网 谢谢大家！