焦化廠生產(chǎn)工藝流程

1、1、煤的接收與儲存原料煤一般以汽車火車的方式從各地運輸過來，邯鋼焦化廠的原料煤主要 來自邢臺的康莊、官莊，峰峰和山西等地。當汽車、火車到達后，與受煤坑定 位后，用螺旋卸煤機把煤卸到料倉里，當送料小車開啟料倉開口后，用皮帶把 煤料運到規(guī)定位置。注意：每個料倉一次只能盛放同一種類別的煤。為了保證焦爐的連續(xù)生產(chǎn)和穩(wěn)定焦爐煤的質量，應根據(jù)煤質的類別用堆取 料機把運來的煤卸放在煤場的各規(guī)定位置。邯鋼焦化廠的備煤車間用的氣煤、 肥煤、焦煤和瘦煤四種，按規(guī)定分別堆放在煤場的五個區(qū)。2、煤原料的特性及配煤原則 氣煤的煤化程度比長焰煤高，煤的分子結構中側鏈多且長，含氧量高。 在熱解過程中，不僅側鏈從縮合芳環(huán)上斷

2、裂，而且側鏈本身又在氧鍵處斷裂， 所以生成了較多的膠質體，但黏度小，流動性大，其熱穩(wěn)定性差，容易分解。 在生成半焦時，分解出大量的揮發(fā)性氣體，能夠固化的部分較少。當半焦轉化 成焦炭時，收縮性大，產(chǎn)生了很多裂紋，大部分為縱裂紋，所以焦炭細長易 碎。在配煤中，氣煤含量多，將使焦炭塊度降低，強度低。但配以適當?shù)臍?煤，可以增加焦炭的收縮性，便于推焦，又保護了爐體，同時可以得到較多的 化學產(chǎn)品。由于中國氣煤儲存量大，為了合理的利用煉焦煤的資源，在煉焦時 應盡量多配氣煤。 肥煤的煤化程度比氣煤高，屬于中等變質程度的煤。從分子結構看，肥 煤所含的側鏈較多，但含氧量少，隔絕空氣加熱時能產(chǎn)生大量的相對分子質量

3、 較大的液態(tài)產(chǎn)物，因此，肥煤產(chǎn)生的膠質體數(shù)量最多，其最大膠質體厚度可達 25mm以上，并具有良好的流動性，且熱穩(wěn)定性也好。肥煤膠質體生成溫度為 320C，固化溫度為460C，處于膠質體狀態(tài)的溫度間隔為140C。如果升溫速 度為3C/min，膠質體的存在時間可達50min,因此決定了肥煤黏結性最強，是 中國煉焦煤的基礎煤種之一。由于揮發(fā)性高，半焦的熱分解和熱縮聚都比較劇烈，最終收縮量很大，所以生成焦炭的類問較多，又深又寬，且多以橫裂紋出1 / 12 現(xiàn)，故易碎成小塊，耐磨性差，高揮發(fā)性的肥煤煉出的焦炭的耐磨強度更差一 些。肥煤單獨煉焦時，由于膠質體數(shù)量多，又有一定的黏結性，膨脹性較大， 導致推焦

4、困難。在配煤中，加入肥煤后，可起到提高黏結性的作用，所以肥煤是煉焦配煤 中的重要組分，并為多配入黏結性較差的煤提供了條件。焦煤的變質程度比肥煤稍高，揮發(fā)性比肥煤低，分子結構中大分子側鏈比肥煤少，含氧量較低。 熱分解時產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物比肥煤少，但熱穩(wěn)定性更高，膠質體數(shù)量多，黏性 大，固化溫度較高，半焦收縮量和收縮速度均較小，所以煉焦出的焦炭不僅耐 磨強度高、焦塊大、裂紋少，而且抗碎強度也好。就結焦性而言，焦煤是最好的能煉制出高質量焦炭的煤。配煤時，焦煤的配入量可在較寬的范圍內波動，且能獲得強度較高的焦 炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的強度。瘦煤的煤化程度較高，是低揮發(fā)性的中等變質程度的黏結性煤，

5、加熱時 生成的膠質體少，黏度大。單獨煉焦時，能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高 的焦炭，但焦炭的熔融性很差，焦炭的耐磨性也差。在配煤時配入瘦煤可以提 高焦炭的塊度，作為煉焦配煤效果較好。為了保證焦炭的質量，利于生產(chǎn)操作，配煤應遵循以下原則：配合煤的性質與本廠的煤料預處理工藝以及煉焦條件相適應，保證煉出 的焦炭質量符合規(guī)定的技術質量指標，滿足用戶的需求。焦爐生產(chǎn)中，注意不要產(chǎn)生過大的膨脹壓力，在結焦末期要有足夠的收 縮度，避免推焦困難和損壞爐體。 充分利用本地區(qū)的資源，做到運輸合理，盡量縮短煤源的平均距離，便 于車輛的調配，降低生產(chǎn)成本。 在盡可能的情況下，適當多配一些高揮發(fā)性的煤，以增加化學產(chǎn)品

6、的產(chǎn) 率。2 / 12 在保證煤炭質量的前提下，應多配氣煤等弱黏結性煤，盡量少用優(yōu)質焦 煤，努力做到合理利用中國的煤炭資源。3、配煤過程當需要哪種煤時，用堆取料機通過皮帶把煤輸送到斗槽里，斗槽里的煤再 次通過皮帶送向配煤盤按要求進行配煤。邯鋼焦化廠配煤比一般為：氣煤28%,焦煤45%,肥煤18%,瘦煤9%。在進行配煤時，邯鋼焦化廠采 用的是利用核子秤進行衰減，通過信號的轉換傳到電腦上進行控制的。信號控 制流程為：Cs-137 T煤料T （衰減）電離室T （惰性氣體）電流T放大器、變送單元T 稱重頻率信號、變速信號T電腦系統(tǒng)。4、煤的粉碎邯鋼焦化廠備煤車間的原料煤的精細度為 70%80%,含義為

7、v 3mm的煤 料占總重量的百分數(shù)。在進入粉碎機之前，一部分達到原料煤細度的煤直接由 皮帶運往煤塔，另一部分未達標的由配煤工段運來的配合煤則先經(jīng)除鐵裝置將 煤料中的鐵件吸凈后進入粉碎機，再由皮帶運往煤塔。在邯鋼焦化廠的配煤車 間用的是可逆錘式粉碎機，在粉碎機旁還設有除塵裝置。5、備煤車間設備簡介螺旋卸煤機：旋轉機構、提升機構、走行機構、機架。堆取料機：取料機構、回轉機構、變幅機構、懸臂皮帶機、尾車、走行機構。斗槽；南斗槽供1#-4#焦爐有8個倉庫每個倉庫500噸；北斗槽供5#-6#焦 爐，有8個倉庫每個倉庫500噸。配煤盤：3 / 12圓盤、刮料機、加減套筒、減速機、電機。粉碎機：轉子、錘頭。

8、六、煉焦所謂高溫煉焦，就是煤在隔絕空氣加熱到 950-1050C，經(jīng)過干燥、熱解、 熔融、黏結、固化、收縮等過程最終得到焦炭。1、煉焦生產(chǎn)工藝流程由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔，裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經(jīng)計 量后裝入炭化室內。煤料在炭化室內經(jīng)過一個結焦周期的高溫干餾制成焦炭并 產(chǎn)生荒煤氣。炭化室內的焦炭成熟后，用推焦車推出，經(jīng)攔焦車導入熄焦車內，并由電 機車牽引熄焦車到熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，冷卻 一定時間后送往篩焦工段，經(jīng)篩分按級別貯存待運。煤在炭化室干餾過程中產(chǎn) 生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經(jīng)過上升管、橋管進入集氣管。約700 C左右的荒煤氣在橋管內被氨水噴

9、灑冷卻至 90 C左右?；拿簹庵械慕褂偷韧瑫r被冷 凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經(jīng)過吸煤氣管送入煤氣凈化車 間。焦爐加熱用的焦爐煤氣，由外部管道架空引入。焦爐煤氣經(jīng)預熱后送到焦 爐地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入 的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣經(jīng)過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火 道，再經(jīng)蓄熱室，又格子賺把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換 開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。2、焦爐結構分析焦爐結構的變化與發(fā)展主要是為了更好的解決焦餅高向與長向的加熱均勻 性，節(jié)能降耗、降低投資成本，提高經(jīng)濟效益。為了保證焦炭、煤氣的質量和 產(chǎn)量，不僅需要

10、有合適的配煤比，而且要有良好的外部條件，而合理的焦爐結4 / 12 構就是用來保證外部條件的手段。為此，需從焦爐結構的各個部位加以分析。 邯鋼焦化廠采用的是JN43-58迅型焦爐和JN43-80型焦爐?，F(xiàn)代焦爐爐體最上部是爐頂，爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室，爐 體下部有蓄熱室和連接蓄熱室和燃燒室的斜道區(qū)，每個蓄熱室下部的小煙道通 過交換開閉器與煙道連接。煙道設在焦爐基礎內或基礎兩側，煙道末端通向煙 囪。因此焦爐由三室兩區(qū)組成，即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂區(qū) 和基礎部分。因為JN43-80型焦爐是在JN43-58J型焦爐的基礎上，通過多年的 生產(chǎn)實踐，進一步完善改進而來的，所以下

11、面以JN43-58迅型焦爐為例將焦爐的以上部分做下分析。1）炭化室炭化室是接受煤料并對裝爐煤料隔絕空氣進行干餾焦碳的爐室，一般由硅 質耐火材料砌筑而成。炭化室位于兩側燃燒室之間，頂部由3-4個加煤孔，并有1-2個導出干餾煤氣的上升管，它的兩端為內襯耐火材料的鑄鐵爐門。JN43-58-H型焦爐的炭化室尺寸分為兩種寬度，即平均寬為407mm和450mm兩種形式，炭化室全高為 4300mm,全長為14080mm,有效長為13350mm，炭化室的 有效面積為21.7m3,加熱水平高度為800mm。2）燃燒室燃燒室位于炭化室兩側，是煤氣燃燒的地方，煤氣與空氣在其中混合燃 燒，產(chǎn)生的熱量傳給爐墻，間接加熱

12、炭化室中煤料，對其進行高溫干餾。燃燒 室一般用硅磚砌筑。JN43-58-H型焦爐燃燒室寬度為736mm和693mm （包括爐 墻），爐墻為厚度為100mm的帶舌槽的硅磚砌筑。燃燒室屬于雙聯(lián)火道帶廢氣 循環(huán)式結構，它有28個立火道組成，相鄰火道的中心距為 480mm,立火道隔 墻厚度為130m m。其中成對的隔墻上部有跨越孔，下部取消了邊火道的循環(huán) 孔，防止了短路。立火道底部的兩個斜道區(qū)出口設置在燃燒室中心線的兩側， 在JN43-58-H型焦爐基礎上加大邊斜道口的斷面積，保證了兩端爐頭的供氣 量。3）蓄熱室5 / 12蓄熱室作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預熱燃燒所需的空氣和貧煤氣。 JN43-58

13、-H型焦爐每個炭化室底部有兩個蓄熱室，一個為煤氣蓄熱室，另一個為 空氣蓄熱室。它們同時和其側上放的兩個燃燒室相連。燃燒室正下方為主墻，主墻內有垂直磚煤氣道，焦爐煤氣由地下室煤氣與 主管經(jīng)此道送入立火道底部與空氣混合燃燒。由于主墻兩側氣流導向，中間又 有磚煤氣道，壓差大容易串漏。故磚煤氣道系用內徑為50mm的管磚，管磚外用帶舌槽的異型磚交錯砌成厚為 270mm的主墻。蓄熱室洞寬為321.5mm,內放17層九孔薄壁式格子磚。為使蓄熱室長向氣流均勻分布， 采用擴散式算子磚，配置不同孔徑的擴散或收縮孔型，蓄熱室隔墻均用硅磚砌 筑，且其內表面襯有黏土磚。4）斜道區(qū)連接蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區(qū)，它位于

14、蓄熱室頂部和燃燒室底部之 間，用于導入空氣和煤氣，并將其分配到每個立火道中，同時排除廢氣。燃燒 室的每個立火道與其相應的斜道相連，當用焦爐煤氣加熱時，由兩個斜道送入 空氣和導出廢氣，而焦爐煤氣由垂直磚煤氣道進入。當用貧煤氣加熱時，一個 斜道送入煤氣，另一個斜道送入空氣，換向后兩個斜道均導出廢氣。斜道口布 置調節(jié)磚，在確定斜道斷面尺寸時，一般應使斜道口阻力占上升氣流斜道總阻 力的為了保持爐頭溫度，應使爐頭斜道出口斷面比中部大50%-60%斜道口的傾斜角一般不應低于30，斜道斷面逐漸縮小的夾角一般小于 7等等。5）基礎平臺基礎平臺位于爐體底部，它支撐整個爐體，爐體設施和機械的質量，并把 它傳到地基

15、上。JN43-58-H型焦爐基礎為下噴式，又底板、頂板和支柱組成，用 鋼筋混凝土澆鑄而成。為了減輕溫度對基礎的影響，焦爐砌體的下部與基礎平 臺之間有4-6層紅磚。6）爐頂區(qū)JN43-58-H型焦爐爐頂區(qū)砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、洪爐孔和拉條鉤 等。爐頂?shù)膶嵭牟糠钟善鰻t過程中的廢耐火磚砌筑，爐頂表面用耐磨性好、能 抵抗雨水侵蝕的缸磚砌筑。6 / 12總之，JN43-58J型焦爐的結構特點是:雙聯(lián)火道帶廢氣循環(huán)，焦爐煤氣下噴，兩格蓄熱室的復熱式焦爐，具有結 構嚴密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、熱工效率高、磚型少、揮發(fā)性低等優(yōu) 點。3、護爐機械設備焦爐四大車有：裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。其

16、中裝煤車是在焦爐爐頂上由煤塔取 煤并往炭化室裝煤的焦爐機械，推焦車的作用是完成啟閉機械爐門、推焦、平 煤等操作，攔焦車的作用是啟閉焦側爐門將炭化室推出的爐餅通過導焦槽導入 熄焦車中以完成出焦操作，熄焦車的作用是用以接受炭化室推出的弘叫，并送 往熄焦塔通過水噴灑而將其熄滅，然后再把焦炭卸至涼焦臺上。護爐設備是包括爐柱、保護板、縱橫拉條、彈簧、爐門框、抵抗墻及機 側、焦側操作臺等。主要作用是利用可調節(jié)的彈簧的勢能連續(xù)不斷的向砌體施 加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能 保持完整性和嚴密性，并有足夠的強度從而保證焦爐的正常生產(chǎn)。加熱煤氣供入設備，大型焦爐一般為復熱式，

17、可用兩種煤氣加熱，作用是 向焦爐輸送和調節(jié)加壓煤氣?；拿簹鈱С鲈O備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、焦油盒以及相應的噴灑氨水系 統(tǒng)。其作用為：一是將出爐荒煤氣順利導出，不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而引起冒 煙冒火，但又要保持和控制炭化室在整個結焦過程中為正壓；二是將出爐荒煤 氣適度冷卻，不致因溫度過高而引起設備變形，阻力聲高和鼓風、冷凝的負荷 增大，但又要保持焦油和氨水良好的流動性。4、熄焦、篩焦過程和設備7 / 12邯鋼焦化廠采用的是濕法熄焦，其熄焦系統(tǒng)包括熄焦塔、噴灑裝置、水 泵、粉焦沉淀池及粉焦抓鉤等。熄焦過程為：熄焦車開進熄焦塔時，利用紅外線感受器，接收紅焦本身社出的紅外線

18、而 發(fā)出訊號電流，經(jīng)電流放大觸發(fā)電路啟動熄焦水泵，并借助電子定時裝置控制 熄焦時間。熄焦時大約有20%的水蒸發(fā)，未蒸發(fā)的水流入粉焦沉淀池，澄清后 的水流入清水池循環(huán)利用。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，停放30-40mi n,使其水分蒸發(fā)和冷卻，個別尚未全部熄滅的紅焦，再人工用水補充熄滅。篩焦按粒度大小將焦炭分為 60-80mm、40-60mm、25-40mm、10-25mmv 10mm等級別，主要設備有輥軸篩和共振篩。一般大型焦化廠均設有焦倉和 篩焦樓，將大于40mm的焦炭用輥軸篩篩出，經(jīng)膠帶機送往塊焦倉。輥軸篩下 的焦炭經(jīng)雙層振動篩分成其他三級，分別進入倉庫。七、煉焦化學產(chǎn)品的回收1、煤氣的初冷

19、和焦油的回收1）荒煤氣的主要成分有凈焦爐煤氣、水蒸氣、煤焦油氣、苯族烴、氨、 萘、硫化氫、其他硫化物、氧化氫等氧化物、吡啶鹽等?；厥丈a(chǎn)工藝的組成為：焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產(chǎn)品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦 油、氨、硫、苯族烴等化學產(chǎn)品，同時凈化煤氣。煤氣凈化車間由冷凝鼓風工 段、HPF脫硫工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段等工段組成，其 煤氣流程如下：荒煤氣f初冷器f電捕焦油器t鼓風機t預冷塔f脫硫塔f噴淋式飽和器f 洗終冷塔-洗苯塔-凈煤氣?；厥諢捊够瘜W產(chǎn)品具有重要的意義。煤在煉焦時，除有75%左右變成焦炭外，還有25%左右生成多種化學產(chǎn)品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣，經(jīng)冷卻和

20、用 各種吸收劑處理后，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氧化氫及粗苯等化 學產(chǎn)品，并得到凈焦爐煤氣，氨可以用于制取硫酸銨和無水氨；煤氣中所含的 氫可用于制造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環(huán)己烷等，合成氨可進一步制成尿8 / 12 素、硝酸銨和碳酸氫銨等化肥；所含的乙烯可用于制取乙醇和三氯乙烷的原 料，硫化氫是生產(chǎn)單斜硫和元素硫的原料，氧化氫可用于制取黃血鹽鈉或黃血 鹽鉀；粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品，經(jīng)精制加工后，可得到的產(chǎn)品有：二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等，這 些產(chǎn)品有廣泛的用途，是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、耐 輻射材料、耐高溫材料以及國防工業(yè)

21、的重要原料。來自焦爐82C的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣夜分離器，氣夜 分離后荒煤氣由上部出來，進入橫管式初冷器分兩段冷卻。上段用循環(huán)水，下 段用低溫水將煤氣冷卻到21-22C。由橫管式初冷器下部排出的煤氣，進入電捕 焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油，再由鼓風機壓送至脫硫工段。由氣夜分離器 分離下來的焦油和氨水首先進入機械化氨水澄清槽，在此進行氨水、焦油和焦 油渣的分離。上部的氨水流入循環(huán)氨水中間槽，再由循環(huán)氨水泵送到焦爐集氣 管噴灑冷卻煤氣，剩余氨水送至剩余氨水槽。澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦 油分離器，進一步進行焦油和焦油渣的沉降分解，焦油用焦油泵送往油庫工段 焦油貯槽。機械化氨水澄清

22、槽和焦油分離器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣車， 定期送往煤場，人工摻入煉焦煤中。進入剩余氨水槽的剩余氨水用剩余氨水泵送入除焦油器，脫除焦油后自流 到剩余氨水中間槽，再用剩余氨水中間泵送至硫銨工段剩余蒸氨裝置，脫除的 焦油自流到地下放空槽。3）主要設備的構造及工作原理 離心式鼓風機離心式鼓風機由導葉輪、外殼和安裝在軸上的工作葉輪所組成。煤氣由鼓 風機吸入后做高速旋轉于轉子的第一個工作葉輪中心，煤氣在離心力的作用下 被甩到殼體的環(huán)形空隙中心處即產(chǎn)生減壓，煤氣就不斷的被吸入，離開葉輪時 煤氣速度很高，當進入環(huán)形空隙中，其動壓頭一部分轉變?yōu)殪o壓頭，煤氣的運 動速度減小，并通過導管進入第二個葉輪，產(chǎn)生與第

23、一葉輪相同的作用，煤氣 的靜壓頭再次被提高。從最后一個葉輪出來的煤氣由殼體的環(huán)形空隙流入出口 連接管被送入壓出管路中。9 / 12焦化廠所采用的離心式鼓風機按輸送量大小分為150m3/min、300m3/min、750m3/min、1200m3/min等多種規(guī)格，產(chǎn)生的總壓頭為 30-35kpa。 橫管式初冷器焦化系統(tǒng)生產(chǎn)中煤氣橫管式初冷器主要結構是包括初冷器殼體、冷卻管管 束。橫管式初冷器殼體是由鋼板焊制而成的直立的長方形器體，殼體的前后兩 側是初冷器的管板，管板外裝有封頭。在殼體側面上、中部有噴灑液接管，頂 部為煤氣入口，底部有煤氣出口。在橫管式初冷器的操作中，除了冷卻焦爐煤 氣外，在冷卻

24、器頂部及中部噴灑冷凝液，來吸收焦爐煤氣中的萘，并沖刷掉冷 卻管上沉積的萘，從而有效的提高了傳熱效率。 電捕焦油器電捕焦油器器體是由鋼板卷制而成的筒體與器頂封頭、器底拱形底組合而 成。電捕焦油器的電場有正電極、負電極組合而成。其正極是又鋼管制成，其 鋼管固定在上下管板上，管板與電捕焦油器筒體焊接而成。電場的負極，裝在 由絕緣箱垂下桿懸拉的吊架上，其吊桿吊架均有不銹鋼制成，吊桿上裝著阻力 帽以阻止氣體沖擊絕緣箱。電場負極由不銹鋼制成，電暈極板下懸吊著鉛墜， 以拉直電暈極，電暈極下部由不銹鋼制成的下吊架固定位置，電暈極線分別穿 入電場沉淀焦油餓正極鋼管中心。2、脫硫工段（HPF脫硫法）煤氣-預冷器-脫硫塔-液封槽-（脫硫液）反應槽-再生塔-泡沫塔- （清夜）反應槽鼓風機后的煤氣進入預冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，被冷至 30C,預冷后的煤氣進入脫硫塔，與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸以吸收煤 氣中的硫化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣 被送入硫銨工段。10 / 12吸收了 H2S HCN的脫硫液自流至反應槽，然后用脫硫液泵送入再生塔， 同時自再生塔底部通入壓縮空氣，使溶液在塔內得到氧化再生。再生后的溶液 從塔頂經(jīng)液位調節(jié)器自流回脫硫塔循環(huán)使用。浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，利用液位差自流入泡沫槽，硫泡沫經(jīng)泡沫