焦化廠煉焦工藝介紹

1、煉焦工藝煉焦工藝、焦炭的宏觀構(gòu)造與孔孢結(jié)構(gòu)、焦炭的宏觀構(gòu)造與孔孢結(jié)構(gòu)焦炭是一種質(zhì)地堅硬、多孔、呈銀灰色，并有不同粗細(xì)裂紋焦炭是一種質(zhì)地堅硬、多孔、呈銀灰色，并有不同粗細(xì)裂紋的碳質(zhì)固體塊狀材料，其真相對密度約的碳質(zhì)固體塊狀材料，其真相對密度約1.801.95，視密度，視密度0.881.08, 堆積密度約堆積密度約450kg/m3。 焦餅沿縱、橫裂紋掰開即得焦餅沿縱、橫裂紋掰開即得焦塊焦塊。沿微裂紋分開即得。沿微裂紋分開即得焦體焦體。焦體由氣孔和氣孔壁構(gòu)成，氣孔壁又稱焦體由氣孔和氣孔壁構(gòu)成，氣孔壁又稱焦質(zhì)焦質(zhì)，其主要成分，其主要成分是碳和礦物質(zhì)。焦炭裂紋的多少直接影響焦炭的是碳和礦物質(zhì)。焦炭裂紋的

2、多少直接影響焦炭的粒度粒度和和抗抗碎強(qiáng)度碎強(qiáng)度。焦塊微裂紋的多少和焦體的孔孢結(jié)構(gòu)則與焦炭的。焦塊微裂紋的多少和焦體的孔孢結(jié)構(gòu)則與焦炭的耐磨強(qiáng)度和高溫反應(yīng)性能有密切關(guān)系?？祖呓Y(jié)構(gòu)通常用氣耐磨強(qiáng)度和高溫反應(yīng)性能有密切關(guān)系?？祖呓Y(jié)構(gòu)通常用氣孔率、氣孔平均直徑、孔徑分布、氣孔壁厚度和比表面積孔率、氣孔平均直徑、孔徑分布、氣孔壁厚度和比表面積等參數(shù)表示。等參數(shù)表示。2、高爐內(nèi)的冶煉過程、高爐內(nèi)的冶煉過程 爐料：礦石：天然礦、燒結(jié)礦、團(tuán)球礦爐料：礦石：天然礦、燒結(jié)礦、團(tuán)球礦 熔劑：石灰石、白云石、生石灰熔劑：石灰石、白云石、生石灰 焦炭焦炭 從爐頂依次分批、分層裝入爐內(nèi)。從爐頂依次分批、分層裝入爐內(nèi)。 高

3、溫空氣或富氧空氣由風(fēng)口鼓入，使焦炭在風(fēng)口前的回旋高溫空氣或富氧空氣由風(fēng)口鼓入，使焦炭在風(fēng)口前的回旋區(qū)內(nèi)劇烈燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱能，是高爐冶煉過程的主要熱源，區(qū)內(nèi)劇烈燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱能，是高爐冶煉過程的主要熱源，燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生的CO作為高爐冶煉過程的主要還原劑。作為高爐冶煉過程的主要還原劑。 焦炭在回旋區(qū)內(nèi)燃燒生成的高溫煤氣在上升過程中將熱能焦炭在回旋區(qū)內(nèi)燃燒生成的高溫煤氣在上升過程中將熱能傳給爐料，與焦炭發(fā)生吸熱反應(yīng)生成傳給爐料，與焦炭發(fā)生吸熱反應(yīng)生成CO，隨后，隨后CO將鐵礦石中將鐵礦石中的鐵氧化物還原。的鐵氧化物還原。鐵氧化物的還原反應(yīng) 間接還原： 當(dāng)溫度t570 時， F

4、e3O4+4CO=3Fe+4CO2+17220Kj 當(dāng)溫度t=570800時，鐵氧化物還原過程按Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe這一順序依次進(jìn)行： 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+37200KJ Fe2O3+CO=3FeO+CO2-20960Kj FeO+CO=Fe+CO2+13650Kj 直接還原： 當(dāng)溫度t1100 時，碳溶反應(yīng)的平衡常數(shù)和反應(yīng)速度常數(shù)均很高，一出現(xiàn)CO2亦即刻與焦炭中的碳相互作用生成CO，即CO2 + C = 2CO，鐵氧化物的還原按以下方式進(jìn)行： CO2+C=2CO-166320Kj FeO+CO=Fe+CO2+13650Kj FeO+C=Fe+CO-15

5、2670Kj 從反應(yīng)歷程來說仍屬兩步氣固反應(yīng)，但從熱力學(xué)觀點看，恰如鐵氧化物被固態(tài)碳還原。因此，在1100以上，鐵氧化物的還原屬于和固態(tài)碳反應(yīng)、生成CO并大量吸熱的直接還原。焦炭的作用可以概括為：焦炭的作用可以概括為： 高爐冶煉過程的高爐冶煉過程的熱源熱源； 礦石中鐵氧化物的礦石中鐵氧化物的還原劑還原劑； 高爐料柱的高爐料柱的疏松骨架疏松骨架； 高爐鐵的高爐鐵的滲碳劑滲碳劑。高爐冶煉對焦炭質(zhì)量的要求 1、具有合適的篩分組成和均勻的塊度； 2、較高的機(jī)械強(qiáng)度，M40要大，M10要?。?3、水分低且穩(wěn)定； 4、灰分要低； 5、硫分要低； 6、Vdaf1.9%; 7、CRI要適度低，CSR要高； 8

6、、各向異性程度要高； 9、性能穩(wěn)定。非高爐用焦炭的特性非高爐用焦炭的特性 1 1、鑄造焦、鑄造焦 用于沖天爐熔鐵。用于沖天爐熔鐵。C + OC + O2 2 =CO =CO2 2 + Q + Q 要求：要求：（1 1）粒度大且反應(yīng)性低；）粒度大且反應(yīng)性低； （2 2）硫分低、灰分低）硫分低、灰分低 2 2、氣化焦、氣化焦 用于煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)煤氣。用于煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)煤氣。 C + COC + CO2 2 = 2CO, C + H = 2CO, C + H2 2O = HO = H2 2 + CO + CO 要求：要求：（1 1）粒度均勻且反應(yīng)性高；）粒度均勻且反應(yīng)性高； （2 2）硫分低、灰分低

7、）硫分低、灰分低 3 3、電石焦、電石焦 用于電石生產(chǎn)。用于電石生產(chǎn)。 CaO + 3C = CaCCaO + 3C = CaC2 2 + CO (1800 + CO (180022002200）要求：要求：（1 1）粒度）粒度3 320mm20mm； （2 2）灰分低、碳含量高）灰分低、碳含量高 （3 3）水分低，）水分低，6%6%第二節(jié)煉焦工藝與設(shè)備備煤、煉焦生產(chǎn)工藝流程礦山來煤（洗精煤） 接收 貯存 倒運 配合 粉碎 炭化 推焦 （干、濕）熄焦 篩焦 荒煤氣 上升管 橋管 集氣管 回收車間 氣液分離器 吸氣管 25mm 高爐焦供高爐煉焦 1025mm 中塊焦外銷 10mm 粉焦燒結(jié)燃料包

8、括：來煤接收、貯存、倒運、配合、粉碎等工序。其生產(chǎn)目的是：包括：來煤接收、貯存、倒運、配合、粉碎等工序。其生產(chǎn)目的是：向焦?fàn)t提供數(shù)量充夠、質(zhì)量合格的煉焦煤料。向焦?fàn)t提供數(shù)量充夠、質(zhì)量合格的煉焦煤料。1、來煤接收、來煤接收 就是將來自礦山的煤卸至煤場。就是將來自礦山的煤卸至煤場。 卸煤機(jī)械包括：卸車機(jī)械和卸船機(jī)械。卸煤機(jī)械包括：卸車機(jī)械和卸船機(jī)械。 卸車機(jī)械包括：翻車機(jī)、螺旋卸車機(jī)、鏈斗卸車機(jī)、卸車機(jī)械包括：翻車機(jī)、螺旋卸車機(jī)、鏈斗卸車機(jī)、裝卸橋、門式抓斗起重機(jī)等。裝卸橋、門式抓斗起重機(jī)等。 卸船機(jī)械就是懸臂抓斗起重機(jī)。卸船機(jī)械就是懸臂抓斗起重機(jī)。2、貯存和倒運、貯存和倒運 就是將來煤儲存于煤場

9、，以便隨時取用。就是將來煤儲存于煤場，以便隨時取用。貯存和倒運的目的：貯存和倒運的目的： （1）保證焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)；）保證焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)； （2）同類單種混勻以穩(wěn)定煤質(zhì)；）同類單種混勻以穩(wěn)定煤質(zhì)； （3）瀝水以穩(wěn)定水分。）瀝水以穩(wěn)定水分。 倒運機(jī)械包括：堆取料機(jī)和門式抓斗機(jī)等。倒運機(jī)械包括：堆取料機(jī)和門式抓斗機(jī)等。3、配合、配合 就是將不同的單種煤按一定比例配在一起，以便配就是將不同的單種煤按一定比例配在一起，以便配煤煉焦。煤煉焦。 配煤方式：煤場配煤和配煤槽配煤。我國常用配煤配煤方式：煤場配煤和配煤槽配煤。我國常用配煤槽配煤。槽配煤。 配煤設(shè)施和設(shè)備：配煤槽、配煤盤（園盤給料機(jī)）、配煤設(shè)施和設(shè)備

10、：配煤槽、配煤盤（園盤給料機(jī)）、電磁振動給料器等。電磁振動給料器等。1 配煤工藝與設(shè)備兩種配煤系統(tǒng)：1）配煤槽 2)煤場配煤（1）配煤槽的個數(shù)與容量，見表。一般比煤種多23個，生產(chǎn)能力較大的焦化廠，配煤槽數(shù)量最好為煤種數(shù)的一倍。4、粉碎、粉碎 就是將配合煤粉碎至一定的細(xì)度，以便裝爐煉焦。就是將配合煤粉碎至一定的細(xì)度，以便裝爐煉焦。 細(xì)度細(xì)度配合煤料中配合煤料中3mm粒級的量占總量的百分粒級的量占總量的百分?jǐn)?shù)。一般控制在數(shù)。一般控制在7382%。 粉碎設(shè)備：粉碎設(shè)備： 粉碎機(jī)：錘式粉碎機(jī)、反擊式粉碎機(jī)粉碎機(jī)：錘式粉碎機(jī)、反擊式粉碎機(jī)5、粉碎工藝、粉碎工藝 包括：包括： 先配后粉、先粉后配、部分硬

11、質(zhì)煤預(yù)粉碎、分組粉碎、先配后粉、先粉后配、部分硬質(zhì)煤預(yù)粉碎、分組粉碎、選擇粉碎等流程。選擇粉碎等流程。粉碎工藝煉焦煤的工藝必須適應(yīng)煉焦煤的粉碎特性，使粒度達(dá)到或接近最佳粒度分布，由于煤的最佳粒度分布因煤種、巖相組成而異，因此不同煤和配合煤應(yīng)采用不同的粉碎工藝。先配合后粉碎工藝先將各單種煤按一定配比配合后，再進(jìn)行粉碎的一種備煤工藝。（1）炭化室和燃燒室 炭化室是煤料隔絕空氣進(jìn)行炭化的地方。燃燒室煤氣燃燒向炭化室供給熱量的地方。二者相間排列。錐度為了推焦的方便，炭化室的水平截面呈梯形，焦側(cè)寬機(jī)側(cè)窄，焦側(cè)與機(jī)側(cè)的寬度差，稱為炭化室的錐度。機(jī)、焦側(cè)寬度的平均值，稱為炭化室的平均寬度。加熱水平（高度）為

12、了焦餅上下均勻成熟，炭化室高度要高于燃燒室，二者的高度差，稱為焦?fàn)t的加熱水平（高度）。為了燃燒室長向加熱的均勻性和提高炭化室的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，將燃燒室分成各個立火道。立火道的連接方式有雙聯(lián)式、二分式、四分式、跨頂式等。改善高向加熱均勻性的措施：廢氣循環(huán)、高低燈頭、分段加熱、不同爐墻厚度等（2）斜道區(qū) 位于燃燒室和蓄熱室之間，是連接燃燒室和蓄熱室的通道。結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（3）蓄熱室 位于焦?fàn)t的下部，是回收廢氣中的廢熱并用來預(yù)熱上升的空氣和高爐煤氣的地方。內(nèi)填格子磚作為熱交換的介質(zhì)。下部設(shè)小煙道，頂部設(shè)蓄熱室頂部空間。（4）爐頂區(qū)位于焦?fàn)t的頂部，炭化室蓋頂磚以上部分稱為爐頂區(qū)。內(nèi)設(shè)裝煤孔、看火孔、上升管孔、烘

13、爐孔和拉條溝等。（5）煙道和基礎(chǔ)蓄熱室下部設(shè)分煙道，匯集來自蓄熱室的廢氣，分煙道匯于總煙道，再接至煙囟。焦?fàn)t基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和抵抗墻兩部分。（6）我國主體焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)特點我國的主體焦?fàn)t為JN焦?fàn)t，其結(jié)構(gòu)特點為：雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、焦?fàn)t煤氣下噴、復(fù)熱式。二、焦?fàn)t機(jī)械焦?fàn)t機(jī)械常稱為四大車，用以完成焦?fàn)t的裝煤、出焦、熄焦等。1）裝煤車：置于爐頂，用于從煤塔取煤并裝入炭化室。2）推焦車：位于焦?fàn)t的機(jī)側(cè)，用以完成啟閉機(jī)側(cè)爐門、推焦、平煤、清掃機(jī)側(cè)爐爐門框等。3）導(dǎo)焦車：位于焦側(cè)操作臺上，用于啟閉焦側(cè)爐門、導(dǎo)焦、清掃焦側(cè)爐爐門框等。4）熄焦車：位于焦側(cè)，用于接收紅焦并送至熄焦塔下將其熄滅，然后放在涼焦臺上。

14、采用干法熄焦時沒有熄焦車，代之焦罐車。三、護(hù)爐設(shè)備護(hù)爐設(shè)備又稱為所爐鐵件，包括：橫向有：爐柱（鋼柱）、保護(hù)板、爐門框、大小彈簧、橫拉條、爐門等；縱向有：抵抗墻、縱拉條等。護(hù)爐設(shè)備的主要作用是：利用可調(diào)節(jié)的彈簧勢能，連續(xù)不斷地向砌體施加數(shù)量足夠、分布合理的保護(hù)性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整、嚴(yán)密，從而保證焦?fàn)t正常生產(chǎn)。此外，護(hù)爐設(shè)備還有支撐機(jī)焦側(cè)操作臺、集氣管的作用。保護(hù)板、爐門框和爐門之間的配合，完成焦?fàn)t的密封，防止荒煤氣外漏，造成冒煙冒火。四、煤氣設(shè)備煤氣設(shè)備包括干餾煤氣導(dǎo)出設(shè)備和加熱煤氣供入設(shè)備兩套系統(tǒng)。（1）干餾煤氣導(dǎo)出設(shè)備干餾煤氣（俗稱荒煤氣）導(dǎo)出設(shè)備的作用是：一是將

15、荒煤氣順利導(dǎo)出，不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而冒煙冒火，但又要使全爐各炭化室在結(jié)焦過程中始終保持正壓；二是將荒煤氣適度冷卻，不致因溫度過高引起設(shè)備變形、阻力升高和鼓風(fēng)、冷凝的負(fù)荷增大，但又要保持焦氨水的良好的流動性。其流程和設(shè)備如圖所示。流程：上升管橋管水封閥集氣管門型管吸氣管氣液分離器回收車間（3）廢氣導(dǎo)出及換向開閉器（廢氣盤）換向開閉器是既能供入煤氣和空氣，又能排出廢氣，還能調(diào)節(jié)氣體流量的裝置，俗稱廢氣盤。焦?fàn)t加熱用的空氣和高爐煤氣經(jīng)過廢氣盤調(diào)節(jié)流量后進(jìn)入蓄熱室，蓄熱室中廢氣經(jīng)廢氣盤調(diào)節(jié)流量后進(jìn)入分煙道。（4）交換系統(tǒng)與交換過程交換系統(tǒng)由交換機(jī)、拉條、交換考克、廢氣盤等組成。交換過程：關(guān)

16、煤氣空氣與廢氣交換開煤氣二二 干法熄焦干法熄焦 所謂干熄焦，是相對濕熄焦而言的，是指采用惰性所謂干熄焦，是相對濕熄焦而言的，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦顯熱，冷卻后的焦炭干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，吸收紅焦顯熱，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來的從干熄爐底部排出，從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫情性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)生蒸高溫情性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換，鍋爐產(chǎn)

17、生蒸汽，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐，惰汽，冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐，惰性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。干熄焦在節(jié)能、環(huán)保性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。干熄焦在節(jié)能、環(huán)保和改善焦炭質(zhì)量等方面優(yōu)于濕熄焦。和改善焦炭質(zhì)量等方面優(yōu)于濕熄焦。干法熄焦的工藝流程如圖所示。干法熄焦的工藝流程如圖所示。（一）焦?fàn)t裝煤過程中產(chǎn)生的煙塵（一）焦?fàn)t裝煤過程中產(chǎn)生的煙塵焦?fàn)t裝煤過程中，從裝煤口向炭化室裝煤時，煤料突遇高焦?fàn)t裝煤過程中，從裝煤口向炭化室裝煤時，煤料突遇高溫產(chǎn)生大量荒煤氣和煙氣，炭化室內(nèi)壓力突增，噴出大量溫產(chǎn)生大量荒煤氣和煙氣，炭化室內(nèi)壓力突增，噴出大量的煙塵，炭化室裝煤時的煙

18、塵主要來自以下幾方面：的煙塵，炭化室裝煤時的煙塵主要來自以下幾方面：（1）炭化室的煤料置換出大量空氣，且裝煤開始時空氣）炭化室的煤料置換出大量空氣，且裝煤開始時空氣中的氧氣和入爐的煤料燃燒生成炭黑而形成黑煙。中的氧氣和入爐的煤料燃燒生成炭黑而形成黑煙。（2）裝煤時濕煤與高溫爐墻接觸升溫，產(chǎn)生大量水汽和）裝煤時濕煤與高溫爐墻接觸升溫，產(chǎn)生大量水汽和荒煤氣。荒煤氣。（3）上述水蒸氣和荒煤氣同時揚起的細(xì)煤粉以及裝煤末）上述水蒸氣和荒煤氣同時揚起的細(xì)煤粉以及裝煤末期平煤時帶出的細(xì)煤粉。期平煤時帶出的細(xì)煤粉。（4）因爐頂空間瞬時堵塞而噴出的荒煤氣。）因爐頂空間瞬時堵塞而噴出的荒煤氣。焦?fàn)t生產(chǎn)過程的煙塵控制焦?fàn)t生產(chǎn)過程的煙塵控制（二）焦?fàn)t出焦過程中產(chǎn)生的煙塵（二）焦?fàn)t出焦過程中產(chǎn)生的煙塵焦?fàn)t出焦過程中的煙塵主要來自以下方面：焦?fàn)t出焦過程中的煙塵主要來自以下方面：（1）炭化室爐門打開后散發(fā)出的殘余煤氣，及由于空氣進(jìn)）炭化室爐門打開后散發(fā)出的殘余煤氣，