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一、兰炭生产概述1.1兰炭兰炭，结构为块状，粒度一般在3mm以上，颜色呈浅黑色，是铁合金、化肥、电石、高炉喷吹等行业的燃料及还原剂，也是生产活性炭等化工产品的原料。兰炭最早的使用其实是从民间开始的，有些烧碳比较缺乏的地方，把炉子里燃剩的煤块剔出来，用以炉膛压火或烧风箱炉用，由于烟少，温度高，耐燃等优点受到农村家庭主妇的青睐。其实兰炭的称呼也始于民间。现在的兰炭又被称为“焦粉、半焦”，是生产铁合金、电石的优质还原剂，其具有三高四低的特点：固定炭高、化学活性高、比电阻高、灰分低、铝低、硫低、磷低。用兰炭生产铁合金、电石时最大的优势是节能降耗！单位电耗的降低率9.65%！尤其是用兰炭生产硅铁、硅合金时可以使产品的铝含量降低，增加优质品的产出率。以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁.碳化硅等产品的生产，成为一种不可替代的炭素材料。1.2兰炭质量标准1.2.1兰炭规格a、焦面；b、3-15mm；c、15-25mm；d、25mm以上1.2.2质量标准灰份≤10%，水份≤10%，挥发份≤6%，固定炭≥82%，含硫≤0.5%。1.3主要用途及副产品1.3.1主要用途：兰炭可代替焦炭（冶金焦）而广泛用于化工、冶炼、造气等行业，在生产金属硅、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等高耗能产品过程中优于焦炭。1.3.2副产品主要副产品有煤焦油和煤气。a、煤气与空气在火道内混合均匀后，经火口进入干馏段燃烧，干馏段下部成品兰炭落入水封槽冷却息焦，然后排出。荒煤气在干馏室内沿料层上升，通过煤气收集罩、上升管、桥管后经文氏管塔、旋流板塔洗涤，部分煤气在风机的作用下回炉加热，剩余部分放散或作为其他用途。b、煤焦油：生产兰炭时的副产品，属中温焦油用途：制作二甲酸酐、生产树脂、工煤程塑料、合成纤维、医药原料、原油材料、人工造油等。1.3.3煤气及焦油质量标准a、煤气：杂质量小于：焦油：5g/Nm3；苯：10g/Nm3；荼：0.04g/Nm3；NH3：4g/Nm3；H2O：3g/Nm3。b、焦油：其质量指标执行行业标准YB/T5075—93。项目一级品二级品密度g/m1.15—1.211.13—1.22苯%3.5—7.010灰份%≤0.013≤0。013水份%≤4≤4荼含量%≥7以上指标是冶金焦炼焦高温焦油质量指标，对于低温焦油国家未制定标准。煤种不同，干馏温度不同，焦油质量也不同。生产中以控制灰份、水份为主。1.4兰炭主要生产方法目前，兰炭主要有两种规格：一是土炼兰炭，二是机制兰炭;尽管两种规格的兰炭用的是同一种优质精煤炼制而成，但因生产工艺和设备的不同，其成本和质量也大不一样。1.4.1土炼兰炭七十年代末，由于当时的交通、运输、投资资金等制约因素，煤矿将难以销售的块煤在平地堆积，用明火点燃，等烧透后用水熄灭而制成兰炭，尽管生产工艺简单、落后，但因为煤质优良，其产品还是为广大用户所认可，并且在电石、铁合金生产中已经成为一种不可替代的优质炭素材料，这种土法冶炼的兰炭我们称之为：“土炼兰炭”。土炼兰炭因其生产工艺简单、落后，而且人工操作只能依靠经验观察火候灭火，因此质量不能稳定，一般情况下固定炭只能保证在82％左右,但因其生产工艺简单，所以投资较少，生产成本低，销售价格也相对低廉，但因为其浪费资源，污染环境，于本世纪初开始逐渐停止生产。1.4.2机制兰炭到了九十年代，治理环境、减少污染、节能降耗已经成为人们的共识，因此采用机械化炉窑生产工艺生产兰炭已经为大多数生产者所接受并已逐渐形成规模。由于采用了先进的干馏配烧工艺，固定炭比土炼兰炭提高了5-10个百分点，灰分和挥发份降低了3—5个百分点，由于炉内装有可控的测温设备，所以质量比较稳定，用回收的煤气二次发火燃烧烘干所生产的兰炭，使水分降低，而且机械强度也较土炼兰炭有了明显的提高。由于用机械操作替代了人工操作，这样的兰炭我们称之为“机制兰炭”。二、兰炭生产工艺2.1生产工艺低温煤干馏生产工艺包括如下步骤：a、选取原料煤：煤种为烟煤和长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤，粒度为20－120mm；b、原料煤从炉顶煤斗加入，通过2个放料口进入4个辅助煤箱，通过辅助煤箱分料进入炉顶部，再通过炉顶部安装的集气阵伞再次分料；将入炉的原料煤均匀分布在干馏炉大空腔截面上；c、原料煤首先进入干燥段，即炉顶集气阵伞段，利用干馏段从煤块间上升的热气流对进炉的原料煤预热，预热后的气体通过集气阵伞的收集，由炉顶部2个上升管导出炉顶，由上升管导出的气体为荒煤气；d、原料煤经干燥段预加热后下移进入干馏段，温度逐渐提高，运行温度控制在100－550℃运行时间约４小时，煤在550℃前完成煤的低温干馏，煤焦油在550℃完全析出，半焦的挥发份在6％以下，炉料在下移过程中继续升温进入加热区，加热区温度调控在700－800℃间使半焦挥发份降到6％以下；f、原料煤逐渐下移进入冷却段，炉底部安装排焦箱，高温半焦通过排焦箱，下降进入导焦槽，导焦槽下部浸入水封槽水中，高温半焦浸入水中熄灭并产生大量水蒸气，水蒸气上升与高温半焦结合产生大量水煤气，水煤气对高温半焦换热，半焦冷却降温，水煤气加热后上升进入干馏段加热段与加热气体混合对炉料加热；g、通过调控加热空气量和煤气量的方法调控加热段的加热温度，加热段的温度控制在700－800℃，空气与煤气的稀释比量在1∶1.5至1∶2.0之间，通过调控稀释比的方法调整加热温度，煤气与空气的总气量以及推焦机的速度决定干馏炉炉顶煤气温度，同时使炉料在550℃前有4小时以上停留时间。2.2炉型炉型为SJ低温干馏方炉。2.2.1工艺特点SJ低温干馏方炉是神木县三江煤化工有限责任公司在鲁奇三段炉的基础上，总结了当地内热式直立方炉和SJ复热式直立炭化炉的技术优点及生产实践经验，吸收了国内外有关炉型的长处，并根据榆、神、府、东胜煤田挥发份高、灰熔点低、含油率高的煤质特点而研制开发出的一种新型炉型。该炉型具有物料下降均匀、布料均匀、布气均匀、加热均匀等特点，真正实现了煤的低温干馏，同时，增大了焦炉的有效容积，提高了焦炉单位容积和单位截面的处理能力，干基原煤的焦油产率可达7%以上，增加了焦油的轻组份，提高了焦油的经济价值。SJ低温干馏方炉分为干燥段、干馏段和冷却段三个部分。其主要工艺为：块煤通过煤仓布料器进入干馏室，实行了布料均匀；冷却后的煤炭进入炉底水封槽，采用拉焦盘和刮板机水封出焦，实现了物料下降均匀、出焦均匀；煤气和空气在文氏管内混合均匀喷入花墙内，经花墙孔喷出进入炉内燃烧，与循环冷却煤气及水封产生的水蒸汽混合成干馏用的热载体将煤块加热干馏。煤气由炉顶集气降伞引出进入冷却系统，实现了加热均匀和煤的低温干馏。SJ低温干馏方炉在设备选型上采用煤气离心增压鼓风机，克服了普通离心风机密闭性能差、煤气和焦油泄露的问题。焦化废水在生产中消耗，实现了焦化废水的零排放。出焦系统采用投资少、劳动条件好的水捞焦方案，避免了由于煤气泄露造成的环境污染，大大改善了操作环境。刮板机出焦口设有烘干机，确保焦炭的水份控制在12%以下，提高了焦炭的加工性能，满足了用户的使用要求。在工艺流程上保持了SJ复热式直立炭化炉简单、紧凑、便于操作维护、利于防冻的优点。2.2.2技术指标a、设计生产能力：焦炭5万吨/年，焦油5500吨/年b、年处理块煤：82500吨/年/炉c、煤焦比：1.65∶1d、焦油产率：≥8%（干基原煤）e、煤气热值：1900大卡/Nm3f、炉体外型尺寸：长×宽×高=6800×3600×6900三、正常情况下操作步骤及方法3.1开炉前的准备工作3.1.1烘炉3.1.1.1烘炉的目的a、使炉体的水分蒸发达到干燥的目的，以免开炉时因水分急剧汽化而产生裂纹；b、使灰缝烧结，以提高其强度；3.1.1.2烘炉的方法a、用煤气烘炉b、用煤烘炉两种方法都给炉供热升温，达到炉墙砌体干燥的目的，在有条件的地方尽量用煤气烘炉，没条件的地方用煤烘炉，两种烘炉方法都在工程技术人员的指导下进行。3.1.1.3烘炉时间及其升温速度：烘炉时间一般在20-30天，烘炉升温分三个阶段，105℃以前称为升温脱水阶段，升温速度10-15℃/h，105-150℃之间为恒温脱水阶段，一般为7-10昼夜，150℃以后称烧结升温。我们烘炉主要是脱水升温，脱水升温控制10天至15天，恒温10天。3.2设备调试及单机试运设备的调试主要使机动设备安装达到安装要求，使机动设备的间隙、润滑、温度符合有关标准。3.2.1推焦机调试a、轴承间隙按1‰，偏心轮间隙0.5%，对轮之间间隙2-4mm，端面和径向偏差不超过0.09mm；b、调试转速在800-840r/min（24小时后不发热，即各部温升不超50℃）；3.2.2刮板机调试a、刮板机的轴承间隙、对轮间隙，要求与推焦机相同；b、调试速度：800-845r/min，24小时机械温升不超50℃；3.2.3煤气机的调试整装来的煤气机安装前检查机械的各部位的间隙，同心度是否合乎要求。a、同心度偏差不大于0.09mm；b、对轮之间间隙2-4mm，启动后的振动幅度不超过0.3-0.5mm；c、启动24小时后的温升、电机油温不超过50℃；d、48小时后更换机油（20#机械油）；e、煤气机的启动操作按煤气机的操作规程；3.2.4鼓风机的调试与煤气机相同，鼓风机的启动按鼓风机的操作规程。3.2.5电气仪表的调试3.3开炉前的气密开炉前必须进行管道气密，以免在开炉过程中吸入了空气发生爆炸。操作方法：a、将炉底水封槽充满水，水位至池面200mm；b、关闭炉顶的人孔、防爆孔、放散阀、煤阀、人孔、文氏水封底阀、煤气机出口阀，使文氏塔水封、旋流塔水封放满水（离池面100mm），关炉前的煤气、空气的总阀，使炉子及回收系统处于密闭状态；c、启动鼓风机（按鼓风机的操作规程），使风机出口压力（操作室仪表可看到）达到900mm水柱，慢慢开启风机出口阀，开花墙配风总阀，使空气进入炉内，炉顶压力与风机的出口压力平衡，然后用放散阀控制压力在200-300mm水柱，用肥皂水检查系统的泄漏情况，做好记录，待整改。气密完后，开炉顶放散阀、开人孔、停风机。3.4装炉在前面工作做完之后，对泄漏的情况进行整改，炉内温度在常温下可以装炉，装炉前必须对炉内的空气抽样检查，含氧量21%。3.4.1装炉前的准备工作检查上料斗车灵活好用，检查刮板机、推焦机灵活好用，备好焦料25-35吨，备好已选过的煤（20-80mm），备木柴、桔梗、柴油、电阻丝。3.4.2铺炉a、用小于15mm的小焦块垫底，往料斗装炭，开上料车往炉顶煤箱上焦粉，开放煤阀，往炉子装料，焦粉装至高出花墙1米左右，往人孔进入炉内将焦炭扒平；b、启动推焦机和刮板机，见炉内焦粉均匀下料为止；c、再次进入炉内将焦粉扒平，此时焦粉高度和燃气花墙平；3.4.3铺豆秸或干草，先铺100mm厚豆秸或干草，在铺电热丝的地方用喷雾器喷柴油，铺好电热丝厚，再铺上一层干草，最好在电热丝上铺一层刨花，并喷上柴油，然后细木也喷点柴油。a、先在炉外把豆秸或干草洒上柴油，然后把它铺在焦炭层上，厚度100mm左右；b、此时炉内严禁烟火；3.4.4铺电热丝将准备好的电阻丝固定在炉内的木格子上（在工程技术人员的指导下进行），将并联好的电源线从点火孔引出。3.4.5铺木柴a、豆秸和干草，最好上面能铺一层刨花并洒上柴油；b、刨花上面铺木柴；c、细木柴上铺中木柴，中木柴上铺大木柴；d、最上层大木柴之间不能留间隙，以免掉进煤粉，木柴上面洒上柴油或废机油；3.4.6铺煤a、木柴铺完后，用人工将筛过的30-50mm块煤铺上一层，封好人孔（确认炉内无人）；b、燃烧后用斗车上煤；3.5点火开炉3.5.1点火前的全面检查a、出焦机水封给好水（空150mm）；b、接好点火电热线和开关；c、炉顶的放散阀打开，上好人孔（炉顶人孔暂不关）；d、旋流塔顶放散打开；e、文氏水封给水，关好水封底阀；f、煤气风机出入口阀全开；g、剩余煤气放散阀打开；k、各处的排凝阀开，冲水阀开；l、空气风机和煤气风机做好启动前的检查和准备工作：m、油水分离池加满水；n、各水泵做好启动前的检查和准备；3.5.2点火a、启动空气风机，电流正常后，开出口