焦化

炼焦工艺培训前言太钢焦化厂，一个与太钢公司同龄的“老厂”，经过77年的风雨洗礼，现已发展成为装备精良，技术先进，管理科学，指标优异的现代化花园式工厂。4.3米焦炉7.63米焦炉太钢焦化厂是太原钢铁股份有限公司下属的主体生产厂之一，主要承担生产优质冶金焦供炼铁高炉使用，输出高热值的焦炉煤气供公司后部轧钢系统，同时回收化工产品，加工转化后直接外销市场等任务。全厂现有德国设计的7.63米70孔焦炉两座，设计能力为2×150t干熄焦工艺，配套相应的煤调湿及储配煤系统；备用湿法熄焦、焦碳筛分运输系统；常规正压化产回收工艺，煤气鼓风冷凝，饱和器法生产硫铵，煤气终冷洗苯脱苯、煤气脱硫制酸生产等工艺……年产焦炭220万吨，煤气1500万GJ，焦油70000吨，硫铵16000吨，轻苯产品21000吨，浓硫酸19000吨，发电3.8×105MW。1、焦化厂工艺简介入厂煤化验验收贮煤罐配煤粉碎机贮煤塔炼焦炉晾焦台滚条筛振动筛焦仓干熄炉横管冷却器鼓风机终冷塔洗苯塔饱和器管式炉脱苯塔重苯罐成品库结晶槽硫化床干燥机硫铵包装机焦油氨水分离槽焦油成品离心机脱硫塔煤气用户解析塔燃烧炉转化塔WSA冷却器硫酸储罐轻苯罐销售外发硫铵成品库销售外发超级离心机采样COGgas运焦作业区炼焦作业区煤备作业区化产作业区化验室电捕煤调湿•进厂煤经过采样、化验分析、验收后，带入贮煤罐。各罐储煤按一定比例混合，经过粉碎机粉碎后，由皮带送至贮煤塔，装入焦炉炼焦。焦炭晾焦后（或干熄炉），由皮带运送，经过滚条筛，振动筛，把焦炭分为大块、中块及粒焦产品，供炼铁和烧结厂。焦炉煤气经过横管冷却器冷却后，煤气中带入的焦油，进入焦油氨水分离槽分离，得到成品焦油。焦炉煤气通过鼓风机输入到饱和器，将煤气中的氨吸收，生成硫铵产品。焦炉煤气经过终冷塔冷却后进入洗苯塔，吸收煤气中的苯，洗苯塔后的富油，通过蒸馏，生产轻苯和重苯两种产品，煤气经脱硫塔后送到发电厂。2、备煤系统带煤系统原材料采购部炼铁厂火车煤Y0,Y1,Y2汽车煤P0,P1焦炉炼焦P0P1P2P3P4P5P6Y1Y2Y3-4Y5B101B102B103B104B201B202B203B204煤罐P9P10P11B108B109B110P12B111B112B113T101T102T106T107T103T105T104B114粉碎机煤塔SPOICY0煤调湿系统21345679810111213149道10道南道P1P0P2P4P3汽车煤火车煤我国北方地区首家实施的全封闭煤罐储、配煤工艺不仅杜绝了环境污染，而且更有效的保持了煤的质量和减少了损失。现代化的中控室可实现整个运煤、配煤系统的无人操作，有效的提高了劳动生产率由FAM公司提供设计及关健部件的先进回转布料机。可实现煤塔项部均匀布料，全自动远程控制，自动旋转170度，实现煤塔8个布料点自动切换位置、自动前后行走均匀布料的要求。煤料的预处理•配煤炼焦•煤粉碎•煤捣固•配入添加物炼焦(粘结剂，瘦化剂)•煤调湿（煤干燥）（6%以下）•煤预热（150～250℃）•配型煤（弱黏结煤或不黏结煤）焦化原料、产品质量检验InspectionofCokingRawMaterialandProductQuality干燥机的工作原理图：炼焦煤输入载气出口转筒转动方向煤转动方向煤下落方向换热管煤调湿工艺可将装入煤水分由10%降至7%；干燥机处理量400t/h，每小时可节约能量3.38×107KJ，按年运转8000小时计算，每年节约能量2.71×1011KJ，相当于9226吨标准煤；同时可提高焦炭产量6%。煤塔性能参数煤塔性能参数煤塔数量1座装煤量2700吨漏煤嘴排数2排每排漏煤嘴数4个/排称重媒斗数量8个余煤处理系统1套处理能力10吨/小时主要设备：振动给料机煤塔称重料斗平板闸阀余煤提升机3、7.63米焦炉7.63米焦炉是目前中国炭化室高度最高、单孔炭化室容积最大的焦炉，是国内首次从德国uhde引进的先进炼焦工艺技术，代表了当今世界炼焦工艺技术发展的方向，集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术，具有国际领先水平。7.63m焦炉炉型为双联火道、分段加热、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气和空气侧入，蓄热室分格的复热式超大型焦炉。该焦炉主要特点是装备水平国际领先、炉体结构合理、严密、功能性强、焦炉上下加热均匀、热工效率高、动力消耗少、环保优秀、操作环境和劳动条件好等。太钢现有7.63m的270孔复热式焦炉,年产焦炭220万吨，配套干、湿法熄焦。装煤采用集气管系统PROven方式收集烟尘，杜绝烟尘外逸，出焦除尘采用地面站。7.63米焦炉炉体主要参数（热态）炭化室长18800mm炭化室有效长18000mm炭化室高7630mm炭化室有效高7180mm平均宽590mm565/615mm炭化室有效容积76.25M3锥度50mm炭化室中心距1650mm立火道中心距500mm炉顶空间高度450mm设计结焦时间25.2h单孔出焦量45.25t炭化室墙厚95mm火道数36炉顶厚度1768mm底板到炭化室底5500mm焦炉炉体每组焦炉座数2座每座焦炉炭化室数70孔炉型结构特点双联火道、复热，下喷式，分段加热加热系统复热、分段加热（焦炉煤气和混合煤气）装煤方式装煤车（湿煤）、螺旋给料、顶装装煤孔数每炭化室4个装煤孔直径550mm立火道数36个/个燃烧室焦炉剖面图炭化室/燃烧室（一）、焦炉炉体的主要组成部分炭化室燃烧室蓄热室斜道区基础平台和烟道炉顶区炭化室•炭化室是接受煤料，并对其隔绝空气进行干馏的炉室。（作用）•一般由硅质耐火材料砌筑而成。炭化室位于两侧燃烧室之间，顶部有4个装煤孔，并有1个导出干馏煤气的上升管。•炭化室的两端为材质为GG25的炉门框和内衬耐火材料的炉门。•整座焦炉靠推焦车一侧称为机侧，另一侧称为焦侧。•顶装煤的焦炉，为顺利推焦，炭化室的水平呈梯形，焦侧宽度大于机侧，两侧宽度之差称锥度，焦侧比机侧宽50mm。捣固焦炉由于装入炉的捣固煤饼机、焦侧宽度相同，故锥度为零或很小。炭化室宽度一般在400～550mm之间，宽度减小，结焦时间能大大缩短，但是一般不小于350mm。炭化室•宽590，长18800，高7630。（大型化）（1）炭化室的宽度炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响，增加宽度虽然焦炉的容积增大，装煤量增多，但因煤料传热不良，随炭化室宽度的增加，结焦速度降低，结焦时间大为延长。膨胀压力相对小、操作次数相对少，污染少。炭化室平均宽度/mm590500450407350300结焦时间/h25.222181612.510结焦速度/(mm/h)11.711.412.512.714.015.0炭化室•宽590，长18800，高7630。（大型化）（2）炭化室长度较长。优点是：长度与产量成正比，有利于提高焦炭产量。缺点是：1、随着炭化室长度和锥度的增大，长向加热均匀性问题就比较突出，导致局部产生生焦，这不仅使质量和产率降低，而且使粉焦量显著增加（冶金焦率低）。2、随着炭化室长度的增加，焦饼重量增加，焦饼与炭化室墙面、底面之间的接触面增加，从而使整个推焦阻力显著升高。（推焦电流应当重视）3、随着炭化室长度的增加，推焦杆的温度在推焦过程中逐渐上升，而一般钢结构的屈服点随着温度升高而降低，到400℃时，约降低1/3。（对推焦杆材质要求高）炭化室•宽590，长18800，高7630。（大型化）（3）炭化室高度较高1、随着高度的增加，为使炉墙具有足够的强度，就必须相应增大炭化室的中心距及炭化室与燃烧室的隔墙厚度。（炉墙砖95mm，结构合理，强度高）2、为了保证高向加热均匀性，势必在不同程度上引起燃烧室结构的复杂化。为了防止炉体变形和炉门冒烟，应有坚固的护炉设备和有效的炉门清扫机械。（因此，要求焦炉机械自动化程度高；对护炉设备要求高）燃烧室•燃烧室位于炭化室两侧•每个燃烧室分成36个火道（18组），煤气和空气在其中混合燃烧，产生的热量传给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高温干馏。•燃烧室数量（71个/座焦炉）比炭化室（70个/座焦炉）多一个。•燃烧室的长度与炭化室相等，燃烧室的锥度与炭化室相等为50mm但方向相反，以保证焦炉炭化室中心距相等。•燃烧室比炭化室稍宽，以利于辐射传热。燃烧室•燃烧室顶部有看火孔，底部与斜道连通（底部有煤气斜道口1个，空气斜道口1个，焦炉煤气砖煤气道口1个，在隔墙的1/3、2/3处分别有1个空气出口）•每一组立火道的中心隔墙底部设废气循环孔一个，有调节砖可调，分三个调节位置。（废气循环的作用：1、冲淡煤气，使其充分燃烧；2、拉长火焰，改善高向加热）•每一组燃烧室上部设跨越孔一个，有调节砖可调（8#炉不可调），可将焦炉的加热水平在1110mm/660mm两种位置切换。（加热水平是燃烧室与炭化室的高度差）蓄热室•从燃烧室排出的废气温度常高达1300℃左右，这部分热量必须予以利用。蓄热室的作用就是利用蓄积废气的热量来预热燃烧所需的空气量和贫煤气量。•蓄热室位于炭化室的正下方，其上经斜道同燃烧室相连，其下经小烟道与废气开闭器分别同烟道、贫煤气管道和大气相通。•蓄热室构造包括顶部空间、格子砖、喷嘴板和小烟道以及主墙、单墙、隔墙和封墙，在主墙内还设有直立砖煤气道。•蓄热室延纵向分18格，每1格有与之相对应的喷嘴板，可对每格内的空气、煤气进行单独调节。•空气蓄热室在焦炉纵方向分两格，分别与燃烧室底部空气和中、上部空气通道对应。蓄热室•蓄热室墙由两种耐火材料砌筑，半硅砖和硅砖，两种材质的砌体之间由于膨胀系数不同设有滑动层（21/22）。（在这一位置是蓄热室窜漏的多发区，应做为重点维护）•蓄热室两侧安装有保护板、炉柱、小炉柱等护炉设备，安装有多类弹簧。（位于蓄热隔墙上部的弹簧是焦炉弹簧中吨位最大的一个）•小烟道的上部安装有喷嘴板，可以取出进行更换、调节工作，能进行横排温度调整。•小烟道的机侧安装有喷嘴板调节孔，焦侧安装有小烟道导向框和开闭器。斜道区•连通蓄热室和燃烧室的通道称为斜道。它位于蓄热室顶部和燃烧室底部之间，用于导入空气和煤气，并将其分配到每个立火道中，同时排出废气。•斜道区结构复杂，砖型很多，不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。斜道区共8层，每层的砖型都不相同。由于斜道区通道多，气体纵横交错，异型砖用量大，严密性、准确性要求高，是焦炉中结构最复杂的部位基础平台和烟道•基础位于炉体的底部，它支撑整个炉体、炉体设施和机械的重量，并把它传到地基上去。焦炉基础的结构型式随炉型和煤气供入方式的不同而异。焦炉基础有下喷式（图5-1）和侧喷式焦炉（图5-2）。下喷式焦炉基础是一个地下室，由底板、顶板和支柱组成。侧喷式焦炉基础是无地下室的整片基础。图5-1下喷式焦炉基础结构图5-2侧喷式焦炉基础结构炉顶区•炭化室盖顶砖以上部位即为炉顶区。•焦炉炉顶区有一定的厚度（1768mm），可承载装煤车重量；防止散热。•炉顶区砌有装煤孔4个/炭化室、上升管孔1个/炭化室、看火孔36/燃烧室、烘炉孔等。还有装煤车轨道梁、纵拉条、横拉条及保护套管等。•为减少炉顶区散热，改善炉顶区的操作条件，其不受压部位砌有隔热砖。•炭化室和燃烧室的盖顶砖用硅砖，其它部位大都用高铝质隔热砖、红砖等砌筑，炉顶表面用耐磨性好，能抵抗雨水侵蚀的缸砖砌筑。•7.63m焦炉炉型为双联火道,分段加热,废气循环,焦炉煤气下喷,高炉煤气、空气侧入，蓄热室分格,复热式,超大型焦炉。•该焦炉主要特点是装备水平国际领先、炉体结构合理、严密、功能性强、焦炉上下加热均匀、热工效率高、动力消耗少、环保优秀、操作环境和劳动条件好等。特殊结构炉体结构•蓄热室外结构：空气蓄热室在焦炉长向另行分隔。见图4：•燃烧室结构：燃烧室第2、3段空气出口布置在燃烧室隔墙上。见图5分隔的空气蓄热室图4：分隔的空气蓄热室布置在燃烧室主墙上的空气出口图5：布置在燃烧室主墙上的空气出口可调节空气分配的废气开闭器图6：可调节空气分配的废气开闭器控制燃烧室1/3、2/3处空气量翻板控制燃烧室底部空气量翻板焦炉用砖量根据焦炉各部分的操作特点，分别选用硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝