《煉焦學(xué)基礎(chǔ)》

1、整理課件整理課件第一章 焦炭的性質(zhì)與用途第一節(jié) 焦炭的外觀與孔結(jié)構(gòu)第二節(jié) 焦炭的化學(xué)組成第三節(jié) 焦炭的物理機(jī)械性質(zhì)第四節(jié) 焦炭的化學(xué)反應(yīng)性能第五節(jié) 高爐用焦炭的作用第六節(jié) 非高爐用焦炭第七節(jié) 我國(guó)焦炭生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀整理課件第一節(jié) 焦炭的外觀與孔結(jié)構(gòu) 焦炭： 焦體：焦體： 焦質(zhì)：焦質(zhì)： 是由粘結(jié)性煤在隔絕空氣的條件下干餾所得到的多孔性固體塊狀物，用肉眼可以觀察到焦炭表面的裂紋和孔隙結(jié)構(gòu)。沿大裂紋裂開的焦塊內(nèi)還含有微裂紋，沿微裂紋分開即是焦炭的焦體，焦體是由氣孔和氣孔壁構(gòu)成。氣孔壁是煤干餾所得到的固體產(chǎn)物，稱為焦質(zhì)，它是焦炭中實(shí)體部分。 焦炭的裂紋和氣孔結(jié)構(gòu)對(duì)焦炭其它性質(zhì)有很大的影響，尤其是焦炭的

2、機(jī)械強(qiáng)度和反應(yīng)性能。整理課件一、焦炭裂紋 二、焦炭氣孔率 三、氣孔平均直徑與孔徑分布四、焦炭的多孔性與煤質(zhì)關(guān)系第一節(jié) 焦炭的外觀與孔結(jié)構(gòu)整理課件 縱裂紋： 橫裂紋： 評(píng)價(jià)指標(biāo)： 測(cè)量方法：焦炭中的裂紋分為縱裂紋縱裂紋和橫裂紋橫裂紋兩種煉焦生產(chǎn)規(guī)定裂紋面與焦?fàn)t炭化室爐場(chǎng)面垂直 的裂紋稱為縱裂紋；裂紋面與焦?fàn)t炭化室爐墻面平行的裂紋稱為橫裂紋。裂紋度將方格(11cm)框架平放在焦塊上，量出縱 裂紋的 投影長(zhǎng)度即得，一次試驗(yàn)用25塊焦樣， 取其統(tǒng)計(jì)平均值。整理課件焦炭氣孔率：焦炭中氣孔體積與焦炭總體積比的百 分?jǐn)?shù)。 計(jì)算方法：利用焦炭的真密度和視密度，還可以用 比孔容積來(lái)表示，即單位重量焦炭?jī)?nèi)部氣 孔

3、的總?cè)莘e。 二、焦炭氣孔率整理課件三、 氣孔平均直徑與孔徑分布大孔：直徑大于100m的氣孔；中孔：直徑為20100m的氣孔；微孔：直徑小于20m 的氣孔。 對(duì)于焦炭中的微孔，可采用氣相吸附法測(cè)定其孔徑分布；而對(duì)于大孔，則采用壓汞法進(jìn)行測(cè)定，其原理是利用汞的表面張力較大的性質(zhì)，當(dāng)施加外壓力將汞壓入微小氣孔中時(shí)，氣孔的直徑與所需施加的壓力之間存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而且可由施加的外壓力大小計(jì)算出對(duì)應(yīng)的孔徑尺寸。 整理課件式中 r 外加壓力p時(shí)，汞能壓入的氣孔的最小直徑，m； p 外加壓力，Pa； 汞的表面張力，Jm2； 汞與焦炭的接觸角。 測(cè)定過(guò)程中，逐步增加汞的壓力，可以使汞進(jìn)入更加微小的氣孔，這樣由汞

4、的體積變化可測(cè)出孔徑分布曲線，進(jìn)一步計(jì)算出氣孔平均直徑。 prcos2 （1-1）整理課件研究表明，焦炭的孔結(jié)構(gòu)主要由煤在煉焦過(guò)程的塑性階段內(nèi)決定的，氣孔的生成機(jī)理可劃分為4個(gè)階段：1)煤的顆粒內(nèi)生成小氣孔；2)當(dāng)煤顆粒間的空隙完全被填滿時(shí)，顆粒內(nèi)的氣孔增大，接著是氣孔膨脹和固體熔融；3)固體熔融后，氣孔增大到最大尺寸；4)氣孔收縮，導(dǎo)致在固化溫度范圍區(qū)間內(nèi)形成結(jié)構(gòu)緊密的氣孔結(jié)構(gòu)，孔結(jié)構(gòu)與煉焦溫度的關(guān)系見圖1-1。整理課件四、 焦炭的多孔性與煤質(zhì)關(guān)系 在工業(yè)應(yīng)用上，希望冶金焦和鑄造焦的氣孔率盡可能低，從而降低焦炭的反應(yīng)性，提高焦炭質(zhì)量。 在特定的煉焦條件下，焦炭的氣孔率主要取決于煤焦煤的煤質(zhì)質(zhì)

5、條件。一般情況下，焦炭的氣孔率與煤的揮發(fā)份產(chǎn)率成正比，即隨煤化程度的增加，所得焦炭的氣孔率下降。整理課件第二節(jié) 焦炭的化學(xué)組成一、焦炭的工業(yè)分析二、焦炭的元素分析組成整理課件一、焦炭的工業(yè)分析焦炭的工業(yè)分析包括水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的測(cè)定。1、水分Mt 剛出爐的焦炭不含水分，濕法熄焦時(shí)，焦炭的水分可達(dá)6以上，而采用干法熄焦，焦炭水分含量較低，因吸附大氣中的水汽使其含水約11.5。 水分的高低對(duì)焦炭質(zhì)量影響不大，但作為冶金焦使用，水分含量的波動(dòng)會(huì)影響高爐的操作。 整理課件 炭中的灰分來(lái)自煤中的礦物質(zhì)，灰分的存在，降低了焦炭的質(zhì)量。對(duì)高爐生產(chǎn)帶來(lái)了不利的影響。礦物質(zhì)是煤中的惰性物質(zhì)，在結(jié)焦過(guò)程

6、中不粘結(jié)，焦炭?jī)?nèi)大的灰分使焦炭的強(qiáng)度降低。 高爐煉鐵生產(chǎn)中，焦炭中的灰分和礦石中的雜質(zhì)與熔劑轉(zhuǎn)化成爐渣排出，焦炭灰分增高，使得高爐的生產(chǎn)能力受到影響，同時(shí)煉鐵的能耗相應(yīng)也增大。一般焦炭灰分每升高1，高爐熔劑消耗量約增加4，爐渣量約增加3，每噸生鐵消耗焦炭量(焦比)增加1.72.0，生鐵產(chǎn)量降低約2.23.0。因此降低煉焦用精煤的灰分對(duì)提高焦炭的質(zhì)量具有重要意義。2、灰分Ad整理課件3、揮發(fā)分Vdaf和固定碳FCd 焦炭的殘余揮發(fā)分是焦炭成熟度的標(biāo)志，成熟良好的時(shí)，則表明煉焦不成熟。成熟度不足的焦炭耐磨性差，影響其強(qiáng)度。過(guò)熟的焦炭其塊度將受到影響。 揮發(fā)分指標(biāo)也是焦?fàn)t生產(chǎn)中控制污染的一項(xiàng)考慮因素

7、，因?yàn)樵诮範(fàn)t生產(chǎn)的推焦到熄焦過(guò)程中，焦炭中殘余揮發(fā)產(chǎn)物必然造成對(duì)大氣的污染。 整理課件 固定碳含量利用水分、灰分和揮發(fā)分的測(cè)定值進(jìn)行計(jì)算得出： 固定碳100-(水分+灰分+揮發(fā)分) (1-2) 我國(guó)目前焦化企業(yè)的冶金焦質(zhì)量大至分為：水分Mad大多數(shù)廠控制在6以下；灰分Ad在1115之間，小企業(yè)的控制值偏高；揮發(fā)分Vdaf控制在0.91.6之間，多數(shù)企業(yè)控制在1.3以下。3、揮發(fā)分Vdaf和固定碳FCd整理課件二、焦炭的元素分析組成 焦炭的元素分析主要包括C、H、O、N、S、P等化學(xué)元素的測(cè)定，焦炭的元素組成是進(jìn)行燃燒計(jì)算和評(píng)定焦炭中有害元素的依據(jù)。 碳和氫是焦炭中的有效元素，氫元素的存在主要是

8、焦炭中殘余揮發(fā)分而造成的，氫含量的高低也可以表征焦炭的成熟度，且可靠性更高。焦炭中碳的微晶結(jié)構(gòu)對(duì)焦炭的性質(zhì)有較大的影響，因此單純用碳含量的值不能評(píng)定焦炭的質(zhì)量。整理課件 焦炭中硫含量的高低是決定焦炭質(zhì)量的另一個(gè)重要指標(biāo)。由于煤中硫的存在有多種形態(tài)，煉焦過(guò)程中，硫的變化以及所生成的氣態(tài)硫化合物與高溫焦炭反應(yīng)，導(dǎo)致焦炭中的硫的存在形式也是多樣的，工業(yè)上一般只測(cè)定焦炭的全硫St。二、焦炭的元素分析組成整理課件 磷也是焦炭中的有害元素，高爐爐料中的磷全部轉(zhuǎn)入生鐵。一般要求生鐵含磷低于0.01O.015。煤中的磷幾乎全部殘留在焦炭中，通常焦炭含磷約0.02。 對(duì)焦炭中氧和氮兩種元素研究不多，一般認(rèn)為焦炭

9、中的氮元素是焦炭燃燒生成NOx的來(lái)源。二、焦炭的元素分析組成整理課件第三節(jié) 焦炭的物理機(jī)械性質(zhì)一、焦炭的篩分組成與平均粒度二、焦炭的強(qiáng)度 整理課件一、焦炭的篩分組成與平均粒度 焦炭是外形和尺寸不規(guī)則的物料，只能用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)表示其粒度，即用篩分試驗(yàn)獲得的篩分組成及計(jì)算的平均粒度進(jìn)行表征。我國(guó)現(xiàn)行冶金焦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定粒度25mm焦炭占總量的百分?jǐn)?shù)為焦末含量，塊度40mm稱為大塊焦，2540mm為中塊焦，25mm為大中塊焦。 高爐生產(chǎn)對(duì)焦炭的塊度要求比較嚴(yán)格，大高爐使用的焦炭一定要作分級(jí)處理，甚至要對(duì)焦炭進(jìn)行整粒。高爐焦的適宜粒度范圍在2580mm之間，煉焦生產(chǎn)中應(yīng)盡可能增加該粒度范圍內(nèi)焦炭的產(chǎn)率。

10、對(duì)于鑄造用焦質(zhì)量，則要求80mm級(jí)為佳。整理課件 焦炭的篩分組成主要與煉焦配煤的性質(zhì)和煉焦條件有關(guān)，一般氣煤煉制的焦炭塊度小，而焦煤和瘦煤煉制的焦炭塊度大。一、焦炭的篩分組成與平均粒度整理課件二、焦炭的強(qiáng)度 強(qiáng)度是冶金焦和鑄造焦物理機(jī)械性能的重要的指標(biāo)。 目前評(píng)價(jià)焦炭強(qiáng)度最通行的方法是采用各種轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)來(lái)測(cè)定焦炭的強(qiáng)度，通常所指的焦炭強(qiáng)度是在常溫下測(cè)得的結(jié)果，為了與高溫下測(cè)得的焦炭強(qiáng)度加以區(qū)分，常溫下測(cè)得的焦炭強(qiáng)度又稱為焦炭的冷強(qiáng)度。 對(duì)于鑄造焦質(zhì)量的評(píng)價(jià)，美國(guó)認(rèn)為采用墜落試驗(yàn)優(yōu)于轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，我國(guó)現(xiàn)行的鑄造焦炭國(guó)標(biāo)GB8729-88同時(shí)給出兩種強(qiáng)度考核指標(biāo)，但當(dāng)兩個(gè)指標(biāo)并列使用不一致時(shí)，以轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)

11、為準(zhǔn)。整理課件轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)方法 原理： 轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)是將一定量塊度大于某一規(guī)定值的焦炭試樣，放入一個(gè)特定結(jié)構(gòu)尺寸的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)一定轉(zhuǎn)數(shù)，由于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的提料板作用，焦炭在鼓內(nèi)產(chǎn)生翻動(dòng)和上下跌落運(yùn)動(dòng)，受這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的作用力影響，抗碎能力差的焦塊必定碎裂。 同時(shí)對(duì)于耐磨能力差的焦炭，將產(chǎn)生表面焦炭層脫落而生成碎顆粒。這樣可用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后大于某一塊度的焦炭占總的入鼓焦炭的百分比作為焦炭抗碎強(qiáng)度的指標(biāo)，而用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后小于某一較小粒度的焦炭量(或大于)占總的入轉(zhuǎn)鼓焦炭量的百分比作為焦炭的耐磨強(qiáng)度指標(biāo)。 整理課件 為了能夠評(píng)價(jià)焦炭在高溫作用及受化學(xué)作用之后的焦炭強(qiáng)度，世界各國(guó)還發(fā)展了焦炭的高溫機(jī)械強(qiáng)度和

12、反應(yīng)后強(qiáng)度的測(cè)定方法。各種研究方法的試驗(yàn)結(jié)果共同得到如下的結(jié)論： 1)焦炭在高溫下的強(qiáng)度比常溫下要低； 2)在室溫下測(cè)得的焦炭強(qiáng)度不能代表高溫下的強(qiáng)度； 3)當(dāng)試驗(yàn)溫度高于焦炭的制造溫度時(shí)，則焦炭的高溫強(qiáng)度下降； 4)煉焦時(shí)間延長(zhǎng)可改善焦炭的高溫強(qiáng)度； 5)焦炭的冷強(qiáng)度愈高，由溫度而引起的高溫強(qiáng)度的降低愈小。 二、焦炭的強(qiáng)度整理課件 評(píng)價(jià)焦炭的強(qiáng)度還有顯微強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等，前者測(cè)定結(jié)果反映焦質(zhì)中氣孔壁的強(qiáng)度，后者是研究焦炭熱破壞機(jī)理一種手段。二、焦炭的強(qiáng)度整理課件我國(guó)冶金焦炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 注：注：1.1.水分只作生產(chǎn)控制指標(biāo)，不作質(zhì)量考核依據(jù)。水分只作生產(chǎn)控制指標(biāo)，不作質(zhì)量考核依據(jù)。 2.2.焦末

13、含量系指焦末含量系指25mm25mm以下部分，并以濕基計(jì)算。以下部分，并以濕基計(jì)算。 3.3.本表摘自國(guó)標(biāo)本表摘自國(guó)標(biāo)GBGBT1996-94T1996-94冶金焦炭冶金焦炭表1-2 冶金焦炭質(zhì)量分級(jí)指標(biāo)整理課件第四節(jié) 焦炭的化學(xué)反應(yīng)性能 盡管不同用途的焦炭在使用過(guò)程中所發(fā)揮的作用不完全相同，但是在使用中都存在焦炭與O2、CO2或水蒸氣之間的化學(xué)反應(yīng)，焦炭在與這些氣體之間反應(yīng)過(guò)程中所表現(xiàn)出的化學(xué)反應(yīng)性能，對(duì)不同的生產(chǎn)過(guò)程有不同的影響。 對(duì)于冶金焦或鑄造焦，要求反應(yīng)性低，而對(duì)于氣化焦則希望反應(yīng)性高。 一、焦炭化學(xué)反應(yīng)性與測(cè)定方法 二、 焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度整理課件一、焦炭化學(xué)反應(yīng)性與測(cè)定方法 焦炭與C

14、O2或水蒸氣反應(yīng)的反應(yīng)速率稱為焦炭的化學(xué)反應(yīng)性，可以用反應(yīng)后氣體中CO和CO2的百分濃度來(lái)表示，也可以用在一定反應(yīng)條件下，反應(yīng)一定時(shí)間之后所消耗的焦炭量占參加反應(yīng)的焦炭量的百分率來(lái)表示。 目前一些國(guó)家采用塊焦反應(yīng)率這一指標(biāo)，即將一定量的焦炭試樣在規(guī)定的條件下與純CO2氣體反應(yīng)一定時(shí)間，然后充氮?dú)饫鋮s、稱重，這樣反應(yīng)前后焦炭試樣重量差與焦炭試樣重量之比的百分率即得到塊焦反應(yīng)率CRI。整理課件第五節(jié) 高爐用焦炭的作用 高爐是中空的豎爐，由上至下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五段，為了使?fàn)t料順利下移，高爐的爐身上口小，下口大形成倒錐狀。爐料由鐵礦石、熔劑和焦炭組成，生產(chǎn)中爐料從爐頂依次分批裝入爐內(nèi)

15、，預(yù)熱的高溫空氣(熱風(fēng))由風(fēng)口鼓入，焦炭在風(fēng)口前激烈燃燒，釋放出的熱量為高爐冶煉過(guò)程提供熱源。燃燒反應(yīng)后生成的CO是高爐冶煉過(guò)程的還原劑。燃燒和還原反應(yīng)生成的高溫煤氣穿過(guò)料層上升，對(duì)下降的爐料進(jìn)行加熱。 爐料在下降過(guò)程中，經(jīng)預(yù)熱、反應(yīng)，礦石中的鐵氧化物被還原成金屬鐵，高溫下鐵熔化后，鐵水將順焦炭表面落入爐缸。礦石中的脈石以及焦炭中的灰分將與熔劑反應(yīng)生成爐渣，堿性的爐渣又起脫硫作用。鐵水和液態(tài)爐渣分別定期地從高爐的鐵口和渣口排出。整理課件 在爐腹下部的高溫區(qū)內(nèi)，鐵礦石和熔劑都將熔化、熔融，只有焦炭還以固態(tài)存在，焦炭的存在為爐內(nèi)下部維持良好的透氣性，因此在高爐內(nèi)焦炭還起到高溫填料的作用，也即通常所

16、指的骨架作用。 歸結(jié)起來(lái)，焦炭在高爐內(nèi)有三方面的作用： 1)高溫?zé)嵩醋饔茫?2)提供還原劑的作用； 3)疏松骨架作用。 第五節(jié) 高爐用焦炭的作用整理課件 高爐內(nèi)整個(gè)料柱的透氣性是高爐操作的重要條件，在高爐爐料中，焦炭約占高爐有效容積50左右，因此焦炭在爐內(nèi)的塊度、強(qiáng)度以及焦塊在高爐下部的停留時(shí)間，對(duì)高爐的透氣性有直接的影響。隨著高爐冶煉技術(shù)的不斷提高，高爐向大型化方向發(fā)展，以及高爐采用噴吹技術(shù)，使得焦炭在高爐內(nèi)用量逐漸減少，但所起的骨架作用卻愈顯得重要。 目前冶金企業(yè)入爐焦比在400550kg（焦）/t（鐵），技術(shù)先進(jìn)的高爐（上海寶鋼集團(tuán)公司）噴煤比達(dá)到230kg（煤）/t（鐵），入爐焦比已降

17、至300kg/t 以下。第五節(jié) 高爐用焦炭的作用整理課件第六節(jié) 非高爐用焦炭一、鑄造焦二、氣化焦整理課件一、鑄造焦 鑄造焦用于沖天爐(也稱化鐵爐)作燃料，沖天爐的作用是將生鐵熔化，并盡可能提高鐵水溫度，進(jìn)而提高鑄件的質(zhì)量。焦炭的主要作用就是提供熱量，并對(duì)鐵水進(jìn)行滲碳。因?yàn)闆_天爐內(nèi)不易脫硫，故鑄造焦的硫分要求含硫量低。為了提高鐵水溫度，延長(zhǎng)焦炭在沖天爐內(nèi)高溫過(guò)熱區(qū)的停留時(shí)間，要求鑄造焦的氣孔率小、反應(yīng)性低、塊度大。 鑄造焦在沖天爐內(nèi)要經(jīng)受下落的鐵塊的沖擊，并承受重力和摩擦力的作用，對(duì)鑄造焦的強(qiáng)度要求較高。鑄造焦的塊度以大于80mm為佳。因此生產(chǎn)鑄造焦一般都選用主焦煤為骨架煤料，生產(chǎn)工藝以搗固煉焦

18、為主。為了降低鑄造焦的氣孔率和反應(yīng)性，增大塊度，煉焦煤料中常添加無(wú)煙煤或焦粉，有時(shí)還添加石油瀝青焦，以降低鑄造焦的灰分和硫分。整理課件二、氣化焦 用于發(fā)生爐或水煤氣生產(chǎn)的焦炭稱為氣化焦。氣化過(guò)程要求焦炭具有良好的反應(yīng)性，而對(duì)焦炭的強(qiáng)度并無(wú)特殊要求。因此氣化焦可選用氣孔率大、強(qiáng)度低、塊度小的焦炭。 氣化爐操作采用固態(tài)排渣方式，用焦炭作為氣化原料時(shí)，要求焦炭的灰熔點(diǎn)ST在1250以上，保證氣化爐操作不發(fā)生結(jié)渣困難。整理課件第七節(jié) 我國(guó)焦炭生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀 新中國(guó)成立之后，我國(guó)焦炭產(chǎn)量從建國(guó)初期的不到60萬(wàn)t/a，發(fā)展到目前，焦炭產(chǎn)量增加了300多倍。在焦化廠設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、煉焦設(shè)備能力構(gòu)成、焦?fàn)t大型

19、化與裝備水平，焦炭質(zhì)量等多方面取得了巨大成就。我國(guó)歷年來(lái)焦炭、生鐵、鋼產(chǎn)量以及焦炭出口量見表1-4。整理課件表表1-6我國(guó)焦炭生產(chǎn)能力地區(qū)分布我國(guó)焦炭生產(chǎn)能力地區(qū)分布（2004年2月） 從地區(qū)分布上看，我國(guó)焦炭生產(chǎn)主要集中在山西、河北、山東、遼寧等省。這主要與我國(guó)煉焦煤資源分布有很大的關(guān)系。整理課件第二章 配煤煉焦的原理與配煤工藝第一節(jié) 煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)的結(jié)焦過(guò)程第二節(jié) 配合煤質(zhì)量與備煤煉焦工藝條件第三節(jié) 配煤原理與焦炭質(zhì)量的預(yù)測(cè)第四節(jié) 煉焦配煤工藝整理課件第一節(jié) 煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)的結(jié)焦過(guò)程一、炭化室內(nèi)爐料的動(dòng)態(tài)變化二、煉焦過(guò)程中化學(xué)產(chǎn)品的生成整理課件 焦?fàn)t的炭化室是帶錐度的窄長(zhǎng)空間，煤料受兩

20、側(cè)爐墻傳遞的熱量加熱，結(jié)焦過(guò)程從炭化室的兩側(cè)爐墻向炭化室中心逐漸推移，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，這種動(dòng)態(tài)過(guò)程具有以下三個(gè)特點(diǎn)： 1）側(cè)向供熱，成層結(jié)焦； 2）結(jié)焦過(guò)程中，各層爐料的供熱性能隨溫度的變化而變化； 3）炭化室內(nèi)物料產(chǎn)生膨脹壓力。一、炭化室內(nèi)爐料的動(dòng)態(tài)變化整理課件 因?yàn)榻範(fàn)t炭化室的側(cè)向供熱，且爐料導(dǎo)熱系數(shù)低，因此在整個(gè)成焦過(guò)程的大部分時(shí)間內(nèi)，炭化室內(nèi)與爐墻垂直方向上爐料的溫度梯度較大(圖2-1左)。這樣在結(jié)焦過(guò)程的大部分時(shí)間內(nèi)，離炭化室墻面不同距離的各層爐料、所受到的溫度不同而處于熱解過(guò)程的不同階段，整個(gè)炭化室內(nèi)爐料的狀態(tài)隨時(shí)間而變化(圖2-1右)?？拷鼱t墻附近的煤先結(jié)成焦炭，而后焦炭層逐

21、漸向炭化室中心推移，這就是所謂的“成層結(jié)焦”。炭化室中心面上的爐料溫度始終最低，因此以結(jié)焦末期炭化室中心面的溫度(焦餅中心溫度)作為焦餅成熟度的標(biāo)志，稱為煉焦最終溫度。整理課件 常規(guī)煉焦采用濕煤裝爐，結(jié)焦過(guò)程中濕煤層被夾在塑性層之間，這樣濕煤層內(nèi)的水汽不易透過(guò)塑性層向兩層外流出，致使大部水汽竄入內(nèi)層濕煤中，并因內(nèi)層溫度低而冷凝下來(lái)，這樣內(nèi)層濕煤水分增加，加之煤的導(dǎo)熱系數(shù)小，使得炭化室內(nèi)中心煤料升溫速度緩慢，長(zhǎng)時(shí)間停留在水的蒸發(fā)溫度以下，煤料水分愈多，結(jié)焦時(shí)間就愈長(zhǎng)，煉焦的耗熱量也就愈大。 整理課件二、煉焦過(guò)程中化學(xué)產(chǎn)品的生成 煤炭高溫干餾得到的煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成與煤的性質(zhì)和煉焦條件有關(guān)，煤熱解

22、生成的一次化學(xué)品還要受到焦?fàn)t內(nèi)煉焦條件的影響，。整理課件第二節(jié) 配合煤質(zhì)量與備煤煉焦工藝條件 由于煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)結(jié)焦過(guò)程和煤成焦規(guī)律的要求，使得工業(yè)煉焦必須采用多種煤配合煉焦。常規(guī)煉焦方法是將多種煉焦煤按適宜的比例配合，然后再裝爐煉焦，故又稱為配煤煉焦。 一、配煤的意義與配煤質(zhì)量要求 二、備煤煉焦工藝條件整理課件1、煉焦配煤的意義 配煤的意義在于使各種煤之間性質(zhì)上取長(zhǎng)補(bǔ)短，符合焦?fàn)t的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)焦炭，并副產(chǎn)煉焦化學(xué)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理利用。 冶金焦的質(zhì)量要求是：灰分低、硫分少、強(qiáng)度高、各向異性程度大，為滿足上述要求，在常規(guī)煉焦方法條件下,用單種煤煉焦很難實(shí)現(xiàn)。而且由

23、于煤種的相對(duì)儲(chǔ)量、分布和開采能力的制約，不可能進(jìn)行大規(guī)模的單種煤煉焦生產(chǎn)，特別是優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源有限，工業(yè)上必須采用配煤煉焦，以確保焦炭質(zhì)量和合理利用煤炭資源。 在我國(guó)，煉焦廠除了以生產(chǎn)焦炭為主要目的以外，大多數(shù)煉焦廠同時(shí)還是城市煤氣的氣源廠，對(duì)于此類煉焦廠，應(yīng)盡可能多配用高揮發(fā)氣煤，這樣既可增加了煤氣產(chǎn)量，又充分利用了占我國(guó)煉焦煤種比例最大的氣煤資源。整理課件2、配煤的一般原則 為了生產(chǎn)質(zhì)量合格的焦炭，首先要是要確保配煤的質(zhì)量，并綜合考慮煉焦工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，煉焦配煤應(yīng)遵循如下一般原則。 1）配煤質(zhì)量應(yīng)與煤料的預(yù)處理工藝及煉焦條件相適 應(yīng)，使焦炭的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，滿足用戶的質(zhì) 量要求，同時(shí)控

24、制配煤的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 2）符合本區(qū)域內(nèi)煤炭資源的組成，有利于擴(kuò)大煉焦煤 源，同時(shí)縮短平均運(yùn)距。 3）在保證焦炭質(zhì)量的前提下，盡量多配用高揮發(fā)分 煤，以利于增產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品和煤氣。 4）煤源的數(shù)量可靠、質(zhì)量穩(wěn)定。整理課件3、煉焦配煤的質(zhì)量要求 配煤的質(zhì)量要求主要包括配煤的灰分、硫分、煤化程度和粘結(jié)性指標(biāo)等，其中煤化程度和粘結(jié)性指標(biāo)被稱為煉焦的配煤參數(shù)，配煤質(zhì)量要求是由焦炭質(zhì)量的要求和煉焦條件所共同確定的。整理課件（2）配合煤的煤化度指標(biāo) 煤化度指標(biāo)是用來(lái)控制焦炭強(qiáng)度和塊度的重要配煤參數(shù)。表征煤化度的指標(biāo)可用揮發(fā)分Vdaf和鏡質(zhì)組分平均最大反射率 。整理課件 配合煤的揮發(fā)分指標(biāo)可以直接測(cè)定，也

25、可以按加和性來(lái)進(jìn)行計(jì)算，但二者之間有一定的差異。配合煤的平均最大反射率同樣可以直接測(cè)定或按加和性進(jìn)行計(jì)算。需要指出的是，配合后煤料的煤化度指標(biāo)的數(shù)值所反映的煤的性質(zhì)與煤化度指標(biāo)數(shù)值相同的單種煤的性質(zhì)是不一樣的。例如將氣煤與瘦煤適當(dāng)配合后，其煤化度指標(biāo)可能與焦煤或肥煤的煤化度指標(biāo)相同，但是配合煤料的性質(zhì)與后者的性質(zhì)是不同的，這可以從反射率分布曲線上明顯地看出。正因?yàn)檫@種原因，煉焦廠在運(yùn)輸和儲(chǔ)存洗精煤時(shí)，應(yīng)防止不同煤種混雜，造成揮發(fā)分煤化度指標(biāo)失靈。（2）配合煤的煤化度指標(biāo)整理課件（3） 配合煤的粘結(jié)性指標(biāo) 煤具有粘結(jié)性是煤結(jié)焦的前提條件，煤粘結(jié)性評(píng)價(jià)指標(biāo)煤具有粘結(jié)性是煤結(jié)焦的前提條件，煤粘結(jié)性評(píng)

26、價(jià)指標(biāo)較多，較多，有粘結(jié)指數(shù)G、最大膠質(zhì)層厚度Y、最大流動(dòng) MF以及總膨脹度bt，這些指標(biāo)都從不同的角度表征了煤在熱解過(guò)程中生成的塑性體的性質(zhì)。 我國(guó)過(guò)去一直采用最大膠質(zhì)層厚度Y作為粘結(jié)性指標(biāo)，其合適的范圍是：Y1722mm。1975年以后，煤化所提了粘結(jié)指數(shù)G指標(biāo)，推薦采用該指標(biāo)指導(dǎo)配煤，其合適范圍是：G5872 。配合煤料的Y值或G值可直接測(cè)定，也可按加和性進(jìn)行計(jì)算。整理課件（4）配合煤的膨脹壓力 煤在炭化室內(nèi)膨脹壓力是由多種因素所決定，膨脹壓力的大小沒有可靠的理論計(jì)算的方法，配合煤料中煤組分之間存在相互作用，因此配合煤的膨脹壓力不具有加和性，只能用試驗(yàn)的方法加以測(cè)定?？梢圆捎迷囼?yàn)焦?fàn)t測(cè)定

27、膨脹壓力大小。對(duì)于新建煉焦廠，在進(jìn)行煉焦煤種的選擇時(shí)，可在實(shí)際生產(chǎn)焦?fàn)t上對(duì)配煤方案做單孔試驗(yàn)，以便得到更加可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 煉焦生產(chǎn)中，對(duì)于煤料的膨脹壓力有以下兩點(diǎn)規(guī)律：第一是在常規(guī)煉焦配煤范圍內(nèi)，煤料煤化度增加，則膨脹壓力增大；第二是對(duì)同一種煤料，增加堆密度，其膨脹壓力相應(yīng)增加。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)這兩條規(guī)律，掌握膨脹壓力變化的趨勢(shì)。整理課件二、備煤煉焦工藝條件 備煤煉焦工藝條件是指煤料粉碎的細(xì)度、裝爐煤的水分和堆密度、煉焦速度、煉焦溫度和燜爐時(shí)間等，這些煉焦條件對(duì)焦炭的質(zhì)量有較大的影響。整理課件1、煤料細(xì)度 煉焦配煤的細(xì)度是指煤料粉碎后小于3mm的煤料重量占總重量的百分比。常規(guī)煉焦條件下要求

28、細(xì)度在80左右。搗固煉焦細(xì)度要求更高，一般大于85。 細(xì)度不夠，配合煤混合不均勻，焦炭?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。細(xì)度過(guò)高，不僅粉碎設(shè)備動(dòng)力消耗增大，設(shè)備的處理能力降低，更重要是細(xì)度過(guò)高時(shí)，裝爐煤的堆密度下降，使焦炭質(zhì)量受影響。因此煉焦生產(chǎn)中對(duì)煤料細(xì)度必須加以控制。研究表明，細(xì)度不但影響焦炭質(zhì)量，既便是在同樣的細(xì)度條件下，調(diào)節(jié)煤料中不同組分的粒級(jí)組成，對(duì)焦炭質(zhì)量的改善同樣具有意義。一般要求煤中活性組分粗粉碎，非活性成分宜細(xì)粉碎。但是含活性組分多，粘結(jié)性好的煤容易粉碎，粘結(jié)性差的煤卻難粉碎，若煤料混合后集中粉碎則加劇了這一矛盾，為此在備煤生產(chǎn)工藝中提出了選擇性粉碎的工藝以解決這一矛盾。整理課件

29、2、裝爐煤堆密度和水分 提高裝爐煤的堆密度，有利于提高焦炭的質(zhì)量，同時(shí)還可以提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。采用煤搗固、煤干燥預(yù)熱、配型煤等煉焦方法，都在不同程度上實(shí)現(xiàn)了提高堆密度，增加焦炭強(qiáng)度的目的。 在常規(guī)煉焦條件下，裝爐煤的堆密度主要受煤料水分、細(xì)度以及加煤方法的影響，從圖2-6中可以看出，增加堆密度的有效途徑是減少煤料的水分，但是若采用一般的裝爐方法，在加煤時(shí)冒煙冒火嚴(yán)重，必須采用專門的裝爐工藝。 整理課件4、煉焦溫度與燜爐時(shí)間 焦?fàn)t生產(chǎn)中燜爐是指煤料到達(dá)煉焦溫度后，延長(zhǎng)焦炭在炭化室內(nèi)的停留時(shí)間，使焦炭繼續(xù)受高溫作用。提高煉焦最終溫度或延長(zhǎng)燜爐時(shí)間，可以提高煤的干餾程度，使焦炭的結(jié)構(gòu)更加致密，碳結(jié)

30、構(gòu)中氫含量減少、石墨化程度增加、各向異性程度加大，焦炭的耐磨強(qiáng)度和反應(yīng)后強(qiáng)度均得到相應(yīng)提高，但抗碎強(qiáng)度稍有下降。整理課件第三節(jié) 配煤原理與焦炭質(zhì)量的預(yù)測(cè) 配煤原理是對(duì)焦炭質(zhì)量與煤的性質(zhì)相關(guān)聯(lián)并加以解釋的理論。成功的配煤理論可以正確指導(dǎo)配煤工作，并且還可以建立預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量的方法。 一、煤巖配煤的基本原理 二、焦炭質(zhì)量的預(yù)測(cè)方法整理課件1、煤巖實(shí)體的分類 按煤巖學(xué)觀點(diǎn)，煤是非均一的物質(zhì)，可劃分為工藝性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)不同的各種實(shí)體。按各種實(shí)體的熱解性質(zhì)的不同，可劃分成活性物和惰性物兩大類。在結(jié)焦過(guò)程中，活性物形成焦炭?jī)?nèi)部的粘結(jié)物，如同混凝土中的水泥；惰性物形成焦炭?jī)?nèi)部的骨架材料，猶如混凝土中

31、的沙石。煤巖實(shí)體的分類方法見表2-3。整理課件表2-3 煤巖實(shí)體的分類 表2-3中煤型代號(hào)由類別英文名的字首與表示反射率大小的 數(shù)字組合而成，例如V3表示油浸反射率為0.30O.39的鏡煤組。整理課件2、煤巖配煤的基本原理 煤巖配煤的基本原理是建立在以下對(duì)煤及其成焦過(guò)程的認(rèn)識(shí)之上的。 煤是不均一的物質(zhì)，每種煤都是天然的煤巖配煤，但絕大多數(shù)煤都不合乎單獨(dú)煉焦的要求，為便于應(yīng)用，將煤的有機(jī)物質(zhì)按其在加熱過(guò)程中能熔融并產(chǎn)生活性鍵的成分視作有粘結(jié)性的活性成分；加熱不能熔融的，不產(chǎn)生活性鍵的視為沒有粘結(jié)性的惰性成分。這種劃分完全是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果進(jìn)行劃分的。主要產(chǎn)煤國(guó)家的煤巖工作者，都對(duì)本國(guó)的煤進(jìn)行了

32、這種試驗(yàn)，而且主要結(jié)論幾乎一致，即在煉焦煤階段里，鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組是活性成分，絲質(zhì)組是惰性成分，半鏡質(zhì)組介于二者之間。整理課件 各種煤的活性成分的性質(zhì)是不均一的，可用反射率的分布圖解來(lái)表示?；钚猿煞值馁|(zhì)量差異很大，不但不同變質(zhì)程度煤差別大，即使是同種煤，所含活性成分的質(zhì)量隨反射率不同也有差別。 惰性成分也是配煤中不可缺少的成分，缺少或過(guò)剩均對(duì)配煤煉焦不利，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降。要得到所要求焦炭質(zhì)量的配煤方案，實(shí)際上是不同活性成分與適量惰性成分的組合。決定煤性質(zhì)的重要指標(biāo)是反射率和惰性成分含量這兩個(gè)指標(biāo)。2、煤巖配煤的基本原理整理課件 成焦過(guò)程中，煤粒間并不是互熔而成均一的焦炭，而是通過(guò)煤粒間的界面反

33、應(yīng)，鍵合而連結(jié)起來(lái)，也有物理結(jié)合的過(guò)程。煉焦煤隔絕空氣炭化所得的焦炭，制成光片后在顯微鏡下觀察，無(wú)論其表面是否經(jīng)過(guò)處理，都可以觀察到顆粒的界線。這說(shuō)明炭化過(guò)程中的塑性區(qū)間，煤粒間并沒有互相熔融成均勻物質(zhì)，而是煤的顆粒內(nèi)外同時(shí)平行地發(fā)生裂解和縮聚反應(yīng)，煤顆粒產(chǎn)生的分解產(chǎn)物沿著煤粒的接觸表面相互擴(kuò)散，進(jìn)一步縮聚而成焦塊。因此，散裝煤的粘結(jié)，只是顆粒間接觸表面的結(jié)合。2、煤巖配煤的基本原理整理課件第四節(jié) 煉焦配煤工藝 煉焦廠配煤過(guò)程又稱之為備煤，備煤工序主要包括來(lái)煤接受、貯存、倒運(yùn)、配合混勻、粉碎等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在煉焦廠屬于煤的準(zhǔn)備部分。由于煉焦廠的晝夜用煤量很大，涉及的煤種多，設(shè)施占地面積大，要求的機(jī)

34、械化和自動(dòng)化作業(yè)程度高，而且備煤對(duì)焦炭的質(zhì)量影響大。 一、煤的接受和貯存 二、煤的配合、粉碎和輸送整理課件1、來(lái)煤接受 焦化廠在接受來(lái)煤時(shí)，應(yīng)注意如下幾條原則。 來(lái)煤按使用煤種分別接受，并卸往指定的堆放位置。防止不同煤種在接受和卸煤過(guò)程中互混。每批來(lái)煤必須按規(guī)程取樣分析，對(duì)質(zhì)量不合要求的來(lái)煤應(yīng)作待殊處理。 生產(chǎn)上，為改善和穩(wěn)定原料煤的質(zhì)量，來(lái)煤盡可能送往貯煤場(chǎng)，也可以直接進(jìn)配煤槽。貯煤場(chǎng)設(shè)計(jì)容量通常按來(lái)煤的70計(jì)算，直接進(jìn)槽量為30。 各種煤的卸煤場(chǎng)地必須清潔，更換場(chǎng)地時(shí)應(yīng)徹底清掃整理課件 焦化廠常用的卸煤設(shè)備有兩大類，一類是適合于鐵路運(yùn)輸?shù)男盾嚈C(jī)，另一類是適合于水運(yùn)的卸船機(jī)。卸車機(jī)常用的有翻

35、車機(jī)、螺旋卸車機(jī)、鏈斗卸車機(jī)和抓斗類起重機(jī)。卸船機(jī)一般采用帶大抓斗的起重機(jī)，卸煤能力一般比較大。 翻車機(jī)具有效率高、生產(chǎn)能力大、運(yùn)行可靠、操作人員少和勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，適用于大型焦化廠采用，但對(duì)車幫撞擊力較大，容易損壞車皮。螺旋卸車機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，重量輕，檢修容易，對(duì)車皮的適應(yīng)性強(qiáng)，基本無(wú)損壞，是中小型焦化廠的主要卸煤設(shè)備。但是地下工程量較大，勞動(dòng)條件較差，配備人員也較多。鏈斗卸車機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造檢修容易，土建工程量小，廣泛用于中、小型焦化廠。整理課件2、倒運(yùn) 卸至煤場(chǎng)的煤料為了堆放、混勻和取用作業(yè)，煤場(chǎng)對(duì)煤料進(jìn)行倒運(yùn)操作。倒運(yùn)機(jī)械分抓斗類和堆取類二種。現(xiàn)代大型焦化廠主要采用堆取類機(jī)械，采用各種

36、類型的大型堆料機(jī)、斗輪取料機(jī)和聯(lián)合堆取料機(jī)。整理課件3、貯煤 為了管理好貯煤廠，確保配煤的準(zhǔn)確性和焦炭的質(zhì)量。貯煤廠和貯煤應(yīng)遵循以下要求： 煤場(chǎng)的容量足夠大，一般大中焦化廠應(yīng)提供1015天的貯煤量，小型焦化廠則天數(shù)更多些。貯煤場(chǎng)的長(zhǎng)度應(yīng)能提供各種煤分別堆、取、貯的必要條件。 煤場(chǎng)地坪應(yīng)適當(dāng)處理，防止煤、土混雜。煤場(chǎng)應(yīng)有良好的排水條件 要確保不同煤種單獨(dú)存放。而對(duì)于同一種煤料，為了消除和減少不同礦井或礦層來(lái)煤所造成的煤質(zhì)差別，在貯煤場(chǎng)存放過(guò)程中應(yīng)盡量混勻，常采用“平鋪直取”的作業(yè)方法。 貯煤場(chǎng)的煤堆應(yīng)保持一定的高度，煤堆過(guò)低，占地面積大，增加倒運(yùn)距離，下雨時(shí)煤的水分增大。煤堆高度與使用的煤場(chǎng)機(jī)械

37、有關(guān)，一般為915m。 煤的存放時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。為了防止煤的氧化變質(zhì)，對(duì)各種煤應(yīng)規(guī)定允許的堆放時(shí)間，并按計(jì)劃取用。煤質(zhì)惡化對(duì)煉焦不利，變質(zhì)煤不能煉焦。根據(jù)鞍鋼和武鋼的生產(chǎn)實(shí)踐，各種煤允許的貯存時(shí)間見表2-4。整理課件二、煤的配合、粉碎和輸送 煉焦廠備煤的粉碎加工環(huán)節(jié)分為先配合后粉碎和先粉碎后配合兩種方式，配合和粉碎工藝有多種流程和設(shè)備，兩者組合形成各種具體流程。 整理課件 配煤槽下部的定量給料裝置有二種，一種配煤盤，另一種是電磁振動(dòng)給料機(jī)。采用配煤盤配煤，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行也較為可靠。其缺點(diǎn)是耗電量大，傳動(dòng)部件多，設(shè)備笨重，另外，刮煤板要經(jīng)常清理，不然掛上雜物后，影響配煤的準(zhǔn)確性。 電磁振動(dòng)給料

38、機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、布置緊湊、投資少、耗電量小及產(chǎn)量容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。但是安裝、調(diào)整要求較嚴(yán)格。 生產(chǎn)中配煤比例的檢測(cè)一般規(guī)定配煤比誤差，揮發(fā)分相差不超過(guò)0.7，灰分不超過(guò)0.3。3、選擇粉碎流程整理課件第三章第三章 煉焦?fàn)t及生產(chǎn)過(guò)程煉焦?fàn)t及生產(chǎn)過(guò)程整理課件第一節(jié) 焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)與設(shè)備一、焦?fàn)t的主要結(jié)構(gòu)二、焦?fàn)t爐型劃分三、焦?fàn)t筑爐材料四、焦?fàn)t設(shè)備整理課件一、焦?fàn)t的主要結(jié)構(gòu) 煉焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)可劃分為炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)和爐頂區(qū)等幾部分，蓄熱室以下的部位為焦?fàn)t的基礎(chǔ) 整理課件1、炭化室和燃繞室 焦?fàn)t的炭化室是一個(gè)帶錐度的長(zhǎng)方形空間。炭化室的頂部有加煤孔和荒煤氣出口，炭化室的兩端裝有可打開的

39、爐門。為了減少推焦的阻力，防止損壞爐墻，炭化室的焦側(cè)比機(jī)側(cè)略寬，此寬度差稱為炭化室的錐度。為了使荒煤氣順利導(dǎo)出，炭化室內(nèi)的裝煤高度(由平煤桿拉平的煤線至炭化室底面距離)低于炭化室的總高，裝煤高度稱為炭化室的有效高度。 焦?fàn)t的炭化室與燃燒室相間排列，燃燒室長(zhǎng)度與炭化室相同，在寬度上具有與炭化室錐度大小相同方向相反的錐度，即燃燒室的機(jī)側(cè)寬度比焦側(cè)寬度大，這樣炭化室機(jī)焦兩側(cè)的中心距是相同的。 整理課件 現(xiàn)代焦?fàn)t的燃燒室由若干垂直的立火道組成， 立火道底部有供煤氣或空氣的入口(或廢氣出口)。為了便于觀察、測(cè)溫和調(diào)火，每個(gè)立火道都有一個(gè)看火孔引向爐頂。立火道之間的相互連接方式有多種類型，立火道始終是分成

40、兩大組，當(dāng)一組立火道供煤氣和空氣燃燒時(shí)，另一組立火道則排燃燒產(chǎn)生的廢氣，每隔一定的時(shí)間，兩組立火道的氣流進(jìn)行交換以維持加熱的均勻,同時(shí)也滿足焦?fàn)t設(shè)置蓄熱室的要求。 燃燒室與炭化室之間的隔墻稱爐墻，焦?fàn)t在生產(chǎn)時(shí)，爐墻燃燒室側(cè)的平均溫度約1300，炭化室側(cè)的墻面可達(dá)1100以上。在此高溫下，墻體還要承受一定的側(cè)向推力和上部的重力，要求墻體結(jié)構(gòu)上要防止干餾煤氣泄漏、導(dǎo)熱性能要好，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要高，為此現(xiàn)代焦?fàn)t的爐墻普遍采用帶舌槽的異型硅磚砌筑。 1、炭化室和燃繞室整理課件 2、蓄熱室 蓄熱室的作用是回收高溫廢氣的廢熱，預(yù)熱燃燒所用空氣或煤氣。蓄熱室位于焦?fàn)t爐體的下部，現(xiàn)代焦?fàn)t幾乎都采用橫蓄熱室，橫蓄

41、熱室與炭化室和燃燒室平行，內(nèi)部一般都設(shè)置中心隔墻，將每個(gè)蓄熱室分成機(jī)側(cè)和焦側(cè)兩部分。蓄熱室由頂部空間、格子磚、蓖子磚、小煙道以及主墻、單墻和封墻構(gòu)成(圖3-3)，對(duì)于下噴式焦?fàn)t，主墻內(nèi)設(shè)有垂直磚煤氣道。整理課件 3、斜道區(qū) 斜道區(qū)位于蓄熱室和燃燒室之間，斜道是連接燃燒室立火道與蓄熱室的通道，不同結(jié)構(gòu)類型的焦?fàn)t斜道區(qū)結(jié)構(gòu)差異很大。燃燒室的每個(gè)立火道都與兩個(gè)斜道和一個(gè)磚煤氣道相連。下噴式磚煤氣道從蓄熱室主墻經(jīng)斜道區(qū)進(jìn)入火道，側(cè)入式焦?fàn)t是在斜道區(qū)設(shè)有水平煤氣道，煤氣分別由機(jī)焦兩側(cè)引入分配到各個(gè)火道。對(duì)于雙聯(lián)火道結(jié)構(gòu)的焦?fàn)t，每個(gè)燃燒室需要與下方的4個(gè)蓄熱室相連接，故斜道區(qū)復(fù)雜，是焦?fàn)t使用磚型最多的區(qū)域

42、。 整理課件4、爐頂區(qū) 炭化室蓋頂磚以上部位為爐頂區(qū)(圖3-5)，該區(qū)砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、烘爐孔以及拉條溝等。為減少爐項(xiàng)散熱，爐頂不受壓部位砌有隔熱磚。爐頂區(qū)的實(shí)體部位設(shè)置平行于抵抗墻的膨脹縫，烘爐孔在焦?fàn)t轉(zhuǎn)為正常加熱投產(chǎn)時(shí)用塞子磚堵死。為防止雨水對(duì)焦?fàn)t表面的侵蝕，爐頂表面用耐磨性好的缸磚砌筑。整理課件5、焦?fàn)t基礎(chǔ)和煙道 焦?fàn)t的基礎(chǔ)位于爐體的底部，支承整個(gè)爐體、爐體設(shè)備和焦?fàn)t機(jī)械的重量，并把重量傳到地基上。焦?fàn)t基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式隨爐型和加熱煤氣供入方式而不同，下噴式焦?fàn)t的基礎(chǔ)有地下室（參見圖3-1），它是由底板、頂板和支柱組成，整個(gè)焦?fàn)t砌在焦?fàn)t頂板平臺(tái)上。澆頂板時(shí)，按焦?fàn)t膨脹后的尺寸埋設(shè)

43、好下噴煤氣管接口。 煙道位于地下室的機(jī)焦兩側(cè)，在爐端與總煙道相通，再匯人煙囪根部。在分煙道和總煙道匯合處，設(shè)有吸力調(diào)節(jié)翻板。整理課件第四節(jié) 煉焦?fàn)t生產(chǎn)操作 煉焦?fàn)t的生產(chǎn)操作包括焦?fàn)t的出爐操作和焦?fàn)t的加熱管理，前者是由焦?fàn)t移動(dòng)機(jī)械所進(jìn)行的操作，后者則是對(duì)焦?fàn)t正常加熱進(jìn)行調(diào)溫、調(diào)壓等管理操作。 一、焦?fàn)t的出爐操作 二、焦?fàn)t的加熱管理整理課件1、裝煤操作 裝煤操作是由加煤車進(jìn)行的，加煤車從焦?fàn)t的煤塔受煤，然后將煤加入炭化室。焦?fàn)t煤塔的設(shè)計(jì)容量一般能保證焦?fàn)t16h的用量，焦?fàn)t對(duì)裝煤操作的要求是：裝滿、裝平、定量、均衡、減少煙塵排放。每孔炭化室的裝煤量應(yīng)均衡，與規(guī)定值偏差不超過(guò)150kg，以保證焦炭的產(chǎn)

44、量和爐溫的穩(wěn)定。往炭化室放煤時(shí)要迅速，有利于提高煤料在爐內(nèi)的堆密度。放煤后需平好煤，使荒煤氣導(dǎo)出暢通，同時(shí)做到不堵孔、不缺角，帶出余煤少。整理課件加煤車整理課件 加煤過(guò)程中的煙塵控制方法有如下幾種。 加煤時(shí)上升管用水蒸氣或高壓氨水噴射，將加煤過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣和煙塵由爐內(nèi)抽走，減少煙塵從加煤口的噴出。該方法簡(jiǎn)單、不增加投資、操作方便，被國(guó)內(nèi)大多焦化廠采用。但加煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤粉被吸入集氣管系統(tǒng)，給焦油氨水的分離操作帶來(lái)困難。另外，高壓氨水噴射對(duì)集氣管壓力穩(wěn)定不利。 對(duì)于單集氣管的焦?fàn)t，加煤時(shí)用連通管將位于集氣管另一端的裝爐煙氣通入相鄰的處于結(jié)焦后期的炭化室。由于煙氣從爐項(xiàng)空間通過(guò)，使帶入集氣管

45、的塵粒減少。 采用帶強(qiáng)制抽煙和凈化設(shè)備的裝煤車進(jìn)行加煤，裝煤車上有強(qiáng)制抽吸、燃燒和初步凈化系統(tǒng)，這種方法為寶鋼焦化廠所采用。 地上煙氣凈化系統(tǒng)，該方法是在地面設(shè)置抽煙和洗塵設(shè)備，裝煤車上的吸塵管道與爐前的固定管道對(duì)接，抽吸加煤過(guò)程中的煙塵。該方法已在國(guó)內(nèi)多個(gè)大型焦?fàn)t上采用。1、裝煤操作整理課件2、推焦 推焦是把成熟焦炭推出炭化室的操推焦是把成熟焦炭推出炭化室的操作。焦?fàn)t的出爐應(yīng)嚴(yán)格按推焦計(jì)劃進(jìn)行，作。焦?fàn)t的出爐應(yīng)嚴(yán)格按推焦計(jì)劃進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。各炭化室按規(guī)定的結(jié)焦實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。各炭化室按規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間達(dá)到均勻成熟，整個(gè)爐組各炭化室時(shí)間達(dá)到均勻成熟，整個(gè)爐組各炭化室實(shí)現(xiàn)定時(shí)、準(zhǔn)點(diǎn)出焦。實(shí)現(xiàn)定時(shí)

46、、準(zhǔn)點(diǎn)出焦。 整理課件（1）推焦計(jì)劃 推焦計(jì)劃即焦?fàn)t出爐操作遵循的時(shí)間表。制定推焦計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮周轉(zhuǎn)時(shí)間和推焦串序。 周轉(zhuǎn)時(shí)間是指某一孔炭化室相鄰兩次推焦或裝煤的時(shí)間間隔。在一個(gè)周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，除完成一組焦?fàn)t所有炭化室的推焦和加煤操作，必須留有一定的時(shí)間進(jìn)行設(shè)備檢修，因此對(duì)于整個(gè)爐組有： 周轉(zhuǎn)時(shí)間 = 全爐操作時(shí)間 + 檢修時(shí)間 對(duì)于一孔炭化室： 周轉(zhuǎn)時(shí)間 = 結(jié)焦時(shí)間 + 炭化室的操作時(shí)間 一般情況下，檢修時(shí)間不應(yīng)少于2h。2、推焦整理課件（2）推焦串序 推焦串序是焦?fàn)t炭化室出爐操作的次序安排，由于焦?fàn)t加熱和煤熱解干餾的規(guī)律以及焦?fàn)t生產(chǎn)操作的要求等原因，焦?fàn)t炭化室的出爐操作是按照特定的順序進(jìn)行的。

47、廣泛采用的推焦串序有兩種：5-2串序和9-2串序。2、推焦整理課件 根據(jù)確定周轉(zhuǎn)時(shí)間和推焦串序，可以對(duì)焦?fàn)t的推焦計(jì)劃作出具體的安排，即排出每孔炭化室具體的時(shí)間表。 控制出焦過(guò)程中煙塵的排放，是今后新建焦?fàn)t時(shí)應(yīng)該考慮的重要內(nèi)容，在這方面，國(guó)外設(shè)計(jì)了許多種方法，其原理基本相同，即將推焦過(guò)程中焦側(cè)的煙塵加以收集，經(jīng)除塵凈化后再排放，如寶鋼采用的集塵系統(tǒng)。2、推焦整理課件 3、熄焦 （1）濕法熄焦 焦?fàn)t熄焦分為干法和濕法兩種。傳統(tǒng)濕法熄焦的方法簡(jiǎn)單，操作方便，建設(shè)投資少，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)焦化廠采用該方法。 濕法熄焦裝置包括熄焦塔、噴灑裝置、水泵、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等。熄焦操作的要點(diǎn)主要是控制水分穩(wěn)定，一

48、般全焦水分不大于6，熄焦車接焦時(shí)應(yīng)使車內(nèi)焦炭均勻分布，熄焦時(shí)控制好噴灑和瀝水時(shí)間。卸焦和放焦應(yīng)按順序進(jìn)行，保證涼焦時(shí)間大致相同。整理課件 （2）干法熄焦 高溫焦炭攜帶的熱量占煉焦耗熱量的40左右，在濕法熄焦過(guò)程中，這部分熱量不僅損失，而且消耗大量的熄焦水，熄焦過(guò)程對(duì)大氣造成污染。干法熄焦不僅可以解決上述問(wèn)題，還有利于改善焦炭質(zhì)量。 干法熄焦原理是利用惰性氣體(主要是N2)將灼熱的焦炭冷卻，被加熱后的惰性氣體經(jīng)廢熱鍋爐生產(chǎn)蒸氣回收熱量，惰性氣體降溫后再循環(huán)使用。如今廣泛使用的集中槽式熄焦方式最早是由瑞士蘇爾澤(Sulzer)公司在20年代末開發(fā)。前蘇聯(lián)在60年代開始推廣干法熄焦，目的是為了解決氣

49、候寒冷地區(qū)濕法熄焦困難、焦化廠的用汽量大的問(wèn)題。故致力于干法熄焦的研究，使該項(xiàng)技術(shù)得到進(jìn)一步完善，并逐步向大型化發(fā)展。3、熄焦整理課件 干法熄焦除具有回收熱量、改善熄焦的操作環(huán)境外，對(duì)焦炭質(zhì)量也產(chǎn)生影響，干法熄焦有利于提高焦炭強(qiáng)度、降低反應(yīng)性以及提高塊度的均勻化。盡管干法熄焦有顯著的優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛的重視，但是干熄焦的設(shè)備及基建投資大，故影響了其發(fā)展。我國(guó)目前已有多家焦化廠建設(shè)了干熄焦裝置，發(fā)展干熄焦是今后新建大型焦?fàn)t及現(xiàn)有大型焦化廠技改的重要方向。由于國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量要求的提高，大型焦化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力得到增強(qiáng)，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)多家大型焦化企業(yè)相繼建設(shè)了多套干熄焦裝置。3、熄焦整理課件二、焦?fàn)t的加

50、熱管理 焦?fàn)t加熱的熱工管理是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，其具體任務(wù)是要求按規(guī)定的焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間、炭化室裝煤量、裝煤水分、加熱煤氣的性質(zhì)和溫度以及焦?fàn)t爐體和加熱設(shè)備的狀況等實(shí)際情況，測(cè)量并調(diào)節(jié)焦?fàn)t加熱系統(tǒng)各控制點(diǎn)的溫度、壓力等，實(shí)現(xiàn)全爐所有炭化室在規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間內(nèi)均勻成焦，焦?fàn)t均衡生產(chǎn)并達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽的目的。 焦?fàn)t加熱管理制定的溫度、壓力和流量等指標(biāo)組成了焦?fàn)t的加熱制度，具體包括標(biāo)準(zhǔn)溫度、全爐和機(jī)焦側(cè)煤氣流量、煤氣支管壓力、煙道吸力、標(biāo)準(zhǔn)蓄熱室頂部吸力、風(fēng)門開度等。加熱制度隨焦?fàn)t的裝煤量、裝煤水分、結(jié)焦時(shí)間以及煉焦溫度等因數(shù)的變化作相應(yīng)調(diào)整。表3-3給出了加熱制度的實(shí)例。整理課件第四章 非常規(guī)

51、煉焦技術(shù)與工藝 第一節(jié) 配型煤煉焦 第二節(jié) 搗固煉焦 第三節(jié) 煤干燥煉焦和預(yù)熱煉焦 第四節(jié) 其它煉焦方法整理課件第一節(jié) 配型煤煉焦 配型煤煉焦是在煉焦裝爐煤料中按一定比例配配型煤煉焦是在煉焦裝爐煤料中按一定比例配入成型煤料進(jìn)行煉焦的技術(shù)。入成型煤料進(jìn)行煉焦的技術(shù)。該工藝的研究始于上該工藝的研究始于上世紀(jì)世紀(jì)5050年代末年代末6060年代初，在前西德和前蘇聯(lián)都曾進(jìn)年代初，在前西德和前蘇聯(lián)都曾進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)研究。前西德于上世紀(jì)行過(guò)試驗(yàn)研究。前西德于上世紀(jì)5050年代在年代在4040孔炭化孔炭化室高室高6m6m的焦?fàn)t上，采用了部分煤料壓塊，在混配到的焦?fàn)t上，采用了部分煤料壓塊，在混配到煉焦煤料中入爐的

52、煉焦技術(shù)。煉焦煤料中入爐的煉焦技術(shù)。 上世紀(jì)上世紀(jì)7070年代，日本采用配粘結(jié)劑成型，并年代，日本采用配粘結(jié)劑成型，并改善了成型煤的加工工藝和設(shè)備，從而使成型煤煉改善了成型煤的加工工藝和設(shè)備，從而使成型煤煉焦得到了很快的發(fā)展。我國(guó)寶鋼從日本新日鐵公司焦得到了很快的發(fā)展。我國(guó)寶鋼從日本新日鐵公司引進(jìn)了配型煤煉焦技術(shù)和設(shè)備，并在國(guó)內(nèi)首次大規(guī)引進(jìn)了配型煤煉焦技術(shù)和設(shè)備，并在國(guó)內(nèi)首次大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。整理課件一、基本原理 配型煤煉焦，其方法是在裝爐煤料中配入一定比例的型煤，然后裝爐煉焦的方法，該方法煉焦提高焦炭質(zhì)量的基本原理是： 1) 配入成型煤塊后，提高了裝爐煤料的密度。這樣可

53、降低炭化過(guò)程中半焦的收縮，從而減少焦炭的裂紋，提高焦炭的強(qiáng)度。 2) 型煤塊中配有一定量粘結(jié)劑，從而改善了煤料的粘結(jié)性能，對(duì)提高焦炭質(zhì)量有利。 3) 型煤塊的視密度為1.11.28tm3，而一般粉煤裝爐僅0.700.758tm3。成型煤中煤粒相互接觸遠(yuǎn)比粉煤緊密，從而顯著地提高了型塊煤料的結(jié)焦性能。高密度型塊與粉煤配合煉焦時(shí)，在軟化熔融階段，型塊本體產(chǎn)生的膨脹，對(duì)周圍煤料施加壓緊作用，促進(jìn)了煤料顆粒間的膠結(jié)，使焦炭結(jié)構(gòu)更加致密。整理課件二、配型煤工藝 配型煤煉焦有兩種基本工藝，第一種工藝是新日鐵法，第二種工藝是由日本住友金屬公司開發(fā)。 整理課件1、新日鐵法 該工藝粉煤和成型煤采用同樣的配煤比，

54、其基本流程是取出30裝爐煤用粘結(jié)劑成型制型煤，然后與其余70裝爐煤混合裝爐煉焦。 該工藝由日本新日鐵公司開發(fā)，寶鋼引進(jìn)此工藝，生產(chǎn)能力日處理原料煤約2000t(成型量)。該工藝主要設(shè)備包括混煤機(jī)、混捏機(jī)、成型機(jī)和網(wǎng)式冷卻輸送機(jī)，寶鋼選用的4臺(tái)成型機(jī)每臺(tái)干基成型能力為40th。型煤用焦油型煤用焦油瀝青作粘結(jié)劑瀝青作粘結(jié)劑，混捏溫度約100，熱壓成型。為了提高型煤強(qiáng)度，防止在貯運(yùn)過(guò)程中碎裂和粘結(jié)，成型后的熱煤球需冷卻，使其表面硬化，寶鋼采用網(wǎng)式冷卻輸送機(jī)，機(jī)械通風(fēng)冷卻，既可保證型煤質(zhì)量，又可以縮短冷卻時(shí)間。整理課件 2、住友法 該工藝是將非煉焦煤或弱粘結(jié)性煤?jiǎn)为?dú)添加粘結(jié)劑成型處理，然后按比例將成型

55、煤配合到另外單獨(dú)處理的粉煤中，經(jīng)混合裝爐。其工藝流程如下： 裝爐煤- 粘結(jié)劑 混合-裝爐 裝爐煤+非粘結(jié)煤-混合-加熱混煉-成型-型煤 該工藝可以多用一些弱粘結(jié)煤，在同樣的原料煤配比條件下，由該工藝可以多用一些弱粘結(jié)煤，在同樣的原料煤配比條件下，由于弱粘結(jié)性煤的集中成型使用，使得住友法較新日鐵法對(duì)于改善煤于弱粘結(jié)性煤的集中成型使用，使得住友法較新日鐵法對(duì)于改善煤料的結(jié)焦性能效果更好一些。料的結(jié)焦性能效果更好一些。整理課件第二節(jié) 搗固煉焦 搗固法煉焦至今已有100多年的歷史，它是各種非常規(guī)煉焦技術(shù)中發(fā)展較為完善的一種煉焦方法。該方法是將配合該方法是將配合煤料在搗固箱內(nèi)搗成體積略小于炭化室的煤餅后

56、，由托板從煤料在搗固箱內(nèi)搗成體積略小于炭化室的煤餅后，由托板從焦?fàn)t的機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)煉焦。焦?fàn)t的機(jī)側(cè)推入炭化室內(nèi)煉焦。 由于煤餅搗固后堆密度可由散裝煤的 0.72tm3提高到1.001.15tm3，因而煤料顆粒間距縮小，接觸致密，有利于多配入高揮發(fā)分弱粘結(jié)煤，并改善和提高焦炭的質(zhì)量。一、搗固煉焦的特點(diǎn)二、搗固煉焦的技術(shù)關(guān)鍵整理課件什么是煉焦搗固技術(shù)？ 搗固煉焦是將散煤搗固成體積略小于炭化室的煤搗固煉焦是將散煤搗固成體積略小于炭化室的煤餅后，由側(cè)裝煤車托板從焦?fàn)t的側(cè)面推入炭化室餅后，由側(cè)裝煤車托板從焦?fàn)t的側(cè)面推入炭化室內(nèi)高溫干餾。相對(duì)于傳統(tǒng)的焦?fàn)t工藝，搗固型焦內(nèi)高溫干餾。相對(duì)于傳統(tǒng)的焦?fàn)t工藝，搗

57、固型焦?fàn)t采取了原煤預(yù)混搗固、爐頂消煙除塵車、旁插爐采取了原煤預(yù)混搗固、爐頂消煙除塵車、旁插布袋式除塵器，集塵攔焦車以及增大爐門密閉性布袋式除塵器，集塵攔焦車以及增大爐門密閉性等措施，可以使焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的污染物排放減等措施，可以使焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的污染物排放減少少75，除塵率達(dá)，除塵率達(dá)90以上。這種技術(shù)可以有效以上。這種技術(shù)可以有效減少主焦煤配比，增大焦炭強(qiáng)度、提高焦炭產(chǎn)量減少主焦煤配比，增大焦炭強(qiáng)度、提高焦炭產(chǎn)量和質(zhì)量，有利于焦化副產(chǎn)品回收等，經(jīng)濟(jì)效益和和質(zhì)量，有利于焦化副產(chǎn)品回收等，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益非常顯著。環(huán)保效益非常顯著。 整理課件一、搗固煉焦的特點(diǎn)1）擴(kuò)大煉焦煤源 可以多配入高揮發(fā)

58、分煤和弱粘結(jié)煤煉焦，生產(chǎn)高爐用焦；也可滲入焦粉和石油焦粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高爐用焦和鑄造用焦，還可用100高揮發(fā)分煤生產(chǎn)氣化焦。2）焦炭質(zhì)量 在使用同樣的配煤比之下，搗固煉焦的焦炭質(zhì)量比常規(guī)頂裝煤煉焦有所改善和提高整理課件3) 提高焦炭產(chǎn)量 搗固煉焦的裝爐煤堆密度是常規(guī)頂裝爐煤料堆比重的1.4倍左右，而結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)僅為常規(guī)頂裝工藝的1.11.2倍，故焦炭產(chǎn)量增加。4)搗固煉焦炭化室的錐度3，結(jié)焦時(shí)間19h，生產(chǎn)鑄造焦時(shí)結(jié)焦時(shí)間為28h。一、搗固煉焦的特點(diǎn)整理課件第三節(jié) 煤干燥煉焦和預(yù)熱煉焦一、煤干燥煉焦二、煤預(yù)熱煉焦整理課件一、煤干燥煉焦 煤干燥后煉焦，是將裝爐煤的水分干燥至45后，即對(duì)裝爐煤進(jìn)行調(diào)濕，再裝爐煉焦。由于煤料水分降低，降低了煤料間水分表面張力，增加了煤料顆粒之間的潤(rùn)滑，可以提高裝爐煤的堆密度。又因?yàn)樗纸档停Y(jié)焦時(shí)間縮短，煉焦速度提高，改善了煤料的粘結(jié)性，提高了焦炭的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低煉焦耗熱量，而且也可以降低火道溫度以減少NOx排放量，同時(shí)也減少了焦化廠的剩余氨水量。 整理課件二、煤預(yù)熱煉焦 煤預(yù)熱煉焦，是指煉焦煤料在爐外預(yù)熱到200左右，然后裝入炭化室內(nèi)的煉焦。 煤預(yù)熱煉焦的優(yōu)點(diǎn)明顯：煤預(yù)熱煉焦可以增加氣煤的用量、改善焦炭質(zhì)量；煤預(yù)熱煉焦可以縮短結(jié)焦時(shí)間，提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，煤料預(yù)