新建焦化廠工藝、設(shè)備選型經(jīng)驗總結(jié)

1、焦化廠工藝、設(shè)備選型經(jīng)驗總結(jié)張長勝如何建設(shè)一個工藝先進、設(shè)備優(yōu)良、投資不多的焦化廠是所有企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)考慮的第一要務(wù)。長勝從事焦?fàn)t建設(shè)、焦?fàn)t管理五十多年，親率各階層干部及領(lǐng)導(dǎo)參觀考察全國90%以上的焦化廠，現(xiàn)將焦化廠平面布置、工藝選型、設(shè)備選型經(jīng)驗小結(jié)如下供有心人參考。焦化廠在選址后的第一項工作就是總圖布置，依據(jù)焦化行業(yè)最新準(zhǔn)入規(guī)定及焦化工藝發(fā)展趨勢建議：一、備煤車間工藝選擇先配后碎工藝為好,即原料接收煤場一受煤皮帶-運煤皮帶-儲煤場一堆取料機械一配煤塔一配煤秤一除鐵器-破碎機一上煤皮帶-焦?fàn)t煤塔。（煤場建有封閉大棚、外購洗精煤的焦化廠不設(shè)置預(yù)破碎設(shè)備）備煤車間工藝設(shè)備選型須要掌握的原則：因為各焦化

2、廠原料精煤一般都以汽車+火車的方式從各地運輸進廠，精煤到達后，如何快速將來煤卸到地上是工藝首選任務(wù)。大型焦化廠多采用螺旋卸煤機卸煤，獨立中小型焦化廠一般采用人工加裝載機卸煤工藝。大型焦化廠把相同或者接近的煤質(zhì)分為氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤四類，然后根據(jù)煤質(zhì)的類別用堆取料機把運來的煤存取到規(guī)定位置。備煤車間煤場接收工段設(shè)備選型的原則是卸煤設(shè)備要快，目的是最大限度縮短來煤卸煤時間百萬噸規(guī)模的企業(yè)選擇機械化卸煤設(shè)備最為科學(xué)運煤皮帶、破碎機設(shè)備選型時，皮帶速度、破碎能力需要設(shè)備選留有一定余地。配煤塔倉內(nèi)由于掛煤原因，為減少下煤阻力各焦化廠都采用不同材質(zhì)的襯板+空氣炮以達到下煤順溜目的，所以配煤塔建設(shè)時一定

3、要選擇堅實光滑材料。配煤倉下計量設(shè)備是焦化廠的重要設(shè)備，所選計量皮帶要準(zhǔn)確，控制軟件要可靠。備煤車間上煤、配煤儀表、監(jiān)控設(shè)施全部選擇智能化控制同時與中央控制室聯(lián)網(wǎng)。注：煤種劃分目的由于各焦化廠來煤品種繁多，名稱、煤質(zhì)不一樣，為減少和方便配煤管理大型焦化廠常把配煤分類為。氣煤類氣煤的煤化程度比長焰煤高，煤的分子結(jié)構(gòu)中側(cè)鏈多且長，含氧量高。在熱解過程中，不僅側(cè)鏈從縮合芳環(huán)上斷裂，而且側(cè)鏈本身又在氧鍵處斷裂，所以生成了較多的膠質(zhì)體，但粘度小，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(dāng)半焦轉(zhuǎn)化成焦炭時，收縮性大，產(chǎn)生了很多縱裂紋，所以焦炭細(xì)長易碎。在

4、配煤中，氣煤含量多，將使焦炭塊度降低，強度降低。但配以適當(dāng)?shù)臍饷?，可以增加焦炭的收縮性，便于推焦，還可以得到較多的化學(xué)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(yīng)盡量多配氣煤。肥煤類肥煤的煤化程度比氣煤高，屬于中等變質(zhì)程度的煤。從分子結(jié)構(gòu)看，肥煤所含的側(cè)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(zhì)量較大的液態(tài)產(chǎn)物，因此，肥煤產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量最多，其最大膠質(zhì)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(zhì)體生成溫度為320C,固化溫度為460C,處于膠質(zhì)體狀態(tài)的溫度間隔為140C。如果升溫速度為3C/min,膠質(zhì)體的存在時間可達50min,因

5、此決定了肥煤粘結(jié)性最強，是中國煉焦煤的基礎(chǔ)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，所以生成焦炭的橫裂紋較多，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(zhì)體數(shù)量多，又有一定的粘結(jié)性，膨脹性較大，導(dǎo)致推焦困難。在配煤中，加入肥煤后，可起到提高粘結(jié)性的作用，所以肥煤是煉焦配煤中的重要組分，并為多配入粘結(jié)性較差的煤提供了條件。焦煤類焦煤的變質(zhì)程度比肥煤稍高，揮發(fā)性比肥煤低，分子結(jié)構(gòu)中大分子側(cè)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(zhì)體數(shù)量多，粘結(jié)性大，固化溫度較高，半焦收縮量和收縮速度均較

6、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(jié)焦性而言，焦煤是最好的能煉制出高質(zhì)量焦炭的煤。配煤時，焦煤的配入量可在較寬的范圍內(nèi)波動，且能獲得強度較高的焦炭。配入焦煤的目的是增加焦炭的強度。瘦煤類瘦煤的煤化程度較高，是低揮發(fā)性的中等變質(zhì)程度的粘結(jié)性煤，加熱時生成的膠質(zhì)體少，粘結(jié)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(zhì)量，利于生產(chǎn)操作，配煤時應(yīng)遵循以下原則：配合煤的性質(zhì)與本廠的煤料工藝以及焦?fàn)t結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，保證煉出的焦炭質(zhì)量符合規(guī)定的技術(shù)質(zhì)量

7、指標(biāo)，滿足用戶的需求。焦?fàn)t生產(chǎn)中，不要產(chǎn)生過大的膨脹壓力，在結(jié)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，盡量縮短煤源的運輸距離，便于車輛的調(diào)配，降低生產(chǎn)成本。在保證煤炭質(zhì)量的前提下，應(yīng)多配氣煤等弱粘結(jié)性煤，盡量少用優(yōu)質(zhì)焦煤，努力做到合理利用中國的煤炭資源。二、煉焦車間設(shè)施是整個焦化廠的核心設(shè)施，具工藝流程大都設(shè)計為焦?fàn)t煤塔（含除塵車、上升管系統(tǒng)）一硅磚焦?fàn)t（含護爐設(shè)備）一地下室煤氣系統(tǒng)（含交換機、加熱管道等）一裝煤推焦系統(tǒng)（含裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車等）一篩運焦-脫硫脫硝一地面除塵站等上升管荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備選型時，焦側(cè)優(yōu)先，機側(cè)次之。荒煤氣通過上升

8、管系集氣梢送往化產(chǎn)凈化系統(tǒng)。（上升管設(shè)置在焦側(cè)可降低裝煤過程荒煤氣帶入的空氣量，利于化產(chǎn)電捕焦油器操作。）篩焦設(shè)備選型時，一定要選擇耐磨、抗振動性強的設(shè)備，然后將焦炭通過運焦皮帶運往指定地點。（民營企業(yè)多將振動篩改造為自行溜篩工藝各位可以參考）炭化室數(shù)量不是越多越好，選擇要科學(xué)合理，不能盲目增加數(shù)量。焦?fàn)t爐型選型要要符合國家環(huán)保政策、符合當(dāng)?shù)孛禾抠Y源特點（氣肥焦煤炭地區(qū)選擇頂裝爐有利，瘦煤地區(qū)選擇搗固爐有利。蓄熱室結(jié)構(gòu)要考慮加熱煤氣來源，鋼鐵企業(yè)多選用復(fù)熱式爐體結(jié)構(gòu)，沒有高爐煤氣的焦化廠多選用單熱式爐體結(jié)構(gòu)。護爐設(shè)備和四大車設(shè)備要結(jié)實耐用、運行可靠（實力雄厚的企業(yè)可選擇一體化推焦裝煤車，反之可

9、選擇大連或者太重生產(chǎn)的分體車）。焦?fàn)t儀表控制有多種自動控制系統(tǒng)，企業(yè)可根據(jù)企業(yè)實力自行選擇，所選控制裝置均要符合儀表安全管理標(biāo)準(zhǔn)，有實力的企業(yè)應(yīng)選擇智能化加熱、吸壓力調(diào)節(jié)、排爐出焦自動控制軟件商。三、鍋爐設(shè)備選型要點近幾年由于個別焦化廠除了采購設(shè)計院提供的正常鍋爐以外，焦?fàn)t煙道脫硫脫硝工藝還增加了廢氣余熱鍋爐，個別焦化廠在上升管余熱利用時還增加了余熱鍋爐。導(dǎo)致一個焦化廠多臺鍋爐并存的局面。不了解實際情況的焦化廠不從工藝源頭上找問題，而是跟風(fēng)選擇上述各種設(shè)備，造成資金浪費和鍋爐管理混亂。焦化廠在利用煙道廢氣作燃料鍋爐時，可加大鍋爐生產(chǎn)能力替代原有設(shè)計鍋爐。（如果煙道鍋爐生產(chǎn)能力不能滿足全廠生產(chǎn)工

10、藝所需，則無須設(shè)置煙道處的鍋爐）由于負(fù)壓蒸氨、脫笨工藝的興起，蒸汽用量發(fā)生了顯著的變化，所以新建焦化廠鍋爐選型時必須根據(jù)各蒸汽用戶認(rèn)真計算，選擇一種鍋爐保證生產(chǎn)方便管理。四、煤氣凈化系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，目前較成熟的工藝流程為：初冷系統(tǒng)，荒煤氣-初冷器-電捕焦油器-鼓風(fēng)機-脫硫工段-硫鏤系統(tǒng)一洗脫苯工段-回爐煤氣一凈煤氣外銷深加工。變化較大的工藝如下：初冷工藝目前變化不大。脫硫工藝（目前常用的PDF濕法脫硫工藝由于脫硫效果不佳和脫硫廢液處理困難，正逐步被東獅專業(yè)脫硫工藝取代。）蒸氨工藝目前正在初負(fù)壓蒸氨所取代。新工藝增設(shè)了除焦油裝置、圍繞降低直接蒸汽，延伸出負(fù)壓蒸氨工藝、過熱蒸汽+再沸器蒸氨等節(jié)

11、能新工藝。硫鏤工藝目前變化不大。洗脫苯工藝（由于管式爐煙氣排放受環(huán)保影響、常壓脫笨產(chǎn)生的廢水量較大，正在被多種負(fù)壓脫笨工藝取代。）來自焦?fàn)t82c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(fēng)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梢，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)氨水中間梢，再由循環(huán)氨水泵送到焦?fàn)t集氣管噴灑冷卻煤氣，剩余氨水送至剩余氨水梢。澄清梢下部的焦油靠

12、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梢。機械化氨水澄清梢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。進入剩余氨水梢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梢，再用剩余氨水中間泵送至硫鏤工段剩余蒸氨裝置，脫除的焦油自流到地下放空梢。主要設(shè)備選擇要點焦化廠選用離心式鼓風(fēng)機時，安全系數(shù)取1.2即可，太大不利于吸壓力調(diào)節(jié)。不管你選擇沈陽還是陜鼓產(chǎn)品，選擇變頻和智能化開停機控制設(shè)備最好。橫管式初冷器主要結(jié)構(gòu)由初冷器殼體、冷卻管管束組成。選型時首先考慮制造單位能不能保證鋼管、鋼板、制作工藝三大質(zhì)量保證要素

13、，千萬不要盲目從價格上考慮（有些廠家在鋼板厚度、鋼管厚度上降低成本，決策時要計算鋼板、鋼管重量進行對比）。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(cè)是初冷器的管板，管板外裝有封頭。在殼體側(cè)面上、中部有噴灑液接管，頂部為煤氣入口，底部有煤氣出口。橫管式初冷器除了冷卻作用還擔(dān)任除蔡工作，在冷卻器頂部及中部噴灑冷凝液，來吸收焦?fàn)t煤氣中的蔡，并沖刷掉冷卻管上沉積的蔡，從而有效的提高了傳熱效率。電捕焦油器選擇要點：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(fù)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

14、器筒體焊接而成。電場的負(fù)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(fù)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。選擇時要考慮防爆裝置。鼓風(fēng)機后的煤氣進入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸，被冷至30C,預(yù)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鏤工段。吸收了H2SHCN的脫硫液自流至反應(yīng)梢，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，

15、使溶液在塔內(nèi)得到氧化再生。再生后的溶液從塔頂經(jīng)液位調(diào)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梢，硫泡沫經(jīng)泡沫泵送入熔硫釜中，用中壓整齊熔硫，清夜流入反應(yīng)梢，硫磺裝袋外銷。為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果，排出少量廢液送往配煤。此工藝最大問題是廢液處理問題，由于環(huán)保政策呈逐步嚴(yán)格之勢，所以焦化行業(yè)一直處于效果不佳，開開停停狀態(tài)。（目前HPF脫硫法工藝正在被東獅脫硫?qū)I(yè)工藝流程所取代，東獅脫硫公司是一個多年專業(yè)研究脫硫的企業(yè)，具脫硫效果、廢液處理技術(shù)高于PDF工藝，塔后硫?qū)嶋H達到20毫克以下，焦?fàn)t煙道可剩去脫硫一道工藝，因此新建焦化廠要高度關(guān)注。）脫硫工藝設(shè)備選型時

16、不僅要考慮塔徑、還要考慮填料，重點是脫硫效果的承諾。蒸氨設(shè)備選型時重點考慮氨汽腐蝕這一要點，不要用不了幾天就報廢換熱設(shè)備導(dǎo)致整個工藝混亂。硫鏤工藝設(shè)備選擇原則是設(shè)備材質(zhì)，一定要選擇正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品不要選擇個體小企業(yè)。（小型企業(yè)為降低成本，往往不按照國家標(biāo)準(zhǔn)填加銀金屬等防腐材料）硫鏤工藝管材是一項主要工作，目前已經(jīng)被新型復(fù)合材質(zhì)所取代，在大多焦化廠受到好評。由脫硫及硫回收工段送來的煤氣經(jīng)預(yù)熱器進入噴淋式硫鏤飽和器上段的噴淋室，在此煤氣與循環(huán)母液充分接觸，使其中氨被母液吸收，然后經(jīng)硫鏤飽和器內(nèi)的除酸器分離酸霧后送至洗脫苯工段。在飽和器下部的母液，用母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至上段進行噴灑，吸收煤氣中的氨，并

17、循環(huán)攪動母液以改善硫鏤的結(jié)晶過程。飽和器母液中不斷有硫鏤結(jié)晶生成，用結(jié)晶泵將其連同一部分母液送入結(jié)晶梢沉降，排放到離心機進行離心分離，濾除母液，得到結(jié)晶硫鏤。離心分離出來的母液與結(jié)晶梢溢流出來的母液一同自流回飽和器。從離心機卸出來的硫鏤潔凈，由螺旋輸送機送至沸騰干燥器。沸騰干燥器所需要的熱空氣是由送風(fēng)機將空氣送入熱風(fēng)器經(jīng)蒸汽加熱后進行沸騰干燥，干燥后的硫鏤進入硫鏤儲梢，然后由包裝磅秤稱量、包裝送入硫鏤倉庫。洗脫笨工段是目前各焦化廠最為重視的一個工段，因為他是煤氣凈化系統(tǒng)最盈利的一個工號。具洗笨工藝流程為終冷一洗笨沒有變化。變化最大的是脫笨工藝流程，由原來的常壓蒸汽脫笨引伸出管式爐脫笨流程、負(fù)壓

18、管式爐脫笨工藝、負(fù)壓再沸器脫笨工藝等多種脫笨工藝。新工藝的目的如下，去消管式爐危險源、去消直接蒸汽消耗量減少廢水生成。自硫鏤工段來的煤氣，進入終冷塔分二段用循環(huán)冷卻水與煤氣逆向接觸冷卻煤氣，將煤氣冷到一定溫度送至洗苯塔。同時，在終冷塔上段加入一定堿液，進一步脫除煤氣中的H2s下段排出的冷凝液送至富污水處理工段，上段排出的含堿冷凝液送至硫鏤工段蒸氨塔頂。從終冷塔出來的煤氣進入洗苯塔，經(jīng)貧油洗滌脫除煤氣中的粗苯后送往各煤氣用戶。由粗苯蒸儲工段送來的貧油從洗苯塔的頂部噴灑，與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯，塔底富油經(jīng)富油泵送至粗苯蒸儲工段脫苯后循環(huán)使用。負(fù)壓脫笨工藝將終冷洗苯裝置送來的富油通過貧富油反復(fù)加熱和再沸器強制加熱或者電加熱使之達到脫笨條件，然后利用焦油負(fù)壓蒸儲原理將笨汽提出。塔頂逸出的粗苯蒸汽經(jīng)冷凝冷卻后，進入粗苯回流梢