焦化工藝講解

焦化工藝講解―、工藝流程1.1備煤工藝原料來煤TB101TB102T破碎機（冬季使用）7B103TB104（筒倉上部）t8個筒倉（要求存量v450t）t配煤盤（雙曲線斗嘴下料）tB105（半米皮帶干量26kg,320T/h上煤量）t粉碎機（反擊錘式）tB106tB107t煤塔布料機t煤塔（存量3000t,A、C存800,B列存1400）要求：配煤準確度±2%。配合煤灰分前后控制在±0.3%配合煤揮發(fā)份前后控制土0.7%經(jīng)常觀察配煤煤流大小，逼煤板上的雜物要及時清除。配煤盤水分輸入使用上個班的水分，皮帶啟動保證空帶Uo配合煤粉碎細度要求小于3mm顆粒的質(zhì)量百分率為77.0%±2.0%過細增加電耗，裝煤粉塵大，焦油渣雜質(zhì)多，堆密度低，細度大則不利于粘結(jié)形成膠質(zhì)體，所以希望活性組分粗粉碎，惰性組分（瘦煤）細粉碎。1.2煉焦工藝裝煤車T推焦車T攔焦車T熄焦車T干熄焦T鍋爐T發(fā)電炭化室T上升管T橋管T集氣管TT吸氣管T煤氣凈化焦爐煤氣T預(yù)熱器T加減考克T孔板盒T交換旋塞T噴嘴T磚煤氣道T燃燒室T斜道T蓄熱室T小煙道T廢氣盤T分煙道T總煙道T煙囪1.3煤氣凈化工藝荒煤氣、氨水T氣液分離器T煤氣T初冷器T電捕焦油T脫硫T鼓風機T硫銨T終冷塔T洗苯塔T脫苯塔剩余氨水T蒸氨塔T酚氧廢水T厭氧池T缺氧池（消耗大分子有機物）T好氧池（分解有機物成思）t沉淀池（加藥絮凝未分解掉大分子有機物）T濃縮池T壓污泥T水至臭氧催化塔外排二、焦炭的主要性質(zhì)：2、1煤在炭化室的成焦機理焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物真密度為1.8-1.95g/cm3;散密度為400-500kg/m3;氣孔率為35-55%;經(jīng)過干燥脫吸、半焦收縮和焦炭形成三個階段第一階段從常溫到300對，為煤的干燥脫氣階段。常溫到120°C前干燥；120?200°C,煤釋放出吸附的CH1、CO2、CO等N2等氣體，是一個脫吸過程；200?300C,煤開始分解，生成CO2、CO、H2等氣體，同時釋放出結(jié)晶水及微量焦油。第二階段從300?550C，是以解聚為主的半焦形成階段，300?450C,煤進行劇烈分解和解聚，析出大量焦油和氣體，氣體主要是CH4，還有h2、CO2、CO等，在此期間生成氣、液、固三相為一體的膠質(zhì)體，使煤發(fā)生軟化、熔融、流動和膨脹；450?550C溫度范圍內(nèi)，膠質(zhì)體分解、縮聚固化成半焦。第三階段從550?1050C是以縮聚為主的焦炭形成階段。550?750C半焦分解析出大量氣體主要是H2和少量的CH4,在此期間，隨著溫度的升高和氣體的析出，半焦將形成裂紋；750?1050C，半焦進一步縮聚，主要析出H2，分解的殘留物進一步縮聚；焦炭變緊、變硬，排列趨于規(guī)則化，形成焦炭。2.2影響焦炭質(zhì)量的因素配合煤的成分和性質(zhì)：焦炭的塊度和強度在很大程度上也決定于煤的性質(zhì)，增加高揮發(fā)份會使焦炭變得細長，塊度變小，如在配煤中增加焦煤、瘦煤就會使焦炭的收縮裂紋減少，塊度增大。配合煤中礦物雜質(zhì)多會影響焦炭的強度，配合煤的細度也影響焦炭的強度。煉焦的加熱制度：加熱速度和結(jié)焦末期溫度。加快結(jié)焦速度可以使膠質(zhì)體的流動性增加，煉出比較堅固的焦炭，也會使焦炭的收縮裂紋增加，塊度變小。提高結(jié)焦末期的溫度可以增加焦炭的耐磨性，但是會降低焦炭的塊度，因為焦炭最終收縮增加，勢必使小裂紋增加，因而焦塊容易沿著這些裂紋裂開。3炭化室內(nèi)煤料的堆密度：增大煤料堆密度也即減少煤粒間的空隙，可以減少結(jié)焦過程中為填充空隙所需的膠質(zhì)體液相產(chǎn)物的數(shù)量即可用較少的膠質(zhì)體液相產(chǎn)物把分散的煤粒結(jié)合在一起。增大了膠質(zhì)體的膨脹壓力，使變形煤粒受壓擠緊進一步加強了煤粒間的結(jié)合。2.3生產(chǎn)操作中，提高焦爐熱效率，降低煉焦耗熱量的措施保持爐溫的均勻性，使焦餅中心的最終溫度維持最低值。降低爐頂空間溫度，降低熱量散失和荒煤氣顯熱。

選擇合適的空氣過剩系數(shù)。(4)降低小煙道溫度，減少廢氣帶走的熱損失。(5)降低裝爐煤水分，并使水分保持穩(wěn)定。(6)加強對爐體和設(shè)備的維護，減少煤氣漏失。(7)確定合適的周轉(zhuǎn)時間。三、指標解釋3.1裂紋度的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度來衡量，它影響到焦炭的反應(yīng)性和強度，焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關(guān)系3.2反應(yīng)性是焦炭與二氧化碳、氧和水蒸氣反應(yīng).3.3揮發(fā)分：根據(jù)焦炭的揮發(fā)分含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)分大于1.5%，則表示生焦；揮發(fā)分小于0.5-0.7%,則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為1%左右。3.4灰分主要成份是高熔點的SiO2和A12O3等酸性氧化物,在高爐冶煉中要用CaO等熔劑與它們生成低熔點化合物，3.5水分波動會使焦炭計量不準，從而引起爐況波動。此外,焦炭水分提高會使M40偏高，M10偏低，給轉(zhuǎn)鼓指標帶來誤差。3.6定碳3.6定碳是煤干餾后殘留的固態(tài)可燃性物質(zhì)，由計算得:固定碳=100-水分-灰分-揮發(fā)分、影響各指標的因素：4.1配煤準確度煤種、煤水分、筒倉料位、蓬料、雜物、掛料、圓盤電機轉(zhuǎn)速、核子秤內(nèi)部誤差。4.2粉碎細度進入粉碎機煤量、粉碎機錘頭個數(shù)及排列、與反擊板的距離、粉碎機內(nèi)掛壁煤。4.3直行溫度(安定、均勻)煤水分增加1%，溫度波動8對左右；不按計劃推焦裝煤，炭化室負壓；檢修時間過長；受大氣溫度影響，煤氣流量變化；加熱煤氣熱值波動；煤氣加減量預(yù)判不好；檢修期測溫爐溫低,出爐時測溫高；裝煤量不均勻；爐體維護；加熱煤氣設(shè)備堵塞4.4影響焦爐煤氣成份、熱值和產(chǎn)量的因素焦爐煤氣H2占56%,CH4占27%,每噸焦炭約產(chǎn)生320m焦爐煤氣。爐煤氣的熱一般為18000kJ/m3，熱值是高爐煤氣的5倍，密度為0.5kg/Nm3。影響因素有原料煤的變質(zhì)程度、揮發(fā)分、灰分、水分、硫分、煉焦爐荒煤氣的抽出方法，爐頂空間大小和溫度，裝煤制度和結(jié)焦時間等，其中主要因素是配合煤的揮發(fā)分，裝煤量和操作制度。炭化室有負壓操作和爐體串漏等因素時，不可避免會由加熱系統(tǒng)串入廢氣和爐門等密封不嚴吸入空氣，引起煤氣燃燒被燃燒廢氣沖淡，體現(xiàn)在CO2與N2含量顯著增高。高溫影響煤氣質(zhì)量，煤氣熱解使其中的甲烷及不飽和碳氫化合物含量減少并提高了氫的含量，導(dǎo)致煤氣發(fā)熱量降低，體積產(chǎn)量增加。及時調(diào)整壓力制度，保持炭化室微正壓，防止吸入空氣。4.5出現(xiàn)爐頭塌焦的原爐頭溫度過高配煤的粘結(jié)性不高裝煤不均勻，焦側(cè)缺角溫度高4.6焦炭的氣孔率主要取決于煤焦煤的煤質(zhì)條件。一般情況下，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。400~500對的溫度范圍是決定焦炭氣孔性質(zhì)的關(guān)鍵區(qū)段。4.7焦炭的篩分組成與煉焦配煤的性質(zhì)和煉焦條件有關(guān)，氣煤煉制的塊度小，而焦煤和瘦煤煉制的焦炭塊度大，過熟的焦炭其塊度將受到影響4.8影響焦炭熱強度因素的研究要保證焦炭的熱強度首先要保證一定的冷強度。焦炭熱性能指標主要取決于焦炭本身的氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，氣孔率高、大氣孔數(shù)量多、氣孔大小不均勻，氣孔壁薄，焦炭京02反應(yīng)時易被C02侵蝕，氣孔壁易被貫通，造成熱性能指標差焦炭反應(yīng)性隨原料煤煤化度變化而變化，所以，煉焦煤的性質(zhì)是主要因素，煉焦強粘結(jié)煤在配煤結(jié)構(gòu)中起關(guān)鍵作用；單種煤的變質(zhì)程度和粘結(jié)性是保證焦炭冷強度和焦炭熱強度的影響因素，反射率在1.1-1.4和適中的粘結(jié)性，是焦炭熱強度的保證。金屬氧化物對焦炭反應(yīng)性有催化作用，煤灰分中的金屬氧化物K20、Na20含量增加時，焦炭反應(yīng)性增高。一般情況下，鉀、鈉在焦炭中每增加0.3%?0.5%，焦炭與C02的反應(yīng)速度約提高10%?15%。為了保證焦炭熱強度，應(yīng)當選擇變質(zhì)程度適中，粘結(jié)性適中,灰成分中堿度指數(shù)較低的強粘煤。提高煉焦裝爐煤的散密度，使焦炭氣孔壁厚度增加。適當延長結(jié)焦時間、提高煉焦溫度，焦炭氣孔率降低，熱性能指標有一定提高。結(jié)焦終了時采取燜爐等措施，可以使焦炭結(jié)構(gòu)致密，減少氣孔表面，從而降低焦炭反應(yīng)性。采用干熄焦可以避免水汽對焦炭氣孔表面的活化反應(yīng)，降低CRI.反應(yīng)速率參數(shù)焦炭與CO2的反應(yīng)是氣固相反應(yīng)，其反應(yīng)速率決定于化學反應(yīng)速度和氣體的擴散速度。受焦炭的直徑單位容積焦炭的氣孔表面及焦炭氣孔率影響。中等揮發(fā)分的焦煤配量大，焦炭中大氣孔較少，氣孔均勻，熱性能指標好。高揮發(fā)分煤配量大，焦炭中大氣孔多，且氣孔大小不均勻，熱性能指標差單種煤的灰成分也是影響CRI及CSR的重要因素五、化產(chǎn)收率焦爐煤氣組成和產(chǎn)率取決于裝爐煤質(zhì)量及煉焦操作條件（炭化溫度、爐頂溫度），其中最主要的因素是揮發(fā)分含量。爐頂空間溫度不宜超過800對，否則焦油和粗苯產(chǎn)率均降低，甲苯將被分解，應(yīng)盡量降低爐墻溫度及爐頂空間溫度。炭化室內(nèi)壓力高時，煤氣漏入加熱系統(tǒng)，當炭化室內(nèi)壓力小于燃燒系統(tǒng)壓力或外界大氣壓時，則吸入空氣，引起部分化學產(chǎn)品在炭化室內(nèi)燃燒，使炭化室內(nèi)溫度升高，煤氣被燃燒廢氣沖淡，熱值下降。5.1影響焦油收率因素：焦油收率與配合煤的揮發(fā)分和焦爐操作爐頂溫度初冷煤氣溫度偏高會導(dǎo)致焦油冷凝率降低，增加電捕負荷,控制在19-21°C.5.2影響粗苯收率因素洗油質(zhì)量，即洗油中甲基萘的含量。洗苯溫度控制，在26C左右。取決于煤氣和洗油的溫度，也受大氣溫度影響。當煤氣中粗苯含量一定時，溫度越低，洗油中與其呈平衡的粗苯含量越高。溫度高于30C時粗苯回收率低。洗油分子量及循環(huán)油量，洗油分子量越小，將使洗油中粗苯濃度增大，即吸收越好。增加循環(huán)洗油量，可降低洗油中粗苯濃度，增加了氣液間吸收推動力，從而提高了粗苯回收率。但循環(huán)洗油量不宜過大，以免增加不必要的能源消耗。貧油含苯量（和管式爐溫度，脫苯塔溫度等有關(guān)）。損失也越大。要求塔后煤氣中粗苯含量低于2g/m3O脫苯塔溫度的影響，尤其是塔頂溫度控制脫苯塔頂溫度過低，使粗苯產(chǎn)率降低，貧油中苯含量增加；而脫苯塔頂溫度過大，則不能保證粗苯180對餾出量，從而影響粗苯的質(zhì)量。富油入脫苯塔的溫度保證180對左右，否則將降低脫苯效果。焦爐煤氣含苯量最關(guān)鍵，配合煤揮發(fā)分高，粗苯產(chǎn)率要高。5.3洗油質(zhì)量變壞的主要原①在吸苯塔內(nèi)：洗油吸收煤氣中苯族烴的同時還吸收了不飽和化合物使洗油中高分子聚合物增多，質(zhì)量因此變壞。②洗油在脫苯蒸餾時多次反復(fù)加熱，使洗油分子量增大。洗油循環(huán)使用，其低沸點組分的輕質(zhì)部分易被出洗苯塔煤氣帶走而損失，這樣洗油中高沸點組分增多，粘度變大，質(zhì)量因此變壞。煤氣中的焦油、氨氣等雜質(zhì)物，進入洗油中，使洗油質(zhì)量變壞。4、4影響硫銨收率因素配合煤中水分增加1%，剩余氨水對裝煤量的產(chǎn)率也增加1%,煤氣中氨的質(zhì)量濃度下降，硫鉉產(chǎn)率下降約0.01%o在煤氣冷卻和脫硫液再生過程中，會造成煤氣中的氨部分流失煤氣初冷過程中在采用橫管初冷器冷卻煤氣時，噴灑液的含氨對硫鉉產(chǎn)率有明顯的影響。，最高時可達到0.20%以上。而焦煤含氮量較低，其配入量增加會使配煤含氮量降低；1/3焦煤含氮量因煤種不同波動較大，硫鉉收率與配煤含氮量基本呈線性關(guān)系。即含氮量改變0.1%，硫鉉收率改變約0.01%o母液溫度影響晶