煤的焦化知識

2022-11-13 17:36:07 字數 4802 閱讀 5552

脫氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解爐等設施)

粗苯工段(包括終冷器、洗苯塔、脫苯塔等設施))

公輔設施(廢水處理站、供配電系統、給排水系統、綜合水幫浦房、備煤除塵系統、篩運

焦除塵系統、化驗室等設施、製冷站)等。

工藝流程圖:

一、原料煤的準備

備煤車間的生產任務是給煉焦車間提供數量充足、質量合乎要求的配合煤。其工藝流程為:原料煤→受煤坑→煤場→鬥槽→配煤盤→粉碎機→煤塔。

1、煤原料的特性及配煤原則

①氣煤氣煤的煤化程度比長焰煤高,煤的分子結構中側鏈多且長,含氧量高。在熱解過程中,不僅側鏈從縮合芳環上斷裂,而且側鏈本身又在氧鍵處斷裂,所以生成了較多的膠質體,但黏度小,流動性大,其熱穩定性差,容易分解。在生成半焦時,分解出大量的揮發性氣體,能夠固化的部分較少。

當半焦轉化成焦炭時,收縮性大,產生了很多裂紋,大部分為縱裂紋,所以焦炭細長易碎。

在配煤中,氣煤含量多,將使焦炭塊度降低,強度低。但配以適當的氣煤,可以增加焦炭的收縮性,便於推焦,又保護了爐體,同時可以得到較多的化學產品。由於中國氣煤儲存量大,為了合理的利用煉焦煤的資源,在煉焦時應盡量多配氣煤。

②肥煤肥煤的煤化程度比氣煤高,屬於中等變質程度的煤。從分子結構看,肥煤所含的側鏈較多,但含氧量少,隔絕空氣加熱時能產生大量的相對分子質量較大的液態產物,因此,肥煤產生的膠質體數量最多,其最大膠質體厚度可達25mm以上,並具有良好的流動性,且熱穩定性也好。肥煤膠質體生成溫度為320℃,固化溫度為460℃,處於膠質體狀態的溫度間隔為140℃。

如果公升溫速度為3℃/min,膠質體的存在時間可達50min,因此決定了肥煤黏結性最強,是中國煉焦煤的基礎煤種之一。由於揮發性高,半焦的熱分解和熱縮聚都比較劇烈,最終收縮量很大,所以生成焦炭的類問較多,又深又寬,且多以橫裂紋出現,故易碎成小塊,耐磨性差,高揮發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,由於膠質體數量多,又有一定的黏結性,膨脹性較大,導致推焦困難。

在配煤中,加入肥煤後,可起到提高黏結性的作用,所以肥煤是煉焦配煤中的重要組分,並為多配入黏結性較差的煤提供了條件。

③焦煤焦煤的變質程度比肥煤稍高,揮發性比肥煤低,分子結構中大分子側鏈比肥煤少,含氧量較低。熱分解時產生的液態產物比肥煤少,但熱穩定性更高,膠質體數量多,黏性大,固化溫度較高,半焦收縮量和收縮速度均較小,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。就結焦性而言,焦煤是最好的能煉製出高質量焦炭的煤。

配煤時,焦煤的配入量可在較寬的範圍內波動,且能獲得強度較高的焦炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的強度。

④瘦煤瘦煤的煤化程度較高,是低揮發性的中等變質程度的黏結性煤,加熱時生成的膠質體少,黏度大。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。

為了保證焦炭的質量,利於生產操作,配煤應遵循以下原則:

①配合煤的性質與本廠的煤料預處理工藝以及煉焦條件相適應,保證煉出的焦炭質量符合規定的技術質量指標,滿足使用者的需求。

②焦爐生產中,注意不要產生過大的膨脹壓力,在結焦末期要有足夠的收縮度,避免推焦困難和損壞爐體。

③充分利用本地區的資源,做到運輸合理,盡量縮短煤源的平均距離,便於車輛的調配,降低生產成本。

④在盡可能的情況下,適當多配一些高揮發性的煤,以增加化學產品的產率。

⑤在保證煤炭質量的前提下,應多配氣煤等弱黏結性煤,盡量少用優質焦煤,努力做到合理利用中國的煤炭資源。

褐煤褐煤是煤化程度最低的煤,變質程度只比泥炭高,在隔絕空氣加熱時不產生膠質體,也沒有黏結性。不能單獨煉成焦炭,但在配煤中加入少量褐煤以增加配煤的揮發分,以取得一定的成果。如果採用特殊的工藝處理,褐煤也可以煉焦,但是工藝複雜。

長焰煤長焰煤是煙煤中煤化程度最低的煤,變質程度比褐煤高。其含氧量高,高沸點液態產物少,膠質層厚度小於5mm,因此結焦效能很差,在普通焦爐中不能煉出合格的焦炭。若採用壓緊、薄裝及快速加熱的方法等,可在土焦爐中煉製出細長條的焦炭。

配煤時,加入少量長焰煤可起到瘦化作用。但長焰煤的配入量較高時,會使焦炭的耐磨強度降低,特別當配煤中肥煤含量低的時候,焦炭質量會顯著變壞,因此在配入長焰煤時鹽注意dui焦炭質量的影響。長焰煤的脆性小,一般難以粉碎,若配入長焰煤時,最好將其單獨粉碎,以免影響焦炭質量的均勻性。

2、配煤過程

配煤煉焦的定義

將兩種或兩種以上的單獨煤,均勻地按適當的比例配合,使各種煤之間取長補短,生產出優質焦炭,並能合理利用煤炭資源,增加煉焦化學產品。

配煤原則

以氣、肥煤為基礎煤種,適當的配入焦炭,使粘結成分、瘦化成分比例適當,並盡量多配高揮發分弱黏結煤。

當需要哪種煤時,用堆取料機通過皮帶把煤輸送到鬥槽裡,鬥槽裡的煤再次通過皮帶送向配煤盤按要求進行配煤。焦化廠配煤比一般為:氣煤28%,焦煤45%,肥煤18%,瘦煤9%。

在進行配煤時,焦化廠採用的是利用核子秤進行衰減,通過訊號的轉換傳到電腦上進行控制的。訊號控制流程為:cs-137→煤料→(衰減)電離室→(惰性氣體)電流→放大器、變送單元→稱重頻率訊號、變速訊號→電腦系統。

3、煤的粉碎

焦化廠備煤車間的原料煤的精細度為70%~80%,含義為<3mm的煤料佔總重量的百分數。在進入粉碎機之前,一部分達到原料煤細度的煤直接由皮帶運往煤塔,另一部分未達標的由配煤工段運來的配合煤則先經除鐵裝置將煤料中的鐵件吸淨後進入粉碎機,再由皮帶運往煤塔。在焦化廠的配煤車間用的是可逆錘式粉碎機,在粉碎機旁還設有除塵裝置。

二、煉焦

所謂高溫煉焦,就是煤在隔絕空氣加熱到950-1050℃,經過乾燥、熱解、熔融、黏結、固化、收縮等過程最終得到焦炭。

1、煉焦生產工藝流程

由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔,裝煤車按作業計畫從煤塔取煤,經計量後裝入炭化室內。煤料在炭化室內經過乙個結焦週期的高溫乾餾製成焦炭並產生荒煤氣。

炭化室內的焦炭成熟後,用推焦車推出,經攔焦車匯入熄焦車內,並由電機車牽引熄焦車到熄焦塔內進行熄焦。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,冷卻一定時間後送往篩焦工段,經篩分按級別貯存待運。

煤在炭化室乾餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間,經過上公升管、橋管進入集氣管。約700℃左右的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至90℃左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。

煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經過吸煤氣管送入煤氣淨化車間。

焦爐加熱用的焦爐煤氣,由外部管道架空引入。焦爐煤氣經預熱後送到焦爐地下室,通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒後的廢氣經過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道,再經蓄熱室,又格仔賺把廢氣的部分顯熱**後,經過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。

2、焦爐結構分析

現代焦爐爐體最上部是爐頂,爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室,爐體下部有蓄熱室和連線蓄熱室和燃燒室的斜道區,每個蓄熱室下部的小煙道通過交換開閉器與煙道連線。煙道設在焦爐基礎內或基礎兩側,煙道末端通向煙囪。因此焦爐由三室兩區組成,即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂區和基礎部分。

1)炭化室

炭化室是接受煤料並對裝爐煤料隔絕空氣進行乾餾焦碳的爐室,一般由矽質耐火材料砌築而成。炭化室位於兩側燃燒室之間,頂部由3-4個加煤孔,並有1-2個匯出乾餾煤氣的上公升管,它的兩端為內襯耐火材料的鑄鐵爐門。

2)燃燒室

燃燒室位於炭化室兩側,是煤氣燃燒的地方,煤氣與空氣在其中混合燃燒,產生的熱量傳給爐牆,間接加熱炭化室中煤料,對其進行高溫乾餾。燃燒室一般用矽磚砌築。其中成對的隔牆上部有跨越孔,下部取消了邊火道的迴圈孔,防止了短路。

立火道底部的兩個斜道區出口設定在燃燒室中心線的兩側,

3)蓄熱室

蓄熱室作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預熱燃燒所需的空氣和貧煤氣。燃燒室正下方為主牆,主牆內有垂直磚煤氣道,焦爐煤氣由地下室煤氣與主管經此道送入立火道底部與空氣混合燃燒。由於主牆兩側氣流導向,中間又有磚煤氣道,壓差大容易串漏。

為使蓄熱室長向氣流均勻分布,採用擴散式箅子磚,配置不同孔徑的擴散或收縮孔型,蓄熱室隔牆均用矽磚砌築,且其內表面襯有黏土磚。

4)斜道區

連線蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區,它位於蓄熱室頂部和燃燒室底部之間,用於匯入空氣和煤氣,並將其分配到每個立火道中,同時排除廢氣。燃燒室的每個立火道與其相應的斜道相連,當用焦爐煤氣加熱時,由兩個斜道送入空氣和匯出廢氣,而焦爐煤氣由垂直磚煤氣道進入。當用貧煤氣加熱時,乙個斜道送入煤氣,另乙個斜道送入空氣,換向後兩個斜道均匯出廢氣。

斜道口布置調節磚,在確定斜道斷面尺寸時,一般應使斜道口阻力佔上公升氣流斜道總阻力的2/3-3/4;為了保持爐頭溫度,應使爐頭斜道出口斷面比中部大50%-60%;斜道口的傾斜角一般不應低於30°,斜道斷面逐漸縮小的夾角一般小於7°等等。

3、護爐機械裝置

焦爐四大車有:裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。其中裝煤車是在焦爐爐頂上由煤塔取煤並往炭化室裝煤的焦爐機械,推焦車的作用是完成啟閉機械爐門、推焦、平煤等操作,攔焦車的作用是啟閉焦側爐門將炭化室推出的爐餅通過導焦槽匯入熄焦車中以完成出焦操作,熄焦車的作用是用以接受炭化室推出的弘叫,並送往熄焦塔通過水噴灑而將其熄滅,然後再把焦炭卸至涼焦台上。

加熱煤氣供入裝置,大型焦爐一般為復熱式,可用兩種煤氣加熱,作用是向焦爐輸送和調節加壓煤氣。

荒煤氣匯出裝置包括:上公升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、焦油盒以及相應的噴灑氨水系統。其作用為:

一是將出爐荒煤氣順利匯出,不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而引起冒煙冒火,但又要保持和控制炭化室在整個結焦過程中為正壓;二是將出爐荒煤氣適度冷卻,不致因溫度過高而引起裝置變形,阻力聲高和鼓風、冷凝的負荷增大,但又要保持焦油和氨水良好的流動性。

4、熄焦、篩焦過程和裝置

焦化廠採用的是濕法熄焦,其熄焦系統包括熄焦塔、噴灑裝置、水幫浦、粉焦沉澱池及粉焦抓鉤等。熄焦過程為:熄焦車開進熄焦塔時,利用紅外線感受器,接收紅焦本身社出的紅外線而發出訊號電流,經電流放大觸發電路啟動熄焦水幫浦,並借助電子定時裝置控制熄焦時間。

熄焦時大約有20%的水蒸發,未蒸發的水流入粉焦沉澱池,澄清後的水流入清水池迴圈利用。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,停放30-40min,使其水分蒸發和冷卻,個別尚未全部熄滅的紅焦,再人工用水補充熄滅。

酒鋼焦化廠煤資源結構與焦炭指標

3 混煤情況日益嚴重,對焦炭質量產生影響 煉焦用煤的混煤現象日益嚴重,酒鋼的煉焦用煤中主要出現混氣煤 1 3焦煤。造成煉焦用煤的混煤主要有二個方面原因 一是煉焦煤資源緊缺,部分洗煤廠收購了不同礦點的原煤進行混洗,造成了混煤 二是洗煤廠為了追求利潤最大化,利用現行煤分類的缺陷,摻入劣質煤,達到以次充優...

煤分析基礎知識

1 動力用煤的分類 燃煤電廠發電用煤大體是 煙煤佔90 無煙煤佔5 褐煤佔4 其他煤佔1 無煙煤是煤化程度最高的煤,揮發分含量最低,vdaf 10 密度最大,著火點高,無粘結性,燃燒時多不冒煙。煙煤的煤化程度高於褐煤而低於無煙煤,揮發分含量範圍很寬,10 褐煤是經過成岩作用,沒有或很少經過變質作用所...

焦化企業的節能減排實踐

摘要 通過焦化企業開展清潔生產審核,闡述了焦化企業實現節能減排的途徑,為同類專案環評 清潔生產 審核及節能減排技術改造提供借踐。關鍵詞 焦化企業 清潔生產 效益 1 焦化企業開展清潔生產的必要性 焦炭是冶金 化工 機械行業的重要原料和燃料,改革開放以來,焦化工業為我國鋼鐵工業的迅猛發展 綜合國力的快...