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　　焦化工藝流程簡介

　　?焦化廠主工藝流程和車間配置：

　　備煤：來煤的卸車和倒運至煤場儲存，通過皮帶將不同煤種的煤送配煤盤按一定配煤比混合，再送粉碎機粉碎后通過皮帶送往焦爐煤塔。

　　煉焦：裝煤車從煤塔取煤裝入焦爐，生成焦炭和荒煤氣，焦炭熄滅后篩除焦粉通過皮帶送往煉鐵；荒煤氣送回收車間。

　　回收：經煤氣鼓風機將荒煤氣抽入系統，通過除油、脫硫脫氰、脫氨、脫苯等，生成比較潔凈的焦爐煤氣外送，同時得到不同的化學產品。

　　精制：（目前已拆除）對回收分離出的粗焦油進行深加工，得到不同的化工產品。

　　干熄焦（目前只針對3、4#焦爐）：將焦爐推出的赤熱紅焦通過冷惰性氣體（氮氣）冷卻至200度以下，轉運至篩焦。

　　焦炭與煉焦用煤的準備

　　?焦炭

　　什么是焦炭：由煙煤、瀝青或其他液體碳氫化合物為原料，在隔絕空氣的條件下干餾得到的固體產物都可稱為焦炭。

　　根據焦炭的用途分類：（根據原料煤的性質，干餾的條件不同）用于高爐煉鐵的稱為高爐焦，用于沖天爐熔鐵的稱為鑄造焦；用于鐵合金生產的稱鐵合金用焦，以及氣化用焦、電石用焦等。

　　焦碳的一般性質：焦炭是一種質地堅硬，多孔、呈銀灰色并有不同粗細裂紋的碳質固體塊狀材料，其相對真密度為1.8～1.95，堆積密度為400～520kg/m3

　　焦炭的化學組成及高爐焦質量指標

　　工業分析：水分、灰分、揮發分和固定碳（主要元素：C、H、O、N、P、S）

　　水分：焦炭的水分與煉焦煤料的水分無關，也不取決于煉焦工藝條件，主要受熄焦方式的影響。

　　灰分：主要成分是SiO2和Al2O3。

　　揮發分：焦炭的揮發分是焦炭成熟程度的標志，與煉焦煤料和煉焦最終溫度有關。

　　硫分：受煉焦煤料影響，使生鐵的主要有害雜質。

　　磷分：含量較少，主要受煉焦煤料影響。

　　B、機械強度：我國采用米庫姆轉鼓實驗方法測定焦炭的機械強度。

　　抗碎強度（俗稱M40）：焦炭在外力沖擊下抵抗碎裂的能力稱為焦炭的抗碎強度。

　　耐磨強度（M10）：焦炭抵抗摩擦力破壞的能力，稱為焦炭的耐磨強度。

　　C、篩分組成：焦炭塊度＞80mm、80～60mm、60～40mm、40～25mm各粒級百分比。

　　D、焦炭的熱性質：

　　反應性（CRI）：焦炭在1100℃時與CO2的反應能力。

　　反應后強度（CSR）：高溫轉鼓試驗反映出焦炭在高溫下的熱破壞比常溫轉鼓試驗更接近于高爐內的情況。

　　煉焦用煤

　　我國煤的分類根據半工業和實驗室的試驗基礎上，對無煙煤、煙煤、褐煤進行分類，共14類，煙煤分為12類

　　單種煤的結焦特性：（分別介紹氣、肥、焦、瘦、1/3焦、氣肥煤）

　　氣煤：變質程度低，揮發分含量較高，粘結性低，容易形成縱裂紋，焦炭碎，強度低。可提高煤氣和化學產品產率。

　　肥煤：中等變質程度的煤，粘結性高，容易形成橫裂紋，強度高，耐磨性差。

　　焦煤：是單獨成焦最好的煉焦煤，焦炭塊度大、裂紋少，耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭強度的作用。

　　瘦煤：粘結性不高，適當配入瘦煤可加大焦炭塊度，配入量過多，則降低配煤粘結性，使焦炭耐磨性下降，質量不好。

　　1/3焦煤：是過渡性煤種，介于焦煤、肥煤、氣煤之間，有較高的粘結性，是配煤煉焦的骨架煤之一。

　　氣肥煤：是揮發分和粘結性都較高的特殊煤種。

　　配合煤概念、配合煤質量

　　?配合煤概念：由于單種煤的結焦特性不同,為了得到符合質量要求的焦炭,同時降低煉焦成本,必須把不同牌號的煤配合使用。

　　配煤原則：滿足焦碳質量要求；擴大煉焦煤資源；有利于增產化學產品、降低配合煤成本等。

　　配煤比制定方法：通過對各單種特性參數進行加權計算，得到配煤比；再通過小焦爐試驗確認配比是否合乎要求。

　　?配合煤質量

　　水分：配合煤水分多少和穩定與否，對焦炭產量、質量以及焦爐壽命有很大影響。

　　灰分：焦炭的灰分來自配合煤，因此要嚴格控制配合煤灰分。

　　硫分：煤中硫分約60%～70%轉入焦炭。

　　揮發分：配合煤的揮發分高低，決定煤氣和化學產品的產率，同時對焦炭強度也有影響。

　　粘結性：是配合煤在煉焦時能形成塑性物的性能

　　細度：是煤料經過粉碎后，小于3mm的煤料占全部煤料的質量百分數，一般要求控制在80%左右。

　　?配合煤流程

　　先配后粉流程：將參與煉焦的單種煤按配煤比例先配合好，然后進行粉碎。

　　先粉后配流程：對參與煉焦的單種煤，按性質不同進行不同細度的粉碎，然后按配煤比混合均勻。

　　選擇性粉碎流程：將粉碎與篩分結合，煤料經過篩分裝置，大顆粒的篩上物進入粉碎機在粉碎。

　　焦爐及其設備

　　?焦爐

　　焦爐結構：

　　爐頂區：位于爐體最上部，設有看火孔、裝煤孔和從炭化室導出荒煤氣的上升管孔。厚度按保證爐體強度和降低爐頂溫度的要求確定。

　　燃燒室：燃燒室是煤氣燃燒的地方，經過與兩側炭化室的隔墻向炭化室提供熱量。

　　炭化室：裝爐煤在炭化室內經高溫干餾變成焦炭。

　　蓄熱室：為了回收利用焦爐燃燒廢氣的熱量預熱貧煤氣和空氣，在焦爐爐體下部設置蓄熱室。

　　斜道區：位于燃燒室和蓄熱室之間的通道。

　　小煙道、煙道、煙囪：廢氣導出的通道。

　　?焦爐分類

　　A按裝煤方式：頂裝和側裝。

　　B按加熱用煤氣種類：復熱式和單熱式。

　　C按空氣和加熱用煤氣供入方式：側入式和下噴式。

　　D按氣流調節方式：上部調節式和下部調節式。

　　E按拉長火焰方式：多段加熱式、廢氣循環式和高低燈頭式。

　　焦爐爐型簡介：我廠現有四座焦爐為兩座2×42孔的JN43-58型焦爐，兩座2×45孔JN43-80型焦爐，現有四座焦爐均為4.3m焦爐。設計總生產能力約110多萬噸/年。

　　以JN43-80型焦爐為例：

　　設計生產能力：60萬噸/年（2×42孔）。

　　炭化室有效容積：23.9m3

　　炭化室尺寸（mm）：全長14080；有效長13280；全高4300；有效高4000；平均寬450；錐度50；中心距1143。

　　立火道：個數28；中心距480。

　　加熱水平（從立火道蓋頂磚的下表面到炭化室蓋頂磚下表面之間距離）：800mm。

　　設計結焦時間：18h。

　　在建的5號焦爐為1×60孔的JN60-6型6m焦爐，設計生產能力60萬噸/年。

　　焦爐用耐火材料：硅磚、粘土磚、高鋁磚

　　硅磚：主要用于燃燒室、斜道和蓄熱室等焦爐重要部位，占全爐總量的80%左右。

　　粘土磚：蓄熱室封墻、小煙道襯磚、蓄熱室格子磚及爐門襯磚、爐頂及上升管襯磚。

　　高鋁磚：燃燒室爐頭及炭化室鋪底磚的爐頭部位。

　　護爐設備：包括爐柱、小爐柱、保護板、縱橫拉條、彈簧和機焦側操作臺。

　　作用是對砌體施加保護性壓力，使砌體在烘爐及生產過程保持整體性，避免在溫度及機械力沖擊下產生破損。

　　煤氣設備：我廠復熱式焦爐配有兩套加熱系統。

　　煤氣總管：設有開閉器，調節和切斷全爐煤氣。焦爐煤氣總管上有預熱器。

　　主管：設有煤氣壓力自動調節翻板，自動保持煤氣壓力的規定值。

　　分管：煤氣分管上有調節旋塞、交換旋塞和孔板盒、水封槽等。

　　廢氣設備：

　　交換開閉器：控制進入蓄熱室的加熱煤氣、空氣和排出燃燒室所生成的廢氣的設備。

　　總、分煙道翻板：是用來調節和穩定煙道吸力的設備。

　　交換設備：是用于切換焦爐加熱系統氣體流動方向的動力設備和傳動機構，包括交換機和交換傳動裝置。每隔20分鐘交換一次，每次動作所需時間46.6秒。

　　交換機操作步驟：關煤氣→交換廢氣和空氣→開煤氣

　　荒煤氣導出設備：上升管和橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、氨水噴灑管。

　　焦爐機械（四大車）

　　裝煤車：是頂裝焦爐頂上往炭化室裝煤的焦爐機械。新車功能：打開裝煤孔蓋、清掃裝煤孔、除塵

　　攔焦車：是把從炭化室推出的赤熱焦炭導入熄焦車內的焦爐機械。

　　熄焦車：接受焦炭，送往熄焦塔熄焦，然后送回焦臺。（電機車和焦罐：送干熄焦）

　　推焦車：開啟和清掃機側爐門、推焦、平煤。

　　四車定位系統和三車連鎖系統

　　焦爐生產

　　1、焦爐的三班操作

　　①、裝煤：煤塔貯煤，從貯煤塔取煤，裝煤與平煤。

　　裝煤注意事項

　　a設計貯煤塔容量一般盡量保證焦爐有16h用量

　　b取煤時，必須按車間規定的順序進行，同一排放煤嘴，不準連續放幾次煤。

　　c裝煤車接煤前后進行稱量，正確計量裝入炭化室內實際煤量，保證炭化室煤量準確。

　　d裝平煤原則：先兩側后中間，力求裝滿煤，平好煤，不缺角、少冒煙為原則。

　　②、推焦

　　a推焦計劃的制定：

　　周轉時間：一個炭化室兩次推焦相距的時間，即包括煤的干餾時間和推焦裝煤的操作時間。對全爐來說，周轉的時間也是全部炭化室進行一次推焦所需的時間。（18h）

　　操作時間：指某一炭化室從推焦、平煤、關上小爐門再至下一爐號開始摘門所需時間，即相鄰兩個特區炭化室推焦的間隔時間。（10~12min）

　　檢修時間：全爐所有炭化室都不出爐的間歇時間，周轉時間分為總操作時間和檢修時間。

　　結焦時間：煤在炭化室內高溫干餾后的時間，一般規定從平煤桿進入炭化室到推焦桿開始推焦的時間間隔。

　　推焦順序：9—2順序、5—2順序、2—1順序

　　9--2順序：我國普遍采用的順序。

　　（數字代表炭化室號，9—2順序不編0號炭化室）

　　1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

　　3 13 23 33 43 53 63 73 83 93

　　5 15 25 35 45 55 65 75 85

　　7 17 27 37 47 57 67 77 87

　　9 19 29 39 49 59 69 79 89

　　2 12 22 32 42 52 62 72 82 92

　　4 14 24 34 44 54 64 74 84

　　6 16 26 36 46 56 66 76 86

　　8 18 28 38 48 58 68 78 88

　　b推焦操作

　　推焦一般注意事項：

　　1、每次推焦打開爐門時間按推焦計劃不允許提前或落后5min，摘爐門后，應清掃爐門、爐門框等上的焦油和沉積炭。

　　2、推焦機與攔焦機之間應有信號裝置。

　　3、推焦機司機要記錄推焦時間、裝煤時間和推焦最大電流。

　　4、關閉爐門后，嚴禁爐門及小爐門冒煙、冒火。

　　5、炭化室摘開爐門的敞開時間不應超過7分鐘。

　　6、腳餅推出到裝煤開始的空爐時間不宜超過8分鐘。

　　7、禁止推生焦和相鄰炭化室空爐時推焦。

　　8、嚴禁用變形的推焦桿和變形桿頭推焦。

　　推焦電流監視：

　　1、推焦電流因不同焦爐及爐體狀況及不同推焦機而不同，應根據具體情況規定焦爐的最大推焦電流，防止造成爐墻損壞變形。

　　2、當推焦桿啟動時，焦炭首先被壓縮，推焦阻力達到最大，此時指示的電流為推焦最大電流。

　　3、爐墻石墨情況也影響推焦電流大小，推焦電流的變化對監視爐墻的石墨情況提供了一定的依據。

　　難推焦的處理。

　　焦爐推焦是推焦電流超過規定的最大電流時成為難推焦。

　　焦餅一次推不動，再推第二次時一般稱為二次焦事故。原因：加熱制度不合理，爐墻石墨沉積過厚，爐墻變形，平煤不良，原料煤的收縮值過小以及推焦桿變形等。

　　遇到難推焦號時，應立即停止推焦，嚴禁不查明原因延續推焦。查明原因并采取相應措施后方可在此推焦。

　　推焦操作的考核指標（K1、K2、K3）。

　　推焦計劃系數K1：計劃表中計劃結焦時間與循環圖表中規定結交時間的偏離。

　　推焦執行系數K2：用以評定班推焦計劃實際執行的情況。

　　推焦總系數K3：K3=K1×K2，用以評定焦化廠和煉焦車間在遵守規定的結焦時間方面的管理水平，代表焦爐操作的總情況。

　　③、熄焦

　　由于煤干餾成焦的最終溫度為950°~1050°C，所以從炭化室內推出的是赤熱的焦炭，將它熄滅至300°C以下的過程，稱熄焦。可分濕法熄焦和干法熄焦兩種。

　　濕法熄焦：直接向紅焦灑水將其熄滅至300℃以下，包括接焦、熄焦、晾焦及放焦等操作。

　　干法熄焦：干熄焦是利用冷的惰性氣體（氮氣）在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環風機鼓入干熄爐內冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產生的高壓蒸汽用于發電。

　　2、焦爐加熱系統

　　加熱用煤氣：焦爐煤氣和高爐煤氣

　　焦爐煤氣主要成分是H2和CH4，熱值高有17600KJ/m3。焦爐煤氣燃耗，可燃成分高，熱值高，加熱系統阻力小，煤焦耗熱量低，增減煤氣流量時，焦爐然是溫度變化比較靈敏。

　　高爐煤氣主要成分是CO和N2，熱值較低4000 KJ/m3，劇毒無味。

　　高爐煤氣不可燃成分高，熱值低，燃燒速度慢，高向加熱均勻，耗熱量高，加熱系統阻力大，須經蓄熱室加熱，要求爐體嚴密，因毒性大，要求管道設備嚴密。

　　空氣系數：為了保證燃料完全燃燒，實際供給的空氣量必須多與理論所需空氣量，兩者之比較空氣系數a

　　3、溫度與壓力制度的確定

　　焦爐加熱制度包括：溫度制度、壓力制度與煤氣流量和空氣量的供給等。

　　①溫度制度：標準溫度、橫排溫度。

　　標準溫度與直行溫度：是指機、焦側測溫火道平均溫度的控制值，是在規定結焦時間內保證焦餅成熟的主要溫度指標。

　　橫排溫度：同一燃燒室的各火道溫度，稱為橫排溫度。由于炭化室寬度由機側往焦側逐漸增加，裝煤量也逐漸增加，為保證焦餅沿炭化室長向同時成熟，每個燃燒室各火道溫度，應當由機側向焦側逐漸增高。

　　邊火道溫度：焦爐機、焦側兩端火道的溫度。一般要求邊火道溫度不低于1100℃。

　　蓄熱室頂部溫度：為防止因蓄熱室高溫而將格子磚燒熔，應嚴格控制蓄熱室溫度。

　　小煙道溫度：即廢氣排出溫度，為保持煙囪應有的吸力，小煙道溫度不低于250℃。

　　爐頂空間溫度：是指炭化室頂部空間荒煤氣溫度，對化學產品的產率與質量以及爐頂石墨生長有直接影響。

　　焦餅中心溫度：焦餅中心溫度是焦炭成熟的指標。

　　壓力制度：

　　?焦爐壓力制度確定的原則：

　　1、炭化室底部在任何情況下均應大于相鄰同標高的燃燒系統壓力和大氣壓力。

　　2、在同一結焦時間內，燃燒系統沿高度方向的壓力分布應保持穩定。

　　集氣管壓力：是根據吸氣管正下方炭化室底部壓力在結焦末期不低于5Pa來確定的。

　　看火孔壓力：實際操作中，在控制看火孔壓力為基準來確定燃燒系統的各點壓力，在各種周轉時間下，看火孔壓力均應保持－5～5Pa。

　　蓄熱室頂部吸力：與看火孔壓力是相關的。

　　分煙道吸力：控制分煙道吸力大小應盡量使蓄熱室頂部吸力穩定。