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完整版教学课件完整版教学课件煤化工第一章第二节煤化工第一章第二节煤化工概论煤化工概论化工工程系化工工程系 高晓荣高晓荣配煤炼焦配煤炼焦3 31 1焦炭的性质及其用途焦炭的性质及其用途 1 1炼焦用煤及其特点炼焦用煤及其特点2 2室式结焦过程室式结焦过程 4 46 6上节提纲上节提纲熄焦熄焦3 31 1焦炉装煤焦炉装煤 1 1焦炉出焦焦炉出焦2 2筛焦筛焦 4 46 6本节提纲本节提纲5 第二节炼焦工艺技术第二节炼焦工艺技术一、焦炉装煤一、焦炉装煤焦炉装煤包括从煤塔焦炉装煤包括从煤塔取煤取煤和由装煤车往炭化室内和由装煤车往炭化室内装煤装煤。 1、装煤要求：、装煤要求：（1）装满：）装满： 装煤不满装煤不满（1）减少产量（）减少产量（2）使炉顶空间温度升高（）使炉顶空间温度升高（3）易造成推）易造成推 焦困难和堵塞上升管；焦困难和堵塞上升管； 过满过满（1）堵塞装煤孔，使荒煤气导出困难而大量冒烟冒火，造成）堵塞装煤孔，使荒煤气导出困难而大量冒烟冒火，造成环境污染并有损炉体，（环境污染并有损炉体，（2）上部供热不足而产生生焦。）上部供热不足而产生生焦。（2）压实：煤塔和煤车放煤应迅速，可使装煤紧实，既可增加装煤量，改）压实：煤塔和煤车放煤应迅速，可使装煤紧实，既可增加装煤量，改善焦炭质量，还可减少装煤时间并减轻装煤冒烟程度。善焦炭质量，还可减少装煤时间并减轻装煤冒烟程度。 （ 3）拉平：放煤后应平好煤，不能有缺角、塌腰、堵塞装煤孔等不正常）拉平：放煤后应平好煤，不能有缺角、塌腰、堵塞装煤孔等不正常现象，以利荒煤气畅流。现象，以利荒煤气畅流。（4）均匀：各炭化室的装煤量不均匀，就会使焦炭的最终成熟度不一致，）均匀：各炭化室的装煤量不均匀，就会使焦炭的最终成熟度不一致，炉温均匀性受到破坏，甚至出现高温事故。炉温均匀性受到破坏，甚至出现高温事故。62、烟尘控制、烟尘控制（1 1）烟尘来源）烟尘来源：装入炭化室的煤料置换出大量空气，空气中的氧和入炉的细煤粒不完装入炭化室的煤料置换出大量空气，空气中的氧和入炉的细煤粒不完全燃烧生成碳黑，而形成黑烟；全燃烧生成碳黑，而形成黑烟；装炉煤和高温炉墙接触、升温，产生大量水蒸汽和荒煤气；装炉煤和高温炉墙接触、升温，产生大量水蒸汽和荒煤气；随上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉，以及装煤末期平煤时带出随上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉，以及装煤末期平煤时带出的细煤粉。的细煤粉。因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气；因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气；（2 2）焦炉装煤过程中产生的烟尘控制方法：）焦炉装煤过程中产生的烟尘控制方法： 上升管喷射：上升管喷射： 顺序装煤顺序装煤 使用连通管使用连通管使用装煤车的强制抽烟和净化设备使用装煤车的强制抽烟和净化设备2效果。效果。7 二、焦炉出焦二、焦炉出焦 1 1、出焦操作的要求、出焦操作的要求 焦炉出焦时，要注意以下几点：焦炉出焦时，要注意以下几点： （1）焦炉的出焦应严格按计划进行，使炭化室的焦饼按一定的结）焦炉的出焦应严格按计划进行，使炭化室的焦饼按一定的结 时间均匀时间均匀 成熟，使整个炉组实现定时、准点出焦。成熟，使整个炉组实现定时、准点出焦。 （2）出焦时，只有接到拦焦车和熄焦车做好接焦准备的信号后才能推焦。）出焦时，只有接到拦焦车和熄焦车做好接焦准备的信号后才能推焦。 （3）每次推焦应淸扫炉门、炉门框、磨板和小炉门上的石墨和焦渣等，）每次推焦应淸扫炉门、炉门框、磨板和小炉门上的石墨和焦渣等， 推焦后及时清扫尾焦。炉门应关闭严密，严防炉门冒烟、冒火。推焦后及时清扫尾焦。炉门应关闭严密，严防炉门冒烟、冒火。 （4）推焦时，应注意推焦电流。推焦电流大，说明焦饼移动阻大，常表现为）推焦时，应注意推焦电流。推焦电流大，说明焦饼移动阻大，常表现为 焦饼移动困难，应尽力避免和预防焦饼移动困难，应尽力避免和预防。 2 2、推焦串序、推焦串序 一座焦炉的各炭化室装煤、出焦是按照一定的顺序进行的，此顺序即一座焦炉的各炭化室装煤、出焦是按照一定的顺序进行的，此顺序即为为推焦串序推焦串序。它对炉体寿命、热量消耗、操作效率和机械损耗等方面均有。它对炉体寿命、热量消耗、操作效率和机械损耗等方面均有影响。影响。 合理的推焦串序应该有以下选择合理的推焦串序应该有以下选择 相邻炭化室的结焦时间最好相差一半相邻炭化室的结焦时间最好相差一半 最充分地发挥焦炉机械的使用效率，减少机械操作全炉的行程次数最充分地发挥焦炉机械的使用效率，减少机械操作全炉的行程次数 新装煤的炭化室应均匀分布于全炉，使集气管的压力、全炉纵长方向新装煤的炭化室应均匀分布于全炉，使集气管的压力、全炉纵长方向的温度和炭化室的压力分布均匀的温度和炭化室的压力分布均匀 目前通常采用的推焦串序有目前通常采用的推焦串序有9-2、5-2、2-1等，通式为等，通式为m-n，其中其中m代代表一座或一组表一座或一组(两座两座)焦炉所有炭化室所划分的组数焦炉所有炭化室所划分的组数(笺号笺号)，也即相邻两次推，也即相邻两次推焦相隔的炉孔数；焦相隔的炉孔数；n代表两趟笺号对应炭化室号相隔的数。代表两趟笺号对应炭化室号相隔的数。 3 3、出焦过程的烟尘控制、出焦过程的烟尘控制 （1）出焦过程的烟尘来源 炭化室炉门打开后散发出的残余煤气及由于空气进入使部分焦炭和可燃气燃烧产生的烟尘 推焦时炉门处及导焦槽散发的粉尘 焦炭从导焦槽落到熄焦车中散发的烟尘 载有焦炭的熄焦车行至熄焦塔途中散发的烟尘 （2）出焦过程的烟尘控制 在炉子的焦侧安装固定棚罩 移动罩-移动式气体净化装置 移动罩-固定式气体净化装置三、熄焦三、熄焦 湿法熄焦湿法熄焦 湿法熄焦的设施主要有熄焦塔、泵、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等。 熄焦在熄焦塔内进行，熄焦水由水泵直接送熄焦塔喷洒管，用水量一般为2m3/t焦，洒水时间由时间继电器控制，通常熄焦时间为90120s。熄焦后的水经过沉淀池将焦粉沉淀下来，澄清后的水继续使用；熄焦过程中约20%的水蒸发，可用生化处理后的水补充。沉淀池中的焦粉，由抓斗机抓出，脱水外运。 熄焦后的焦炭，卸至晾焦台停留3040min，使其水分蒸发和冷却；个别尚未全部熄灭的红焦，再人工用水补充熄灭。 熄焦过程的关键是控制水分稳定，全焦水分应小于6%。为此，熄焦车接焦时的行车速度要与焦饼推出速度相适应，使红焦均匀铺在熄焦车的整个车厢。另外还应定期清扫熄焦设施，保证喷洒装置能迅速而均匀对焦炭进行喷洒，熄焦后熄焦车应停留4060s，将车中多余水分沥出。 干法熄焦干法熄焦 干法熄焦(CDQ)是相对于用水熄灭炽热红焦的湿熄焦而言的。 1、基本原理 是利用冷惰性气体在干熄炉中与红焦直接换热，从而冷却焦炭。热惰性气体经过废热锅炉产生水蒸气，供焦化厂使用，惰性气体降温后循环使用。 2、主要设备: 多室式、笼箱式和集中槽式等。 多室式因占地大、投资高等缺点已趋于淘汰; 笼箱式由于笼箱内气流分布不均匀，而且因干熄过程的间歇性、热效率低，仅适用于小厂。 目前普遍采用集中槽式 3、工艺流程见图3-23。 温度约1000的红焦由推焦机推入焦罐中，焦罐台车将其牵引至横移装置处，将装有红焦的焦罐横移至提升井，提升吊车将其提升并运至干熄槽顶部，由装料装置将红焦装入干熄槽中。红焦在干熄槽冷却室内与循环风机鼓入的小于200 的惰性气体进行热交换，温度降至230以下，由排料装置排至皮带运输机上，运往炉前焦库。惰性气体吸收了红焦的显热，温度升高至900950，经一次除尘器除尘后进入余热锅炉产生蒸汽。从锅炉出来的惰性气体温度降至200左右，经二次除尘器，并经省煤器二次降温后，进入循环风机，被再次送入干熄槽。余热锅炉产生的450、3.9 M Pa 的中压蒸汽，可并入蒸汽管网或送发电机组发电。图图4-1 地上集中槽式干熄焦流程图地上集中槽式干熄焦流程图 1-提升机；提升机；2-导焦机；导焦机；3-操作台；操作台；4-红焦；红焦；5，10-焦罐；焦罐；6-台车；台车；7-盖；盖；8，9-去吸尘装置；去吸尘装置；11-装料装置；装料装置；12-前室（热焦预存前室（热焦预存段）；段）；13-冷却室（干熄段）；冷却室（干熄段）；14-槽底气体分配帽；槽底气体分配帽；15-排焦装排焦装置；置；16-焦台；焦台；17-胶带机；胶带机；18-循环风帽；循环风帽；19-重力沉降槽；重力沉降槽；20-锅炉；锅炉；21-旋风除尘器旋风除尘器干法熄焦与湿法熄焦相比，有如下优点。 高效回收红焦余热，大幅降低炼焦综合能耗高效回收红焦余热，大幅降低炼焦综合能耗 明显改善焦炭质量，降低炼焦成本明显改善焦炭质量，降低炼焦成本 大大减少了环境污染大大减少了环境污染四、筛焦四、筛焦 1、焦炭的分级 粒度大于60-80mm的焦炭可供铸造使用 40-60mm的焦炭供大型高炉使用 10-25mm的焦炭用作烧结机的燃料或供小高炉、发生炉使用 小于10mm的粉焦供烧结矿石用 2、筛焦设备. 、 辊轴筛 主要用辊轴筛筛分混合焦，棍轴筛有8轴和10轴两种，每个轴上有数片带齿的铸铁轮片，片与片之间的空隙构成筛孔，按照需要筛分的尺寸来进行筛分。 辊轴筛结构简单，运转平稳，但设备重且筛片磨损快，维修量大，焦炭磨损率大。 、共振筛 由铺有筛板的筛箱、激振器、上、下橡胶缓冲器及板弹簧等组成。 激振器靠自重压在下缓冲器上，并通过板弹簧与筛箱连接，其轴是偏心的，轴的两端皮带轮上装有可调的附加配重，激振器和上缓冲器间有一定的空隙，筛子被弹簧支承在基础上。筛子运转时，由于偏心轴惯性力的作用，激振器离开下缓冲器越过上间隙打击上缓冲器，上缓冲器产生一定的压缩量，下缓冲器和激振器间形成一定的空隙，由于激振器偏心轴所引起的周期性变化的惯性力作用，激振器又打击下缓冲器。如此往复循环，筛子在保持稳定振幅的情况下，正常地进行筛分作业。 共振筛与辊轴筛相比，结构简单，振幅大，维修方便，筛分效率高，生产能力大，运转平稳，故障少。由于共振筛橡胶使用寿命长，不易堵眼，噪音小，焦炭破碎小，安装方便，成本低，节约金属等优点，国内正在逐步取代辊轴筛。 五、焦炉操作中的几个时间概念五、焦炉操作中的几个时间概念 结焦时间结焦时间 指煤料在炭化室内的停留时间。通常是指，从平煤杆进入炭化室(即装煤时刻)到推焦杆开始推焦(即推焦时刻)的一段时间间隔。 单孔操作时间单孔操作时间 指某孔一炭化室从推焦开始到平完煤，关上小炉门，车辆移至下一炉号开始推焦为止所需的时间，也即相邻两个炭化室(按推焦串序的排列)推焦或装煤的时间间隔。按目前的焦炉机械水平，大型焦炉每炉的操作时间为l0min左右。操作时间愈短，机械利用率愈高，但要求车辆的备用系数也愈大。 炭化室处理时间炭化室处理时间 指炭化室从推焦开始(推焦时刻)到装煤后平煤杆进入炭化室(装煤时刻)的一段时间间隔，应与操作时间区别开。 周转时间周转时间(也叫小循环时间也叫小循环时间) 指结焦时间和炭化室处理时间之和，即某一炭化室从本次推焦(或装煤)至下一次推焦(或装煤)的时间间隔。 火落时间火落时间 是指炭化室装煤至焦炭成熟的时间间隔，焦炭是否成熟可以通过打开待出炉室上专设的观察孔，观察冒出火焰是否呈蓝白色来判定。