炼焦工艺流程.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date炼焦工艺流程内蒙古科技大学目 录摘 要IAbstractII前 言1第一章 绪论21.1 炼焦工艺流程概述21.2 炼焦炉的发展31.2.1 炼焦炉的发展阶段31.2.2 现代焦炉的基本要求41.2.3 焦炉炉体设计的一般要求4第二章 炼焦煤料的预处理及配煤原理62.1 炼焦煤料的预处理62.1.1 备煤工艺基本流程62.1.2 预处理基本流程62.2 原料煤的配合7
2、2.2.1 配煤原则72.2.2 配煤原理82.2.3 配煤的目的和意义82.3 原料煤的粉碎8第三章 炼焦炉及其设备93.1 焦炉各部位概述93.1.1 焦炉构成及相互关系93.1.2 焦炉各部位概述93.1.3 现代焦炉的基本要求103.1.4 炉体主要尺寸103.2 焦炉生产能力的估算与静力强度123.2.1 焦炉生产能力123.2.2 焦炉静力强度13第四章 焦炉热工计算174.1 焦炉蓄热室计算174.1.1 十二孔格子砖的计算174.1.2 格子砖通道水力直径计算204.1.3 蓄热室热平衡计算214.2 斜道阻力的计算294.3 焦炉内加热系统344.3.1 加热煤气管道344.
3、3.2 管径的选择354.3.3 烘炉管道354.4 焦炉材料及辅助设备364.4.1 耐火制品和辅助材料364.4.2 焦炉机械37第五章 熄焦415.1 干、湿法熄焦415.1.1 湿法熄焦415.1.2 干法熄焦的意义415.1.3 干法熄焦的优缺点415.2 干熄焦的基本参数42第六章 焦炉炉型及平面布置436.1焦炉炉型及概述436.2焦炉平面布置43参 考 文 献45附 录46致 谢47 - 摘 要近年来国家经济建设的飞速发展,随着钢铁行业的迅猛发展,焦化工业亦呈快速增长的势头。炼焦工艺过程由装煤、推煤、熄焦和筛焦组成。焦炉炉体由炭化室、燃烧室、斜道室、蓄热室和炉顶区组成,蓄热室以
4、下为烟道与基础。作为焦炭生产设备的焦炉也炉型到构造都发生了很大的变化,现代焦炉将采用多室的蓄热室焦炉为主,并扩大容积,采用致密硅砖,减薄炭化室墙和提高火道温度等方面作为主要的技术发展方向。本设计是以JN-60型焦炉为模板进行的教学模拟设计,JN-60型焦炉为双集气管、单吸气管、双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式焦炉。关键词 : 焦炉 炉体结构 热工计算 筑炉材料AbstractWith the rapid development of steel industry, our nations coking industry has developed quickly.The
5、coking process is consisted of coaling, pushing the coal, extinguishing the coal and screening coke. The coke oven furnace body is consisted of the carbonization room, the combustion chamber, the ramp room, the regenerator and the furnace top area. The flue and foundation are under the regenerator.I
6、n order to increase the yield of coking, the use of multi-room regenerator, expanding the volume, using a dense silica brick, thinning carbonization room wall, and improving fire temperature will be as the main areas of technology development direction in modern coke ovens.This design uses the mode
7、of the JN-60 type coke oven to design.The JN-60-type coke oven is the heat recovery coke oven with the double header, single-suction pipe, double-flue, exhaust cycle, spray under the coke oven gas, blast furnace gas side into .Key word: Coke oven the structure of the coke oven the computation of hot
8、 working the Furnace building material of the furnace 前 言随着我国经济高速发展钢铁材料的大量使用,焦化行业也蓬勃发展。焦化厂设备得到更快的更新。报告主要介绍了炼焦过程中的备煤工艺、焦炉结构、焦炉热工及机械等重要内容,并扼要叙述了配煤、粉碎、焦炉煤气设备、焦炉机械等方面的基础知识。设计的附录详细的绘出了焦炉设计中的四张重要图纸,即:焦炉平面布置图、气体流动图、焦炉剖面图、燃烧室剖面图。焦炉是炼焦厂炼焦的主要设备,设计焦炉为双集气管、单吸气管、双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的JN-60型复热式焦炉。由于自己编写的水平有限,经验
9、不足,在创作和审查的过程中缺点与错误在所难免,恳请读者和老师批评改正。 编 者 2009年6月第一章 绪论1.1 炼焦工艺流程概述1. 洗煤 原煤在炼焦之前,先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。2. 配煤 将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下,扩大炼焦用煤的使用范围,合理地利用国家资源,并尽可能地多得到一些化工产品。 3.炼焦 将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室,在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏,经过一定时间,最后形成焦炭。炭化室内成焦过程如图所示。图1.1 结焦过程示意 4. 炼焦的产品处理将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火,然后进行破碎
10、、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品,分别送往高炉及烧结等用户。熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔,用高压水喷淋6090s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内,用惰性气体循环回收焦炭的物理热,时间为24h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。1.2 炼焦炉的发展1.2.1炼焦炉的发展阶段焦炉又称炼焦炉,煤炼焦的设备。是焦化技术中的关键。煤焦化技术的应用已有200多年的历史,其炉子的结构形式经历了许多变化。初期炼焦仿造烧木炭的过程采用成堆干馏。18世纪中期,开始演变成砖砌的半封闭式长窑炉。1763年开始采用全封闭
11、式圆窑即蜂窝炉。成堆干馏和窑炉干馏共同的特点是内部加热,即炭化和燃烧在一起,靠燃烧一部分煤和干馏煤气直接加热其余的煤而干馏成焦。19世纪中期,焦炉技术发生转折性变革,从窑炉发展到外部加热的炭化室炼焦阶段,出现倒焰炉。这种焦炉是将成焦的炭化室和加热的燃烧室用墙隔开,在隔墙上部设有通道,炭化室内煤的干馏气经此通道直接流入燃烧室,与来自燃烧室顶部风道的空气混合,自上而下地流动燃烧,这种炉子已经具备了现代焦炉最基本的特征。19世纪70年代,建成了回收化学产品的焦炉,使炼焦走向生产多种产品的重要阶段。此后不久,1883年建成了利用烟气废热的蓄热式焦炉,至此,焦炉在总体上基本定型1。现代焦炉炉体由炭化室、
12、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般,炭化室宽0.40.5m、长1017m、高47.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧),两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧,由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部,分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。现代化焦炉主要部分用硅砖砌筑,火道温度可达到1400。成焦时间因炭化室宽度和火道温度不同,一般为 1318h。焦炉机械有装煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等。由装煤车把煤装入炭化室,炼成的焦炭用推焦车推出,赤热的焦炭经导焦车落入熄焦车内,经水熄或回收热能的干法熄焦。熄过的焦炭放到焦台上。焦炭经过筛选后作为产品外送。为了改善炼焦生产条件,现代焦炉操作除了机械化、自动化
13、之外,还建有防治烟尘和处理污水装置。电子计算机也已开始用于焦炉操作。炉子向大型化发展,炭化室有效容积增加到50m3。为了提高焦炉生产能力,采取降低炉墙厚度和选用导热性能好的炉墙砖等措施,将是发展的趋势。1.2.2现代焦炉的基本要求为了改善炼焦生产条件,现代焦炉操作除了机械化、自动化之外,还建有防治烟尘和处理污水装置。电子计算机也开始用于焦炉操作。炉子向大型化发展,炭化室有效容积增加到50米3。为了提高焦炉生产能力,采取降低炉墙厚度和选用导热性能好的炉墙措施,将是发展的趋势。焦炉的发展趋势应满足下列要求1:1. 生产优质产品。为此焦炉应加热均匀,焦饼长向和高向加热均匀,加热水平适当,以减轻化学产
14、品的裂解损失。2. 生产能力大,劳动生产率和设备利用率高。为了提高焦炉的生产能力,应采用优质耐火材料,从而可以提高炉温,促使炼焦速度的提高。3. 加热系统阻力小,热工效率高,能耗低。4. 炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。5. 劳动条件好,调节控制方便,环境污染少。1.2.3焦炉炉体设计的一般要求大、中型硅砖焦炉的一代炉龄一般为20 25年。炉体设计的合理与否,将长期地影响焦炉操作指标。因此炉体设计应满足下列要求:1. 焦炉炉型和结构应满足焦炉投产后炭化室高向、长向加热均匀,便于调节,热工效率高,易于维修等。还应注意改善劳动条件。2. 砖型设计应保证炉体结构牢固和严密,同时要适当减少砖种,简化砖
15、型,便于机压成型和烧成,并尽量做到砖的通用,特别是燃烧室墙面砖的通用。3. 砖缝的设置及砖缝的大小应使炉体严密牢固、易于施工。除特殊部位(如燃烧室、蓄热室的炉头部位)外,均应错缝布置,错缝距离一般不小于50 60毫米。当结构需要将砖悬吊砌筑时,悬吊部分长度宜小于该砖全长的三分之一,并使它不易在施工时踩活。4. 焦炉的实体部位,如小烟道底、蓄热室中心隔墙、斜道、炉顶等处应留膨胀缝。膨胀缝的大小应根据炭化室中心距及所在部位的温度和砌体的膨胀率来确定。5. 炉体应注意与焦炉工艺管道、设备及土建构筑物(如护炉铁件、埋设铁件、交换开闭器、上升管座、抵抗墙、基础埋管等)的密切配合2。第二章 炼焦煤料的预处
16、理及配煤原理2.1 炼焦煤料的预处理2.1.1备煤工艺基本流程合理选择工艺流程,对于扩大炼焦煤源和改善焦炭质量具有重大意义。各种工艺流程的区别,主要在于煤料的粉碎加工方式,按照不同的粉碎加工方式,备煤工艺流程可分为多种,设计时应根据煤质情况和实验数据选择。最常用的一种工艺流程见图1.12。炼焦用煤受煤装置贮煤场配煤槽粉碎机室煤塔 图2.1 先配合后粉碎流程这种工艺流程是将组成炼焦煤料的各单种煤先按规定的比例配合,然后进行粉碎,这是我国目前普遍采用的一种流程,其优点是:工艺流程简单,设备较少,布置紧凑,操作方便等。其缺点是不能根据不同的煤种进行不同的粉碎细度处理。 2.1.2预处理基本流程炼焦煤
17、入炉前的预处理包括来煤的接受、储存、倒运、粉碎、配合和混匀等工作。若来煤是灰分较高的原煤,还应该包括选煤、脱水工序。为了扩大弱黏结性煤的用量,可采取干燥、预热、捣固、配型煤等工序,炼焦煤的预处理基本流程见图2.2。来 煤煤 场干燥预热煤 仓部分成型混 合粉 碎接收、卸煤解 冻捣 固配添加剂配煤槽装 炉干 燥洗 选煤 槽配 合粉 碎 图2.2 炼焦煤的预处理基本流程2.2 原料煤的配合2.2.1配煤原则配煤是指将不同牌号的煤种,按不同比例配合后作为炼焦原料。我国幅员辽阔,资源丰富,各地的煤质、灰分、硫分亦不同,因此应结合各地煤源的特点,采用配煤炼焦,这样不但可以有效利用煤炭资源,减轻铁路运输负担
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