炼焦工艺 焦化工艺流程简介

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焦化工艺流程简介

焦化厂主要工艺流程及车间配置:

选煤:将来煤卸下，运至煤场储存。不同煤种的煤通过皮带送到分煤盘按一定的配煤比进行混合，经粉碎机粉碎后通过皮带送到焦炉的煤塔。

炼焦:运煤车从煤塔中取出煤，放入焦炉中，产生焦炭和原料气。焦炭熄灭后，筛出焦粉，通过皮带送入炼铁；原料气送至回收车间。

回收:原料气由鼓风机泵入系统，经除油、脱硫脱氰、脱氨、脱苄，生成洁净的焦炉煤气送出，同时得到不同的化工产品。

精制:(目前已去除)对回收分离的粗焦油进行深加工，得到不同的化工产品。

干熄焦(目前仅适用于3 #和4#焦炉):来自焦炉的红焦用冷惰性气体(氮气)冷却至200℃以下，然后转移至筛焦。

焦炭和炼焦煤的制备

可乐

可乐是什么？烟煤、沥青或其他液态烃在隔绝空气体的条件下干馏得到的固体产物可称为焦炭。

根据焦炭的用途，分为高炉焦炭(根据原煤的性质和干馏的不同条件)和冲天炉炼铁用铸造焦炭。用于铁合金生产的焦炭、气化焦炭、电石焦炭等。

焦炭的一般性质:焦炭是一种坚硬、多孔、银灰色含碳固体块料，有不同厚度的裂纹，相对真密度为1.8 ~ 1.95，堆积密度为400 ~ 520 kg/m3

焦炭的化学成分和高炉焦炭的质量指标

工业分析:水分、灰分、挥发分和固定碳(主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫)

水分:焦炭的水分与炼焦煤的水分无关，不取决于炼焦工艺条件，主要受熄焦方式的影响。

灰分:主要成分是二氧化硅和氧化铝。

挥发分:焦炭的挥发分是焦炭成熟的标志，与炼焦煤和炼焦最终温度有关。

硫含量:受炼焦煤影响的生铁的主要有害杂质。

磷含量:较少，主要受炼焦煤影响。

B.机械强度:焦炭的机械强度在国内采用Mikum转鼓试验方法测定。

压碎强度(俗称M40):焦炭在外力冲击下抵抗开裂的能力，称为焦炭的压碎强度。

耐磨性(M10):焦炭抵抗摩擦损伤的能力，称为焦炭的耐磨性。

c、筛分成分:焦炭粒度的百分比> > 80mm、80 ~ 60mm、60 ~ 40mm、40 ~ 25mm。

焦炭的热性质:

反应性(CRI):焦炭与CO2在1100℃时的反应性。

反应后强度(CSR):高温转鼓试验表明，焦炭在高温下的热损伤比常温下更接近高炉内的热损伤。

炼焦煤

根据半工业和实验室试验，无烟煤、烟煤和褐煤分为14类，烟煤分为12类

单煤炼焦特点:(分别介绍气、肥、焦、贫、1/3焦、气肥煤)

气煤:变质程度低，挥发分高，粘结性低，易形成纵向裂纹、碎焦、强度低。可以提高煤气和化工产品的产量。

肥煤:中变质、粘结性高、易形成横向裂纹、强度高、耐磨性差的煤。

炼焦煤:是单独炼焦的最佳炼焦煤，焦块大，裂纹少，耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭强度的作用。

贫煤:粘结性不高，适当掺入贫煤可以增大焦炭的块度。如果配煤量过大，混煤的粘结性会降低，导致焦炭耐磨性下降，质量差。

1/3焦煤:为过渡煤，介于焦煤、肥煤、气煤之间，粘结性高。是配煤炼焦的骨架煤之一。

气肥煤是一种特殊的煤，具有高挥发分和粘结性。

混煤的概念和质量

混煤概念:由于单种煤的炼焦特性不同，为了获得符合质量要求的焦炭，降低炼焦成本，必须对不同品牌的煤进行配煤。

配煤原则:满足焦炭质量要求；扩大炼焦煤资源；有利于增加化工产品产量，降低混煤成本。

配煤比的制定方法:配煤比通过各种单一特征参数的加权计算得到；然后通过小焦炉试验确认配比是否符合要求。

混煤质量

水分:混煤的水分含量和稳定性对焦炭产量、质量和焦炉寿命有很大影响。

灰分:焦炭的灰分来自混煤，因此需要严格控制混煤的灰分。

硫含量:煤中约60% ~ 70%的硫转移到焦炭中。

挥发分:煤的挥发分决定了煤气和化工产品的产量，也影响焦炭的强度。

内聚性:是指配煤在炼焦过程中能够形成塑性物质的性质

细度:是指煤粉碎后在所有煤料中的质量百分比小于3mm，一般要求控制在80%左右。

配煤过程

先配煤后粉碎:炼焦涉及的单煤先按配煤比进行配煤，再进行粉碎。

先粉碎后配煤的过程:将炼焦所涉及的单种煤，根据性质不同，粉碎成不同细度，然后按照配煤比混合均匀。

选择性破碎过程:破碎与筛分相结合，煤通过筛分装置，过大的颗粒进入破碎机破碎。

焦炉及其设备

炼焦炉

焦炉结构:

炉顶区:位于炉体的最上部，设有一个看火孔、一个装煤孔和一个从炭化室引出荒煤气的上升管孔。厚度应根据保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定。

燃烧室:燃烧室是气体燃烧的地方，通过两侧有炭化室的隔墙向炭化室提供热量。

炭化室:入炉的煤在炭化室中高温炭化成焦炭。

蓄热室:为回收焦炉燃烧废气热量，预热贫气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。

斜槽区:燃烧室和蓄热室之间的通道。

小烟道、烟道和烟囱:废气排出的通道。

焦炉分类

a按装煤方式:顶装和侧装。

b根据加热气体的类型:再加热型和单加热型。

c按空供气和供热供气方式:侧进式和下注式。

d .风量调节方式:上调节方式和下调节方式。

e按加长火焰的方式:多级加热，废气循环，高低灯头。

焦炉类型介绍:我厂现有4台焦炉，2台2×42孔JN43-58焦炉，2台2×45孔JN43-80焦炉，均为4.3m焦炉。设计总生产能力约为110万吨/年。

以JN43-80焦炉为例:

设计生产能力:60万吨/年(2×42孔)。

炭化室有效容积:23.9m3

炭化室尺寸(mm):总长14080；有效长度为13280；全高4300；有效高度4000；平均宽度450；锥度50；中心距1143。

垂直消防通道:28个；中心距480。

加热水平(垂直火道盖顶砖下表面至炭化室盖顶砖下表面的距离):800mm。

设计结焦时间:18h。

在建的5号焦炉为JN60-6型6m焦炉，1×60孔，设计生产能力60万吨/年。

焦炉用耐火材料:硅砖、粘土砖和高铝砖

硅砖:主要用于焦炉的燃烧室、溜槽、蓄热室等重要部位，约占全炉总量的80%。

粘土砖:蓄热室密封墙、小烟道衬砖、蓄热室格子砖和炉门衬砖、炉顶和冒口衬砖。

高铝砖:燃烧室燃烧器和炭化室地砖燃烧器。

护炉设备:包括炉柱、小炉柱、护板、纵横撑、弹簧和机焦侧控制台。

作用是对砌体施加保护压力，以保持砌体在烘箱和生产过程中的完整性，避免在温度和机械力的冲击下损坏。

煤气设备:我厂的再热焦炉配有两套加热系统。

煤气总管:配有开关，可调节和切断整炉煤气。焦炉煤气总管上有预热器。

主管道:配有自动气压调节活门，自动保持指定的气压值。

支管:气体支管设有调节旋塞、交换旋塞、孔板箱、水封罐等。

排气设备:

交换开关:控制加热气体、空气体进入蓄热室和燃烧室产生的废气的装置。

主支烟道翻板:用于调节和稳定烟道吸力。

交换设备:是用于切换焦炉加热系统气体流向的动力设备和传动机构，包括交换器和交换传动装置。每20分钟交换一次，每次动作46.6秒。

交换器操作步骤:关气→交换废气和空气体→开气

原料气出口设备:立管和桥管、水封阀、集气管、吸入管和喷氨管。

焦炉机械(四车)

装煤车:是将煤装入顶部装载焦炉顶部炭化室的焦炉机械。新车功能:打开装煤孔盖，清理装煤孔，除尘

拦焦车:是焦炉机械将炭化室推出的红热焦引入熄焦车。

熄焦车:接收焦炭，送到熄焦塔进行熄焦，然后送回焦炭站。(电力机车和焦炭罐:发往CDQ)

推焦机:打开并清洗机器侧面的炉门，推焦，整平煤。

四车定位系统和三车联锁系统

三、焦炉生产

1、焦炉三班制操作

(1)装煤:煤塔储煤、煤塔取煤、装煤、整平。

装煤注意事项

储煤塔设计容量一般尽量保证焦炉有16h用量

b .取煤时，必须按车间规定的顺序进行。同一排煤嘴不允许连续多次放煤。

c .在接煤前后称好运煤车，正确测量炭化室内的实际煤量，保证炭化室内煤量的准确性。

d装平煤原则:先两边后中间，尽一切努力装煤整平，采取不缺角少烟的原则。

②.推焦

A.推焦计划的制定:

周转时间:炭化室内两次推焦之间的时间，即煤的干馏时间和推焦装煤的操作时间。对于整炉来说，周转时间也是所有炭化室推焦一次所需的时间。(18小时)

运行时间:指某炭化室从推焦、整煤、关闭小炉门到下一炉号所需的时间，即相邻两个特区推焦的时间间隔。(10 ~ 12分钟)

大修时间:全炉所有炭化室不出料的间歇时间，周转时间分为总运行时间和大修时间。

炼焦时间:煤在炭化室高温干馏后的时间。一般规定从平煤棒进入炭化室到推焦棒开始推焦的时间间隔。

推焦顺序:9-2、5-2、2-1

9-2序列:国内普遍采用的序列。

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

推焦操作

推焦的一般注意事项:

1、每次推焦车打开炉门，不允许根据推焦车计划提前或滞后5分钟。撬开炉门后，应清理炉门和炉门架上的焦油和积碳。

2.推焦车和拦焦车之间应有信号装置。

3.推焦车司机应记录推焦时间、装煤时间和最大推焦电流。

4、关闭炉门后，严禁吸烟和明火炉门和小炉门。

5.室中炉门的打开时间不应超过7分钟。

6.从推脚饼到开始装煤的时间空不应超过8分钟。

7.炉内严禁推焦及相邻炭化室空。

8、严禁用变形的推焦棒和变形的推焦棒头推焦。

推焦电流监控:

1.推焦电流因焦炉和炉况的不同以及推焦机的不同而不同。焦炉的最大推焦电流应根据具体情况规定，以防止炉壁损坏和变形。

2.推焦杆启动时，焦炭先被压缩，推焦阻力达到最大。此时，指示电流为最大推焦电流。

3.炉壁石墨状况也影响推焦电流，推焦电流的变化为监测炉壁石墨状况提供了一定的依据。

推焦困难的处理。

当推焦电流超过规定的最大电流时，焦炉推焦困难。

焦饼不能推一次再推第二次一般称为二次焦事故。原因:加热系统不合理，炉壁石墨沉积过厚，炉壁变形，整平不良，原煤收缩值太小，推焦车变形等。

推焦困难时，立即停止推焦。不查明原因，严禁继续推焦。查明原因，采取相应措施后再推焦到这里。

推焦作业评价指标(K1、K2、K3)。

推焦计划系数K1:计划表中计划的结焦时间与循环图中规定的会议时间的偏差。

推焦执行系数K2:用于评价倒班推焦计划的实际执行情况。

总推焦系数k3: k3 = k1× k2，用于评价焦化厂和炼焦车间在遵守规定的炼焦时间方面的管理水平，代表焦炉作业的总体情况。

③熄焦

由于煤炭化成焦的最终温度为950 ~ 1050°C，红热焦从炭化室推出，在300°C以下熄灭的过程称为熄焦。分为湿法熄焦和干法熄焦。

湿法熄焦:直接喷水将红焦熄灭至300℃以下，包括接焦、熄焦、干焦、出焦。

干熄焦:干熄焦是利用冷的惰性气体(氮气)在干熄炉内与红焦进行热交换来冷却红焦。吸收红焦热量的惰性气体将热量传递给干熄焦锅炉产生蒸汽，冷却后的惰性气体通过循环风机吹入干熄炉冷却红焦。CDQ锅炉产生的高压蒸汽用于发电。

2.焦炉加热系统

加热气体:焦炉煤气和高炉煤气

焦炉煤气的主要成分是H2和CH4，高热值为17600KJ/m3。焦炉煤气消耗量大，可燃成分高，热值高，加热系统阻力低，煤焦耗热量低。当气体流量增加或减少时，焦炉的温度变化是敏感的。

高炉煤气的主要成分是一氧化碳和N2，低热值4000千焦/立方米，剧毒无味。

高炉煤气不燃成分高，热值低，燃烧速度慢，高向加热均匀，热耗高，加热系统阻力大，必须由蓄热室加热，要求炉体严密，毒性大，管道设备严格。

空气体系数:为了保证燃料完全燃烧，实际供应的空气体量必须大于理论需要的空气体量，两者的比较空气体系数a。

3.温度和压力系统的确定

焦炉加热系统包括温度系统、压力系统、气体流量和空供气等。

①温度系统:标准温度和水平温度。

标准温度和直通温度:是指机焦侧测温火道平均温度的控制值，是保证焦饼在规定的结焦时间内成熟的主要温度指标。

横向温度:同一燃烧室内各火道的温度，称为横向温度。随着炭化室宽度从机侧向焦侧逐渐增加，装煤量也随之增加。为了保证焦饼沿炭化室长度方向同时成熟，各燃烧室各火道温度应由机侧向焦侧逐渐升高。

侧烟道温度:焦炉机和焦侧两端烟道的温度。一般要求侧火通道温度不低于1100℃。

蓄热室顶部温度:为防止格子砖因蓄热室温度高而燃烧熔化，应严格控制蓄热室温度。

小烟道温度:即废气的排气温度。为了维持烟囱的吸力，小烟道的温度不低于250℃。

top 空之间的温度:指炭化室top 空之间的原料气温度，直接影响化工产品的产量和质量以及顶部石墨的生长。

焦饼中心温度:焦饼中心温度是焦炭成熟度的指标。

压力系统:

焦炉压力系统的确定原则；

1、燃烧室底部在任何情况下都应大于相邻燃烧系统的标高压力和大气压力。

2.在相同的结焦时间内，沿燃烧系统高度方向的压力分布应保持稳定。

集气管压力:根据结焦末期吸气管正下方炭化室底部压力确定，不低于5Pa。

火孔压力:在实际运行中，燃烧系统各点的压力是在控制火孔压力的基础上确定的，在各种周转次数下，火孔压力应保持在-5 ~ 5 Pa。

蓄热室顶部吸力:与火孔压力有关。

支烟道吸力:控制支烟道吸力，使蓄热室顶部吸力尽可能稳定。