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1、炼焦工艺 培训人 培训对象 内容提纲 一 原料 二 备煤工艺 三 炼焦工艺 四 化产工艺 五 产品 炼焦工艺 外购洗精煤处理 焦炉 25mm 冶金焦 10 25mm 小焦 10mm 焦粉 粗煤气去化 产回收工段 净化 净煤气 运输处理 第 1 部 分 原 料 煤 1 1 原料 煤 通过上面的简单流程大家可以看出 煤炭是炼 焦的主要原料 它也是我们日常生活中的重要能 源之一 被誉为工业的 食粮 黑色的 金子 所以我们必须合理地利用煤矿资源 根据成 煤的原始物质条件不同 自然界的煤可分为三大 类 即腐植煤 残植煤和腐泥煤 腐植煤在自然 界中分布最广 储量最大 而且在煤炭利用和化 学加工方面占有主要
2、的位置 1 2 煤的形成 大约三十多亿年以前 地球上就已经有单细胞低等植物存在了 在整个地质年 代中的某些时期内 出于地球的气候温暖 潮湿 而且有丰富的矿物养料 因此 植物生长得持别高大和繁茂 这些落群生长的陆生植物 构成丁成煤的物质基 础 在漫长的地质年代里 地球的造山运动和地壳不断的变动 使有些落群生长 的植物随着地壳下沉 后来慢慢地被水淹没 或者被山石覆盖 在多水缺氧的情 况下 堆积在水中的植物残骸受一种 厌氧细菌 不靠空气而靠夺取植物遗体里 的养分而生成的微生物 的作用 脱去不稳定的含氧物质 一般以二氧化碳和水的 形式除去 使残留物的氧和氢的含量减少 碳含量相对增高 与此同时 植物残
3、骸还受到其他生物化学作用 产生大量的腐植酸及沥青类物质 这种既合有植物 残骸未被分解的族组成部分 如根 茎 叶 树皮等 又含有腐植酸 而且碳含 量比植物残骸高 水分比较大的物质称为泥炭 在泥炭形成的过程中 往往出现植物生死交替和地壳不断变动的情况 如 果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度差不多 泥炭层就会不断地变厚 如果 地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大 随着时间的推移 泥炭层的上面就会 被沙土覆盖而形成顶板 顶板预厚 泥炭受压力和地热的作用愈大 地热和压力 的作用 使得大分子缩合和构化程度 提高 C H原子比增大氢和氧含量减少 久 而久之泥炭全部转变成变质程度不同的煤 煤中除了一些稀有元
4、素和矿物质外 其主要化学成分是 1 碳 C 是煤的主要组成部分 以氢 氧 氮 硫构成化合物的形态 存在 2 氢 H 是煤的第二重要组成 位于炭环原子网周围 它的含量随煤 变质程度的加深而减少 3 氧 o 是煤中的重要元素之一 是反映能力最强的元素 再煤中存 在的总量和形态直接影响着煤的性质 煤在变质过程中不断放出二 氧化碳和水 故煤中含氧量随变质程度的加深而迅速降低 从泥炭 到无烟煤 含氧量由30 40 逐渐降到2 5 4 氮 N 是构成煤有机物的次要元素 主要由成煤植物的蛋白质转化 而来 其含量通常在0 8 1 8 5 硫 S 是煤中的杂质 通常分为有机硫和无机硫 总称全硫 煤含 硫量一般在
5、1 5 以下 但高的也可达7 8 1 3 煤的物质组成 1 4 常用的煤指标 煤的工业分析 水分 灰份 挥发份 固定炭 它们测定方法简便 迅速 所以较常用 除此之外还有硫份 G值 Y值 X值 b值等 用于 评定煤质量好坏和变质程度 其中 a 硫份 洗精煤硫分是指洗精煤所含硫分在洗精煤中所占重量的百分比 其计算公式为 洗精煤硫分 洗精煤含硫分总量 吨 100 洗精煤产量 干 基 吨 b G值 也叫粘结指数 表征烟煤粘结性的一种指标 G值越大 表明结 焦性越好 C Y值 也叫最大胶质层厚度 Y值随煤的变质程度呈有规律的变化 一般 当煤的Vdaf为30 左右时 Y值出现最大值 Vdaf小于13 或者
6、大于50 时Y值都几乎为零 Y值越大一般表明煤的粘结性越好 d X值 也叫最终收缩度 它表征煤料成焦后的收缩情况 在生产中有很好 的指导作用 e b值 表示膨胀度 它的大小取决于煤胶质层不透气性和塑性期间的气体 析出速度 同时与煤的岩相组成有密切关系 它是一个综合性指标 变 动幅度大 对粘结性中等以上的煤 特别是当煤料偏肥时 b值可做较 好的区分 1 5 我国煤的分类 分类指标 1 干燥无灰基挥发分Vdaf 2 粘结指数G 3 胶质层最大厚度y 4 奥亚膨胀度b 煤类的划分和编码 种类煤用两位阿拉伯数码表示 十位数系按煤的挥发分分组 无 烟煤为0 烟煤为1 4 褐煤为5 个位数 无烟煤类为1
7、3 表示煤化程度 烟煤类为1 6 表示粘结性 褐煤类为1 2 表示煤化程度 按中国煤炭分类表和图进行编码和分类 煤炭分类见下表 1 5 煤的分类 类别 符号 包括数码 分 类 指 标 Vr G Y mm b P QGW A GN MJ kg 无烟煤 WY 01 02 03 10 0 20 0 10 0 20 0 5 20 瘦煤 SM 13 14 10 0 20 0 20 65 焦煤 JM 24 20 0 28 0 50 65 25 0 10 0 28 65 肥煤 FM 16 26 36 10 0 37 0 85 25 0 1 3焦煤 1 3JM 35 28 0 37 0 65 25 0 37
8、0 85 25 0 220 气煤 QM 34 28 0 37 0 50 60 25 0 37 35 1 2中粘煤 1 2ZN 23 33 20 0 37 30 50 弱粘煤 RN 22 33 20 0 37 0 5 30 不粘煤 BN 21 31 20 0 37 0 37 0 50 褐煤 HM 51 37 0 3030 50 人类利用煤炭资源的方法 1 燃烧 2 气化 将煤控制在一定条件下不完全 燃烧以生产煤气 3 液化 将煤在高温高压的条件下进行 裂解和精制制取液体燃料 如汽油等 4 干馏 将煤在隔热空气条件下加热使 其分解 生产焦炭 煤气和各种化工产 品 焦炭和煤气是钢铁生产 机械制造和化
9、工 合成工业的重要原料和燃料 从煤气中回 收的化合物主要有氨 粗苯 硫磺和焦油 等 炼焦化学工业是煤炭的综合利用工业 在 煤的各种利用方法中 炼焦工艺对煤的利 用程度最高 煤在炼焦时 约有75 变成 焦炭 另外25 左右变成煤气和化工产 品 一 煤焦化工艺流程简图 入厂煤化验验收贮煤罐配煤 粉 碎 机 贮煤塔炼焦炉晾焦台 滚条筛 振动筛 焦仓 干熄炉 横管冷却器 鼓风机 终冷塔洗苯塔饱和器管式炉脱苯塔重苯罐 成品库 结晶槽 硫化床干燥机 硫铵包装机 焦油氨水分离槽 焦油成品 离心机 脱硫塔煤气用户 解析塔 燃烧炉 转化塔 WSA冷却器 硫酸储罐 轻苯罐 销 售 外 发 硫铵成品库销 售 外 发
10、 超级离心机 采 样 COG gas 运 焦 作 业 区 炼焦作业区煤备作业区 化产作业区 化验室 电捕 煤 调 湿 进厂煤经过采样 化验分析 验收后 带入贮煤罐 各罐储煤按 一定比例混合 经过粉碎机粉碎后 由皮带送至贮煤塔 装入焦 炉炼焦 焦炭晾焦后 或干熄炉 由皮带运送 经过滚条筛 振动筛 把焦炭分为大块 中块及粒焦产品 供炼铁和烧结厂 焦炉煤气经过横管冷却器冷却后 煤气中带入的焦油 进入焦油 氨水分离槽分离 得到成品焦油 焦炉煤气通过鼓风机输入到饱 和器 将煤气中的氨吸收 生成硫铵产品 焦炉煤气经过终冷塔 冷却后进入洗苯塔 吸收煤气中的苯 洗苯塔后的富油 通过蒸 馏 生产轻苯和重苯两种产
11、品 煤气经脱硫塔后送到发电厂 第 2 部 分 备 煤 工 艺 备煤工艺 备煤 对进厂的洗精煤进行处理 以达到炼焦要求 通常把原料煤在炼焦前进行的工 艺处理过程称为备煤工艺过程 这个过程是在备煤作业区来进行完成的 主要经过 堆放 配合 粉碎 调湿 除杂等一系列过程使之达到炼焦要求之后 通过皮带被 输送到煤塔供炼焦作业区使用 流程 洗精煤 80mm 由汽车运来 预留火车卸料系统 由螺旋卸料机卸入卸煤槽 按煤的种类分别由不同的运煤皮带输送机转运至堆取料机主皮带 由堆取料机进行 堆存作业 上煤时由堆取料机取煤经带式输送机送入配煤仓 配煤仓下的电子自动 配料秤将各种煤按相应比例配给到仓下皮带并经除铁器除
12、铁后进入可逆反击锤式粉 碎机被粉碎至25mm及25mm以 下两级 筛上物 25mm的焦炭 通过焦3带式输送机及 可逆配仓带式输送机进入 25mm的焦仓内 筛下物 25mm的焦炭 进入10mm焦炭振动筛 被分成25 10mm和 25mm的焦仓可贮存焦炉10小时的产焦量 约950t 图片8 焦炭及凉焦台 图片9 筛焦楼及焦仓 3 11 冶金焦炭及标准 冶金 焦炭 GB T1996 2003 灰 分 硫 分 M10 M25 焦末量 挥发分 12 00 0 60 7 0 92 0 5 0 1 8 12 00 13 5 0 60 0 80 7 0 8 5 88 0 92 0 13 50 15 0 0 8
13、0 1 00 8 5 10 5 83 0 88 0 焦炭是一种质地坚硬 多孔 呈银灰色 并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料 其真相对密度约1 80一1 95 堆积密度约400一520kg m3 由C H 0 N S P等元素组成 焦炭在炼铁中的作用 1 骨架作用 2 提供热源 3 还原剂 4 渗碳剂 3 12 焦炭作用 第 4 部 分 化 产 工 艺 从炼焦工段来的焦油氨水与煤气的混合物约80 入气液分离器 煤气与焦油 氨水等在此分离 分离出的粗煤气进入横管式初冷器 初冷器分上 下两段 在 上段 用23 化产循环水将煤气冷却到45 化产循环水升温到40 然后煤气 入初冷器下段与16 制冷水换热
14、 煤气被冷却到22 制冷水升温到23 冷却后 的煤气进入煤气鼓风机进行加压 加压后煤气进入电捕焦油器 捕集焦油雾滴后 的煤气送往脱硫及硫回收工段 初冷器的煤气冷凝液由初冷器上段和下段分别流出 分别进入各自的冷 凝液循环槽 由冷凝液循环泵送至初冷器上下段喷淋 如此循环使用 多余部分 由泵抽送至机械化氨水澄清槽 4 1 冷鼓 电捕 从气液分离器分离的焦油氨水与焦油渣去机械 化氨水澄清槽 澄清后分离成三层 上层为氨水 中层为焦油 下层为焦油渣 分离的氨水至循 环氨水槽 然后用循环氨水泵送至炼焦车间冷却 荒煤气及初冷器上段和电捕焦油器间断吹扫喷淋 使用 多余的氨水去剩余氨水槽 用剩余氨水泵 送至脱硫工
15、段进行蒸氨 分离的焦油至焦油中间 槽贮存 当达到一定液位时 用焦油泵将其送至 焦油槽 焦油需外售时 用焦油泵送往焦油槽车外 售 分离的焦油渣定期送往煤场掺混炼焦 左 初冷器 右 电捕焦油器 初 冷 器 气液分离器 电捕焦油器 离心鼓风机 气液混合物 来自炼焦 冷凝液 机械化氨水澄清槽 冷凝泵房 油品库区 循环氨水槽 去炼焦 氨水 循环氨水 气相煤气去脱硫工段 焦油 4 1 冷鼓工段流程图 剩余氨水槽 去蒸氨 剩余氨水泵 4 2 脱硫工艺 来自冷鼓工段的粗煤气进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触 洗涤后 煤气中H2S含量小于0 2g Nm3 煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫 铵工段 从脱
16、硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液至溶液循环槽 用溶液循环泵 抽送至再生塔下部与空压站来的压缩空气并流再生 再生后的脱硫液返回脱硫 塔塔顶循环喷淋脱硫 硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分排至硫泡沫槽 再由硫 泡沫泵加压后送至连续熔硫釜外售 在脱硫塔中的主要反应为 H2S 2NH3 NH4 2S 蒸氨工艺 由冷鼓来的剩余氨水经与从蒸氨塔底来的蒸氨 废水在氨水换热器换热 加碱后 进入蒸氨塔 在 蒸氨塔中被蒸汽直接蒸馏 蒸出的氨汽入氨分缩器 用循环水冷却 冷凝下来的液体入蒸氨塔顶作回流 未冷凝的含NH3 10 氨汽进入氨冷凝冷却器 用制冷水冷凝成浓氨水送脱硫工段作为脱硫补充 液 蒸氨塔塔底排出的蒸氨废水在氨水换热器中与 剩余氨水换热后 入废水槽 然后与洗脱苯工段来 的粗苯分离水一并由废水泵加压经废水冷却器用循 环水冷却后送生化处理 脱硫塔 脱 硫 塔 再 生 塔 蒸 氨 塔 溶液循环槽 硫 泡 沫 槽 压 滤 机 房 煤气来自冷鼓 硫膏外售 煤气去硫铵工段 脱硫工段流程图 溶 液 循 环 泵 压缩空气来自空压站 焦炭 过滤 器 剩余氨水 来自冷凝 泵房 废水罐 去生化 浓 氨 水 硫膏含水约25
