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1、交换测温工培训资料什么叫炼焦制气炼焦制气过程是煤炭在焦炉炭化室内的高温干馏过程，在隔绝空气的条件下煤炭被逐渐加热到高温，析出煤中的水分和吸附气体，分解产生煤气和焦油，最后生成固体的焦炭。煤炭干馏的温度根据生产产品的要求而定，按照干馏的温度不同分为低温干馏（500550），中温干馏（600800）和高温干馏（9001050）。炼焦制气干馏温度最高，属于高温干馏。高温干馏是指在9001100C的温室下所进行的干溜。煤的高温干馏过程通常是在焦炉中进行。高温干馏制得的煤气称为焦炉煤气，其组成中氢气含量较高，通常在4050之间。高温干馏所得的焦油称为高温焦油，其组成中脂肪族化合物(烷烃，环烷烃，烯烃)的
2、含量很少，而芳香族化合物(苯类，萘类等)含量较多，产率比低温焦油低。高温干馏所得到的固体产物称为焦炭。生产流程简述：由备煤车间来的洗精煤，由输煤皮带运入煤塔，侧装煤车行至捣固煤塔下方, 由摇动给料机连续拨层给料, 用移动捣固机逐层捣实、捣平、捣满, 然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。煤饼在9501050的温度下高温干馏, 经过一定时间后, 成熟的焦炭被推焦车推焦后，经拦焦车导焦栅推出落入熄焦车内，由熄焦车送至熄焦塔用水喷洒熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦车送至凉焦台，经补充熄焦、凉焦后，由刮板放焦机放至皮带送筛焦楼。煤在干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管。在桥管和集气管处用压力
3、为0.250.3MPa，温度为7578的循环氨水喷洒冷却，使650700的荒煤气冷却至90以下，再经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓工序。在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管、气液分离器至机械化氨水澄清槽。焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉，经煤气总管、煤气预热器、回炉煤气主管、煤气支管进入各燃烧室，在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气混合燃烧，混合后的煤气、空气在燃烧室由于部分废气循环, 使火焰加长, 使高向加热更加均匀合理,燃烧烟气温度可达1200, 燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排出。装煤过程中逸散的荒煤气由炉顶设的导烟车抽吸至车上
4、的燃烧室燃烧, 燃烧后的废气送入地面除尘站进行处理。炭化室内煤的成焦过程一、煤的热分解过程煤在隔绝空气下加热，随着温度的升高，煤发生不同性质的变化。1、干燥预热阶段 煤装入炭化室后加热，水分首先蒸发，煤料被干燥，这个阶段需要吸收大量的热量，当温度达到100200时，吸附在煤的气孔中和表面上的二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)逐渐析出。2、开始分解阶段（200350）煤料温度升高到200以上时开始热分解。气煤在210左右开始分解；肥煤约在200左右；焦煤约300；瘦煤约390左右。一般在200400之间，分解物主要是化合水（H2O），二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)，甲烷(CH4)等气体及少
5、量焦油蒸汽。3、胶质体产生阶段（350450）煤在进一步受热分解后，析出大量焦油和煤气，出现软化溶融现象，生成胶质体。4、胶质体固化阶段当温度升高到450500时，胶质体热解更加激烈，并伴随有聚缩和合成等反应，胶质体开始固化，形成块状半焦并分解出大量气体，当温度继续升高到500650时，析出以甲烷和氢气为主的大量气体，半焦收缩，出现裂纹。5、半焦转变为焦炭(650950)当温度升高到650以上时，继续析出氢气，半焦进一步收缩，变紧变硬，裂缝增大，达到950以上时转变成焦炭，超过1050时，焦炭变碎甚至石墨化。上述由煤转化为焦炭全过程，称为炼焦过程，过程的主要变化是煤中有机质转化为含碳更高，结构
6、更致密的焦炭物质。变化的主要反应是煤中有机质的热分解 。二、煤在炭化室内的结焦过程炭化室内煤料结焦过程所需热量，由两侧炭化室炉墙向炭化室中心逐渐传递。由于煤的导热性很差，在炭化室中心面的垂直方向上，煤料内的温度差较大，所以，在同一时间内，与炉墙不同距离的各层煤料温度不同，相应的各层处于热解的不同阶段，煤在炭化室的结焦过程是从炭化室两侧炉墙面附近开始，然后依次逐渐向炭比室中心推移“成层结焦”。炭化室中心煤料温度始终最低，最后成焦，因此，在生产上常用测定焦饼中心温度来考察焦炭成熟程度，即以结焦末期炭化室中心面上温度为炼焦最终温度。它是反映炼焦条件的重要指标。 结焦过程中煤料状态随时间而变化，由于“
7、成层结焦”，各层的升温速度也不相同，处于不同状态的各种中间产物的热熔，导热系数，相变与反应的热效应均不相同，所以炭化室内煤料温度场是不均匀、不稳定的，其传热过程属不稳定传热。三、升温速度对结焦过程的影响 炭化室内距炉墙不同距离的各层煤料的升温速度也不相同，湿煤装入后，越靠近炭化室墙的煤料升温速度越快，炭化室中心面煤料温度升到100以上所需时间相当于结焦时间的一半左右。这是因为水的汽化潜热大，而煤的导热系数小。同时由于结焦过程中湿煤层始终被夹在两侧胶质体层中，水汽不易透过致使大部分水汽窜入内层湿煤中，内层湿煤水分增加，使炭化室中心煤料长时间停留在110以下，煤料水分愈多，结焦时间愈长，炼焦耗热量
8、增高。煤料在350500的胶质层塑性温度区间，与炉墙距离不同的各层，升温速度不同，靠近炉墙的煤层升温速度很快，升温速度达5/min以上。即使装炉煤的粘结性较差，靠近炭比室墙面的焦炭也熔融良好，结构致密。但在远离炭比室炉墙的部位，升温速度很慢，约2min以下。尤其在炭化室中心及其邻近部位，若装炉煤粘结性稍差，焦炭就显得疏松。造成炭化室各部位焦炭质量不同的主要原因是在塑性温度区域内各层的升温速度不同。但是，在500以后，各层升温速度又是一种情况，炉墙附近，半焦升温速度快，焦炭裂纹多且深。距炉墙lOOmm左右的内层，升温速度较慢，焦炭裂纹少而浅，炭化室中心部位，当两个胶质层汇合后，由于热分解的气态产
9、物不能通过被胶质体浸润的半焦层，产生膨胀，将焦饼压向炉墙两侧，形成与炭化室中心面重合的焦饼中心裂纹。此后由于外层已经形成焦炭，不需要热量了，而焦炭导热性较好，能迅速向中心传热，加以热气流从中心裂纹通过，所以焦饼中心温度达500以后，升温速度加快，炭化室中心部位的焦饼裂纹也多。 当配合煤料挥发分高时，焦炭收缩大，如用气煤或肥煤单独干馏时，因为收缩大，内应力大，所得焦饼裂纹多。 当焦炉的结焦时间缩短时，煤料的温度梯度增大，所产生内力亦大，因而得到的焦炭易碎。当煤料配入瘦化剂时，由于降低了部分粘结性，减少了半焦收缩内应力，因而可减少裂纹，得到较大的焦块，使焦炭质量提高。因此当配煤较肥，即结焦性较强时
10、，应适当配入一些瘦化剂，如配入瘦煤等。 降低半焦阶段的加热速度，可以使单位时间内收缩量降低，并且由于加热均匀，亦能使收缩内应力减小，从而减小焦炭的裂纹。炭化室内煤气产生过程一、干馏的煤气形成 煤在高温干馏过程中所产生的煤气，是煤在高温分解时的产物，煤料在炭化室内受热时，首先释放出水蒸气及吸附在煤料表面的二氧化碳、甲烷等气体。当温度升高到200以上时，煤开始分解，产生二氧化碳及一氧化碳，所以，这时所产生的燃气热值很低，产率也不高，这一阶段的上限温度以及煤气生成量，因煤种不同而异。对焦煤来说，这一阶段的终温度为200400。此时逸出的煤气量为正常高温干馏时生成总煤气量的5%6%。 自400左右开始
11、，煤进行剧烈的分解，这时煤气逸出量大大增加。当温度达到500550时，其逸出量约为总煤气量的45%50%，甲烷含量高达45%55%，而氢含量较低，约为11%20%，并有较多的重碳氢化合物，所以煤气的热值很高。比较这时煤气和低温焦油的组成可以确定，在这一阶段内形成的氢是煤的环状化合物脱氢时的产物，而甲烷则是低温焦油内石蜡族碳氢化合物分解作用的结果。因此，这个阶段的煤气不仅来自煤的一次热解，而且还来自二次热解，因为焦油已是一次热解产物。 到650以上时，基本上不再产生焦油，但自半焦中仍大量产生煤气。至700C左右时，产生的煤气量急剧增加，其逸出量为煤气总量的40左右。这阶段煤气组成的特征是氢含量很
12、高，热值较低。 二、干馏时煤气的析出在煤气的形成过程中，由于炭化室内成层结焦，而熔融胶质体透气性很差，使相邻层位生成的煤气不能横向穿过该层胶质体析出。因此，胶质体内侧和煤料开始分解所生成的煤气，只能在胶质体层上方或内侧流往炉顶空间，这部分气态产物称为里行气，约占总气量的20%25%。出于同一原因，胶质体外侧在形成半焦和焦炭过程中，析出的煤气是沿着焦炭的裂缝，焦饼与炉墙的缝隙流入炉顶空间。这部分煤气称为外行气，约占总气量的7580o。三、影响焦炉煤气产率和质量的因素1装炉煤性质的影响(1)挥发分的影响 煤的挥发分有6065进入焦炉煤气，其余的3540生成焦油、粗苯、氨和水蒸气等。煤气产率随着装炉
13、煤的挥发分增加而提高，煤气的发热值随着装炉煤的挥发分的增加成正比增加。(2)水分的影响 煤内水分增加时，由于焦炭与水蒸气发生水煤气反应，因此降低了焦炭产率，并在一定限度以内，提高了煤气产率。但当水分超过一定限度后，水分增加反而使产率降低，煤内水份增高时，还可使煤气中氢气和一氧化碳含量增加。（3）灰分的影响 当煤中灰分增加，尤其是碳酸盐类矿物(如石灰石或白垩)存在时，由于碳酸盐分解而使煤气内二氧化碳含量增加，使煤气质量恶化。2焦炉加热温度的影响 当煤气干馏温度提高后，煤气产率和煤气中的氢含量增加，而甲烷及不饱和烃类含量降低，因而煤气发热值降低。3炭化室压力的影响炭化室出现负压时，将从加热系统和炉
14、门不严处吸入空气，增加了煤气组成中氮氧的含量，使煤气质量降低。焦炉炉体结构 现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。 焦炉由多个燃烧室和多个炭化室组成，相间排列。炭化室是装煤和炼焦的地方，燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧的隔墙向炭化室提供热量。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达13001400，而炭化室墙面温度约10001150，装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。现代焦炉均采用硅砖砌
15、筑炭化室墙。 燃烧室分成许多立火道，立火道的形式因焦炉炉型不同而异。从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表面之间的距离，称加热水平强度，它是炉体结构中的一个重要尺寸。如果该尺寸太小，炉顶空间温度就会过高，致使炉顶产生过多的沉积碳；反之，则炉顶空间温度过低，将出现焦饼上部受热不足，因而影响焦炭质量。另外，炉顶空间温度过高或过低，都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。 为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室（其中心线与燃烧室中心线平行），以便于单独调节。 蓄热室墙一般用硅砖砌筑，在蓄热室中放置格子砖，以充分回收废气中的热量。格子砖要反复承受急冷急热的温度变化，故采用粘土质或半硅质材料制造。 蓄热室下部有小烟道，其作用是向蓄热室导入空气或排出废气。温度差别大，为了承受温度的急剧变化，并防止气体对小烟道的腐蚀，须在小烟道内衬以粘土砖。 斜道区承受焦炉上部的巨大重量，同时处于11001300的高温区，所以也用硅砖砌筑。 炉顶区位于焦炉炉体的最上部。设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层，一般用硅砖砌筑，以
