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1、炼焦工艺理论一 焦炉的生产工艺及装备介绍公司焦化厂现有一座42孔58型焦炉和两座共115孔JN60型焦炉，炭化室高分别为4.3m和6m，年设计生产能力分别为30万吨和115万吨。老焦炉3#炉建于1984年6月，两座新焦炉1#6m焦炉于2005年6月投产，2#6m焦炉于2003年5月投产。焦化厂的产品除焦炭外，还有焦炉煤气、焦油、粗苯、硫铵。其炼焦工艺流程如下： 一、炼焦流程1.从原料煤进厂到炼成焦炭流程图如下：贮煤塔粉碎设备配煤设备配煤塔储煤场翻车机原料煤焦仓筛焦设备凉焦台熄焦塔焦炉烧结、炼铁进厂洗精煤通过火车运输由运输部编组站对到焦化厂煤管班以后，由卸煤能力为1200t/h的翻车机卸煤。通过
2、皮带运输及堆取料机将炼焦煤送入焦化煤场，共有3台堆取料机，每台堆煤能力600t/h，取煤能力300t/h。焦化煤场分为两个主煤场和东、西两个副煤场，煤场长均为275m，主煤场宽50m，副煤场宽30m，储煤能力一般情况下为9万吨左右。通过煤场分类堆储后，炼焦煤由堆取料机取煤后经皮带运输送往12个配煤塔，通过圆盘给料机和电子皮带秤按比例进行不同煤种的配合，再送往粉碎机粉碎。有两台可逆锤式粉碎机，每台生产能力500t/h，一开一备。粉碎后的配合煤送入贮煤塔，装入焦炉炭化室炼焦。煤在焦炉炭化室内隔绝空气加热，两座老焦炉的设计结焦时间为18h，新焦炉结焦时间19h，当焦饼中心温度达到100050时，焦炭
3、成熟，推出炭化室，熄焦后送往筛焦楼，将焦炭筛分成大于40mm，4025mm，2510mm，小于10mm，四种规格，分别送炼铁、烧结工序。2.煤的成焦过程：烟煤隔绝空气加热到9501050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制得焦炭，这一过程叫做高温炼焦（或高温干馏）。室温 200 300 450 550 1000 干燥脱吸开始分解 形成胶质体 胶质体固化 收缩粘 结 过 程半焦收缩过程成 焦 过 程煤 焦炭煤在干馏时，首先释放吸附在煤表面的气体和水蒸汽，大部分非结合态的水在低于105时释出，因煤种不同，煤热解开始析出气体的温度不同，烟煤为350400，无烟煤为400450，主要是
4、由于含氧量和化学结构不同，热稳定性增加，从而分解温度升高。在温度低于500700时，析出气体是以甲烷为主的低级烷烃，当温度高于750以后，析出气体以氢气为主，在1000时固体残留屋的挥发份仅为12%。烟煤在300时开始出焦油，一直到500600时出完。约在350480左右，粘结性煤发生软化、熔融，气、固、液三相形成胶质体，然后，进一步热解、缩聚、粘结固化、收缩产生裂纹而生成焦炭，而非粘结性煤则成为粉状炭或炭块。烟煤的热解过程如上图所示。由图可见烟煤的结焦过程大体可分为粘结过程和半焦收缩二个阶段。二、焦炉及其设备1.焦炉炉体结构焦炉炉体包括焦炉基础、蓄热室、斜道区、燃烧室、炭化室、炉顶区、分烟道
5、、总烟道、烟囱等，其中最主要的部位为燃烧室和炭化室。燃烧室和炭化室：燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室提供热量。65孔的焦炉共有66个燃烧室，燃烧室在正常工作时，机焦侧的标准温度为1310/1320（何为机焦侧），燃烧室墙面温度高达1300-1400，距焦炉煤气灯头1.52.0米处，温度最高（比标准温度高200左右）。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭，炭化室墙面温度约为1000-1150，焦饼成熟时其中心温度约为100050。本组焦炉采用宝塔型硅砖砌筑，炉头采用高铝砖。炭化室宽度554，锥度20。一个燃烧室共有32个立火道，共有16组双联火道，煤气和空气经过斜道或者砖煤气
6、道进入该室燃烧，燃烧产生的热量通过炭化室墙传导给炭化室里的煤，使其经过高温干馏的一系列反映而变成成熟的焦炭。2.护炉设备：护炉设备包括：炉柱、小炉柱、保护板、纵横拉条、弹簧、机焦侧操作台等3.煤气设备：复热式焦炉，既可以使用焦炉煤气加热也可以使用高炉煤气加热（包括混合煤气、发生炉煤气等贫煤气）。在长期切断煤气时，尤其是检修时，必须安装盲板切断煤气，以保证安全。焦炉煤气主管上预热器的作用是：为防止萘、焦油等物质从煤气中冷凝析出堵塞管道和管件，并且为了稳定煤气的温度以稳定供热的条件，一般将预热器出口的煤气温度控制在4550。冷凝液水封槽：管道中煤气冷凝下来的水和焦油自流排入此水封槽，以保证煤气主管
7、内无积液。水封槽的水封高度为1.2米。自动放散水封槽：换向时，在煤气切断后，焦炉煤气管道中的压力急速升高，为缓和煤气压力升高后对仪表等设备带来的危害，设子自动放散水封。当煤气压力高于300mm时，煤气便冲破水面由放散管排出。4. 废气设备废气设备包括交换开闭器、总分烟道翻板5.交换设备交换机交换机分为机械交换机和液压交换机两种。交换机操作步骤都是三个：关煤气交换废气和空气开煤气。这种程序的目的是，切断煤气后，在没有煤气流通的情况下缓慢地交换空气和废气的流通方向，可避免未燃烧的煤气进入烟道而形成爆炸气体，空气废气正常流通后再向燃烧系统送入煤气，避免产生气流的紊乱甚至产生爆炸气体混合物。交换传动装
8、置交换传动装置包括焦炉煤气传动拉条、和废气传动拉条及导轮。6.荒煤气导出设备：荒煤气导出系统的设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气管和氨水喷洒系统等。桥管和上升管低压氨水对荒煤气喷洒时通过自身汽化带走大量汽化潜热，使炭化室排出的荒煤气冷却到80100。低压氨水压力一般控制在0.25Mpa。高压氨水喷洒只有在装煤时进行，靠高压氨水的喷射力在炭化室内产生负压以防止烟尘和煤气外逸，高压氨水压力一般控制在2.5Mpa集气管集气管中的氨水靠集气管坡度及液体的位差流动。集气管一般按0.0060.01的坡度安装（多为0.008）。集气管上还设有清扫氨水喷嘴、蒸汽管和补充清水管。吸气管应为0.010.
9、015的安装坡度。水封阀 当阀盘提起时，盘中因喷洒的氨水而产生约40mm的水封高度阻住炭化室煤气进入集气管。氨水系统包括高压氨水喷洒系统和低压氨水喷洒系统，高压氨水最主要是用来无烟装煤，减少装煤时对环境的污染，而低压氨水喷洒系统则是用来冷却荒煤气的温度，为下部回收车间的操作制造条件。吸气管多数焦炉已经将焦油盒取消，与集气管相连，是荒煤气导出到回收车间的管道。7.焦炉四大车：包括装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车。三.焦炉的三班操作：1.装煤：煤塔贮煤 贮煤塔按其断面形状可分为方形与圆形两种。设计贮煤塔容量一般应保证焦炉有16h的用量，在较好的情况下有效容积只有设计容积的60%-70%，也就是说将有
10、30%-40%的配合煤将贮在煤塔内。所以在规程中规定每半年对贮煤塔要进行一次彻底清扫，煤塔的斗嘴部分为双曲线形状。从贮煤塔取煤通过装煤车贮煤塔取煤，同时从同一排放煤嘴，不准连续放几次煤。每装完一个炭化室后，应按规定从另一排放煤嘴取煤，假如不规定取煤顺序，只从某一排放煤嘴取煤，势必造成这排煤被放空。当配合煤再次送入贮煤塔，必然造成煤料颗粒偏析。2.平煤：通过推焦车的平煤杆把装入炭化室里的煤给平匀，平通，保证上部必须有空间以便荒煤气的流通。 3.推焦： 通过推焦车把炭化室里的焦炭推出到拦焦车上，通过拦焦车导入熄焦车内。4、熄焦：传统的熄焦方法有喷淋式熄焦、低水分熄焦、稳定熄焦，我厂新焦炉采用干法熄焦，老焦炉采用湿法熄焦。干法熄焦是利用冷的惰性气体（燃烧后的废气，如N2等），在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦。
