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1、摘 要随着炼铁和其他相关行业的发展，焦炭的需求量也越来越大，焦化厂的建设正在突飞猛进。因此，进行炼焦车间设计具有重要的意义。首先，根据我国煤种的特点，选择了相应煤种以及配煤比，并对备煤工艺进行了初步的设计。本设计的重点是武汉某地某焦化公司拟新建一组年产量为70万吨干全焦的焦炉的工艺设计。根据实际情况，通过焦炉炉型和炭化室尺寸的选择及论证，在国家产业政策规定范围内，对炭化室孔数计算后，选取一组252孔4.3m JN43型焦炉。这种焦炉为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入式焦炉。同时，对焦炉的物料平衡、热量平衡、蓄热室、炉体水压以及烟囱高度进行了工艺计算；计算得出，蓄热室高度为2.16
2、米，烟囱高度为80米；另外，合理选择了炉间台和炉端台尺寸，并对各层空间的利用进行了分布布置。对焦炉设备以及辅助设备等进行了选型；对主要的技术操作和生产控制技术进行了说明，并编制了循环推焦图表。最后，对生产的一些辅助设施进行了介绍。关键词： 煤炭； 炼焦； 焦炉； 焦炭AbstractWith the iron-making and other relative industries development, the coke demand is growing and the coking plant is constructed by leaps and bounds. Thus, Coki
3、ng Workshop design is of great significance. First, according to the nature of coal in China, the coal blending ratio was selected and coal preparation technology was also designed. The focus of this design was to develop a whole process of coking for a coking plant with an annual output of 700,000
4、tons of dry coke in Wuhan. Based on feasibility studies and the national industrial policy, and according to the calculation of coke chamber size, a group of 2 52 holes and 4.3m coke oven was devised in this design. This Coke Oven has double-fire, the exhaust cycle, coke oven gas under spraying, bla
5、st furnace gas blows-into aside. The Material balance, heat balance, regenerator, hydraulic pressure and the height of the chimney were calculated for the coke oven.The regenerator height was 2.16 m, the chimney height was 80 m. In addition, the size of the platform between and on the top of the fur
6、nace was properly selected, and floor space distribution and usage was arranged. The Coke Oven equipments and ancillary equipments were selected; the main technical operations and production control techniques were described and cycle pushing Coke chart was developed; Some ancillary production facil
7、ities were introduced in the end.Key wods: Coal; Coking; Coke oven; Coke目 录1 绪论11.1 炼焦的意义11.2 国内外炼焦技术现状和发展趋势11.3 设计依据31.4 设计总说明52 原料与产品62.1 我国炼焦煤资源与煤质特点62.2 配煤方案62.3 选用的原料煤性质以及相应的配合煤质量82.4 原料煤、蒸汽、电、水、煤气的年耗量82.5 焦炭质量估计，全焦及各级焦炭年产量102.6 出炉煤气组成与净煤气年产量103 炼焦车间工艺方案123.1 炼焦生产工艺选择123.2 炼焦炉炉型和炭化室尺寸的对比、论证及选择1
8、33.2.1 焦炉炉型的选择133.2.2 炭化室尺寸的选择153.3 各专业车辆的台数及配置153.4 炉组布置，炉间台、炉端台的尺寸及各层空间的利用173.4.1 炉组布置173.4.2 炉间台、炉端台的尺寸以及各层空间的利用。183.5 管道布置以及烟道和烟囱位置讨论203.6 焦炉辅助设施204 工艺计算214.1 炭化室的物料衡算214.2 炼焦炉的热量衡算254.3 焦炉的蓄热室计算304.4 焦炉炉体水压计算354.5 烟囱计算475 焦炉机械设备及附属设备的选择、计算545.1 各专业车辆、交换机、筛分设备、空气压缩机的特性及主要技术参数545.2 护炉设备的结构形式以及规格5
9、55.3 集气系统以及辅助管道的作用，结构形式及集气管径的计算和选择575.4 加热煤气设备的结构及管径的计算、选择605.5 废气设备和交换传动装置的结构形式626 主要技术操作与生产控制技术646.1 推焦串序的决定及本车间的循环推焦表646.2 焦炉的加热制度656.3 焦炉正常操作中的主要规定666.4 焦炭质量检查项目及取样地点676.5 炼焦炉所用仪表及自动调节装置677 生产辅助设施697.1 总图运输697.2 建筑与结构707.3 通风717.4 热力717.5 给水排水717.6 电力及电讯727.7 仪表自动化727.8 工程概算727.9 环境保护737.10 焦炉节能
10、738 结束语75参考文献76致谢771 绪论1.1 炼焦的意义由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造、气化和化工等工业部门作为燃料或原料；炼焦过程中得到的干馏煤气经回收、精制得到各种芳香烃和杂环化合物，供合成纤维、染料、医药、涂料和国防等工业作原料；经净化后的焦炉煤气既是高热值燃料，又是合成氨的、合成燃料和一系列有机合成的工业原料1。高炉的大型化和高压喷吹技术的发展，对焦炭质量的要求日益严格。随着人们对高炉内焦炭行为的了解，传统的冷态强度、化学成分、和筛分组成等指标已不足以全面评定焦炭的质量。另一方面由于世界优质炼焦煤明显短缺，优质煤炭与低质煤炭间的矛盾日益尖锐。他们推动着配煤炼焦和非炼焦煤
11、炼焦技术的发展。1.2 国内外炼焦技术现状和发展趋势我国焦化工业的现状概括起来是：在主要技术环节上，取得了可喜的成就，在很多方面赶上和接近世界先进水平。但由于多种原因，在总体上说，我国焦化工业与国外比还有不少差距2。主要技术环节取得了可喜成就：（1） 焦炉技术的掌握上已进入世界先进行列。对炭化室高8米 的焦炉已于80 年代完成了工业生产试验，我国已有能力进行炭化室高8米大容积焦炉的设计，宝钢焦化厂和浦东煤气厂建成了干熄焦装置；（2） 焦炉放散物控制有了良好的开端，污水处理技术特别是焦化污水生物脱氮技术已走到世界前列；（3） 备煤工艺的机械化和自动化水平有了很大的提高。煤料的卸、贮、运的生产线在
12、设备和工艺上已形成系列；自动配煤已有了比较可靠稳定的系统；高效节能的粉碎设备已在应用；检测和控制系统有了较大的提高；（4）对型焦进行了多年的研究和技术储备，在西北已建成投产一套热压型焦的工业装置，另一套基本相同的装置也正在另一地区筹建中，这是我国焦化界的新成就；（5） 焦化工业是以煤的热裂解工艺为核心的，近几年来，通过开发煤的快速热裂解产生接近焦炉煤气的热裂解气和半焦新工艺，大连理工大学在辽宁平庄煤矿建成了日处理褐煤150吨 的工业装置，该装置已经过国家验收，开辟了褐煤利用的新途径。经过改进的不同类型的连续直立炉干馏工艺，已在一些煤气厂建成并运行，所生产的低灰低硫焦炭可作为铁合金用焦；（6）焦
13、化工业自动化水平有了很大提高。各企业对提高生产工艺自动化更加重视，基础自动化水平有了较大的发展，PS 和DCS 系统已在新建和改建的焦化厂中广泛应用，并掌握了组态、编程以及信号传输等技术；总体（ 电控、仪表及计算机） 控制水平有了大幅度提高；有些企业已向计算机管理方向发展，如生产数据的收集和整理等；焦炉加热用计算机控制和调节已取得了进展2。我国焦化工业与世界先进水平的差距我国焦化工业与世界先进水平的差距主要表现在焦炭质量差、环境污染较重、焦炉炉龄较短、小型焦化厂偏多、工艺技术和关键设备国产化不够。焦化企业数量多、规模小；炼焦工艺与煤炭资源不适应。我国高挥发分弱粘结煤的贮量很大，捣固炼焦工艺和配
14、型煤工艺对增加弱粘煤用量是行之有效的，而我国捣固焦炉甚少，只占焦炭生产能力的1.8%，而且炭化室都比较小，配型煤工艺也只有宝钢一家应用。由于炼焦工艺与煤炭资源的不适应，也在一定程度上影响了焦炭质量；环境污染较严重。焦化工业是污染环境的大户，其污染物包括粉尘、有害气体和污水，而焦炉又是散发污染物的重点。装煤放散物控制，虽然大型焦炉都装设了高压氨水抽吸装置，但相当多的焦炉由于种种原因效果不佳。设有地面站的装煤放散物控制装置的焦化厂只有宝钢一家。在污水处理方面，80 年代以来，新建和扩建的大中型焦化厂中建成了几十套污水处理装置。一般说来，对酚的脱除已达到标准，但对氰和COD的脱除，不少焦化厂与国家标
15、准还有距离。氨氮脱除还刚刚开始。至于大量的小型焦化厂，由于工艺不完善，烟尘、有害气体和污水对环境的污染状况仍相当严重；焦炉容积偏小，运转设备的性能差。我国焦炉最高炭化室为6米，最大的容积是38.5m3，但生产能力只占全国机焦产量的14%左右，国外这样的焦炉只能算作中型焦炉。由于焦炉容积偏小，在相当程度上也加重了焦炉对环境的污染；焦炉炉龄短。我国焦炉的一代炉龄平均为2425a，少数的长寿炉炉龄为30a，有的几年或十几年就严重损坏。而国外的焦炉炉龄大多数在30a 以上，甚至达40a。我国焦炉早衰的原因很多，其中管理维护不善，不按焦炉的特点即“焦炉技术管理规程”规定的要求操作是最主要的原因。令人焦虑的是当前不少焦化厂都面临主要领导干部、技术骨干和工人的新老交替，对各自焦炉的特性都不可避免地要有一个由表及里的认识过程，这就更要重视焦炉的维护管理。特别是在资金紧张的条件下，管理维护好焦炉，延长其使用寿命是十分重要的课题。随着世界炼焦技术的发展, 焦炉逐步向大型化发展。目前世界上最现代化的室式顶装焦炉已在德国的斯威尔根焦化厂建成, 该焦炉代表了当今世界室式炼焦技术的最高水平。该焦炉有双联火道、废气循环、复热式、分段加热的特
