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1、ZHJL6060R型热回收焦炉技术与经济介绍二零二零年二月北京众联盛化工工程有限公司目 录1 ZHJL6060R型焦炉开发背景型焦炉开发背景2 ZHJL6060R型焦炉加热原理分析型焦炉加热原理分析3 ZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍4 ZHJL6060R型焦炉型焦炉技术经济比较技术经济比较 附：附： 附图附图1-炉体总图炉体总图 附图附图2-机械断面图机械断面图 附图附图3-平面布置图平面布置图 附表附表1-ZHJL6060R型焦炉燃烧及热量分析计算书型焦炉燃烧及热量分析计算书 附表附表2-ZHJL6060R型炉体计算书型炉体计算书1 1 ZHJL6060RZHJL
2、6060R型焦炉开发背景型焦炉开发背景u目目前前的的冶冶金金专专业业装装备备水水平平和和工工艺艺路路线线决决定定了了未未来来相相当当长长的的一一段段时时间间内内焦焦炭炭仍仍将将是是钢钢铁铁行行业业必必不不可可少少的的原原材材料料，目目前前世世界界焦焦炉炉的的两两大大流流派派是是以以美美国国及及澳澳大大利利亚亚为为首首的的热热回回收收焦焦炉炉和和以以德德国国、乌乌克克兰兰、日日本本以以及及我我国国等等，有有化化产产回回收收的的焦焦炉炉，有有回回收收焦焦炉炉在在炼炼焦焦生生产产过过程程中中溢溢出出的的油油汽汽混混合合物物导导出出焦焦炉炉，经经过过降降温温- -静静置置- -吸吸收收等等物物理理化化
3、学学方方式式将将导导出出焦焦炉炉的的煤煤气气中中的的物物质质进进行行逐逐项项分分离离，形形成成焦焦油油和和粗粗苯苯产产品品，然然后后将将一一部部分分煤煤气气给给焦焦炉炉进进行行加加热热，剩剩余余煤煤气气去去生生产产甲甲醇醇、LNGLNG、石石蜡蜡等等化化工工产产品品，这这样样使使炼炼焦焦生生产产过过程程中中产产生生的的化化学学产产品品进进行行了了有有效效回回收收利利用用，由由于于世世界界石石油油天天然然气气工工业业的的大大规规模模发发展展和和美美国国近近年年来来能能源源政政策策的的调调整整，使使国国际际原原油油价价格格长长期期徘徘徊徊在在50-6050-60美美元元/ /桶桶之之间间。化化产产
4、品品价价格格也也受受到到了了抑抑制制。同同时时中中国国环环保保部部门门的的超超低低排排放放要要求求，使使得得有有回回收焦炉生产的化产品效益越来越低，降低了应有的利润空间。收焦炉生产的化产品效益越来越低，降低了应有的利润空间。1 1 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉开发背景型焦炉开发背景F热回收焦炉则是将炼焦过程中产生的混合气体在炉体内全部燃烧，燃烧产生的热量部分维持焦炉生产，多余的热量通过烟道排出焦炉，而在烟道上采用换热装置吸收余热产生蒸汽去发电。北京众联盛化工工程有限公司通过对有回收和热回收焦炉的数据分析、收益评价后得出，热回收焦炉比有回收焦炉投资收益率提高8%。同时环保效益显著，
5、投资成本降低，吨焦投资降低100元左右。 F热回收型焦炉分为卧式和立式两种结构，其炭化室为负压操作。因其炭化室为负压操作且不回收化产品，故其在炼焦过程中无水污染问题，且其带来大气污染和粉尘污染远低于有回收焦炉。鉴于热回收焦炉带来的污染问题远低于有回收焦炉，故其污染治理难度及治理费用远低于有回收焦炉，其符合我国当今绿色环保与经济和谐并行发展的理念。1 1 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉开发背景型焦炉开发背景国内现有热回收焦炉，存在以下问题： （1）卧式热回收型焦炉占地面积大，焦炭烧损率高、空气自然吸入不宜调节，自动化程度低等问题；（2）立式热回收型焦炉虽然占地面积小，无焦炭烧损率，但
6、其燃烧室墙和烟道易烧损，影响炉体寿命。其空气为自然吸入，且其空气未分段和无自动化控制，导致高向加热差及加热系统调节滞后，影响焦炭质量。1 1 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉开发背景型焦炉开发背景 综综上上所所述述，为了适应新形势发展的需要，众联盛公司对国内外已有的热回收焦炉进行调查研究、分析对比后、不断创新、研究开发出符合焦化行业准入条件的ZHJL6060R立式热回收焦炉，其借鉴了热回收焦炉的燃烧原理，在焦炉热量的供给时进行了热量平衡分配和传热方式的改进。同时利用有回收焦炉成熟的焦炉机械和环保配套设备，从而形成具有自主知识产权的新型环保型热回收焦炉。2 2 ZHJL6060RZHJ
7、L6060R型焦炉加热原理分析型焦炉加热原理分析 立立式式热热回回收收焦焦炉炉与与有有回回收收焦焦炉炉作作为为生生产产焦焦炭炭的的2 2种种炉炉型型，炼炼焦焦煤在这煤在这2 2种炉型成焦原理相同，但加热方式不同。具体表现为：种炉型成焦原理相同，但加热方式不同。具体表现为： 煤煤在在立立式式热热回回收收焦焦炉炉与与有有回回收收焦焦炉炉中中的的成成焦焦机机理理相相同同，成成焦焦过过程程均均为为非非稳稳态态过过程程，干干馏馏产产生生的的荒荒煤煤气气量量也也为为非非稳稳态态过过程程，整整个个结结焦焦过过程程产产生生的的荒荒煤煤气气量量基基本本相相同同，荒荒煤煤气气组组分分基基本本相相同同。其其中中荒荒
8、煤气组分主要由干焦炉煤气、焦油、粗苯（含萘）、气态水等组成。煤气组分主要由干焦炉煤气、焦油、粗苯（含萘）、气态水等组成。 煤煤在在立立式式热热回回收收焦焦炉炉与与有有回回收收焦焦炉炉中中的的加加热热方方式式不不同同，有有回回收收焦焦炉炉的的加加热热煤煤气气供供应应稳稳定定，其其在在燃燃烧烧室室的的燃燃烧烧属属于于稳稳态态燃燃烧烧，而而立立式式热热回回收收焦焦炉炉的的加加热热煤煤气气量量来来自自于于干干馏馏过过程程瞬瞬时时产产生生的的荒荒煤煤气气量量，由由于于干干馏馏过过程程中中荒荒煤煤气气的的发发生生量量为为不不稳稳态态过过程程，故故立立式式热热回回收收焦炉煤气在燃烧室燃烧时也为非稳态过程。焦
9、炉煤气在燃烧室燃烧时也为非稳态过程。2 2 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉原理分析型焦炉原理分析 虽虽然然煤煤干干馏馏过过程程中中的的干干煤煤气气析析出出过过程程为为非非稳稳态态过过程程，但但其其发发生生量量及及成成分分依依然然有有理理论论数数据据支支持持。据据此此，我我司司通通过过对对结结焦焦过过程程中中析析出出的的荒荒煤煤气气组组分分及及数数量量的的计计算算和和分分析析，确确定定了了采采用用2-12-1串串序序的的出出焦焦方方式式可可使使ZHJL6060RZHJL6060R型型热热回回收收焦焦炉炉在在整整个个结结焦焦过过程程中中加加热热相相对对稳稳定定，可可使使ZHJL6060
10、RZHJL6060R型型热热回回收收焦焦炉炉煤煤气气加加热热系系统统实实现现自自动动控控制制。（下下图图为为2-12-1串序时串序时ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉的热量平衡曲线）型焦炉的热量平衡曲线）2 2 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉原理分析型焦炉原理分析1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445460 05050100100150150200200250250300300废气带走热量(万kcal)热损失带走热量(万kcal)需求
11、的热量(万kcal)供给的热量(万kcal)2-12-1串序时串序时ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉的热量平衡曲线型焦炉的热量平衡曲线3 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉的炉体主要参数型焦炉的炉体主要参数 ZHJL6060R型焦炉炉体分为三部分，自下而上依次为烟道、炭化室-燃烧室、炉顶。炉体总图见附图1序号序号名称名称单位单位数值数值1 1炭化室全长炭化室全长mmmm16000160002 2炭化室全高炭化室全高 mmmm600060003 3炭化室平均宽炭化室平均宽 mmmm600600炭化
12、室锥度炭化室锥度mmmm40404 4燃烧室平均宽燃烧室平均宽mmmm9009005 5炭化室中心距炭化室中心距mmmm150015006 6燃烧室立火道中心距燃烧室立火道中心距mmmm5105107 7煤饼尺寸煤饼尺寸mmmm15000x510x560015000x510x56008 8结焦时间结焦时间h h45459 9单孔产焦量单孔产焦量吨吨/ /年年约约660066003 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 ZHJL6060R ZHJL6060R型焦炉的特点型焦炉的特点 l单单个个炭炭化化室室高高峰峰时时所所产产煤煤气气可可供供相相邻邻多多
13、个个燃燃烧烧室室加加热热使使用用，实实现现焦炉生产过程合理的热量平衡。焦炉生产过程合理的热量平衡。l焦焦炉炉装装煤煤推推焦焦为为2-12-1串串序序，保保证证焦焦炉炉纵纵向向加加热热的的均均匀匀性性。采采用用分分段段供供入入空空气气的的方方式式，使使煤煤饼饼高高向向加加热热均均匀匀。焦焦炉炉加加热热及及调调节节采采用用自自动动控控制制，使使每每个个立立火火道道空空气气供供入入与与单单位位时时间间内内所所产产的的煤煤气气相相匹匹配配，保保证证焦炉煤气在炉体内完全燃烧。焦炉煤气在炉体内完全燃烧。l焦炉底部设置空气预热通道，热空气自炉底通道被抽出后进入燃烧焦炉底部设置空气预热通道，热空气自炉底通道被
14、抽出后进入燃烧室，降低焦炉顶板的温度减少高温事故，而且回收了热量。室，降低焦炉顶板的温度减少高温事故，而且回收了热量。3 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介型焦炉炉体及工艺介绍绍l与与卧卧式式热热回回收收焦焦炉炉比比，不不存存在在炼炼焦焦煤煤的的烧烧损损问问题题、其其结结焦焦时时间间可可以以缩缩短至短至4545小时、焦炉热工效率高，可生产优质冶金焦和铸造焦。小时、焦炉热工效率高，可生产优质冶金焦和铸造焦。 l炉门采用双密封结构，减少炭化室空气漏入，降低焦炭的烧损。炉门采用双密封结构，减少炭化室空气漏入，降低焦炭的烧损。l比卧式热回收焦炉更便于配套成熟的干熄焦技术。比卧式
15、热回收焦炉更便于配套成熟的干熄焦技术。l与卧式热回收焦炉比，占地面积小与卧式热回收焦炉比，占地面积小, ,投资可节约投资可节约10%10%左右左右, ,余热全部回收余热全部回收后，吨焦发电量达到了后，吨焦发电量达到了1100-1200KWH1100-1200KWH。l运用成熟捣固焦炉的装煤出焦熄焦除尘技术，有效解决了装煤出焦烟尘运用成熟捣固焦炉的装煤出焦熄焦除尘技术，有效解决了装煤出焦烟尘治理和红焦热能利用问题治理和红焦热能利用问题。3 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 ZHJL6060R ZHJL6060R型焦炉的炉体强度型焦炉的炉体强度 按按
16、照照焦焦化化设设计计参参考考资资料料中中对对焦焦炉炉炉炉体体强强度度的的计计算算公公式式，ZHJL6060RZHJL6060R型型焦焦炉炉炉炉体体强强度度满满足足捣捣固固炼炼焦焦技技术术规规范范（YB/T4555-YB/T4555-2017)2017)对对捣捣固固焦焦炉炉炉炉体体极极限限侧侧负负荷荷大大于于0.11kg/cm0.11kg/cm2 2的的要要求求。炉炉体体强强度度计算结果见下表计算结果见下表 3 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉的炉体强度表型焦炉的炉体强度表 炉型有关参数炉型有关参数ZHJ
17、L6060R炭化室高炭化室高mmmm6000炭化室宽炭化室宽mmmm600炭化室中心距炭化室中心距mmmm1500静力静力 压应力压应力5.699强度强度 拉应力拉应力1.41 kg/cm2 kg/cm2剪应力剪应力1.488 炉墙炉墙 P0.12 极限极限 侧负荷侧负荷 kg/cm2 kg/cm23 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 年产100万吨焦炭ZHJL6060R型热回收焦炉，其主要配套有备煤、筛焦、炼熄焦（包括干熄焦）、余热锅炉、汽机发电装置，烟气脱硫脱硝装置等。以下主要对炼熄焦、余热锅炉、汽轮机发电做简要介绍。 炼熄焦炼熄焦 按按照照
18、年年产产100100万万吨吨焦焦炭炭生生产产规规模模计计，需需建建设设2 2组组2x412x41孔孔ZHJL6060RZHJL6060R型型焦焦炉炉，并并配配置置一一座座捣捣固固煤煤塔塔。配配套套2 2座座地地面面除除尘尘站站一一套套干干熄熄焦焦装装置置及及2 2套套湿湿法法熄熄焦焦装装置置。当当干干熄熄焦焦年年修修或或出出现现故故障障时时，利利用用备备用用的的湿湿法法熄熄焦焦系系统统处理焦炉生产的焦炭。处理焦炉生产的焦炭。 焦焦炉炉机机械械：装装煤煤车车、推推焦焦车车、拦拦焦焦车车、湿湿法法熄熄焦焦车车各各2 2台台，电电机机车车2 2台，干熄焦罐台，干熄焦罐3 3台。台。 焦炉铁件设备：炉
19、门、炉门框、保护板、炉柱、看火孔。焦炉铁件设备：炉门、炉门框、保护板、炉柱、看火孔。 3 3 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉炉体及工艺介绍型焦炉炉体及工艺介绍 余热锅炉余热锅炉 一一套套处处理理能能力力为为125t/h125t/h的的干干熄熄焦焦装装置置，需需配配套套1 170t/h70t/h干干熄熄焦焦余余热热锅锅炉炉1 1台产生高温高压蒸汽，蒸汽压力台产生高温高压蒸汽，蒸汽压力9.81MPa9.81MPa，温度，温度540540。 本本工工程程共共有有4 4座座焦焦炉炉，每每两两座座焦焦炉炉烟烟气气量量合合计计为为30.630.6万万NmNm3 3/h/h，烟烟气气温温度度11
20、501150；利用高温烟气可产生高温高压蒸汽量约；利用高温烟气可产生高温高压蒸汽量约160t/h160t/h。 因因此此可可配配套套1x 1x 170t/h170t/h烟烟气气余余热热锅锅炉炉2 2台台产产生生高高温温高高压压蒸蒸汽汽， 蒸蒸汽汽压压力力：9.81MPa9.81MPa，温度：，温度：540540； 汽机发电系统汽机发电系统 由由一一台台干干熄熄焦焦废废热热锅锅炉炉和和2 2台台烟烟气气余余热热锅锅炉炉产产生生的的蒸蒸汽汽合合并并成成一一根根母母管管后后，送送至至汽汽轮轮发发电电厂厂房房。汽汽机机选选型型为为60MW60MW抽抽凝凝式式汽汽轮轮发发电电机机共共2 2台台组成机组进
21、行余热发电。组成机组进行余热发电。 汽汽轮轮发发电电机机系系统统主主要要包包括括：汽汽轮轮机机、发发电电机机、凝凝结结水水泵泵、射射水水泵泵等。等。 4 4 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉技术经济比较型焦炉技术经济比较 按年产年产按年产年产100100万吨焦炭计，我们对万吨焦炭计，我们对ZHJL6060RZHJL6060R型热回收焦炉与型热回收焦炉与常规常规5.5m5.5m机焦炉技术经济进行了对比，情况如下：机焦炉技术经济进行了对比，情况如下：产品方案对比表产品方案对比表 5.5m焦炉焦炉ZHJL6060R型焦炉型焦炉产品名称产品名称单位单位年产量年产量备注备注产品名称产品名称单位
22、单位年数年数量量备注备注焦炭焦炭万万t100焦炭焦炭万万t100焦油焦油万万t4.49电电亿度亿度10.4外供电外供电粗苯粗苯万万t1.43硫铵硫铵万万t1.27硫磺硫磺万万t0.29甲醇甲醇万万t104 4 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉技术经济比较型焦炉技术经济比较原料原料/ /动力动力/ /公辅消耗对比表公辅消耗对比表 5.5m5.5m焦炉焦炉ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉型焦炉名称名称单位单位数量数量名称名称单位单位数量数量干煤干煤万万t/at/a131131干煤干煤万万t t131131硫酸硫酸(92.5%)(92.5%)t/at/a1000010000电电亿
23、度亿度0.60.6洗油洗油t/at/a992992水水万万t/at/a100100碱液（碱液（40%40%）t/at/a19001900PDSPDS催化剂催化剂t/at/a1414甲醇催化剂甲醇催化剂t/at/a700700水水万万t/at/a180180电电亿度亿度/a/a1.361.364 4 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉技术经济比较型焦炉技术经济比较投资及收益投资及收益对比表对比表 5.5m5.5m焦炉（万元）焦炉（万元）ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉（万元）型焦炉（万元）名称名称单位单位指标指标备注备注名称名称单位单位指标指标备注备注项目总投资项目总投资万元万
24、元144093144093项目总投资项目总投资万元万元9917799177 年销售收入年销售收入万元万元192839192839 年销售收入年销售收入万元万元186540186540 投资回收期投资回收期年年6.156.15税前税前 投资回收期投资回收期年年5.225.22税前税前投资回收期投资回收期年年7.427.42税后税后投资回收期投资回收期年年6.346.34税后税后全投资内部收全投资内部收益率益率% %14.0214.02税后税后全投资内部收全投资内部收益率益率% %17.7617.76税后税后4 4 ZHJL6060RZHJL6060R型焦炉技术经济比较型焦炉技术经济比较 综综上上所所述述，ZHJL6060RZHJL6060R型型焦焦炉炉除除了了显显著著的的环环保保效效益益和和社社会会效效益益，还还有有明明显显的的经经济济效效益益，未未来来的的焦焦炉炉将将会会随随着着社社会会的的进进步步而而实实现现全全流流程程效效益益优优化化，热热回回收收焦焦炉将会显示出全流程的综合效益。炉将会显示出全流程的综合效益。
