煉焦生產(chǎn)工藝說明

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1、煉焦生產(chǎn)工藝說明 1 概述 煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到1 000 c左右，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、黏結(jié)、 固化、收縮等階段最終制得焦炭， 這一過程叫高溫?zé)捊?（高溫干餾），簡稱煉焦。 由煉焦可獲得焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和煤氣。焦炭可用于高爐冶煉、鑄造、氣化和化工 等工業(yè)部門作為燃料或原料， 煉焦過程中得到的干餾煤氣經(jīng)回收、 精制得到各種 芳香烴和雜環(huán)化合物，經(jīng)凈化后的焦?fàn)t煤氣是高熱值的燃料。 煤氣可以用來合成氨，生產(chǎn)化學(xué)肥料或用做加熱燃料。煉焦所得到的化學(xué)產(chǎn) 品種類很多，特別是含有多種芳香族化合物，主要有硫銨、吡啶堿、苯、甲苯、 二甲苯、酚、萘、蒽和瀝青等。煉焦化學(xué)工業(yè)能提供農(nóng)業(yè)需要的化學(xué)肥料和農(nóng)藥

2、， 生產(chǎn)合成纖維的原料苯、 塑料，制備炸藥的原料酚以及醫(yī)藥的原料吡啶堿等。 煉 焦化學(xué)工業(yè)可生產(chǎn)很多種產(chǎn)品是煤綜合利用行之有效的方法之一。 2 煉焦工藝 2.1 煉焦用煤 煉焦用煤主要是由焦煤、肥煤、氣煤、瘦煤以及中間過渡型牌號煤類構(gòu)成。 從原料煤帶到焦炭中的灰分、 硫和磷等雜質(zhì)對于煉鐵是極為有害的。 為了除去這 些雜質(zhì)，就需要對原煤進行洗選， 洗選后所得凈煤稱為洗煤或精煤。 各種煤的性 質(zhì)不同在配煤中的作用也不同， 合理配合后可以獲得好的結(jié)焦性配煤， 煉出好的 焦炭。焦煤受熱能形成熱穩(wěn)定性好的膠質(zhì)體，能夠單獨煉成塊度大、裂紋少、耐 磨性好的焦炭。 有的煤種本身雖不能單獨煉成焦炭， 但能

3、與其他煤種配合煉成焦 炭。這樣，將不同煤種按適當(dāng)比例配合、混勻后的煤料稱為配合煤。配煤煉焦擴 大了煉焦的煤資源， 把不能單獨煉成合格焦炭的煤， 經(jīng)過幾種煤的配合可煉出優(yōu) 質(zhì)焦炭，還可以降低煤料的膨脹壓力，增加收縮，利于推焦，并可以提高化學(xué)產(chǎn) 品產(chǎn)率，降低生產(chǎn)焦炭成本。 2.2 煉焦原理 煉焦生產(chǎn)的基本原料是煉焦煤。 將煉焦煤在密閉的焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣高溫加熱， 放出水分和吸附氣體， 隨后分解產(chǎn)生煤氣和焦油等， 剩下以碳為主體的焦炭。 這 種煤熱解過程通常稱為煤的干餾。 煤的干餾分為低溫干餾、 中溫干餾和高溫干餾 三種。它們的主要區(qū)別在于干餾的加熱終溫不同， 低溫干餾在500?600C進行， 中

4、溫干餾在700?800r進行，高溫干餾在 900?1000r進行。目前的煉焦?fàn)t絕 大多數(shù)屬于高溫?zé)捊範(fàn)t，主要生產(chǎn)冶金焦、煉焦煤氣和煉焦化學(xué)產(chǎn)品。 煉焦煤的成焦過程是；當(dāng)煤被加熱到400C左右時，就開始形成熔融的膠質(zhì)體， 并不斷地裂解產(chǎn)生出油氣， 這類油氣經(jīng)過冷凝、 冷卻及回收工藝， 得到各種化工 產(chǎn)品和凈化的焦?fàn)t煤氣。 隨著溫度的不斷升高， 油氣不斷放出， 膠質(zhì)體進一步分 解，部分氣體析出，而膠質(zhì)體逐漸固化成半焦，同時產(chǎn)生出一些小氣泡，成為固 定的疏孔。溫度繼續(xù)升高，半焦收縮，放出一些油氣，最后生成焦炭。 焦炭主要用于煉鐵，焦炭質(zhì)量的好壞對高爐生產(chǎn)有重要作用。為了提高高爐 生產(chǎn)效率，要求焦

5、炭的可燃性好、發(fā)熱值高、化學(xué)成分穩(wěn)定、灰分低、硫和磷等 雜質(zhì)少、粒度均勻、機械強度高、耐磨性好以及要有足夠的氣孔率等。 3 煉焦方法 （1）機械化焦?fàn)t煉焦 機械化焦?fàn)t有多種形式，其結(jié)構(gòu)主要由炭化室、蓄熱室和燃燒室三個部分組 成，此外還有加煤車、推焦車、導(dǎo)焦車和熄焦車等機械結(jié)構(gòu)。 配好的煤料從焦?fàn)t頂部的裝煤孔或機側(cè)（搗固焦）裝入炭化室，由兩側(cè)燃燒 室傳來的熱量將煤料在隔絕空氣的條件下加熱至高溫。 加熱過程中， 煤料熔融分 解所生成的氣態(tài)產(chǎn)物由炭化室頂部的上升管逸出， 導(dǎo)入煤氣凈化處理系統(tǒng)， 可得 到化學(xué)產(chǎn)品及煤氣 ；殘留在炭化室內(nèi)的半焦固化形成焦炭。煤料分解固化過程完 成后，將炭化室兩側(cè)

6、的爐門打開，用推焦機將焦炭推出，落入熄焦車（或干法熄 焦裝置）。赤熱的焦炭可用水熄滅，或用惰性氣體將余熱回收而冷卻，即可得到 焦炭?，F(xiàn)代化機械焦?fàn)t火道溫度較高、炭化室墻面積較大，加熱均勻，焦炭成熟 均勻質(zhì)量好，含揮發(fā)份比較一致，環(huán)境污染較輕。 （2）土法煉焦 煉焦煤（多為單種焦煤、焦肥煤等）在普通黏土磚窯爐內(nèi)，以土法煉焦工藝 生產(chǎn)可燃固體產(chǎn)物的過程稱為土法煉焦。 在爐窯內(nèi)不隔絕空氣的條件下，借助窯爐邊墻的點火孔人工點火，將堆放在 窯內(nèi)的煉焦煤點燃， 靠煉焦煤自身燃燒熱量逐層將煤加熱 ; 煤燃燒產(chǎn)生的廢氣與 未燃盡的大量煤裂解產(chǎn)物形成的熱氣流經(jīng)窯室側(cè)壁的導(dǎo)火道繼續(xù)燃燒， 并將部分 熱傳入

7、窯內(nèi)。高溫燃氣流（800C）夾帶著未燃盡的煤裂解物排入大氣。這個過 程延續(xù)8?11天，焦炭成熟，最后從人工點火孔注水熄焦、冷爐、扒焦。土法 煉焦結(jié)焦周期長，成焦率低，煤耗高，焦炭灰分高。煉焦產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品被燒掉 或隨高溫廢氣流排入大氣，不僅不能綜合利用，還對大氣造成嚴(yán)重污染。 （3）型焦 中國煉焦煤資源雖然豐富， 但其中高揮發(fā)份氣煤占 50%以上，而且多數(shù)煉焦 煤灰分含量高，影響焦炭的質(zhì)量。人們?yōu)榱死梅菬捊姑簽橹黧w的煤料生產(chǎn)焦炭， 采用了型焦工藝。 型焦是由煤粉等型焦用料加壓成型煤，再經(jīng)炭化處理制成的，也有把型煤經(jīng) 氧化熱處理、 型焦炭化爐氧化處理或自熱硬化處理制成型塊。 根據(jù)處理的工

8、藝方 式，可分為冷壓型焦和熱壓型焦。型焦的生產(chǎn)是連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備是密閉的，因此 能有效地控制環(huán)境污染。 4 焦化生產(chǎn)的工藝流程 焦化生產(chǎn)是在生產(chǎn)冶金焦或鑄造焦的同時， 回收焦?fàn)t煤氣及焦?fàn)t煤氣中的化 工產(chǎn)品。焦化生產(chǎn)工藝流程有多種， 目前，國內(nèi)大型焦化行業(yè)的生產(chǎn)工藝大同小 異，基本包含配煤、煉焦、煤氣凈化和化工產(chǎn)品回收系統(tǒng)。一般焦化廠的工藝流 程如圖 1-1 所示。 轉(zhuǎn)運站 然爐V- Mrfttt 3 V1焦化廣生產(chǎn)工藝潼程 (1) 備煤 備煤的任務(wù)是將外來煉焦煤進行貯存、加工成符合焦?fàn)t生產(chǎn)要求的裝爐煤。 外購洗精煤卸入貯煤場，按不同煤種分別打垛，各煤種按配煤要求比例，由堆取

9、 料機送入配煤槽，經(jīng)破碎機破碎后由帶式輸送機送至貯煤塔。 (2) 煉焦 由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔，裝煤車按計劃從煤塔中取煤，經(jīng)計量后 入炭化室內(nèi)。煤料在炭化室內(nèi)經(jīng)過一個結(jié)焦周期的高溫干餾煉成焦炭和粗煤氣。 炭化室內(nèi)的焦炭成熟后， 用推焦機推出。經(jīng)熄焦后送往篩貯焦工段。煤在炭化 室干餾過程中產(chǎn)生的粗煤氣溫度為 650?800C，在橋管內(nèi)被熱循環(huán)氨水噴灑冷 卻至80C左右。煤氣和冷凝下來的焦油同氨水一起經(jīng)吸煤氣管道送入回收系統(tǒng)。 (3) 篩焦 篩焦的任務(wù)是將熄焦后的焦炭進行充分冷卻， 由涼焦臺經(jīng)帶式輸送機送往切 焦機。焦炭經(jīng)切焦，并按要求篩分成不同粒級貯存，等待外運。由焦臺、貯焦場、

10、 篩貯焦樓、焦制樣室以及相應(yīng)的帶式輸送機通，廊和各轉(zhuǎn)運站等設(shè)施組成。 4）煤氣凈化系統(tǒng) 從焦?fàn)t出來的粗煤氣溫度為 650?800r，經(jīng)上升管到橋管，然后到集氣管。 用循環(huán)氨水進行噴灑，使煤氣溫度降低，大部分的水和焦油被冷凝下來，同時， 煤氣中夾帶的煤塵、 焦粉也被捕集下來， 煤氣中的水溶性成分也溶入氨水中。 焦 油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離槽， 分離后氨水循環(huán)使 用，焦油送去集中加工， 焦油渣可回配到煤料中。 煉焦煤氣進入初冷器被直接冷 去卻或間接冷卻至 常溫。此時。殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出 初冷器后的煤氣依次經(jīng)鼓風(fēng)機、電捕焦油器、洗萘塔、脫硫塔、洗氨塔、終冷塔 和洗苯塔，分別將焦油霧、萘、硫化氫、氨、苯系物等回收。與此同時有機硫化 物也被除去。 （5）化工產(chǎn)品精制系統(tǒng) ① 焦油加工?；厥障到y(tǒng)產(chǎn)生的焦油送至焦油加工車間，經(jīng)脫水后進行蒸餾， 生產(chǎn)化工產(chǎn)品如脫晶蒽油、粗蒽、粗酚、工業(yè)萘、精萘、洗油、菲、咔唑、改制 瀝青等。 ② 精苯加工工。 各同收系統(tǒng)產(chǎn)生的苯類產(chǎn)品以及焦油車間產(chǎn)生的粗苯產(chǎn)品送 精苯工段精制，生產(chǎn)化工產(chǎn)品如苯、甲苯、二甲苯等。