煤炭深加工畢業(yè)論文.doc

作者：申嘉錫 論文題目：焦化廠化產(chǎn)工藝流程的研究與思考 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文） 焦化廠化產(chǎn)工藝流程的研究與思考 所屬系部 煤炭化工系 所學(xué)專(zhuān)業(yè) 煤炭深加工與利用 班 級(jí) 0901 班 學(xué)生姓名 申嘉錫 指導(dǎo)教師 郭景念 張秀玲 職 稱(chēng) 學(xué)生 2012 年 6 月 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 目 錄 概述 第一章 化產(chǎn)工藝流程 第一節(jié) 冷鼓工段工藝流程 3 第二節(jié) 循環(huán)水工藝流程 3 第三節(jié) 脫硫及硫回收系統(tǒng) 4 第四節(jié) 硫胺系統(tǒng) 4 第五節(jié) 粗苯系統(tǒng) 4 第六節(jié) 化產(chǎn)工藝流程圖 5 第二章第二章 冷鼓工段主要設(shè)備及工作原理冷鼓工段主要設(shè)備及工作原理 第一節(jié) 橫管式初冷器的工作原理.6 第二節(jié) 鼓風(fēng)機(jī)的工作原理.6 第三節(jié) 電捕焦油器的工作原理 7 致謝 = 作者：申嘉錫 論文題目：焦化廠化產(chǎn)工藝流程的研究與思考 3 眾所周知，山西是一個(gè)煤炭大省。煤炭由高溫?zé)捊沟玫降慕固靠晒└郀t冶煉、鑄 造、氣化和化工等工業(yè)部門(mén)作為燃料和原料：煉焦過(guò)程中得到的干餾煤氣經(jīng)回收、精 制可得到各種芳香烴和雜環(huán)混合物，供合成纖維、醫(yī)藥、染料、 涂料和國(guó)防等工業(yè)做 原料：經(jīng)凈化后的焦?fàn)t煤氣既是高熱值燃料，也是合成氨、合成燃料和一系列有機(jī)合 成工業(yè)的原料。因此，高溫?zé)捊共粌H是煤綜合利用的重要途徑，也是冶金工業(yè)的重要 組成成分。 第一章 化產(chǎn)工藝流程 第一節(jié)第一節(jié) 冷鼓工段工藝流程冷鼓工段工藝流程 來(lái)自82 83的荒煤氣，帶著焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，氣液分 離后荒煤氣進(jìn)入橫管初冷器，在此分兩段冷卻：上段采用32循環(huán)水、下段采用16 制冷水將煤氣冷卻至22。冷卻后的煤氣進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入電捕焦油器，除 掉其中夾帶的焦油霧后煤氣被送至脫硫工段。 初冷器中段和下段排出的冷凝液進(jìn)入冷凝液循環(huán)槽，由冷凝液循環(huán)泵送入初冷器 下端循環(huán)噴灑，如此循環(huán)使用，多余部分送機(jī)械化氨水澄清槽。 從氣液分離器出來(lái)的焦油、氨水進(jìn)入機(jī)械化焦油氨水澄清槽，經(jīng)澄清分離后，上 部氨水送至循環(huán)氨水槽，由循環(huán)氨水泵及高壓氨水泵送往煉焦工段供冷卻荒煤氣和集 氣管吹掃及無(wú)煙裝煤使用。剩余氨水則由剩余氨水泵送至硫銨工段蒸氨。分離出的焦 油至焦油中間槽貯存，當(dāng)達(dá)到一定液位時(shí)，用焦油泵將其送至焦油槽。焦油需外售時(shí) ，有焦油泵送往裝車(chē)臺(tái)裝車(chē)外售。 機(jī)械化氨水澄清槽和機(jī)械化焦油澄清槽底部沉降的焦油渣，排入焦油渣車(chē)，定期 送往煤場(chǎng)配煤。 冷凝鼓風(fēng)工段所有貯槽的放散氣均經(jīng)排氣風(fēng)機(jī)接至排氣洗凈塔，由硫銨工段來(lái)的 蒸氨廢水洗滌后排放至大氣。塔底廢水由排氣洗凈廢水泵送生化處理。 第二節(jié)第二節(jié) 循環(huán)水工藝流程循環(huán)水工藝流程 由循環(huán)水池來(lái)的循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵加壓后分別供給橫管初冷器一段、風(fēng)機(jī)油冷卻 器、予冷塔換熱器，氨水廢水冷卻器、氨分縮器，粗苯冷凝冷卻器，一段油水換熱器、 空壓站。大部分回水進(jìn)入涼水架，經(jīng)三臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)冷卻后，自流入循環(huán)水池，少部分 回水經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾雜質(zhì)后回循環(huán)水池。 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 由廠區(qū)生產(chǎn)生活水管來(lái)的清水分別經(jīng)進(jìn)入、段循環(huán)水池。由制冷水池來(lái)的水， 經(jīng)制冷泵加壓后進(jìn)入制冷機(jī)冷卻到 16后，分別進(jìn)入初冷器二段、終冷塔冷卻器及粗 苯冷凝冷卻器，二段油水換熱器，氨冷卻器回水進(jìn)入制冷水池循環(huán)使用。 25制冷機(jī)冷卻水由冷卻水泵制冷機(jī)冷卻后到 32回涼水架風(fēng)扇冷卻后，從塔下 水池進(jìn)入冷卻水池，再入冷卻水泵。完成一個(gè)循環(huán) 第三節(jié)第三節(jié) 脫硫及硫回收系統(tǒng)脫硫及硫回收系統(tǒng) 來(lái)自鼓冷工段的粗煤氣進(jìn)入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫液逆流接觸洗滌后， 吸收煤氣中的 h2s硫化氫和 hcn氰化氫等物質(zhì),脫除后的煤氣，全部送至硫銨工段。 從脫硫塔下部流出的脫硫液經(jīng)脫硫塔液封槽至溶液循環(huán)槽，另有催化劑儲(chǔ)槽補(bǔ)充 滴加催化后，用溶液循環(huán)泵抽送至再生塔，與空壓站來(lái)的壓縮空氣并流再生，再生后 的脫硫液脫硫液返回脫硫塔塔頂噴淋脫硫。從再生塔頂浮選出的硫泡沫自流入泡沫槽， 在此攪拌、加熱、沉淀、分離后，經(jīng)硫泡沫泵加壓后送熔硫釜連續(xù)熔硫，生產(chǎn)硫磺外 售。熔硫釜排出的清液進(jìn)入溶液緩沖槽沉淀冷卻后，清液溢流進(jìn)入地位槽，然后由液 下泵送至溶液循環(huán)槽。由鼓冷來(lái)的剩余氨水與老廠的剩余氨水混合后，加入含氫氧化 鈉（42%naoh）的堿液，與從蒸氨塔底來(lái)的蒸氨廢水在氨水換熱器中換熱，進(jìn)入蒸氨塔。 在蒸氨塔中被蒸汽直接蒸餾，蒸出的氨汽入氨分縮器，用循環(huán)水冷卻，冷凝下來(lái)的液 體入蒸氨塔頂作回流，未冷凝的氨汽進(jìn)入氨冷凝冷卻器冷凝成濃氨水送至溶液循環(huán)槽 作為脫硫補(bǔ)充液。塔底排出的蒸氨廢水在氨水換熱器中與剩余氨水換熱后，入廢水槽， 并由廢水泵加壓、廢水冷卻器冷卻后送生化處理。 第四節(jié)第四節(jié) 硫胺系統(tǒng)硫胺系統(tǒng) 由脫硫及硫回收工段送來(lái)的煤氣經(jīng)煤氣預(yù)熱器預(yù)熱后，進(jìn)入噴淋式飽和器上段的 噴淋室，在此煤氣與循環(huán)母液充分接觸，使其中的氨被母液吸收。煤氣經(jīng)飽和器內(nèi)的 除酸器分離酸霧后送至洗脫苯工段。 在飽和器的母液中不斷有硫銨晶體生成，用結(jié)晶泵將其連同一部分母液送至結(jié)晶 槽分離，然后經(jīng)離心機(jī)分離、螺旋輸送機(jī)輸送至振動(dòng)硫化床干燥器干燥后入硫銨貯斗 貯存、稱(chēng)重、包裝即可外售。 在飽和器下段結(jié)晶室上部的母液，用循環(huán)泵連續(xù)送至上段噴淋室噴灑，吸收煤氣 中的氨，并循環(huán)攪動(dòng)母液以改善硫銨的結(jié)晶過(guò)程。 噴淋室溢流的母液入滿(mǎn)流槽，將少量的酸焦油分離，分離酸焦油后的母液入母液 貯槽，經(jīng)小母液泵加壓后送噴淋室噴淋。 作者：申嘉錫 論文題目：焦化廠化產(chǎn)工藝流程的研究與思考 5 補(bǔ)充濃硫酸由硫酸高位槽自流至滿(mǎn)流槽補(bǔ)入系統(tǒng)中。由振動(dòng)硫化床干燥器排出的 尾氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器捕集夾帶的細(xì)粒硫銨結(jié)晶后，由排風(fēng)機(jī)抽送至霧膜水浴除塵器進(jìn)行 濕式再除塵，最后排入大氣。 第五節(jié)第五節(jié) 粗苯系統(tǒng)粗苯系統(tǒng) 來(lái)自硫銨工段的粗煤氣，經(jīng)終冷塔冷卻后從洗苯塔底部入塔，由下而上經(jīng)過(guò)洗苯 塔填料層，與塔頂噴淋的循環(huán)洗油逆流接觸，煤氣中的苯被循環(huán)洗油吸收，再經(jīng)過(guò)塔 的脫除霧滴后離開(kāi)洗苯塔，其中一部分送焦化裝置，剩余部分外供煤氣用戶(hù)。 洗苯塔底富油經(jīng)富油泵加壓后送至粗苯冷凝冷卻器，與脫苯脫頂粗苯汽換熱，將 富油預(yù)熱至 60左右，然后至油油換熱器與脫苯塔熱貧油換熱，由 60升到 130左 右，最后進(jìn)入粗苯管式爐被加熱至 180左右，進(jìn)入脫苯塔。從脫苯塔頂蒸出的粗苯 油水混合汽進(jìn)入粗苯冷凝冷卻器分別被從洗苯塔底來(lái)的富油和 16制冷水冷卻至 30 左右，然后進(jìn)入粗苯油水分離器，分離的粗苯至粗苯回流槽，部分粗苯經(jīng)粗苯回流泵 送至脫苯塔頂作回流，其余部分入粗苯儲(chǔ)槽，需要外售時(shí)由粗苯輸送泵送裝車(chē)臺(tái)裝車(chē) 外售。由粗苯油水分離器分離的油水混合液去控制分離器，在此分離出的油去地下放 空槽，分離出的水去冷凝液槽，與冷凝液一并送鼓冷機(jī)械化氨水澄清槽進(jìn)一步分離。 脫苯后的熱貧油從脫苯塔底流出，自流入油油換熱器與富油換熱，使其溫度降至 90 左右入貧油槽，并由貧油泵加壓送至貧油冷卻器分別被循環(huán)水和制冷水冷卻至約 30， 送洗苯塔噴淋洗滌煤氣。 0.5mpa（表）蒸汽被粗苯管式爐加熱至 400左右，作為洗油再生器和脫苯塔的熱源。管式 爐所需燃料由洗苯后煤氣經(jīng)煤氣過(guò)濾器過(guò)濾后供給。 第六節(jié)第六節(jié) 化產(chǎn)工藝流程圖化產(chǎn)工藝流程圖 晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 冷鼓工段主要設(shè)備及工作原理 第一節(jié)第一節(jié) 橫管式初冷器的工作原理橫管式初冷器的工作原理 焦化系統(tǒng)生產(chǎn)中煤氣橫管式初冷器主要結(jié)構(gòu)是包括初冷器殼體、冷卻管管束。 橫管式初冷器殼體是有鋼板焊制而成的直立的長(zhǎng)方形器體，殼體的前后兩側(cè)是初冷器 的管板，管板外裝有封頭。在殼體側(cè)面上、中部有噴灑液接管，頂部為煤氣入口，底 部有煤氣出口。在橫管式初冷器的操作中，除了冷卻焦?fàn)t煤氣外，在冷卻器頂部及中 部噴灑冷凝液，來(lái)吸收焦?fàn)t煤氣中的萘，并沖刷掉冷卻管上沉積的萘，從而有效的提 高了傳熱效率。 第二節(jié)第二節(jié) 鼓風(fēng)機(jī)的工作原理鼓風(fēng)機(jī)的工作原理 離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相似，只是空氣的壓縮過(guò)程通常是經(jīng)過(guò) 幾個(gè)工作葉輪(或稱(chēng)幾級(jí))在離心力的作用下進(jìn)行的。 鼓風(fēng)機(jī)有一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子， 轉(zhuǎn)子上的葉片帶動(dòng)空氣高速運(yùn)動(dòng)，離心力使空氣在漸開(kāi)線(xiàn)形狀的機(jī)殼內(nèi)，沿著漸開(kāi)線(xiàn) 流向風(fēng)機(jī)出口，高速的氣流具有一定的風(fēng)壓。新空氣由機(jī)殼的中心進(jìn)入補(bǔ)充。 單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)的工作原理是：原動(dòng)機(jī)通過(guò)軸驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進(jìn)口軸向 進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動(dòng)被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動(dòng)方向而減速， 作者：申嘉錫 論文題目：焦化廠化產(chǎn)工藝流程的研究與思考 7 這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能(勢(shì)能)，使風(fēng)機(jī)出口保持穩(wěn) 定壓力。 從理論上講，離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力-流量特性曲線(xiàn)是一條直線(xiàn)，但由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在 摩擦阻力等損失，實(shí)際的壓力與流量特性曲線(xiàn)隨流量的增大而平緩下降，對(duì)應(yīng)的離心 風(fēng)機(jī)的功率-流量曲線(xiàn)隨流量的增大而上升。當(dāng)風(fēng)機(jī)以恒速運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)將沿 壓力-流量特性曲線(xiàn)移動(dòng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，不僅取決于本身的性能，而且取決于 系統(tǒng)的特性，當(dāng)管網(wǎng)阻力增大時(shí)，管路性能曲線(xiàn)將變陡。風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的基本原理就是通 過(guò)改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線(xiàn)或外部管網(wǎng)特性曲線(xiàn)，以得到所需工況。 第三節(jié)第三節(jié) 電捕焦油器的工作原理電捕焦油器的工作原理 高壓直流電源產(chǎn)生的負(fù)高壓，接入電暈極（陰極），它與沉淀極（陽(yáng)極）之間產(chǎn) 生電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定極限后在陰陽(yáng)兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時(shí)流經(jīng)電場(chǎng)區(qū)的 氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離子和電子。周?chē)梢月?tīng)見(jiàn)強(qiáng)烈的電磁風(fēng)聲。光線(xiàn)暗時(shí)可 見(jiàn)紫蘭色電暈。通過(guò)電場(chǎng)的煤氣中的焦油，粉塵，水霧等粒子與離子或電子結(jié)合而苻 電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)。由于電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)速度快，空間分布廣，所 以主要是苻負(fù)電的粒子向沉淀極運(yùn)動(dòng)。到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和 分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過(guò)焦油出口排出。 近年來(lái)，大型煉焦裝置不斷建設(shè)，焦炭產(chǎn)能已經(jīng)過(guò)剩，單一煉焦已難以維持企業(yè) 可持續(xù)發(fā)展。為此，企業(yè)務(wù)需對(duì)生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，只有節(jié)能挖潛改造、降低能 耗、延伸產(chǎn)業(yè)鏈，才是企業(yè)發(fā)展唯一出路。 致謝 本設(shè)計(jì)的順利完成，離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，感謝大學(xué)期間 傳教知識(shí)的老