新建焦化廠工藝、設(shè)備選型經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、焦化廠工藝、設(shè)備選型經(jīng)驗(yàn)總結(jié)張長(zhǎng)勝如何建設(shè)一個(gè)工藝先進(jìn)、 設(shè)備優(yōu)良、 投資不多的焦化廠是所有企 業(yè)領(lǐng)導(dǎo)考慮的第一要?jiǎng)?wù)。長(zhǎng)勝?gòu)氖陆範(fàn)t建設(shè)、焦?fàn)t管理五十多年，親 率各階層干部及領(lǐng)導(dǎo)參觀考察全國(guó) 90%以上的焦化廠， 現(xiàn)將焦化廠平 面布置、工藝選型、設(shè)備選型經(jīng)驗(yàn)小結(jié)如下供有心人參考。焦化廠在選址后的第一項(xiàng)工作就是總圖布置， 依據(jù)焦化行業(yè)最新 準(zhǔn)入規(guī)定及焦化工藝發(fā)展趨勢(shì)建議：一、備煤車(chē)間工藝選擇 先配后碎 工藝為好，即原料接收煤場(chǎng)受 煤皮帶運(yùn)煤皮帶 儲(chǔ)煤場(chǎng)堆取料機(jī)械配煤塔配煤秤 除鐵 器破碎機(jī)上煤皮帶 焦?fàn)t煤塔。（煤場(chǎng)建有封閉大棚、外購(gòu)洗精 煤的焦化廠不設(shè)置預(yù)破碎設(shè)備 ）備煤車(chē)間工藝設(shè)備選型須要掌握的

2、原則：因?yàn)楦鹘够瘡S原料精煤一般都以汽車(chē) +火車(chē)的方式從各地運(yùn)輸進(jìn) 廠，精煤到達(dá)后，如何快速將來(lái)煤卸到地上是工藝首選任務(wù)。大型焦 化廠多采用螺旋卸煤機(jī)卸煤， 獨(dú)立中小型焦化廠一般采用人工加裝載 機(jī)卸煤工藝。大型焦化廠把相同或者接近的煤質(zhì)分為氣煤、肥煤、焦 煤和瘦煤四類(lèi)，然后根據(jù)煤質(zhì)的類(lèi)別用堆取料機(jī)把運(yùn)來(lái)的煤存取到規(guī) 定位置。備煤車(chē)間煤場(chǎng)接收工段設(shè)備選型的原則是卸煤設(shè)備要快， 目的是 最大限度縮短來(lái)煤卸煤時(shí)間。 百萬(wàn)噸規(guī)模的企業(yè)選擇機(jī)械化卸煤設(shè)備最為科學(xué)運(yùn)煤皮帶、破碎機(jī)設(shè)備選型時(shí)，皮帶速度、破碎能力需要設(shè)備選 留有一定余地。配煤塔倉(cāng)內(nèi)由于掛煤原因， 為減少下煤阻力各焦化廠都采用不同 材質(zhì)的襯板 +

3、空氣炮以達(dá)到下煤順溜目的，所以配煤塔建設(shè)時(shí)一定要 選擇堅(jiān)實(shí)光滑材料。配煤倉(cāng)下計(jì)量設(shè)備是焦化廠的重要設(shè)備，所選計(jì)量皮帶要準(zhǔn)確， 控制軟件要可靠。備煤車(chē)間上煤、 配煤儀表、 監(jiān)控設(shè)施全部選擇智能化控制同時(shí)與 中央控制室聯(lián)網(wǎng)。注：煤種劃分目的 由于各焦化廠來(lái)煤品種繁多，名稱(chēng)、煤質(zhì)不一樣，為減少和方便 配煤管理大型焦化廠常把配煤分類(lèi)為。 氣煤類(lèi)氣煤的煤化程度比長(zhǎng)焰煤高， 煤的分子結(jié)構(gòu)中側(cè)鏈多且長(zhǎng)， 含氧 量高。在熱解過(guò)程中，不僅側(cè)鏈從縮合芳環(huán)上斷裂，而且側(cè)鏈本身又 在氧鍵處斷裂，所以生成了較多的膠質(zhì)體，但粘度小，流動(dòng)性大，其 熱穩(wěn)定性差，容易分解。在生成半焦時(shí)，分解出大量的揮發(fā)性氣體， 能夠固化的部分

4、較少。當(dāng)半焦轉(zhuǎn)化成焦炭時(shí)，收縮性大，產(chǎn)生了很多 縱裂紋，所以焦炭細(xì)長(zhǎng)易碎。在配煤中，氣煤含量多，將使焦炭塊度降低，強(qiáng)度降低。但配以 適當(dāng)?shù)臍饷海梢栽黾咏固康氖湛s性，便于推焦，還可以得到較多的 化學(xué)產(chǎn)品。由于中國(guó)氣煤儲(chǔ)存量大，為了合理的利用煉焦煤的資源， 在煉焦時(shí)應(yīng)盡量多配氣煤。 肥煤類(lèi)肥煤的煤化程度比氣煤高， 屬于中等變質(zhì)程度的煤。 從分子結(jié)構(gòu) 看，肥煤所含的側(cè)鏈較多， 但含氧量少，隔絕空氣加熱時(shí)能產(chǎn)生大量 的相對(duì)分子質(zhì)量較大的液態(tài)產(chǎn)物， 因此，肥煤產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量最多， 其最大膠質(zhì)體厚度可達(dá) 25mm以上，并具有良好的流動(dòng)性， 且熱穩(wěn)定 性也好。肥煤膠質(zhì)體生成溫度為 320，固化溫度為 4

5、60，處于膠 質(zhì)體狀態(tài)的溫度間隔為 140。如果升溫速度為 3/min ，膠質(zhì)體的 存在時(shí)間可達(dá) 50min，因此決定了肥煤粘結(jié)性最強(qiáng)，是中國(guó)煉焦煤的 基礎(chǔ)煤種之一。由于揮發(fā)性高，半焦的熱分解和熱縮聚都比較劇烈， 最終收縮量很大，所以生成焦炭的橫裂紋較多，故易碎成小塊，耐磨 性差，高揮發(fā)性的肥煤煉出的焦炭的耐磨強(qiáng)度更差一些。 肥煤?jiǎn)为?dú)煉 焦時(shí)，由于膠質(zhì)體數(shù)量多，又有一定的粘結(jié)性，膨脹性較大，導(dǎo)致推 焦困難。在配煤中，加入肥煤后，可起到提高粘結(jié)性的作用，所以肥煤是 煉焦配煤中的重要組分，并為多配入粘結(jié)性較差的煤提供了條件。 焦煤類(lèi)焦煤的變質(zhì)程度比肥煤稍高， 揮發(fā)性比肥煤低， 分子結(jié)構(gòu)中大分 子側(cè)

6、鏈比肥煤少，含氧量較低。熱分解時(shí)產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物比肥煤少， 但熱穩(wěn)定性更高，膠質(zhì)體數(shù)量多，粘結(jié)性大，固化溫度較高，半焦收 縮量和收縮速度均較小， 所以煉焦出的焦炭不僅耐磨強(qiáng)度高、 焦塊大、 裂紋少，而且抗碎強(qiáng)度也好。就結(jié)焦性而言，焦煤是最好的能煉制出 高質(zhì)量焦炭的煤。配煤時(shí)， 焦煤的配入量可在較寬的范圍內(nèi)波動(dòng)， 且能獲得強(qiáng)度較 高的焦炭。配入焦煤的目的是增加焦炭的強(qiáng)度。 瘦煤類(lèi)瘦煤的煤化程度較高，是低揮發(fā)性的中等變質(zhì)程度的粘結(jié)性煤， 加熱時(shí)生成的膠質(zhì)體少，粘結(jié)度大。單獨(dú)煉焦時(shí)，能得到塊度大、裂 紋少、抗碎強(qiáng)度高的焦炭， 但焦炭的熔融性很差， 焦炭的耐磨性也差。 在配煤時(shí)配入瘦煤可以提高焦炭的塊度

7、，作為煉焦配煤效果較好。為了保證焦炭的質(zhì)量，利于生產(chǎn)操作，配煤時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 配合煤的性質(zhì)與本廠的煤料工藝以及焦?fàn)t結(jié)構(gòu)相適應(yīng)， 保證煉 出的焦炭質(zhì)量符合規(guī)定的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)，滿足用戶(hù)的需求。 焦?fàn)t生產(chǎn)中， 不要產(chǎn)生過(guò)大的膨脹壓力， 在結(jié)焦末期要有足夠 的收縮度，避免推焦困難和損壞爐體。 充分利用本地區(qū)的資源， 做到運(yùn)輸合理， 盡量縮短煤源的運(yùn)輸 距離，便于車(chē)輛的調(diào)配，降低生產(chǎn)成本。 在保證煤炭質(zhì)量的前提下， 應(yīng)多配氣煤等弱粘結(jié)性煤， 盡量少 用優(yōu)質(zhì)焦煤，努力做到合理利用中國(guó)的煤炭資源。二、煉焦車(chē)間設(shè)施是整個(gè)焦化廠的核心設(shè)施， 其工藝流程大都設(shè) 計(jì)為焦?fàn)t煤塔（含除塵車(chē)、上升管系統(tǒng)） 硅磚焦?fàn)t（

8、含護(hù)爐設(shè)備） 地下室煤氣系統(tǒng)（含交換機(jī)、加熱管道等） 裝煤推焦系統(tǒng)（含裝 煤車(chē)、推焦車(chē)、攔焦車(chē)、熄焦車(chē)等） 篩運(yùn)焦脫硫脫硝 地面除塵 站等。上升管荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備選型時(shí)，焦側(cè)優(yōu)先，機(jī)側(cè)次之。荒煤氣通 過(guò)上升管系集氣槽送往化產(chǎn)凈化系統(tǒng)。 （上升管設(shè)置在焦側(cè)可降低裝 煤過(guò)程荒煤氣帶入的空氣量，利于化產(chǎn)電捕焦油器操作。 ）篩焦設(shè)備選型時(shí)， 一定要選擇耐磨、抗振動(dòng)性強(qiáng)的設(shè)備，然后將 焦炭通過(guò)運(yùn)焦皮帶運(yùn)往指定地點(diǎn)。 （民營(yíng)企業(yè)多將振動(dòng)篩改造為自行 溜篩工藝各位可以參考 ）炭化室數(shù)量不是越多越好， 選擇要科學(xué)合理， 不能盲目增加數(shù)量。 焦?fàn)t爐型選型要要符合國(guó)家環(huán)保政策、符合當(dāng)?shù)孛禾抠Y源特點(diǎn) （氣肥焦煤炭地區(qū)

9、選擇 頂裝爐 有利，瘦煤地區(qū)選擇 搗固爐有利。蓄熱 室結(jié)構(gòu)要考慮加熱煤氣來(lái)源， 鋼鐵企業(yè)多選用復(fù)熱式爐體結(jié)構(gòu)， 沒(méi)有 高爐煤氣的焦化廠多選用單熱式爐體結(jié)構(gòu)。護(hù)爐設(shè)備和四大車(chē)設(shè)備要結(jié)實(shí)耐用、 運(yùn)行可靠（實(shí)力雄厚的企業(yè) 可選擇一體化推焦裝煤車(chē)， 反之可選擇大連或者太重生產(chǎn)的分體車(chē) ）。焦?fàn)t儀表控制有多種自動(dòng)控制系統(tǒng)， 企業(yè)可根據(jù)企業(yè)實(shí)力自行選 擇，所選控制裝置均要符合儀表安全管理標(biāo)準(zhǔn)， 有實(shí)力的企業(yè)應(yīng)選擇 智能化加熱、吸壓力調(diào)節(jié)、排爐出焦自動(dòng)控制軟件商。三、鍋爐設(shè)備選型要點(diǎn) 近幾年由于個(gè)別焦化廠除了采購(gòu)設(shè)計(jì)院提供的正常鍋爐以外， 焦 爐煙道脫硫脫硝工藝還增加了廢氣余熱鍋爐， 個(gè)別焦化廠在上升管余

10、熱利用時(shí)還增加了余熱鍋爐。導(dǎo)致一個(gè)焦化廠多臺(tái)鍋爐并存的局面。 不了解實(shí)際情況的焦化廠不從工藝源頭上找問(wèn)題， 而是跟風(fēng)選擇上述各種設(shè)備，造成資金浪費(fèi)和鍋爐管理混亂。焦化廠在利用煙道廢氣作燃料鍋爐時(shí)， 可加大鍋爐生產(chǎn)能力替代 原有設(shè)計(jì)鍋爐。（如果煙道鍋爐生產(chǎn)能力不能滿足全廠生產(chǎn)工藝所需， 則無(wú)須設(shè)置煙道處的鍋爐 ）由于負(fù)壓蒸氨、脫笨工藝的興起，蒸汽用 量發(fā)生了顯著的變化， 所以新建焦化廠鍋爐選型時(shí)必須根據(jù)各蒸汽用 戶(hù)認(rèn)真計(jì)算，選擇一種鍋爐保證生產(chǎn)方便管理。四、煤氣凈化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前較成熟的工藝流程為： 初冷系統(tǒng)，荒煤氣初冷器電捕焦油器鼓風(fēng)機(jī)脫硫工段硫銨 系統(tǒng)洗脫苯工段回爐煤氣 凈煤氣外銷(xiāo)

11、深加工。 變化較大的工藝 如下：初冷工藝目前變化不大。脫硫工藝（目前常用的 PDF濕法脫硫工藝由于脫硫效果不佳和脫 硫廢液處理困難，正逐步被 東獅專(zhuān)業(yè)脫硫工藝 取代。）蒸氨工藝目前正在初負(fù)壓蒸氨所取代。新工藝增設(shè)了除焦油裝 置、 圍繞降低直接蒸汽 ，延伸出負(fù)壓蒸氨工藝、過(guò)熱蒸汽 +再沸器蒸 氨等節(jié)能新工藝。硫銨工藝目前變化不大。洗脫苯工藝 （由于管式爐煙氣排放受環(huán)保影響、 常壓脫笨產(chǎn)生的 廢水量較大，正在被多種 負(fù)壓脫笨工藝 取代。）來(lái)自焦?fàn)t 82的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣夜分 離器，氣夜分離后荒煤氣由上部出來(lái)， 進(jìn)入橫管式初冷器分兩段冷卻。上段用循環(huán)水，下段用低溫水將煤氣冷卻到

12、21-22。由橫管式初冷 器下部排出的煤氣，進(jìn)入電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油，再由 鼓風(fēng)機(jī)壓送至脫硫工段。 由氣夜分離器分離下來(lái)的焦油和氨水首先 進(jìn)入機(jī)械化氨水澄清槽，在此進(jìn)行氨水、焦油和焦油渣的分離。上部 的氨水流入循環(huán)氨水中間槽， 再由循環(huán)氨水泵送到焦?fàn)t集氣管?chē)姙⒗?卻煤氣， 剩余氨水送至剩余氨水槽。 澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦 油分離器， 進(jìn)一步進(jìn)行焦油和焦油渣的沉降分解， 焦油用焦油泵送往 油庫(kù)工段焦油貯槽。 機(jī)械化氨水澄清槽和焦油分離器底部沉降的焦油 渣刮至焦油渣車(chē)，定期送往煤場(chǎng)，人工摻入煉焦煤中。進(jìn)入剩余氨水槽的剩余氨水用剩余氨水泵送入除焦油器， 脫除焦 油后自流到剩余氨水中

13、間槽， 再用剩余氨水中間泵送至硫銨工段剩余 蒸氨裝置，脫除的焦油自流到地下放空槽。主要設(shè)備選擇要點(diǎn)焦化廠選用離心式鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，安全系數(shù)取 1.2 即可，太大不利于 吸壓力調(diào)節(jié)。 不管你選擇沈陽(yáng)還是陜鼓產(chǎn)品， 選擇變頻和智能化開(kāi)停 機(jī)控制設(shè)備最好 。橫管式初冷器主要結(jié)構(gòu)由初冷器殼體、 冷卻管管束組成。 選型時(shí) 首先考慮制造單位能不能保證鋼管、 鋼板、 制作工藝三大質(zhì)量保證要 素，千萬(wàn)不要盲目從價(jià)格上考慮（ 有些廠家在鋼板厚度、鋼管厚度上 降低成本，決策時(shí)要計(jì)算鋼板、鋼管重量進(jìn)行對(duì)比 ）。橫管式初冷器 殼體是由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)

14、面上、中部有噴灑液接管，頂 部為煤氣入口，底部有煤氣出口。橫管式初冷器除了冷卻作用還擔(dān)任除萘工作， 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。電捕焦油器選擇要點(diǎn)： 電捕焦油器器體是由鋼板卷制而成的筒體 與器頂封頭、器底拱形底組合而成。電捕焦油器的電場(chǎng)有正電極、負(fù) 電極組合而成。其正極是又鋼管制成，其鋼管固定在上下管板上，管 板與電捕焦油器筒體焊接而成。 電場(chǎng)的負(fù)極， 裝在由絕緣箱垂下桿懸 拉的吊架上， 其吊桿吊架均有不銹鋼制成， 吊桿上裝著阻力帽以阻止 氣體沖擊絕緣箱。電場(chǎng)負(fù)極由不銹鋼制成，電暈極板下懸吊著鉛墜， 以拉直電暈極

15、， 電暈極下部由不銹鋼制成的下吊架固定位置， 電暈極 線分別穿入電場(chǎng)沉淀焦油餓正極鋼管中心。選擇時(shí)要考慮防爆裝置。鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴灑的循環(huán)冷卻水逆向接觸， 被冷至 30，預(yù)冷后的煤氣進(jìn)入脫硫塔，與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫液 逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫 （同時(shí)吸收煤氣中的氨， 以補(bǔ)充脫硫 液中的堿源）。脫硫后煤氣被送入硫銨工段。吸收了 H2S、HCN 的脫 硫液自流至反應(yīng)槽， 然后用脫硫液泵送入再生塔， 同時(shí)自再生塔底部 通入壓縮空氣， 使溶液在塔內(nèi)得到氧化再生。 再生后的溶液從塔頂經(jīng) 液位調(diào)節(jié)器自流回脫硫塔循環(huán)使用。 浮于再生塔頂部的硫磺泡沫， 利 用液位差自流入泡沫槽， 硫泡沫經(jīng)

16、泡沫泵送入熔硫釜中， 用中壓整齊 熔硫，清夜流入反應(yīng)槽，硫磺裝袋外銷(xiāo)。為避免脫硫液鹽類(lèi)積累影響 脫硫效果，排出少量廢液送往配煤。 此工藝最大問(wèn)題是廢液處理問(wèn)題， 由于環(huán)保政策呈逐步嚴(yán)格之勢(shì)， 所以焦化行業(yè)一直處于效果不佳， 開(kāi) 開(kāi)停停狀態(tài)。（目前 HPF脫硫法 工藝正在被 東獅脫硫?qū)I(yè)工藝 流程所 取代，東獅脫硫公司是一個(gè)多年專(zhuān)業(yè)研究脫硫的企業(yè)，其脫硫效果、 廢液處理技術(shù)高于 PDF工藝，塔后硫?qū)嶋H達(dá)到 20 毫克以下，焦?fàn)t煙 道可剩去脫硫一道工藝，因此新建焦化廠要高度關(guān)注。 ） 脫硫工藝設(shè)備選型時(shí)不僅要考慮塔徑、 還要考慮填料， 重點(diǎn)是脫 硫效果的承諾。蒸氨設(shè)備選型時(shí)重點(diǎn)考慮氨汽腐蝕這一要點(diǎn)

17、， 不要用不了幾天就 報(bào)廢換熱設(shè)備導(dǎo)致整個(gè)工藝混亂。硫銨工藝設(shè)備選擇原則是設(shè)備材質(zhì)， 一定要選擇正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品不 要選擇個(gè)體小企業(yè)。 （小型企業(yè)為降低成本，往往不按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)填 加鎳金屬等防腐材料 ）硫銨工藝管材是一項(xiàng)主要工作，目前已經(jīng)被 新型復(fù)合材質(zhì) 所取 代， 在大多焦化廠受到好評(píng)。由脫硫及硫回收工段送來(lái)的煤氣經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入噴淋式硫銨飽和 器上段的噴淋室， 在此煤氣與循環(huán)母液充分接觸， 使其中氨被母液吸 收，然后經(jīng)硫銨飽和器內(nèi)的除酸器分離酸霧后送至洗脫苯工段。 在 飽和器下部的母液， 用母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至上段進(jìn)行噴灑， 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。 飽和器母液中

18、 不斷有硫銨結(jié)晶生成，用結(jié)晶泵將其 連同一部分母液送入結(jié)晶槽沉 降，排放到離心機(jī)進(jìn)行離心分離，濾除母液，得到結(jié)晶硫銨。離心分 離出來(lái)的母液與結(jié)晶槽溢流出來(lái)的母液一同自流回飽和器。 從離心機(jī) 卸出來(lái)的硫銨潔凈， 由螺旋輸送機(jī)送至沸騰干燥器。 沸騰干燥器所需要的熱空氣是由送風(fēng)機(jī)將空氣送入熱風(fēng)器經(jīng)蒸汽加熱后進(jìn)行沸騰干 燥，干燥后的硫銨進(jìn)入硫銨儲(chǔ)槽，然后由包裝磅秤稱(chēng)量、包裝送入硫 銨倉(cāng)庫(kù)。洗脫笨工段是目前各焦化廠最為重視的一個(gè)工段， 因?yàn)樗敲簹?凈化系統(tǒng)最盈利的一個(gè)工號(hào)。其洗笨工藝流程為終冷 洗笨沒(méi)有變 化。變化最大的是脫笨工藝流程， 由原來(lái)的常壓蒸汽脫笨引伸出管式 爐脫笨流程、 負(fù)壓管式爐脫笨工藝、 負(fù)壓再沸器脫笨工藝等多種脫笨 工藝。新工藝的目的如下， 去消管式爐危險(xiǎn)源、去消直接蒸汽消耗量 減少?gòu)U水生成。自硫銨工段來(lái)的煤氣， 進(jìn)入終冷塔分二