萬噸焦炭焦化廠煉焦車間

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。萬噸焦炭焦化廠煉焦車間萬噸焦炭焦化廠煉焦車間畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)（論文）題目：200萬噸/a焦炭焦化廠煉焦車間設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 學(xué) 部： 指導(dǎo)教師： 年 月 日i-I-畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書i設(shè)計(jì)（論文）題目：200萬噸/a焦炭焦化廠煉焦車間設(shè)計(jì)i學(xué)生姓名：i學(xué) 號：i年 月 日i摘 要IIIAbstractIV引言5第一章 文獻(xiàn)綜述21.1 煉焦工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的意義21.2 煉焦?fàn)t的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀21.2.1 中國焦?fàn)t發(fā)展史21.2.2發(fā)展歷史及現(xiàn)狀31.3 煉焦新工藝的評述41.3.1無

2、回收焦?fàn)t41.3.2大容積焦?fàn)t51.3.3巨型煉焦反應(yīng)器51.3.4日本SCOPE21的煉焦技術(shù)61.3.5搗固焦?fàn)t61.3.6干法熄焦（CDQ）技術(shù)71.3.7型焦工藝71.3.8配型煤煉焦81.3.9立式連續(xù)層狀煉焦工藝91.3.10煤預(yù)熱91.4 中國煉焦工業(yè)的現(xiàn)狀91.4.1焦?fàn)t煤氣凈化現(xiàn)狀91.4.2焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀101.5 焦?fàn)t構(gòu)成現(xiàn)狀10第二章 工藝設(shè)計(jì)122.1 爐型的確定122.2 配煤比的確定122.2.1 配煤的目的和意義122.2.2 配煤的基本原則及要求122.2.3 種煤的結(jié)焦特性132.2.4 配煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)及配煤比的確定132.3 爐孔數(shù)的確定142.4

3、焦?fàn)t物料衡算162.4.1 物料平衡的入方162.4.2 物料平衡的出方162.5 焦?fàn)t熱平衡172.5.1 煉焦耗熱量的計(jì)算172.5.2 入爐高爐煤氣以及廢氣的計(jì)算172.5.3 熱量衡算182.6 蓄熱室的計(jì)算202.6.1 原始數(shù)據(jù)212.6.2 蓄熱室的高向溫度分布242.6.3 格子磚蓄熱面及水力直徑計(jì)算242.6.4 煤氣蓄熱室熱平衡242.6.5 熱交換系數(shù)的計(jì)算252.6.6 蓄熱室上部和下部氣體溫度差的對數(shù)平均溫度292.6.7 格子磚的高度計(jì)算292.7 爐體壓力計(jì)算292.7.1 計(jì)算公式292.7.2 數(shù)據(jù)計(jì)算322.8 煙囪高度計(jì)算492.8.1 計(jì)算煙囪高度的基本

4、公式492.8.2 煙囪高度計(jì)算50第三章 機(jī)械選型及熱工儀表參數(shù)設(shè)計(jì)593.1 焦?fàn)t煉焦的主要機(jī)械及其性能指標(biāo)593.1.1 裝煤車593.1.2 攔焦機(jī)613.1.3推焦機(jī)623.1.4 熄焦車653.1.5 電機(jī)車663.1.6 交換機(jī)673.1.7拉條規(guī)格683.1.8格693.2 焦?fàn)t儀表設(shè)計(jì)參數(shù)及要求693.3 大型焦?fàn)t集氣管主要尺寸71結(jié) 論73謝 辭74參考文獻(xiàn)75-IV-摘 要針對我國冶金焦需求的不斷擴(kuò)大，對焦炭質(zhì)量不斷提高，煉焦?fàn)t趨向大型化的現(xiàn)狀，進(jìn)行焦?fàn)t的初步設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，大容積焦?fàn)t的優(yōu)點(diǎn)確定焦?fàn)t爐型為JN60-82型。6m大容積焦?fàn)t與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比，在保持焦炭質(zhì)

5、量不變的情況下，可多配入弱粘結(jié)性煤煉焦，擴(kuò)大煉焦煤源。根據(jù)華北地區(qū)的煤炭資源分布狀況，確定配煤比；計(jì)算使用的焦?fàn)t孔數(shù)；進(jìn)行焦?fàn)t工藝計(jì)算，包括焦?fàn)t的物料衡算和熱量衡算、蓄熱室的傳熱和尺寸的計(jì)算、爐內(nèi)各點(diǎn)水壓阻力和浮力的計(jì)算和煙囪高度的計(jì)算等。根據(jù)所選爐型確定煉焦的主要機(jī)械設(shè)備（裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車、電機(jī)車和液壓交換機(jī)）的型號和焦?fàn)t附件（爐柱、爐門和拉條）的規(guī)格。關(guān)鍵詞：煉焦；大容積焦?fàn)t；工藝計(jì)算；設(shè)計(jì)-2-AbstractChinas metallurgical coke demand continues to expand, continuously improve the qual

6、ity of coke, coke ovens tend to the status of large-scale, the preliminary design of coke oven. According to the design task requirements, the advantages of the large volume of coke oven to determine the coke oven furnace JN60-82 model. 6m coke oven of large volume compared to conventional coke oven

7、, in the case of the same to maintain the quality of coke, and more with into weakly caking coal coking and expansion of coking coal source.Distribution in North Chinas coal resources, to determine the blending ratio; calculated using the number of coke oven Kong; coke oven process calculation, incl

8、uding coke oven material balance and heat balance, the calculation of regenerator heat transfer and the size furnace water pressure resistance and buoyancy calculations, and the chimney height calculation. Selected furnace to determine the coking machinery and equipment (coal charging car, coke push

9、er, coke guide cars, coke quenching cars, motor vehicles and hydraulic switch) Model, and coke oven accessories (furnace column, door and pull the bar) specifications.Keywords: coke; large volume of coke oven; process calculation; design-IV-引言近年來，隨著高爐的大型化以及噴煤和強(qiáng)化冶煉措施的實(shí)施，高爐對焦炭質(zhì)量提出了更高的要求。焦炭必須具備更高的強(qiáng)度才能滿

10、足高爐煉鐵的需要，保證生產(chǎn)順利高效。我國煉焦工業(yè)近10余年的發(fā)展較快，但煉焦煤資源惡化，環(huán)境污染嚴(yán)重，焦?fàn)t產(chǎn)量和熱效率下降等問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有解決。煉焦?fàn)t是煉焦的主要設(shè)備，焦?fàn)t的技術(shù)水平對焦炭質(zhì)量有很大的影響，從而限制高爐冶煉的發(fā)展。煉焦?fàn)t經(jīng)歷了成堆干餾、倒焰爐、廢熱式焦?fàn)t、蓄熱式焦?fàn)t和巨型反應(yīng)器五個(gè)發(fā)展階段?，F(xiàn)代焦?fàn)t的主要結(jié)構(gòu)形式以多室的蓄熱室焦?fàn)t為主，并將向大型化、高效化發(fā)展。我國現(xiàn)有的爐型主要有：58型、e80型、JN43型、JN60型、JN搗固焦?fàn)t。本人根據(jù)指導(dǎo)老師給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，結(jié)合在簽約單位中化煤化工公司畢業(yè)實(shí)習(xí)的內(nèi)容，最終確定年產(chǎn)200萬噸焦炭焦化廠的6m大容積焦?fàn)t進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。-97

11、-第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 煉焦工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的意義煉焦工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要部門，不僅為鋼鐵工業(yè)提供燃料(焦炭、焦?fàn)t煤氣)，而且也為國防、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、有機(jī)合成工業(yè)等一系列國民經(jīng)濟(jì)部門提供重要的化工原料和燃料，同時(shí)焦?fàn)t煤氣也可作城市煤氣1。煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要部分1。煤炭主要加工方法是高溫?zé)捊?9501050)和回收化學(xué)產(chǎn)品。產(chǎn)品焦炭可作高爐冶煉的燃料，也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣；可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣，也可用來制造電石，以獲得有機(jī)合成工業(yè)的原料。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過回收、加工可以提取焦油、氨、萘、粗苯、硫化氫、氰化氫等產(chǎn)品，并獲得凈焦?fàn)t煤

12、氣。煤焦油、粗苯經(jīng)精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、古馬隆、酚、萘、蒽、吡啶鹽基等，這些產(chǎn)品廣泛用于化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)和國防工業(yè)。凈焦?fàn)t煤氣可供民用和做工業(yè)原料。煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百種，我國煉焦化學(xué)工業(yè)已能從焦?fàn)t煤氣、焦油和粗苯中制取100多種化學(xué)產(chǎn)品，這對我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。1.2 煉焦?fàn)t的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀1.2.1 中國焦?fàn)t發(fā)展史中國生產(chǎn)和應(yīng)用焦炭的歷史，根據(jù)對出土文物的考證，可以追溯到宋代。最早文字記載焦炭見于1650年前后方以智(16111671)所著物理小識一書。工業(yè)規(guī)模焦炭生產(chǎn)

13、，是從清政府于1898年開辦的江西萍鄉(xiāng)煤礦開始的，當(dāng)年生產(chǎn)焦炭2.9萬t。同期，河北開灤煤礦也生產(chǎn)焦炭。1908年組建的漢冶萍煤鐵廠礦公司，在萍鄉(xiāng)建有各種成堆干餾窯164座，年產(chǎn)焦炭14萬t，1916年達(dá)26.6萬t。第一次世界大戰(zhàn)后，在鞍山、本溪、石家莊等地開始建設(shè)可回收化工產(chǎn)品的現(xiàn)代焦?fàn)t，如鞍山建成的考貝斯搗固焦?fàn)t、石家莊建成的奧托廢熱式焦?fàn)t和亨塞爾曼兩分式焦?fàn)t，本溪建成黑田式焦?fàn)t等。1931年后在鞍山、本溪又建成奧托復(fù)熱式焦?fàn)t，1938年在石景山鐵廠建成側(cè)入式索爾威型焦?fàn)t。一直到中華人民共和國成立后的第一個(gè)五年計(jì)劃前，中國的現(xiàn)代大型焦?fàn)t全都是外國人設(shè)計(jì)的，煉焦技術(shù)的發(fā)展十分緩慢。解放初期

14、，中國的焦?fàn)t一部分是解放前遺留下來的外國焦?fàn)t，如奧托式焦?fàn)t，解放后恢復(fù)繼續(xù)生產(chǎn);另一部分是引進(jìn)原蘇聯(lián)的現(xiàn)代化焦?fàn)t，如式焦?fàn)t、式焦?fàn)t;沒有自行設(shè)計(jì)的焦?fàn)t。在第一個(gè)五年計(jì)劃期間，由于優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)的政策，使我國的鋼鐵技術(shù)包括煉焦技術(shù)在內(nèi)很快發(fā)展起來。當(dāng)時(shí)有引進(jìn)原蘇聯(lián)的技術(shù)作為基礎(chǔ)，而原蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)的煉焦技術(shù)已處在世界前列，所以我國煉焦技術(shù)發(fā)展也很快。我國煉焦研究、設(shè)計(jì)、基建等相應(yīng)的專門組織相繼建立并得到很快發(fā)展。1952年，在鞍山黑色冶金設(shè)計(jì)院內(nèi)設(shè)立煉焦專業(yè)設(shè)計(jì)部門和煤焦研究室，開始自行設(shè)計(jì)焦?fàn)t和進(jìn)行煤焦研究。后于1958年組建為鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究院(以下簡稱鞍山焦耐院)。中國自行設(shè)計(jì)焦?fàn)t的起步

15、是解放初期恢復(fù)戰(zhàn)爭期間停產(chǎn)的焦?fàn)t和引進(jìn)原蘇聯(lián)焦?fàn)t建設(shè)中的設(shè)計(jì)工作。這些焦?fàn)t的基建、投產(chǎn)及生產(chǎn)調(diào)整工作的各種經(jīng)驗(yàn)，給自行設(shè)計(jì)焦?fàn)t作了技術(shù)準(zhǔn)備工作。1954年，我國自行設(shè)計(jì)了雙聯(lián)火道廢氣循環(huán)下噴式本-54型焦?fàn)t。這種焦?fàn)t吸收了型焦?fàn)t廢氣循環(huán)拉長火焰原理和奧托式焦?fàn)t煤氣下噴結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)上的方便及豎直磚煤氣道的優(yōu)點(diǎn)，克服了型焦?fàn)t調(diào)節(jié)不便及結(jié)構(gòu)上的弱點(diǎn)，形成了全新形式的焦?fàn)t。實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)開創(chuàng)了世界焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的新的主導(dǎo)方向。本-54型焦?fàn)t于1956年在本鋼焦化廠投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)是世界上最早的雙聯(lián)火道廢氣循環(huán)下噴式焦?fàn)t。1.2.2發(fā)展歷史及現(xiàn)狀煉焦?fàn)t的發(fā)展大體可分為成堆干餾、倒焰爐、廢熱式焦?fàn)t、蓄熱式焦?fàn)t和巨型

16、反應(yīng)器五個(gè)階段2-4。最早的煉焦方法是將煤成堆干餾，后來發(fā)展成為磚砌的窯，此類方法的特點(diǎn)是成焦和加熱合在一起，靠干餾煤氣和一部分煤的燃燒將煤直接加熱而干餾成焦炭，所以焦炭產(chǎn)率低、灰分高、成熟度不均。到了19世紀(jì)中葉出現(xiàn)了將成焦的炭化室和加熱室用墻壁隔開的窯爐，隔墻上部設(shè)通道，炭化室內(nèi)煤的干餾氣經(jīng)此直接流入燃燒時(shí)，同來自爐頂通風(fēng)道的空氣會合，自上而下底邊流動邊燃燒，故稱倒焰爐1。干餾所需熱從燃燒室經(jīng)爐墻傳給炭化室內(nèi)煤料。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，要求從干餾煤氣中回收有用的化學(xué)產(chǎn)品，為此將炭化寶和燃燒室完全隔開，炭化室內(nèi)生產(chǎn)的荒煤氣達(dá)到回收車間分離出化學(xué)產(chǎn)品后，再送回燃燒室內(nèi)燃燒或民用。1881年德國建

17、成了第一座回收化學(xué)產(chǎn)品的焦?fàn)t。由于煤在干餾過程中產(chǎn)生的煤氣量及煤氣組成是隨時(shí)間變化的，所以煉焦?fàn)t必須由一定數(shù)量的炭化室組成，各炭化室按一定的順序裝煤出焦，才能使全爐的煤氣量及煤氣組成接近不變，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，這就出現(xiàn)了煉焦?fàn)t組。燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣直接排入大氣故稱為廢熱式焦?fàn)t。燃燒生成的1200的高溫度氣所帶走的熱量相當(dāng)可觀。為了減少能耗，降低成本，并將結(jié)余部分的焦?fàn)t煤氣供給冶金化工等部門作原料或燃料，又發(fā)展成為具有回收廢氣熱量裝置的換熱式或蓄熱式焦?fàn)t。自1884年建成第一座蓄熱式焦?fàn)t以來，焦?fàn)t在總體上變化不大，但在筑爐材料，爐體構(gòu)造，炭化室的有效容積，技術(shù)裝備等方面都有顯著改進(jìn)。隨著耐火材

18、料工業(yè)的發(fā)展，自本世紀(jì)20年代起，焦?fàn)t用耐火材料由粘土磚改用硅磚，使結(jié)焦時(shí)間從24-28h，縮短到14-16h。爐體使用壽命也從l0年左右延長到20-25年甚至更長。為了解決焦?fàn)t近一步的發(fā)展，90年代，由德國等8個(gè)國家的13家公司做成的“歐洲煉焦技術(shù)中心”在德國的普羅斯佩爾焦化廠進(jìn)行了巨型煉焦反應(yīng)器（JCR），也叫單室煉焦系統(tǒng)的示范性試驗(yàn)。結(jié)果表明，其實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t超大型化，高效化和擴(kuò)大煉焦煤源等方面的突破，其焦炭強(qiáng)度得到了改善，降低了污染物的排放量，但受到諸如推焦和出焦機(jī)械的大型化，干熄焦和煤預(yù)熱聯(lián)合生產(chǎn)裝置能力的大幅提高等因素制約，尚有一定的發(fā)展過程。當(dāng)前焦?fàn)t的主要結(jié)構(gòu)形式仍以多室的蓄熱室焦?fàn)t

19、為主，并將向大型化、高效化發(fā)展，以擴(kuò)大容積，采用質(zhì)密硅磚，減薄炭化室墻和提高加熱火道標(biāo)準(zhǔn)溫度等方面為主要的技術(shù)發(fā)展方向。1.3 煉焦新工藝的評述1.3.1無回收焦?fàn)t針對傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣處理及回收裝置環(huán)保控制費(fèi)用較高等問題，美國和澳大利亞在20世紀(jì)80年代后期相繼推出了新設(shè)計(jì)的無回收焦?fàn)t，將廢熱用于生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電。無回收焦?fàn)t的優(yōu)點(diǎn):(1)煉焦工藝流程簡單，設(shè)計(jì)和基建投資費(fèi)用低;(2)取消煤氣回收裝置，不會產(chǎn)生焦油和酚水等污染物，環(huán)保有所改善;(3)負(fù)壓操作，解決了爐門漏氣，使其廢物放散能降到最低水平;(4)廢熱得到利用送去發(fā)電2。美國弗吉尼亞州的JewellThompson焦?fàn)t內(nèi)，煤層高約0.6m

20、，長不足14m，寬不到4m，有效容積約30m3。在JewellThompson焦?fàn)t基礎(chǔ)上美國和澳大利亞等國相繼推出新設(shè)計(jì)的無回收焦?fàn)t。由于它們的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械化程度、熱效率、單孔生產(chǎn)能力均顯著優(yōu)于早期的無回收焦?fàn)t，因而被認(rèn)為是新一代無回收焦?fàn)t。從煉焦生產(chǎn)的普遍規(guī)律和無回收焦?fàn)t生產(chǎn)特點(diǎn)出發(fā)，無回收焦?fàn)t存在如下幾個(gè)主要問題:(1)煤耗高，煉焦煤煤源變窄。由于爐頂空間很大，煤在塑性階段能自由膨脹，造成爐子上部焦炭結(jié)構(gòu)疏松、質(zhì)量差。這需要用揮發(fā)分低、結(jié)焦性好的煤料消除這種影響;(2)部分煤和焦炭被燒損，成焦率下降;(3)無回收焦?fàn)t仍有大氣污染;(4)加熱控制手段簡單，焦炭的均勻性差;(5)爐齡短，

21、維修量大;(6)所產(chǎn)蒸汽和電能的出路也是需要考慮的問題。1.3.2大容積焦?fàn)t近年來，國外焦化企業(yè)主要技改途徑是用現(xiàn)代化的大容積焦?fàn)t取代老損焦?fàn)t。德國考伯斯公司為曼內(nèi)斯曼焦化廠建造了有效容積70m3大容積焦?fàn)t，炭化室高7.85m，寬0.55m，長18m。魯爾煤業(yè)公司的凱澤斯圖爾焦化廠投資12億馬克，歷經(jīng)5年設(shè)計(jì)建成煤處理量7700t/d，有效容積78.9m3的200萬t/a大容積焦?fàn)t，爐寬0.61m，高7.63m，長18.8m并配備一套世界上最大干熄焦裝置，焦炭處理能力250t/h。該座焦?fàn)t由于炭化室加寬，適應(yīng)煤種較多，且推焦次數(shù)減少，污染降低。從環(huán)保重點(diǎn)出發(fā)，德國甚至提出了建設(shè)有效容積225m

22、3超大炭化室設(shè)想:長25m，高12.5m，寬0.85m據(jù)有關(guān)資料估算，焦?fàn)t炭化室高度由4.3m提高到6m、6.5m、7m，其生產(chǎn)能力可分別提高60%、80%或100%。我國5.0m、5.5m、6m高的焦?fàn)t運(yùn)行多年，已經(jīng)商業(yè)化，高8m焦?fàn)t建立了3孔試驗(yàn)爐。獨(dú)聯(lián)體國家正在設(shè)計(jì)的大容積焦?fàn)t，炭化室容積達(dá)62.4m3(高7.4m，寬0.5m，長18.74m)。國外資料報(bào)道，大容積焦?fàn)t的最大優(yōu)點(diǎn)是基建投資省，然而國內(nèi)有關(guān)專家認(rèn)為，焦?fàn)t并非越大越好，6m焦?fàn)t與4.3m搗固焦?fàn)t相比無論相對基建投資、改善焦炭質(zhì)量以及煤種適用范圍上并無優(yōu)勢而言。當(dāng)國內(nèi)4.3m搗固焦?fàn)t投產(chǎn)后，國內(nèi)煉焦行業(yè)也許會重新評價(jià)6m焦?fàn)t4

23、。大容積焦?fàn)t存在的問題:美國的大容積焦?fàn)t都出現(xiàn)了砌體過早損壞的現(xiàn)象，美國黑色冶金設(shè)計(jì)院確定炭化室高6m及以上焦?fàn)t平均使用壽命15年;炭化室高7m的焦?fàn)t必須供應(yīng)配煤組成較好的煤料，以保護(hù)砌體和保證正常生產(chǎn)操作;大容積焦?fàn)t不適用煤預(yù)熱，美國及英國鋼鐵公司的雷德卡爾冶金廠也證實(shí)了這一點(diǎn)。顯然，大容積焦?fàn)t在各方面要求都比常規(guī)炭化室焦?fàn)t要高。因此，雖然大型焦?fàn)t是發(fā)展方向，但各國要根據(jù)國情、技術(shù)水平和設(shè)備制造水平來確定焦?fàn)t規(guī)模和尺寸。1.3.3巨型煉焦反應(yīng)器巨了單型煉焦反應(yīng)器是為了克服傳統(tǒng)室式焦?fàn)t大型化所受的多種因素限制，特別是爐墻變形等問題而開發(fā)的。20世紀(jì)80年代后期，以德國為主的歐洲煉焦專家提出室式

24、巨型煉焦反應(yīng)器和煤預(yù)熱及干熄焦相結(jié)合的方案，該方案經(jīng)兩次工業(yè)試驗(yàn)后于1990年由“歐洲煉焦技術(shù)中心”進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作。1993年4月，巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置(炭化室高10m，寬850mm，長10m，長度只是工業(yè)規(guī)模的一半)在埃森市的普羅斯佩爾焦化廠開始運(yùn)行，生產(chǎn)15個(gè)月后，即1994年7月完成了技術(shù)修改和完善工作，現(xiàn)正朝工業(yè)化方向推進(jìn)。巨型煉焦反應(yīng)器商業(yè)化進(jìn)程受以下諸因素制約:（1)煉焦反應(yīng)器裝置變?yōu)橛啥鄠€(gè)巨型煉焦反應(yīng)器單元組成的爐組就必須將推焦和出焦操作的機(jī)械設(shè)計(jì)為移動式，將會大幅度增加該機(jī)械重量;(2)能力的大幅度提高，對系統(tǒng)的可靠性要求也隨之提高;(3)與煤預(yù)熱聯(lián)合的大型生產(chǎn)裝置

25、還有待于進(jìn)一步開發(fā)。有關(guān)專家認(rèn)為解決上述問題不存在技術(shù)障礙，主要問題是需要大量資金并需依托大規(guī)模的工程才能實(shí)施。歐洲煉焦技術(shù)中心的專家在尋找巨型煉焦反應(yīng)器使用廠家時(shí)，世界產(chǎn)焦大國的中國，是其主要選擇對象之一。1996年8月，他們曾主動邀請中國的焦化專家考察巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置，共同探討巨型煉焦反應(yīng)器工藝。1.3.4日本SCOPE21的煉焦技術(shù)該技術(shù)的特點(diǎn)是將配入50%的非粘結(jié)性煤，在入爐前快速預(yù)熱到350400，使煤接近熱分解溫度，以改善煤的粘結(jié)性，預(yù)熱煤中的細(xì)粉熱壓成型，而后與粗粒煤混合裝爐。故裝爐煤的堆密度提高(約850kg/m3)，焦?fàn)t用高導(dǎo)熱性的70mm75mm的爐墻磚，在焦?fàn)t中加熱

26、到700800的焦餅，放入干熄焦預(yù)存段進(jìn)行再加熱使焦餅最終溫度達(dá)1000左右。各國煉焦同行在等待該工藝的工業(yè)實(shí)踐結(jié)果6。1.3.5搗固焦?fàn)t搗固焦?fàn)t過去費(fèi)用高，現(xiàn)已通過將搗固機(jī)操作效率提高一倍和在搗固焦?fàn)t上采用大容積炭化室得到補(bǔ)償。搗固工藝的進(jìn)一步研究課題是通過搗固箱進(jìn)一步現(xiàn)代化來減少搗固工藝流程的能耗，縮短搗固壓實(shí)時(shí)間和提高整個(gè)煤餅密度的均勻性。搗固煉焦工藝是成熟的，設(shè)備是可靠的，炭化室高3.2m、3.8m的搗固焦?fàn)t，我國已有幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐;炭化室高6m的搗固焦?fàn)t，由于增加了搗固機(jī)錘頭重量(4m高320kg，6m高450kg480kg)，提高了煤餅的堆密度和穩(wěn)定性，可以保證正常生產(chǎn)，這一點(diǎn)已

27、被德國焦化工業(yè)十幾年生產(chǎn)實(shí)踐所證實(shí)。同先進(jìn)國家相比，我國搗固焦?fàn)t發(fā)展緩慢，主要原因是搗固技術(shù)落后，搗固機(jī)錘頭少，重量輕，搗固錘加煤布料和游動均由手工操作。此外搗固頻率低，自動化程度差等致使搗固焦?fàn)t大型化進(jìn)展緩慢。近年來西安重機(jī)廠、大連重機(jī)廠、鞍山焦耐院等單位進(jìn)行了新型搗固機(jī)試驗(yàn)研究，雖然取得一定成果，但與國外相比仍存在一定差距。因此，國內(nèi)要實(shí)現(xiàn)搗固焦?fàn)t大型化，有必要引進(jìn)國外先進(jìn)的設(shè)備或引進(jìn)搗固機(jī)械的軟件。我國優(yōu)質(zhì)煉焦煤所占比例不大，分布也不合理，尤其東北、華東兩地區(qū)氣煤資源豐富，焦煤和肥煤短缺。而這兩個(gè)地區(qū)又是我國重要的鋼鐵基地，煉焦能力占全國一半以上，因此為提高焦炭產(chǎn)量，這兩個(gè)地區(qū)尤其應(yīng)大力

28、發(fā)展搗固煉焦工藝。另一方面，我國現(xiàn)有煉焦能力中，頂裝爐超過97%，限制了氣煤配入量。因此為使我國煉焦?fàn)t構(gòu)成與國內(nèi)煉焦煤資源相適應(yīng)，立足國內(nèi)資源提高冶金焦質(zhì)量，必須改變目前單一的煉焦?fàn)t結(jié)構(gòu)?！鞍l(fā)展搗固焦?fàn)t，調(diào)整煉焦?fàn)t構(gòu)成”已成共識，國內(nèi)已到了非發(fā)展搗固焦?fàn)t不可的地步了。1.3.6干法熄焦（CDQ）技術(shù)干法熄焦工作原理是利用以N2為主要成分的惰性氣體來冷卻、窒息紅焦，惰性氣體在系統(tǒng)內(nèi)由風(fēng)機(jī)循環(huán)，被紅焦加熱后進(jìn)人廢熱鍋爐，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電。流程：成熟的紅焦，從炭化室中推入焦罐，裝有紅焦的焦罐，用焦罐車運(yùn)升至提升塔，由提升機(jī)提升到干熄槽，在冷卻室中與冷惰性氣體進(jìn)行熱交換，冷卻到250，冷卻的焦炭

29、，由干熄槽底部排焦設(shè)備排至膠帶輸送機(jī)，送往用戶。冷惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄槽，溫度升至800左右，熱惰性氣體經(jīng)過一次除塵器，除去氣體中夾帶的粗粒焦粉后，進(jìn)入余熱鍋爐后溫度降至200以下，再經(jīng)二次除塵器，除去氣體中夾帶的粗粒焦粉，然后用循環(huán)風(fēng)機(jī)送回干熄槽循環(huán)使用6。技術(shù)特點(diǎn):(1)節(jié)能效果顯著；(2)環(huán)保效益好；(3)提高焦炭質(zhì)量，優(yōu)化高爐生產(chǎn)。在同一配比情況下，與傳統(tǒng)濕熄焦相比，焦炭M40可提高35個(gè)百分點(diǎn)，M10可降低0.5個(gè)百分點(diǎn)，約69年可收回設(shè)備投資。我國發(fā)展CDQ的方向是裝置的大型化與設(shè)備國產(chǎn)化。裝置的大型化是為了與焦?fàn)t的生產(chǎn)規(guī)模相配套，每12組焦?fàn)t配備一套規(guī)模相當(dāng)?shù)腃DQ裝置，同

30、時(shí)以濕熄焦裝置備用，以節(jié)省投資。CDQ裝置生產(chǎn)的蒸汽將用于發(fā)電、煤調(diào)濕或并人生產(chǎn)用蒸汽管網(wǎng)。“十五”期間，中國將有3O多套CDQ裝置建設(shè)投產(chǎn)，其干熄焦炭的能力將達(dá)到年產(chǎn)3000多萬t，占中國機(jī)焦生產(chǎn)能力的三分之一。1.3.7型焦工藝開發(fā)型焦工藝目的:(1)擴(kuò)大煉焦煤源。試驗(yàn)表明，型焦工藝可使非粘結(jié)性煤和弱粘結(jié)性煤使用量達(dá)60%100%;(2)使煉焦在密閉的連續(xù)裝置中運(yùn)行，徹底解決污染問題。20世紀(jì)6070年代，世界許多國家對型焦工藝進(jìn)行了開發(fā)研究，其中以日本鋼鐵聯(lián)盟開發(fā)的型焦工藝最為引人注目。該工藝作為日本國家項(xiàng)目，自1978年開始開發(fā)，隨后10年間在200t/d中試裝置上進(jìn)行了廣泛的生產(chǎn)試驗(yàn)

31、，發(fā)現(xiàn)用含70%80%的不粘結(jié)或弱粘結(jié)煤的配煤可以生產(chǎn)出與供大型高爐用的冶金焦等效的型焦，其成本與常規(guī)焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭相差無幾。高爐試驗(yàn)結(jié)果表明，型焦在高爐上最多可使用到30%，換句話說，型焦不能完全取代常規(guī)焦炭。為此，1994年以來，日本鋼鐵聯(lián)盟公司開發(fā)了新型焦工藝。新型焦工藝特點(diǎn):(1)通過將煤快速加熱以及粉煤高溫成型，可以改善煤的粘結(jié)性，并可使裝爐煤的堆密度提高到850kg/m3，以改善焦炭質(zhì)量在保證焦炭質(zhì)量前提下，非粘結(jié)煤的配入可達(dá)50%;(2)通過提高爐墻熱傳導(dǎo)率、裝爐煤高溫預(yù)熱等措施，使焦?fàn)t生產(chǎn)能力提高到300%;(3)煤炭中溫干餾及干餾產(chǎn)品在干熄焦裝置的預(yù)存室進(jìn)行高溫加熱改質(zhì)，比常

32、規(guī)焦?fàn)t節(jié)能20%;(4)對焦?fàn)t所有開口嚴(yán)密密封，紅焦密閉輸送及預(yù)熱煤脈沖式輸送，可使環(huán)境污染大幅度減輕。新型焦工藝要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化需解決以下問題:(1)型焦的透氣阻力比室式爐焦炭約高2倍，在高爐大量使用型焦受到限制;(2)型焦生產(chǎn)的能耗比室式爐高。所以，該工藝的進(jìn)一步實(shí)施，仍需解決諸多技術(shù)問題，為此新鋼鐵聯(lián)盟加快進(jìn)行新工藝的試驗(yàn)工作，以期在21世紀(jì)為取代某些現(xiàn)有焦?fàn)t作好準(zhǔn)備。前蘇聯(lián)也認(rèn)為型焦工藝是最有前途的工藝之一。但是目前型焦工藝還沒有發(fā)展到實(shí)用階段，所生產(chǎn)的型焦還不能應(yīng)用到大型的現(xiàn)代化的高爐中，焦炭的反應(yīng)性和塊度還很不理想。1.3.8配型煤煉焦在煉焦煤中配入型煤煉焦，在國際上已有幾十年的歷史。

33、由于提高了入爐煤料的密度加之型煤中粘結(jié)劑對煤料粘結(jié)性能有所改善，因此能提高焦炭質(zhì)量或在不降低焦炭質(zhì)量前提下，少配用優(yōu)質(zhì)煉焦煤。西德早在20世紀(jì)50年代就在40孔6m高炭化室的硅磚焦?fàn)t采用該技術(shù)。日本已有新日鐵、鋼管、住友金屬等公司16個(gè)爐組、36座焦?fàn)t共計(jì)1610孔采用配部分型煤(型煤配入量20%30%)煉焦技術(shù)，年產(chǎn)焦炭1600多萬t。我國寶鋼一期工程從日本引進(jìn)此技術(shù)，二期、三期工程中仍采用配型煤煉焦技術(shù)，年產(chǎn)焦炭約600萬t，占全國機(jī)焦產(chǎn)量9%。此外，馬鋼、包鋼也曾設(shè)計(jì)在改擴(kuò)建中采用該技術(shù)。一般說來，焦炭質(zhì)量在一定范圍內(nèi)隨著配入型煤比例增加而提高。生產(chǎn)試驗(yàn)表明，型煤配比每增加10%，焦炭強(qiáng)

34、度指標(biāo)DI150/15約提高0.7%1.1%，反應(yīng)后強(qiáng)度約提高2.2%。隨著型煤配比增至30%時(shí)，DI150/15可提高2%3%，M10可改善2%4%。我國包鋼焦化廠等單位一直進(jìn)行著配型煤煉焦的工業(yè)試驗(yàn)，經(jīng)過多年對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收工作，我國已具備了工廠設(shè)計(jì)能力，但關(guān)鍵設(shè)備仍需引進(jìn)5。1.3.9立式連續(xù)層狀煉焦工藝從20世紀(jì)70年代起，前蘇聯(lián)烏克蘭煤化所開始了立式爐連續(xù)煉焦新工藝的研究。試驗(yàn)經(jīng)歷了三個(gè)階段:試驗(yàn)室試驗(yàn)階段，試驗(yàn)裝置能力50kg/d70kg/d;半工業(yè)試驗(yàn)階段，炭化室寬175mm和350mm;1991年1996年進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，裝置主要工藝參數(shù):垂直炭化室數(shù)(包括熄焦段)2個(gè)，

35、推焦行程300mm，推焦周期20min30min，一次裝煤量400kg420kg，煉焦時(shí)間7h8h，能力30t/d。該裝置對中國一批氣煤的試驗(yàn)表明，單種氣煤在連續(xù)層狀煉焦裝置上能生產(chǎn)出質(zhì)量符合要求的冶金焦。工藝特點(diǎn):煤料經(jīng)壓實(shí)(堆密度可1000kg/m3)和分階段控制加熱速度可改善煤的粘結(jié)性能，改善焦炭質(zhì)量，有效拓寬了煉焦用煤范圍，與傳統(tǒng)工藝相比，可節(jié)約70%肥煤和焦煤;系統(tǒng)密閉連續(xù)，自動化程度高。從各階段試驗(yàn)結(jié)果看，該工藝具有很好的推廣應(yīng)用前景，但要達(dá)到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，在裝煤操作、順利排焦和裝置大型化方面還需進(jìn)一步改進(jìn)完善。20世紀(jì)80年代我國大同、太原、福州等地建設(shè)并投產(chǎn)了十幾座帶蓄熱室

36、的連續(xù)直立式炭化爐，這些直立爐在制氣和生產(chǎn)特種用焦鐵合金焦方面取得了較好的效果。1.3.10煤預(yù)熱利用煤預(yù)熱技術(shù)，不僅能將煉焦用煤范圍擴(kuò)大到高揮發(fā)分煤，還能擴(kuò)大到半無煙煤和石油焦等低揮發(fā)分惰性物料。目前，俄羅斯年產(chǎn)107萬t焦炭的第一臺煤預(yù)熱工業(yè)裝置，正在西西伯利亞鋼廠7號焦?fàn)t上使用，系采用氣體熱載體預(yù)熱煤料。焦?fàn)t用預(yù)熱煤料煉焦時(shí)生產(chǎn)能力提高40%左右，可多配入20%25%弱粘煤，煉焦熱耗降低10%12%;美國和英國、日本都使用煤預(yù)熱裝置;波蘭登賽斯科焦化廠建造了40t/h煤預(yù)熱裝置，還將根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建造100t/h裝置。但是使用煤預(yù)熱裝置的美國大容積焦?fàn)t和英國鋼公司兩座焦?fàn)t都出現(xiàn)了焦?fàn)t砌體過

37、早損壞現(xiàn)象。1.4 中國煉焦工業(yè)的現(xiàn)狀1.4.1焦?fàn)t煤氣凈化現(xiàn)狀目前我國正在運(yùn)行的焦?fàn)t煤氣凈化工藝很多，主要包括冷凝鼓風(fēng)、脫硫、脫氨、脫苯等，在凈化煤氣的同時(shí)回收焦油、硫磺、硫銨或氨水、粗苯等化工產(chǎn)品。我國煤氣凈化一般均采用高效的橫管初冷器來冷卻荒煤氣，幾種不同的煤氣凈化技術(shù)主要表現(xiàn)在脫硫、脫氨工藝方案的選擇上。脫氨工藝主要有水洗氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法無水氨工藝、熱法無水氨工藝、半直接法浸沒式飽和器硫銨工藝、半直接法噴淋式飽和器硫銨工藝、間接法飽和器硫銨工藝、酸洗法硫銨工藝等。脫硫工藝主要有濕式氧化工藝(如以氨為堿源的TH法、FRC法、HPF法及以鈉為堿源的ADA法、PD

38、S法)和濕式吸收工藝(如氨硫聯(lián)合洗滌的AS法、索爾菲班法及真空碳酸鹽法)等。我國煤氣凈化工藝已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。根據(jù)煤氣用戶的不同，可選用不同的工藝流程來滿足用戶對不同煤氣質(zhì)量的要求。1.4.2焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀按2001年產(chǎn)焦12406萬t計(jì)算，全年焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量約530億m3。其中與3000萬t土焦相伴產(chǎn)生的約128億m3煤氣在煉焦過程中全部被燒掉，機(jī)焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣則經(jīng)過凈化后，除部分用于焦?fàn)t自身加熱外，剩余煤氣均不同程度地得到了利用。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的焦化廠，絕大部分焦?fàn)t均為復(fù)熱式焦?fàn)t，一般采用高爐煤氣加熱，所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化后供給煉鐵、煉鋼、軋鋼等用戶。作為城市煤氣氣源廠的焦化廠，

39、絕大部分焦?fàn)t也為復(fù)熱式焦?fàn)t，可采用焦?fàn)t煤氣加熱，也可采用發(fā)生爐煤氣加熱，所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化達(dá)到城市煤氣標(biāo)準(zhǔn)后供應(yīng)城市居民用戶或工業(yè)用戶。目前，以生產(chǎn)焦炭為主的獨(dú)立焦化廠，如山西在土焦改機(jī)焦過程中新建的許多焦化廠，除少數(shù)焦化廠所產(chǎn)的煤氣供應(yīng)城市煤氣或工業(yè)用途(如煅燒高鋁釩土、金屬鎂等)外，絕大部分焦化廠所產(chǎn)的煤氣均用于發(fā)電甚至直接燃燒放散，未能得到有效利用，浪費(fèi)了大量的優(yōu)質(zhì)煤氣資源。我國將會產(chǎn)生大量剩余焦?fàn)t煤氣的主要有兩類焦化廠:一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨(dú)立焦化廠，其生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣既不能供應(yīng)城市煤氣，又沒有合適的工業(yè)用戶;二是目前供應(yīng)城市煤氣的焦化廠，如北京焦化廠、天津煤氣廠、上海焦化廠、青島煤

40、氣廠等，在采用天然氣取代焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城市煤氣后，焦?fàn)t煤氣沒有合適的用戶。這些過剩的煤氣迫切希望找到經(jīng)濟(jì)合理高效的綜合利用途徑6。1.5 焦?fàn)t構(gòu)成現(xiàn)狀中國目前正在生產(chǎn)的焦?fàn)t分為機(jī)械化焦?fàn)t和土法煉焦?fàn)t兩大類，焦炭總產(chǎn)量中包含機(jī)焦和土焦兩大部分。目前中國正在生產(chǎn)的機(jī)械化焦?fàn)t，有炭化室高度分別為6.0m、5.5m、5.0m、4.3m、4.0m、3.3m、2.8m、2.5m、2.0m的頂裝焦?fàn)t，和炭化室高度分別為4.3m、3.8m、3.2m和2.5m的搗固焦?fàn)t。據(jù)中國煉焦行業(yè)協(xié)會對403家機(jī)焦企業(yè)的初步統(tǒng)計(jì)，2000年底全國運(yùn)行的焦?fàn)t有1174座，設(shè)計(jì)煉焦能力10211萬t。其中炭化室高度4m的焦?fàn)t20

41、0座，煉焦能力為6667萬t，平均每座焦?fàn)t生產(chǎn)能力為33.35萬t/a;炭化室高度4m的焦?fàn)t974座，設(shè)計(jì)煉焦能力3355萬t，平均每座焦?fàn)t生產(chǎn)能力為3.45萬t/a。到目前為止，我國已建成的炭化室高度4m的焦?fàn)t接近250座，其生產(chǎn)能力約8000萬t。2000年底中國焦?fàn)t爐型構(gòu)成見表1。土法煉焦?fàn)t主要有以75型、89型和96型為代表的各種結(jié)構(gòu)的“改良焦?fàn)t”和“連體改良焦?fàn)t”，另有很少量的蜂窩式焦?fàn)t，工藝落后，生產(chǎn)環(huán)境惡劣。表12000年底全國焦?fàn)t構(gòu)成炭化室高/m6.05.55.0434.03.8-2.52.5搗固合計(jì)座數(shù)/座349413518324632181174能力/萬t155933820

42、042053651949132826710211占總能力/%15.273.311.9641.183.5619.0913.012.62100第二章 工藝設(shè)計(jì)2.1 爐型的確定當(dāng)前焦?fàn)t的主要向大型化、高效化發(fā)展，以擴(kuò)大容積，采用致密硅磚，減薄炭化室墻和提高加熱火道標(biāo)準(zhǔn)溫度等方面為主要的技術(shù)發(fā)展方向。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，要求設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力為200萬噸/a焦炭，綜合焦?fàn)t主要特性比較，大容積焦?fàn)t的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的要求，且合理利用資源，合理利用焦?fàn)t機(jī)械，提高勞動生產(chǎn)率，故采用JN60-82型6m大容積焦?fàn)t。JN60-82型爐體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙聯(lián)火道、帶廢氣循環(huán)、下噴復(fù)熱式。主要結(jié)構(gòu)尺寸：炭化室全長159

43、80mm；炭化室全高6000mm；炭化室平均寬450mm；炭化室錐度60mm；炭化室有效容積38.50m3；炭化室中心距1300mm；32個(gè)立火道；燃燒室墻厚100mm；裝煤孔4502個(gè)。2.2 配煤比的確定2.2.1 配煤的目的和意義所謂配煤就是將兩種以上的單煤料，按適當(dāng)比例均勻配合，以求制得各種用途所要求的焦炭質(zhì)量。冶金焦的質(zhì)量要求是：灰分低、硫分少、強(qiáng)度高、各向異性程度大，要滿足上述要求，在常規(guī)煉焦方法條件下，用單種煤煉焦是很難實(shí)現(xiàn)的。而且由于煤種的相對儲量、分布和開采能力的制約，不可能進(jìn)行大規(guī)模的單種煤煉焦生產(chǎn)22。配煤的意義在于使各種煤之間性質(zhì)上取長補(bǔ)短，符合焦?fàn)t的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)出滿

44、足質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)焦炭，并增產(chǎn)煉焦化學(xué)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理利用，擴(kuò)大了煉焦用煤。2.2.2 配煤的基本原則及要求配煤方案是焦化廠規(guī)劃的重要組成部分，是焦化廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為了保證焦炭質(zhì)量，有利于生產(chǎn)操作，在確定配煤方案時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：1、配合煤性質(zhì)與本廠煤預(yù)處理工藝及煉焦條件相適應(yīng)，焦炭質(zhì)量按品種要求達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。2、符合本地區(qū)煤炭資源條件，有利擴(kuò)大煉焦煤源。3、有利增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品，防止炭化室中煤料結(jié)焦過程產(chǎn)生的膨脹壓力超過爐墻極限負(fù)荷，避免推焦困難。4、縮短煤源平均運(yùn)距，便于調(diào)配車輛，避免“違流”現(xiàn)象。5、來煤數(shù)量均衡，質(zhì)量均勻。6、在上述前提下，盡量降低生產(chǎn)成本，以期提高經(jīng)濟(jì)實(shí)效。煉

45、焦配煤需因地而異，根據(jù)華北煤炭資源以及生產(chǎn)特點(diǎn)，煉焦配煤以焦煤作基礎(chǔ)煤，在保證焦炭質(zhì)量的前提下，適當(dāng)兼配低灰、低硫的弱粘結(jié)煤和一定量的瘦煤。2.2.3 種煤的結(jié)焦特性氣煤變質(zhì)程度低，揮發(fā)分含量較高，粘結(jié)性低，這種煤加熱后生成膠質(zhì)體，結(jié)焦性比焦煤和肥煤差，膨脹壓力小，收縮大，揮發(fā)分高，單獨(dú)煉焦時(shí)，焦炭裂紋多，塊度小，作為配煤組分，它可減少膨脹壓力，增加收縮度，使推焦順利并增加化產(chǎn)和煤氣的作用。肥煤是中等變質(zhì)程度的煤，粘結(jié)性最強(qiáng)的煉焦煤，單獨(dú)煉焦時(shí)可產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，熱穩(wěn)定性好，但在固化階段焦炭會產(chǎn)生較多的橫向裂紋，它和焦煤一樣是煉焦配煤的基礎(chǔ)煤種。配煤中有肥煤時(shí)，可以適當(dāng)?shù)呐淙胝辰Y(jié)性差的煤。瘦煤粘

46、結(jié)性不高，配煤中適當(dāng)配入瘦煤可降低半焦收縮，增大焦炭塊度，在配煤中起瘦化作用，但配入量過多時(shí)，使配煤的粘結(jié)性過低，焦炭的耐磨性下降，焦炭質(zhì)量下降。焦煤在受熱時(shí)能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、耐磨性好的焦炭，配入煤料中可以起到提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度的作用，因此，焦煤是配煤中的重要成分。但是，焦煤在結(jié)焦過程中收縮度小、膨脹壓力大，單獨(dú)煉焦或配量過多時(shí)，會發(fā)生推焦困難并引起焦?fàn)t的損壞。從以上各單種煤的結(jié)焦特性可以看出，各單種煤在一般的工藝條件下，都不適宜于單獨(dú)煉焦。為了合理利用資源，改善焦炭質(zhì)量，必須使用配合煤煉焦。 2.2.4 配煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)及配煤比的確定現(xiàn)有單種煤的工業(yè)

47、分析數(shù)據(jù)見表2-1。 則配合煤的各項(xiàng)指標(biāo)如下： Ad=9.6（干煤） St，d=0.84（干煤） Vdaf =26.71 焦炭質(zhì)量：Ad=12.8 St，d=0.672 表2-1 單種煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)產(chǎn)地Ad St，d Vdaf Y(mm) 煤種 比例（%）趙各莊唐 山晉華宮介 休五 陽10.75 1.03 31.21 26 肥煤 2510.53 0.56 33.42 17 13焦煤 204.43 0.34 29.98 5 弱粘煤 99.67 1.13 21.55 16 焦煤 359.3 0.41 18.07 9 瘦煤 11在煉焦過程中，煤的灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭，焦炭灰分可按下式計(jì)算： 2（2-1

48、） 式中： 煤、焦炭的灰分，%； K 全焦率，%。焦炭硫分可按下式計(jì)算： 2（2-2） 式中：煤、焦炭的硫分，% 煤中硫分轉(zhuǎn)入焦炭的百分率。本設(shè)計(jì)中設(shè)定K=75%，=65%，則 2.3 爐孔數(shù)的確定對于一定的生產(chǎn)能力的爐孔數(shù)取決于炭化室的尺寸和相應(yīng)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。計(jì)算公式如下： 23（2-3）式中 G-干全焦年產(chǎn)量，噸/年 n-每個(gè)爐組的焦?fàn)t座數(shù)，個(gè) N-每座的爐孔數(shù)，個(gè) u-考慮的減產(chǎn)系數(shù)，一般取0.95 V-碳化室有效容積，m3 -每孔裝煤堆密度（干基），t/m3 -周轉(zhuǎn)時(shí)間，h K - 干煤全焦率，%JN60-82型，=19小時(shí)，n=2，=0.76kg/m3，V=38.5m3設(shè)K=0.75，

49、則即所選用的為450孔焦?fàn)t，而焦炭的實(shí)際產(chǎn)量為：210.5263萬t/a，則單座焦?fàn)t干煤消耗量為：21052630.75436524=80.11t/h濕煤消耗量為：80.11（1-10%）=89.00t/hJN60-82型焦?fàn)t的主要尺寸見表2-2：其余尺寸見圖紙。表2-2 JN60-82型焦?fàn)t的主要尺寸 單位：mm項(xiàng)目 大小 項(xiàng)目 大小炭化室長 15980 炭化室墻厚度 100炭化室有效長 15140 立火道隔墻厚度 151炭化室平均寬 450 跨越孔尺寸（高寬） 305(401/467）炭化室錐度 60 循環(huán)孔尺寸（高寬） 106(406/462）炭化室全高 6000 蓄熱室寬度 321.5

50、 炭化室有效高 5650 蓄熱室主墻厚度 290炭化室有效容積，m3 38.5 蓄熱室單墻厚度 230炭化室一次裝干煤量m3 28.5 蓄熱室格子磚高度 2540結(jié)焦時(shí)間，h 19 斜道（出口）寬度 120（80）一晝夜裝干煤量，t 40.1 邊斜道（出口）寬度 120（120）立火道個(gè)數(shù)，個(gè) 32 磚煤氣道直徑 50炭化室中心距 1300 看火孔尺寸 120立火道中心距 480 裝煤孔直徑個(gè)數(shù) 4504504加熱高度 905 上升管直徑個(gè)數(shù) 500504爐頂厚度 1250 燈頭磚出口距炭化室底高 405（高），255(低)2.4 焦?fàn)t物料衡算 焦?fàn)t物料衡算23是指在焦?fàn)t炭化室內(nèi)結(jié)焦過程中經(jīng)高溫干餾得到焦炭、煤氣、和化工產(chǎn)品（焦油、粗苯、氨）等物料之間的平衡測試與計(jì)算。根據(jù)物料守衡定律進(jìn)行計(jì)算，通過焦?fàn)t的物料平衡，可以了解到焦?fàn)t炭化室內(nèi)物料的轉(zhuǎn)移情況，獲得焦炭產(chǎn)品的產(chǎn)率以及損失率。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步作焦?fàn)t熱量平衡，并為焦?fàn)t的設(shè)計(jì)、改造提供依據(jù)。因此，進(jìn)行正確的測試與計(jì)算是十分重要的。常用的煉焦?fàn)t的物料平衡是指，以進(jìn)入焦?fàn)t的原料干煤與配煤水為入方，以煉焦的各種產(chǎn)品焦炭、凈煤氣和各種化工產(chǎn)品為出方進(jìn)行衡算。2.4.1 物料平衡的入方入爐煤量是指每孔炭化室的裝煤量或整座焦?fàn)t