煉焦化學(xué)工藝介紹

1、煉焦化學(xué)工藝介紹1 1 概況概況主要內(nèi)容主要內(nèi)容3 3 主要裝備主要裝備4 4 主要產(chǎn)品主要產(chǎn)品2 2 工藝流程工藝流程0:1831 焦化工業(yè)概況 煤隔絕空氣進(jìn)行加熱，分別得到固體產(chǎn)品、液體產(chǎn)品和氣體產(chǎn)品的過(guò)程，即煤的干餾過(guò)程。根據(jù)煤被加熱的最終溫度，分為低溫干餾（500550 ），中溫干餾（600800 ）和高溫干餾（9001050 ）即煉焦過(guò)程。煉焦0:184 廣泛用于高爐煉鐵、鑄造、電石、氣化及有色金屬冶煉等方面，其中高爐用焦占絕大多數(shù)，稱為冶金焦。 焦炭在高爐中起還原劑、熱源、支撐骨架的作用。 焦炭0:185 1、成堆干餾 510晝夜成焦，生產(chǎn)率低，資源浪費(fèi)，污染嚴(yán)重。煉焦技術(shù)發(fā)展a-

2、圓窯 b-方窯 成堆干餾示意圖0:186 2、蜂窩焦?fàn)t煉焦 23晝夜成焦，可利用機(jī)械設(shè)備?，F(xiàn)代焦?fàn)t雛形。煉焦技術(shù)發(fā)展蜂窩焦?fàn)t示意圖0:187 3、現(xiàn)代煉焦技術(shù)的形成 （1）炭化室與燃燒室分開(kāi) （2）蓄熱式的建立 （3）化產(chǎn)品的回收 （4）復(fù)熱式焦?fàn)t （5）硅磚筑爐材料在焦?fàn)t上的應(yīng)用煉焦技術(shù)發(fā)展0:188 中國(guó)煉焦技術(shù) 機(jī)械化焦?fàn)t： 1958年，鞍山焦耐院設(shè)計(jì)了JN43-58型焦?fàn)t，在北京煉焦化學(xué)廠投產(chǎn)，推動(dòng)了煉焦技術(shù)的發(fā)展。 20世紀(jì)80年代，設(shè)計(jì)了JN60-87型焦?fàn)t。 20世紀(jì)90年代，設(shè)計(jì)了炭化室高4.3m，寬500mm的寬炭化室焦?fàn)t。 21世紀(jì)初，設(shè)計(jì)了JN70- 型焦?fàn)t。 炭化室高7

3、.63m焦?fàn)t。煉焦技術(shù)發(fā)展0:189 現(xiàn)代煉焦新技術(shù)： 1、焦?fàn)t容積大型化 2、干法熄焦 3、裝爐煤預(yù)處理 4、現(xiàn)代化搗固煉焦 5、焦化廠環(huán)境保護(hù) 6、煉焦自動(dòng)化技術(shù)煉焦技術(shù)發(fā)展0:18102 焦化工藝流程1#火車受煤坑翻車機(jī)汽車受煤坑2#火車受煤坑116#貯煤倉(cāng)粉碎機(jī)2#煤塔1#煤塔2#焦?fàn)t1#焦?fàn)t3#焦?fàn)t4#焦?fàn)t2#焦臺(tái)1#焦臺(tái)1#熄焦塔1#干熄焦2#熄焦塔2#干熄焦篩貯焦樓煉鐵卸煤貯配煤煉焦熄焦篩運(yùn)焦化產(chǎn)0:18112 焦化工藝流程0:1812備煤工藝備煤工藝焦化工藝焦化工藝 煉焦工藝煉焦工藝 化產(chǎn)回收工藝化產(chǎn)回收工藝2 焦化工藝流程0:18132 焦化工藝流程備煤：對(duì)進(jìn)廠的洗精煤進(jìn)行處

4、理，以達(dá)到煉焦要求，通常把原料煤在煉焦前進(jìn)行的工藝處理過(guò)程稱為備煤工藝過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是在備煤車間來(lái)進(jìn)行完成的。主要經(jīng)過(guò)堆放貯存、配合、粉碎、調(diào)濕等一系列過(guò)程使之達(dá)到煉焦要求之后，通過(guò)皮帶被輸送到煤塔供煉焦作業(yè)區(qū)使用。流程：洗精煤(80mm)由汽車或火車運(yùn)來(lái)，由螺旋卸料機(jī)或翻車機(jī)卸入卸煤槽。按煤的種類分別由不同的運(yùn)煤皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至貯煤倉(cāng)。上煤時(shí)由煤倉(cāng)下的電子自動(dòng)配料秤將各種煤按相應(yīng)比例配給到倉(cāng)下皮帶并經(jīng)除鐵器除鐵后進(jìn)入可逆反擊錘式粉碎機(jī)被粉碎至25mm25mm及及25mm25mm以下兩級(jí)以下兩級(jí). . 篩上物（篩上物（25mm25mm的焦炭）通過(guò)焦的焦炭）通過(guò)焦3 3帶式輸送機(jī)及可逆配倉(cāng)帶帶式

5、輸送機(jī)及可逆配倉(cāng)帶式輸送機(jī)進(jìn)入式輸送機(jī)進(jìn)入25mm25mm的焦倉(cāng)內(nèi)；篩下物（的焦倉(cāng)內(nèi)；篩下物（25mm25mm的焦炭）進(jìn)的焦炭）進(jìn)入入10mm10mm焦炭振動(dòng)篩，被分成焦炭振動(dòng)篩，被分成252510mm10mm和和10mm25mm25mm的焦倉(cāng)可貯存焦?fàn)t的焦倉(cāng)可貯存焦?fàn)t1010小時(shí)的產(chǎn)焦量，約小時(shí)的產(chǎn)焦量，約950t950t。 2 焦化工藝流程煉焦工藝篩焦運(yùn)焦篩焦運(yùn)焦: :0:1824出爐順序焦?fàn)t操作的一個(gè)重要因素是推焦和裝煤的周期，要使推焦炭化室左右兩邊的炭化室裝煤后的干餾時(shí)間盡量相同并都處于結(jié)焦中期，為此目的有多種出爐順序，如9-2串序、2-1串序和5-2串序。本廠采用5-2順序，即焦?fàn)t機(jī)

6、械的每個(gè)過(guò)程中相鄰炭化室相差5號(hào)，兩個(gè)行程的對(duì)應(yīng)炭化室相差2號(hào)。具體爐號(hào)可表達(dá)如下：1，6，11，16，813，8，13，18，835，10，15，20，802，7，12，17，824，9，14，19，845-2出爐順序的特點(diǎn)有：兩邊相鄰炭化室的干餾進(jìn)度大致接近，低爐號(hào)為40%，高爐號(hào)為60%。移動(dòng)機(jī)械中推焦機(jī)、攔焦機(jī)每次走行的距離比較短，有利于節(jié)電。又因?yàn)橥平箼C(jī)上的取門機(jī)、推焦桿與平煤桿相隔5爐距，推焦和平煤可以同時(shí)操作，減少了推焦機(jī)的對(duì)位頻度和時(shí)間。沿爐組全長(zhǎng)的裝煤操作均勻，集氣管壓力也較均勻。2 焦化工藝流程煉焦工藝0:1825焦?fàn)t四大車裝煤車裝煤車的主要用途是從煤塔受煤，并運(yùn)至炭化室，

7、進(jìn)行集塵管的連接、上升管的操作、裝煤孔蓋的取和送、爐頂?shù)那鍜?，裝煤孔蓋的密封等工作。推焦機(jī)推焦機(jī)是在焦?fàn)t機(jī)側(cè)軌道上運(yùn)行并按一定的工藝程序?qū)範(fàn)t進(jìn)行一系列操作的設(shè)備。其主要功能有：四車連鎖、開(kāi)關(guān)機(jī)側(cè)爐門、推出炭化室內(nèi)的紅焦、爐門和爐框清掃、頭尾焦處理、下次推焦炭化室小爐門的清掃、推焦除塵、上次推焦炭化室小爐門開(kāi)閉、平煤、余煤處理等。攔焦機(jī)攔焦機(jī)一條軌道設(shè)置在焦側(cè)操作臺(tái)上，另一條軌道設(shè)置在集塵干管的鋼結(jié)構(gòu)架上，兩軌橫跨電機(jī)車和熄焦車或焦罐車。其作用是取、裝焦側(cè)爐門、推焦時(shí)用導(dǎo)焦柵將紅焦炭導(dǎo)入熄焦車或焦罐車內(nèi)、將岀焦煙塵導(dǎo)入集塵干管、清掃爐門、清掃爐框、處理頭尾焦等。1、2#焦?fàn)t為右型攔焦機(jī)，3、4

8、#焦?fàn)t為左型攔焦機(jī)。電機(jī)車電機(jī)車運(yùn)行在焦?fàn)t焦側(cè)的熄焦車軌道上，用于牽引和操縱焦罐或濕熄焦車。該電機(jī)車既可滿足干法熄焦的作業(yè)要求，又能滿足濕法熄焦的作業(yè)要求。2 焦化工藝流程煉焦工藝0:1826 該系統(tǒng)有六個(gè)組成部分，根據(jù)工藝流程依次為冷凝鼓風(fēng)工段、硫銨工段（含剩余氨水蒸氨裝置）、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段、脫硫制酸工段和油庫(kù)工段；此煤氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力為105600Nm3/h。2 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝0:18272 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝 來(lái)自焦?fàn)t82C的荒煤氣與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器進(jìn)行氣液分離，氣液分離后荒煤氣由上部出來(lái)，進(jìn)入5臺(tái)并聯(lián)操作的橫管初冷器，分三段冷卻。余熱水

9、段用60C余熱水，循環(huán)水段用32C循環(huán)水，低溫水段用16C低溫水將煤氣冷卻至2122C。由橫管初冷器下部排出的煤氣，進(jìn)入3臺(tái)并聯(lián)操作的電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油，再由煤氣鼓風(fēng)機(jī)壓送至硫銨工段。 由氣液分離器分離下來(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)氨水泵送至焦?fàn)t集氣管循環(huán)噴灑冷卻煤氣，剩余氨水送入除焦油器，除焦油后自流入剩余氨水槽，再用剩余氨水泵送至剩余氨水蒸氨裝置。澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器，進(jìn)一步除去焦油中的焦油渣后用焦油中間泵抽送至焦油超級(jí)離心機(jī)，采用機(jī)械方式脫除焦油中的焦油渣，被送入焦油中間貯槽

10、再用焦油泵送往油庫(kù)工段。機(jī)械化氨水澄清槽和焦油分離器底部沉降的焦油渣排至焦油渣箱、超級(jí)離心機(jī)排出的焦油渣靠重力落入焦油渣箱，定期送往煤場(chǎng)，摻入煉焦煤中。冷凝鼓風(fēng)工段0:18282 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝 由鼓冷工段來(lái)的煤氣經(jīng)煤氣預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入飽和器，煤氣在飽和器的前室分兩股入環(huán)形室經(jīng)循環(huán)母液噴灑，其中的氨被母液中的硫酸吸收，然后煤氣合并成一股進(jìn)入后室經(jīng)母液最后一次噴淋進(jìn)飽和器內(nèi)旋風(fēng)式除酸器，以便分離煤氣所夾帶的酸霧，再經(jīng)捕霧器捕集下煤氣中的微量酸霧后，送至終冷洗苯工段。 飽和器下段上部的母液經(jīng)母液循環(huán)泵連續(xù)抽出送至環(huán)形室噴灑，吸收了氨的循環(huán)母液由中心下降管流至飽和器下段的底部，在此晶核通過(guò)

11、飽和母液向上運(yùn)動(dòng)，使晶體長(zhǎng)大，并引起顆粒分級(jí)。用結(jié)晶泵將其底部的漿液送至結(jié)晶槽。飽和器滿流口溢出的母液流入滿流槽內(nèi)液封槽,再溢流到滿流槽，然后用小母液泵送入飽和器的后室噴淋。沖洗和大加酸時(shí)，母液經(jīng)滿流槽至母液貯槽，再用小母液泵送至飽和器。此外，母液貯槽還可供飽和器檢修時(shí)貯存母液之用。 結(jié)晶槽的漿液排放到離心機(jī)，經(jīng)分離的硫銨晶體由溜槽送至振動(dòng)流化床干燥機(jī)，并用經(jīng)熱風(fēng)器加熱的空氣干燥，再經(jīng)冷風(fēng)冷卻后進(jìn)入硫銨貯斗。然后稱量、包裝送入成品庫(kù)。離心機(jī)濾出的母液與結(jié)晶槽滿流出來(lái)的母液一同自流回飽和器的下段。干燥硫銨后的尾氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后由排風(fēng)機(jī)排至大氣。 由油庫(kù)送來(lái)的硫酸送至硫酸中間槽，再經(jīng)硫酸泵抽出

12、送至硫酸高置槽內(nèi)，然后自流到滿流槽。硫銨工段0:18292 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝從硫銨工段來(lái)的約55的煤氣，首先從終冷塔下部進(jìn)入，終冷塔分二段冷卻，下段用約37的循環(huán)冷卻水，上段用約24的循環(huán)冷卻水將煤氣冷卻到25后進(jìn)入洗苯塔，煤氣經(jīng)貧油洗滌脫除粗苯后，送往脫硫工段。終冷塔下段的循環(huán)冷卻水從塔中部進(jìn)入終冷塔下段，與煤氣逆向接觸冷卻煤氣后用泵抽出，經(jīng)下段循環(huán)噴灑液冷卻器，用循環(huán)水冷卻到37進(jìn)入終冷塔中部循環(huán)使用。終冷塔上段的循環(huán)冷卻水從塔頂部進(jìn)入終冷塔上段冷卻煤氣后用泵抽出，經(jīng)上段循環(huán)噴灑液冷卻器，用低溫水冷卻到24進(jìn)入終冷塔頂部循環(huán)使用。下段排出的冷凝液送至機(jī)械化氨水澄清槽。由粗苯蒸餾工段

13、送來(lái)的貧油從洗苯塔的頂部噴灑，與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯，塔底富油經(jīng)富油泵送至粗苯蒸餾工段脫苯后循環(huán)使用。 粗苯工段0:18302 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝粗苯工段 從終冷洗苯裝置送來(lái)的富油依次送經(jīng)油汽換熱器、貧富油換熱器，再經(jīng)管式爐加熱至180后進(jìn)入脫苯塔，在此用再生器來(lái)的直接蒸汽進(jìn)行汽提和蒸餾。塔頂逸出的輕苯蒸汽經(jīng)油汽換熱器、輕苯冷凝冷卻器冷卻后，進(jìn)入油水分離器。分離出的輕苯流入輕苯回流槽，部分用輕苯回流泵送至塔頂作為回流，其余進(jìn)入輕苯貯槽，再用輕苯產(chǎn)品泵送至油庫(kù)。 脫苯塔底排出的熱貧油，經(jīng)貧富油換熱器換熱后進(jìn)入貧油槽，然后用熱貧油泵抽出經(jīng)一段貧油冷卻器、二段貧油冷卻器冷卻至2529后去

14、終冷洗苯裝置。 吸收粗苯的洗油稱為富油，送往粗苯蒸餾裝置處理，脫苯的洗油為貧油，也來(lái)自蒸餾，經(jīng)冷卻后循環(huán)使用。0:18312 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝脫硫制酸工段0:18322 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝來(lái)自洗苯塔后的煤氣進(jìn)入脫硫塔，煤氣自下而上與貧液逆流接觸，煤氣中的H2S、HCN等酸性氣體被吸收，其主要反應(yīng)為：2KOH+CO2K2CO3+ H20H2S + K2CO3 KHS + KHCO3HCN + K2CO3 KCN + KHCO3CO2 + K2CO3 + H20 2 KHCO3同時(shí)，在脫硫塔上段加入濃度為5%的堿液(NaOH)，進(jìn)一步脫除煤氣中的H2S，使煤氣中的H2S含量250mg

15、/Nm3。脫硫后的煤氣一部分送回焦?fàn)t和粗苯管式爐加熱使用，其余送往用戶。0:18332 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝吸收了酸性氣體的富液與再生塔底出來(lái)的熱貧液換熱后，由頂部進(jìn)入再生塔再生，再生塔在真空低溫下運(yùn)行，富液與再生塔底上升的水蒸汽接觸使酸性成分解吸，其反應(yīng)如下：KHS + KHCO3 H2S + K2CO3KCN + KHCO3 HCN + K2CO32 KHCO3 CO2 + K2CO3 + H2O再生塔頂出來(lái)的酸性氣體進(jìn)冷凝冷卻器，除水后，經(jīng)真空泵，與空氣混合后進(jìn)入燃燒爐內(nèi)進(jìn)行完全燃燒。爐中高溫主要依靠化學(xué)反應(yīng)熱來(lái)維持，當(dāng)酸汽中H2S含量較低時(shí)，尚需補(bǔ)充少量煤氣。含硫化氫酸性氣體的主要

16、成分是H2S、HCN、CO2、H2O, 并含有少量的氨（NH3）和萘，在燃燒爐內(nèi)，該氣體與空氣在氧氣過(guò)剩的條件下燃燒，生成SO2、NOX和H2O。由燃燒爐排出的高溫過(guò)程氣，經(jīng)廢熱鍋爐冷卻回收余熱，產(chǎn)生中壓飽和蒸汽，進(jìn)行熱回收。冷卻后的過(guò)程氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器，脫除其中的氮氧化物。0:18342 焦化工藝流程化產(chǎn)回收工藝 經(jīng)SCR反應(yīng)器后的過(guò)程氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化器。在轉(zhuǎn)化器內(nèi)，將含有水汽的濕式SO2過(guò)程氣在420450的溫度下催化轉(zhuǎn)化為SO3。轉(zhuǎn)化過(guò)程中放出的反應(yīng)熱通過(guò)層間換熱器用于產(chǎn)生蒸汽。在最后轉(zhuǎn)化階段，氣體冷卻以使得SO3與水蒸氣反應(yīng)生成氣相的硫酸。轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化劑采用丹麥TOPSOE公司生產(chǎn)的具有較

17、高活性的濕式轉(zhuǎn)化催化劑。 從濕式轉(zhuǎn)化單元的SO3過(guò)程氣進(jìn)入WSA冷凝器。在WSA冷凝器內(nèi)，用冷空氣對(duì)其進(jìn)行間接冷卻。硫酸在管子中與熱工藝氣體逆向冷凝濃縮，流向底部。硫酸收集在有磚襯里的冷凝器底部（濃度約為98%）并在板式換熱器中冷卻到3040，大部分酸作循環(huán)冷卻用酸回兌到WSA冷凝器底部出口，一部分送入硫酸中間槽，再用泵輸送到硫銨裝置。 尾氣離開(kāi)WSA冷凝器的溫度約100，直接經(jīng)一60m煙囪排入大氣，氣體中含酸霧極少，達(dá)到國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)外排。0:18353 主要裝備（1） 卸煤設(shè)備 螺旋卸煤機(jī) 翻車機(jī) 共有5臺(tái)螺旋卸煤機(jī)、1臺(tái)翻車機(jī)。其中，翻車機(jī)采用C型折返式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，卸車能力為

18、20節(jié)/小時(shí)，卸車效率高。0:18363 主要裝備（2） 貯、配煤裝置 貯、配煤系統(tǒng)采用貯配合一式設(shè)計(jì)，共有16個(gè)貯煤倉(cāng)，96個(gè)圓盤給料機(jī)，貯煤量為16萬(wàn)噸，具有占地面積小，保護(hù)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。0:18373 主要裝備(3)煉焦設(shè)備4座42孔JNX702型7米焦?fàn)t，其中1#爐為國(guó)內(nèi)首座投產(chǎn)的該型焦?fàn)t.此爐型具有加熱均勻、熱工效率高、廢氣溫度低等優(yōu)點(diǎn)，可有效提高焦?fàn)t的熱工效率，減少能源消耗，減少CO2的排放。2套處理能力140t/h的干熄焦裝置，每小時(shí)可產(chǎn)3.8MPa中壓蒸汽150t，發(fā)電量為2.6萬(wàn)度，干法熄焦具有改善焦炭質(zhì)量、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。0:18383 主要裝備(4)煤氣凈化設(shè)備真空碳酸鉀煤氣脫硫設(shè)施，每年可減少SO2和NOx等污染物排放量約11000噸。 引進(jìn)的丹麥托普索制濃硫酸工藝，是河北省第一套WSA制酸裝置，年產(chǎn)濃硫酸1.2萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)廢物、廢液零排放和尾氣達(dá)標(biāo)排放，年可創(chuàng)效約1000萬(wàn)元。0:18