【正文】 目 錄200萬(wàn)噸焦炭焦化廠(chǎng)煉焦車(chē)間設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要 IIIAbstract IV引　言 1第一章 文獻(xiàn)綜述 2 煉焦工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義 2 煉焦?fàn)t的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 2 中國(guó)焦?fàn)t發(fā)展史 2 3 煉焦新工藝的評(píng)述 4 4 5 5 6 6（CDQ）技術(shù) 7 7 8 8 9 中國(guó)煉焦工業(yè)的現(xiàn)狀 9 9 10 焦?fàn)t構(gòu)成現(xiàn)狀 10第二章 工藝設(shè)計(jì) 12 爐型的確定 12 配煤比的確定 12 配煤的目的和意義 12 配煤的基本原則及要求 12 種煤的結(jié)焦特性 13 配煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)及配煤比的確定 13 爐孔數(shù)的確定 14 焦?fàn)t物料衡算 15 物料平衡的入方 16 物料平衡的出方 16 焦?fàn)t熱平衡 17 煉焦耗熱量的計(jì)算 17 入爐高爐煤氣以及廢氣的計(jì)算 17 熱量衡算 18 蓄熱室的計(jì)算 20 原始數(shù)據(jù) 21 蓄熱室的高向溫度分布 24 格子磚蓄熱面及水力直徑計(jì)算 24 煤氣蓄熱室熱平衡 24 熱交換系數(shù)的計(jì)算 25 蓄熱室上部和下部氣體溫度差的對(duì)數(shù)平均溫度 29 格子磚的高度計(jì)算 29 爐體壓力計(jì)算 29 計(jì)算公式 29 數(shù)據(jù)計(jì)算 32 煙囪高度計(jì)算 49 計(jì)算煙囪高度的基本公式 49 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) 59 焦?fàn)t煉焦的主要機(jī)械及其性能指標(biāo) 59 裝煤車(chē) 59 攔焦機(jī) 61 62 熄焦車(chē) 65 電機(jī)車(chē) 66 交換機(jī) 67 68 69 焦?fàn)t儀表設(shè)計(jì)參數(shù)及要求 69 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) 75V摘 要針對(duì)我國(guó)冶金焦需求的不斷擴(kuò)大，對(duì)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JN6082型。6m大容積焦?fàn)t與傳統(tǒng)焦?fàn)t相比，在保持焦炭質(zhì)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(chē)、推焦車(chē)、攔焦車(chē)、熄焦車(chē)、電機(jī)車(chē)和液壓交換機(jī)）的型號(hào)和焦?fàn)t附件（爐柱、爐門(mén)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)IIIAbstractAbstractChina39。s metallurgical coke demand continues to expand, continuously improve the quality of coke, coke ovens tend to the status of largescale, 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 JN6082 model. 6m coke oven of large volume pared to conventional coke oven, 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 China39。s coal resources, to determine the blending ratio。 calculated using the number of coke oven Kong。 coke oven process calculation, including 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 pusher, 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(lái)，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(duì)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(mǎn)足高爐煉鐵的需要，保證生產(chǎn)順利高效。我國(guó)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(wèn)題遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(duì)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(guó)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(wàn)噸焦炭焦化廠(chǎng)的6m大容積焦?fàn)t進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。79第3章 文獻(xiàn)綜述第一章 文獻(xiàn)綜述 煉焦工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義煉焦工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要部門(mén)，不僅為鋼鐵工業(yè)提供燃料(焦炭、焦?fàn)t煤氣)，而且也為國(guó)防、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、有機(jī)合成工業(yè)等一系列國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)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?950～1050℃)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(lái)制造電石，以獲得有機(jī)合成工業(yè)的原料。在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)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(guó)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(lái)制造硫酸銨、濃氨水、無(wú)水氨等。煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百種，我國(guó)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(duì)我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。 煉焦?fàn)t的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 中國(guó)焦?fàn)t發(fā)展史中國(guó)生產(chǎn)和應(yīng)用焦炭的歷史，根據(jù)對(duì)出土文物的考證，可以追溯到宋代。最早文字記載焦炭見(jiàn)于1650年前后方以智(1611～1671)所著《物理小識(shí)》一書(shū)。工業(yè)規(guī)模焦炭生產(chǎn)，是從清政府于1898年開(kāi)辦的江西萍鄉(xiāng)煤礦開(kāi)始的。同期，河北開(kāi)灤煤礦也生產(chǎn)焦炭。1908年組建的漢冶萍煤鐵廠(chǎng)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(wàn)t。第一次世界大戰(zhàn)后，在鞍山、本溪、石家莊等地開(kāi)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(chǎng)建成側(cè)入式索爾威型焦?fàn)t。一直到中華人民共和國(guó)成立后的第一個(gè)五年計(jì)劃前，中國(guó)的現(xiàn)代大型焦?fàn)t全都是外國(guó)人設(shè)計(jì)的，煉焦技術(shù)的發(fā)展十分緩慢。解放初期，中國(guó)的焦?fàn)t一部分是解放前遺留下來(lái)的外國(guó)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ПВР式焦?fàn)t、ΠΚ式焦?fàn)t。沒(méi)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(guó)的鋼鐵技術(shù)包括煉焦技術(shù)在內(nèi)很快發(fā)展起來(lái)。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(guó)煉焦技術(shù)發(fā)展也很快。我國(guó)煉焦研究、設(shè)計(jì)、基建等相應(yīng)的專(zhuān)門(mén)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)和煤焦研究室，開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)鞍山焦耐院)。中國(guó)自行設(shè)計(jì)焦?fàn)t的起步是解放初期恢復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)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(guó)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ПВР型焦?fàn)t廢氣循環(huán)拉長(zhǎng)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ПВР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(kāi)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(chǎng)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。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和巨型反應(yīng)器五個(gè)階段[24]。最早的煉焦方法是將煤成堆干餾，后來(lái)發(fā)展成為磚砌的窯，此類(lèi)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(kāi)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(lái)自爐頂通風(fēng)道的空氣會(huì)合，自上而下底邊流動(dòng)邊燃燒，故稱(chēng)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(kāi)，炭化室內(nèi)生產(chǎn)的荒煤氣達(dá)到回收車(chē)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(guó)建成了第一座回收化學(xué)產(chǎn)品的焦?fàn)t。由于煤在干餾過(guò)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(chēng)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(guān)。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(mén)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(lái)，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2428h，縮短到1416h。爐體使用壽命也從l0年左右延長(zhǎng)到2025年甚至更長(zhǎng)。為了解決焦?fàn)t近一步的發(fā)展，90年代，由德國(guó)等8個(gè)國(guó)家的13家公司做成的“歐洲煉焦技術(shù)中心”在德國(guó)的普羅斯佩爾焦化廠(chǎng)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(guò)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。 煉焦新工藝的評(píng)述 針對(duì)傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣處理及回收裝置環(huán)?？刂瀑M(fèi)用較高等問(wèn)題，美國(guó)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(wú)回收焦?fàn)t，將廢熱用于生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電。無(wú)回收焦?fàn)t的優(yōu)點(diǎn):(1)煉焦工藝流程簡(jiǎn)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(huì)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(mén)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(guó)弗吉尼亞州的JewellThompson焦?fàn)t內(nèi)，長(zhǎng)不足14m，寬不到4m，有效容積約30m3。在JewellThompson焦?fàn)t基礎(chǔ)上美國(guó)和澳大利亞等國(guó)相繼推出新設(shè)計(jì)的無(wú)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(wú)回收焦?fàn)t，因而被認(rèn)為是新一代無(wú)回收焦?fàn)t。從煉焦生產(chǎn)的普遍規(guī)律和無(wú)回收焦?fàn)t生產(chǎn)特點(diǎn)出發(fā)，無(wú)回收焦?fàn)t存在如下幾個(gè)主要問(wèn)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(wú)回收焦?fàn)t仍有大氣污染。(4)加熱控制手段簡(jiǎn)單，焦炭的均勻性差。(5)爐齡短，維修量大。(6)所產(chǎn)蒸汽和電能的出路也是需要考慮的問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)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(guó)考伯斯公司為曼內(nèi)斯曼焦化廠(chǎng)建造了有效容積70m3大容積焦?fàn)t，，長(zhǎng)18m。魯爾煤業(yè)公司的凱澤斯圖爾焦化廠(chǎng)投資12億馬克，歷經(jīng)5年設(shè)計(jì)建成煤處理量7700t/d，，，焦炭處理