【正文】 蘭炭生產(chǎn)工藝及崗位規(guī)程教程 2023年 12月 ? 第一章：工藝介紹 ? 第二章：蘭炭生產(chǎn)特點(diǎn)及安全生產(chǎn) ? 第三章：操作規(guī)程 ? 第四章：常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答 第一章、工藝介紹 陜北 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)工藝是我國(guó)特大型能源后備基地。 1985年神府東勝煤礦開(kāi)始建設(shè)，由于運(yùn)輸困難，采挖的煤賣(mài)不出去，當(dāng)?shù)乩习傩瞻l(fā)明了堆燒生產(chǎn)蘭炭的方法，這種方法由于生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)品物美價(jià)廉，到， 98年以后，土法蘭炭到了迅猛發(fā)展。但是，隨之而來(lái)的是嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。 到上世紀(jì) 90年代中后期，通過(guò)技術(shù)改造和新工藝新方法的應(yīng)用，陜北的土法蘭炭生產(chǎn)逐步被干餾爐煉焦工藝替代，干餾爐生產(chǎn)工藝雖然提高了焦油和蘭炭的產(chǎn)率，但同時(shí)小型的蘭炭企業(yè)在煤氣利用和污水處理的方面還存在很大的問(wèn)題，因此， 2023年陜北榆林地區(qū)計(jì)劃關(guān)閉所有小型蘭炭企業(yè)， 取而代之的是年產(chǎn) 60萬(wàn)噸以上的大型蘭炭企業(yè)，建成之后，可以大幅提高資源的綜合利用和環(huán)保水平。以神木縣為例，用 60萬(wàn)噸以上蘭炭生產(chǎn)線替代小蘭炭爐以后，可使全縣每年節(jié)水200萬(wàn)噸，省電 ，節(jié)約原煤 50萬(wàn)噸，折合人民幣 。同時(shí)，每年可減少二氧化硫排放量 1萬(wàn)噸。如果產(chǎn)生的 100億立方米煤氣全部用來(lái)發(fā)電，每年可發(fā)電 40億度創(chuàng)造產(chǎn)值 10億元。 目前， 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)工藝已在神木縣四海煤化工有限公司建成一期工程，該工藝采用 12座低溫干餾方爐組合生產(chǎn)線，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn) 60萬(wàn)噸半焦， 6方噸煤焦油以及 5094億立方米煤氣。 低溫干餾爐 SJ低溫干餾爐是 1996年成立的三江煤化工研究所在復(fù)熱立式爐和山西晉城三八方爐的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成的。目前己在陜北榆林地區(qū)和內(nèi)蒙的東勝地區(qū)設(shè)計(jì)并建造超過(guò) 500臺(tái) SJ型低溫干餾爐，爐型也由開(kāi)始的 SJ一工型發(fā)展到現(xiàn)在的 SJVll型。 SJ耀低溫干餾爐是目前蘭炭生產(chǎn)的優(yōu)良爐型，不但投資少、產(chǎn)量大而且好操作，另外，在提高了焦油收率的同時(shí)，也解決了噴孔結(jié)疤和爐內(nèi)掛渣的問(wèn)題。 低溫干餾爐的結(jié)構(gòu) SJVll型低溫干餾爐基本構(gòu)造見(jiàn)圖 爐子截面 :3000x5900mm，干餾段高 (即花墻噴孔至陣傘邊的距離 )為 7020mm，爐子有效容積 。距爐項(xiàng) m處設(shè)置集氣陣傘，采用 5條布?xì)鈮?(四條完整花墻、二條半花墻 )，花墻總高 3210mm。 考慮花墻太高穩(wěn)定性不好，除了用異型磚砌筑外，厚度也從 350mm加大到 590MM，花墻間距為 590 mm，中心距為 1180mm。花墻頂部之間設(shè)置有小拱橋。干餾爐爐標(biāo)采用粘土質(zhì)異型磚和標(biāo)準(zhǔn)石專(zhuān)砌筑，硅酸鋁纖維氈保溫。采用工字鋼護(hù)爐柱和護(hù)爐鋼板結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)爐體強(qiáng)度并使?fàn)t體密封。 SJVII型低溫干餾爐的特點(diǎn) (1)爐內(nèi)花墻頂部之間設(shè)置小拱橋 。通過(guò)小拱橋的支撐作用，可以增加花墻的強(qiáng)度，防止花墻坍塌。 (2)拉焦盤(pán)浸入水封內(nèi) 。SJVII型低溫干餾爐的花墻下面是水冷排焦箱和出焦漏斗，出焦漏斗下面又設(shè)置有拉焦盤(pán)，最下面是出焦刮板機(jī)。拉焦盤(pán)和刮板機(jī)均泡在水封內(nèi)，這樣的好處是不但拉焦盤(pán)不會(huì)變形，保證了爐子的均勻出焦，而且在沒(méi)有冷卻煤氣的情況下也可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以避免半焦堵餾子。 (3）取消了冷卻煤氣冷卻段 :改為爐底水冷夾套式冷卻排焦箱 。老式方爐爐中給冷卻煤氣的主要作用是 .為 .了保護(hù)拉焦盤(pán)。并回收半焦顯熱，但通冷卻煤會(huì)增加循環(huán)煤氣量，因而增加電耗，加大成本。把拉焦盤(pán)浸入水封后，可不需要用冷卻煤氣來(lái)保護(hù)。另外，能夠從半焦中回收的熱量也較少，經(jīng)濟(jì)意義不是很大，因此取消冷卻煤氣是比較合理的。 (4)文丘里塔選用 11根文丘里管 。:文丘管的作用是增加氣液之間的接觸，達(dá)到提高焦油回收率的目的。選用 11根文丘里管不但可以簡(jiǎn)化文丘里塔的瓤，而宜只需用一臺(tái)水泵進(jìn)行熱水循環(huán)。一般，文丘里文氏管的喉管氣速取 1520m/s為宜。噴頭安裝位置距喉管 200mm噴頭的水壓，每個(gè)文丘里管的噴水量 . m3/.h。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，在文丘里管塔內(nèi)大約 80%焦油被洗脫。 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)工藝 陜北 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)工藝包括備煤工段、炭化工段、篩焦工段、煤氣凈化工段和污水處理工段?？偣に嚵鞒碳耙黄?30萬(wàn)噸蘭炭廠三維效果圖分別見(jiàn)圖 1. 2和圖。 原料煤通過(guò)二級(jí)破碎后，塊度為 2080mm，通過(guò)運(yùn)煤皮帶送入位于干餾爐上方的儲(chǔ)煤倉(cāng)，由加煤工按照干餾爐的處理量添加煤塊，加入的量以爐頂不虧料為原則。原料煤在干餾爐內(nèi)逐漸下降，依次經(jīng)過(guò)于燥段 干餾段和冷卻段，最后經(jīng)推焦機(jī)推落至熄焦池內(nèi)，經(jīng)刮板機(jī)將蘭炭送至烘千內(nèi)講行干燥，干燥后經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至篩分機(jī)，篩分得蘭炭成品。 焦?fàn)t煤氣從干餾爐頂部上升管和橋管進(jìn)入煤氣集氣箱，在橋管設(shè)有噴淋口，用熱環(huán)池循環(huán)水將煤氣進(jìn)行初冷，初冷后煤氣從塔頂進(jìn)入文丘里塔，來(lái)自熱環(huán)他循環(huán)水從塔頂噴淋而下，煤氣與下降的熱循環(huán)水在文丘里管充分峰觸，大約 80%的焦油被冷卻水帶入塔底，冷卻并除去大部分焦油的煤氣從文丘里塔底導(dǎo)出、進(jìn)入旋流板塔。在旋流板塔內(nèi) 。來(lái)自冷水循環(huán)系統(tǒng)的冷循環(huán)水與煤氣逆流接觸，煤氣被繼續(xù)冷卻并除丟其中所含焦油。 經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷卻和除焦油處理的煤氣繼續(xù)下行，進(jìn)入電捕焦油器了進(jìn)一步除去煤氣中的焦油后，進(jìn)入煤氣風(fēng)機(jī)。通過(guò)煤氣風(fēng)機(jī)，一部分煤氣被送至干餾爐，一部分被送至蘭炭烘干機(jī)，剩余部分至事故火炬放空或作用其他用途。配送到煤氣烘干機(jī)和干餾爐的煤氣總量與送至事故滅炬煤氣量之比大約為 4:6 。 該工藝中各部分去除的焦油在各循環(huán)池內(nèi)靜止分層后，通過(guò)焦油泵送入焦油儲(chǔ)罐。 具體操作規(guī)程見(jiàn)第三章。 備煤土段主要設(shè)施和設(shè)備 :備煤場(chǎng)、裝載機(jī)、受煤地坑、輸送皮帶、篩煤樓、除塵設(shè)備、面煤倉(cāng)、皮帶計(jì)量稱(chēng)、料斗、可逆式皮帶、地磅。 : 原料煤經(jīng)由煤地坑下皮帶機(jī)輸送到篩煤樓，在滾篩中進(jìn)行篩選。篩下的面煤由皮帶送到面煤倉(cāng)密封儲(chǔ)存，通過(guò)放料裝置裝車(chē)外運(yùn)。大于 80mm的塊煤送破碎機(jī)破碎，塊度在 20150mm的塊煤由皮帶機(jī)送到干餾爐頂?shù)能壍揽赡媸狡?，操作可逆式皮帶?duì) 6座爐定時(shí)加料，確保爐頂輔助煤箱常滿和煤斗存煤不低于設(shè)定的料位最低線。皮帶全高架走廊式封閉，篩煤樓采用封閉式，設(shè)置除塵設(shè)施。 . SJ低溫干餾方爐、集氣陣傘、鋼結(jié)構(gòu)爐頂蓋、輔助煤箱、上升管、橋管、煤氣水封箱、排焦箱、推焦機(jī)、刮板機(jī)、水封槽、回爐加熱設(shè)施、熄焦清水池、清水泵。 2:炭化工段的工序和特點(diǎn) 陜北 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)采用 12座 SJIIIi型低溫干餾爐組合工藝，其中每 6座爐為一組軸線布置，如圖 每臺(tái)單爐均為連續(xù)式生產(chǎn)，原料煤在干餾爐內(nèi)逐漸下降，依次經(jīng)過(guò)干燥段，干餾段和冷卻段。熱解形成的蘭炭通過(guò)爐底水冷夾套式排焦箱冷卻后，經(jīng)導(dǎo)焦口通過(guò)推焦機(jī)作用，下落至熄焦池內(nèi)，用清水熄焦，浸泡在水封內(nèi)的拉焦盤(pán)和刮板機(jī)在變速機(jī)作用下，將蘭炭送至煤氣烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥，一至含水量1520%。蘭炭經(jīng)由皮帶運(yùn)輸機(jī)送至篩分機(jī)進(jìn)行篩分，獲得不同等級(jí)產(chǎn)品，分類(lèi)在焦場(chǎng)堆放。 產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣通過(guò)集氣陣傘至干餾爐頂部上升管，經(jīng)由橋管?chē)娏艹醪嚼鋮s分離后進(jìn)入煤氣集氣管，然后送至文丘里塔，煤氣流動(dòng)動(dòng)力來(lái)自流程中設(shè)置的煤氣風(fēng)機(jī)的吸力。 干餾爐采用內(nèi)熱式，干餾爐內(nèi)溫度通過(guò)調(diào)節(jié)加熱煤氣和空氣的比例來(lái)控制?？諝夤┙o采用 6座爐統(tǒng)一總管供風(fēng)方案，支管均安裝流量計(jì)，壓力計(jì)和調(diào)控閥門(mén)。空氣風(fēng)機(jī)選用 2用 I備方案，每座爐用風(fēng)量單獨(dú)進(jìn)行調(diào)控。煤氣系統(tǒng)設(shè)置壓力、溫度、流量測(cè)控儀表，對(duì)煤氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 1)干餾爐頂不能虧料?！绻澚峡墒?fàn)t頂溫度升高，嚴(yán)重時(shí)易著火爆炸。處理方法 :及時(shí)補(bǔ)料，并減慢推焦機(jī)的出焦速度。如果虧料時(shí)間較長(zhǎng)，則需同時(shí)減小煤氣和空氣的輸入量。 2)推焦機(jī)應(yīng)維持正常運(yùn)行。如果推焦機(jī)停止或速度減慢，可導(dǎo)致?tīng)t頂溫度升高，嚴(yán)重時(shí)易爆炸。如果發(fā)生機(jī)械故障或停電，應(yīng)盡快恢復(fù)。平時(shí)注意經(jīng)常加潤(rùn)滑油維護(hù)。如果推焦機(jī)速度過(guò)快，會(huì)使?fàn)t頂溫度過(guò)低，影響半焦及焦油產(chǎn)量和品質(zhì)。 3)空氣和煤氣配比嚴(yán)格控制在 1： 。過(guò)高，爐頂溫度下降，過(guò)低爐頂溫度升高特別是當(dāng)?shù)陀?1:，會(huì)引起干餾爐花墻內(nèi)著火，甚至爆炸。因此，需要調(diào)火工經(jīng)常通過(guò)觀測(cè)孔觀察，一旦著火，可通過(guò)加大煤氣量的方法進(jìn)行將溫。 4)煤炭日處理量嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)允許范圍。以 5萬(wàn)噸 /年的干餾爐為例，每小時(shí)煤炭處理量為 11噸。小于設(shè)計(jì)量時(shí)會(huì)引起爐頂溫度升高，而超過(guò)設(shè)計(jì)量又會(huì)影響干餾效果，故需加煤工嚴(yán)格控制加料速度，一般每半小時(shí)加一斗煤。 5)烘干機(jī)嚴(yán)格執(zhí)行正確點(diǎn)火程序。點(diǎn)火時(shí)需先放明火，再通煤氣。另外，注意平時(shí)巡查，保持正常燃燒狀態(tài)。 6)保持出焦振動(dòng)篩正常運(yùn)行。平時(shí)注意對(duì)機(jī)器進(jìn)行維護(hù)，保證出焦順暢。為防止振動(dòng)篩故障導(dǎo)致出焦受阻，也可設(shè)計(jì)事故皮帶，先行出焦。 7)其它機(jī)械設(shè)備注意平時(shí)的保養(yǎng)和維護(hù)。例如刮板機(jī)，烘干機(jī)，出焦機(jī)皮帶等，如不注意經(jīng)常維護(hù)，發(fā)生故障時(shí)均可能導(dǎo)致事故發(fā)生。 總而言之，只要按照操作規(guī)程嚴(yán)格要求每位員工，就可以避免事故的發(fā)生。 蘭炭廠操作規(guī)程見(jiàn)第三章。 : 凈化工段主要設(shè)施和設(shè)備 文丘里塔、 .旋流板塔、電捕焦油器、煤氣風(fēng)機(jī)、空氣風(fēng)機(jī)、循舒水泵 :、焦油泵、清水循環(huán)池，熱循環(huán)水拖，冷循環(huán)水池、借式換熱器、玻璃鋼冷卻塔、焦浦貯槽、一蕉油中間槽、配電控制柜、儀表柜、測(cè)試壓力溫度流量?jī)x表、循環(huán)水泵房、焦油泵房、配電儀表室。 初冷后煤氣進(jìn)入文丘里塔， .與來(lái)自熱水循環(huán)系統(tǒng)的 60℃ 的熱循環(huán)水逆向 (按照年產(chǎn) 60萬(wàn)噸蘭炭計(jì)，熱循環(huán)水的用量為600m3/h）在塔內(nèi)充分接觸，進(jìn)行換熱和洗滌大約 80%的焦油被冷卻水帶入塔底，冷卻至 4550 `C。從旋流板塔的塔底進(jìn)入旋流板塔。 在旋流板塔內(nèi)，來(lái)自冷水循環(huán)系統(tǒng)的 40C的冷循環(huán)水與從塔底旋轉(zhuǎn)上升的煤氣逆流接觸，煤氣被繼續(xù)冷卻并除去其中所含焦油，出塔煤氣溫度為 45℃ 左右。經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷卻和除焦油處理的煤氣進(jìn)入電捕焦油器，進(jìn)一步除去煤氣中的焦油后，進(jìn)入煤氣風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)煤氣風(fēng)機(jī)后，一部分煤氣被送回干餾爐作為加熱煤氣，一部分被送至蘭炭烘千機(jī)作為燃料。 該工段設(shè)置三個(gè)循環(huán)水池，包括熱循環(huán)水池、冷循環(huán)水池和清水循環(huán)池，均按地下鋼筋混凝土防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。熱循環(huán)水提供橋管和文丘里初冷塔噴淋用水。冷循環(huán)水提供旋流板終冷塔噴淋用水。對(duì)收集的冷凝液進(jìn)行油水靜置分離后，煤焦油 〔 重油 )用焦油泵抽到焦油貯槽。循環(huán)水繼續(xù)循環(huán)使用 (具體循環(huán)流程見(jiàn) )。 三套供水系統(tǒng)均設(shè)置壓力、溫度、流量測(cè)控儀表，對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 篩焦工段主要設(shè)施和設(shè)備 皮帶機(jī)、緩沖念、篩焦樓、振動(dòng)篩、除塵器、卸焦皮帶、焦場(chǎng)、地磅、裝載機(jī)。 篩焦工段工序和特點(diǎn)、 通過(guò)烘干機(jī)烘干后的蘭炭由出焦皮帶機(jī)輸送到緩沖倉(cāng)。緩沖倉(cāng)內(nèi)可儲(chǔ)存 3小時(shí)蘭炭生產(chǎn)量，緩沖倉(cāng)下設(shè)置 B800皮帶將蘭炭輸送到篩焦樓，篩焦樓設(shè)置振動(dòng)篩，把蘭炭篩分成四種粒度等級(jí)，儲(chǔ)存在篩焦樓底 4個(gè)儲(chǔ)倉(cāng)，底倉(cāng)設(shè)置 B800出焦皮帶，分別把 4個(gè)焦倉(cāng)的料送到卸焦皮帶機(jī)上。卸焦皮帶機(jī)設(shè)置在焦場(chǎng)，高度 13米，不同規(guī)格的蘭炭分別堆放，由裝載機(jī)裝車(chē)外售。全部皮帶機(jī)均設(shè)置皮帶走廊封閉運(yùn)行。篩焦樓封閉運(yùn)行設(shè)置除塵器。 污水處理工段主要設(shè)施和設(shè)備 沉淀除油罐、氣浮除油槽，調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧池、混合吸附池、 .終沉池、污水泵、供熱和供水設(shè)施、配電設(shè)備 來(lái)自冷環(huán)池的氨水進(jìn)入沉淀儲(chǔ)油罐， .經(jīng)沉淀分層后，將重油回收至焦油儲(chǔ)罐，氨水進(jìn)入氣浮除油槽，分離出輕油后，氨水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，補(bǔ)充生活污水和部分清水，以及營(yíng)養(yǎng)鹽和解擬劑后進(jìn)入?yún)捬醭?。從厭氧池出?lái)的氨水進(jìn)入好氧池 (也稱(chēng)曝氣池），完成曝氣過(guò)程后進(jìn)入混合吸附池，加入一定量 PAC(聚合氯化鋁 )}和粉碳后，進(jìn)入終沉池，粉碳吸附飽和排除，處理過(guò)的循環(huán)水進(jìn)入熄焦池。是體處理工藝見(jiàn) 。 由上節(jié)可知，陜北 60萬(wàn)噸蘭炭生產(chǎn)工藝水循環(huán)系統(tǒng)主要包括熱循環(huán)水、冷循環(huán)水、排焦箱夾套冷卻水以及換熱器清水循環(huán)四套系統(tǒng)。 熱循環(huán)水系統(tǒng)主要提供文丘里塔的氨水循環(huán)。主要過(guò)程包括 :來(lái)自熱循環(huán)池的循環(huán)氨水進(jìn)入文丘里塔塔頂作為冷卻水，在塔內(nèi)與煤氣進(jìn)行熱量交換，夾帶著焦油的冷卻水從塔底流出，進(jìn)入熱循環(huán)池，在熱環(huán)池內(nèi)油水分離，焦油被定期打入焦油儲(chǔ)罐，循環(huán)水泵送入文丘里塔循環(huán)使用，當(dāng)熱環(huán)池水量不足時(shí)，由冷環(huán)池內(nèi)循環(huán)水泵入補(bǔ)充。熱循環(huán)水系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖 在換熱器內(nèi)被清水冷卻的循環(huán)水，從塔頂進(jìn)入旋流板塔進(jìn)行煤氣的二級(jí)冷卻，交換熱量后出塔的循環(huán)水溫度大約 4555c，從塔底排出，進(jìn)入冷循環(huán)池進(jìn)行油水分離，焦油送去焦油儲(chǔ)罐，循環(huán)水經(jīng)換熱器換熱冷卻，剩余循環(huán)水一部分補(bǔ)充至熱循環(huán)池，一部分進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行妙理，達(dá)標(biāo)水補(bǔ)充吞熄焦池。冷循環(huán)池需定期補(bǔ)充清水。冷循環(huán)水系統(tǒng)示意圖見(jiàn) ‘ 低溫干餾爐下部設(shè)有排焦箱夾