【正文】 部位 小煙道出口處 總煙道 組成 2CO 2O 2CO 2O 正常加熱含量 % 停止加熱含量 % 表 28 入爐煤與焦炭的工業(yè)分析和元素分析 項(xiàng)目 工業(yè)分析 % 元素分析 % 組成 水分 灰分 揮發(fā)分 碳 氫 氧 氮 應(yīng)用基 干基 干基 可燃基 符號(hào) W yA gA gV rV gC gH gO gN 入爐煤 9 焦炭 — — — — 原始數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算 (1) 加熱煤氣表流量換算成標(biāo)準(zhǔn)流量 流量孔板設(shè)計(jì)參數(shù)： 壓力 (P)為 4903 Pa，溫度 (t)為 25℃ ，水汽含量 (f)為 3kg/m ，重度 (? )為 3kg/m ，大氣壓力 (P0)為 101325 Pa 加熱用焦?fàn)t煤氣工作狀態(tài)參數(shù)： 表流量 ( 1V? )為 3m/h ，壓力 (P? )為 5107 Pa，溫度 (t? )為 ℃ ，水汽含量 (f? )為 3m/h 昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 15 則 ? ?? ?? ?? ?11f 0 .8 0 4 f T PVV f 0 .8 0 4 f T P?? ?? ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?0 .47 0 .026 0 .804 0 .026 273 25 101 325 510 0 .451 0 .037 8 0 .804 0 .037 8 273 31 .2 101 325 490 3? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? = 3m/h (2) 空氣過剩系數(shù)的計(jì)算 小煙道處： 0 . 4 0 0 6 2 . 9 2 01 1 . 2 10 . 9 1 9 3 6 . 0 4 0? ?? ? ? ?? 總煙道處： 0 .4 0 0 6 4 .1 01 50 .9 1 9 3 5 .2 0? ?? ? ? ?? (3) 漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣量 ? ?? ? ? ?g12 1g2221V L C O= C O C O L?? ?? % % ???? ???? 3m/h 式中 ? —— 總煙道廢氣空氣系數(shù) ； ? ?2 1CO —— 停止加熱后干廢氣中 2CO 含量， %； ? ?2 2CO —— 1 3m 荒煤氣燃燒后生成 2CO 體積 ， 3m / 3m 。 昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 13 將 ? = 代入以上煤氣燃燒計(jì)算式中，可得到以下結(jié)果： gL = 3m / 3m ， sL = 3m / 3m ， 2COV= 3m / 3m ， 2HOV= 3m / 3m ， 2NV= 3m / 3m ， 2OV= 3m / 3m ， V =+++= 3m / 3m 故 2CO 在廢氣中的百分比為： ? =% 2HO在廢氣中的百分比為： ? =% 2N 在廢氣中的百分比為： ? =% 2O 在廢氣中的百分比為： ? =% 焦?fàn)t的物料平衡與熱量平衡計(jì)算 結(jié)焦時(shí)間與加熱煤氣參數(shù) 見表 25。 理論空氣需要量為： ????? Lo OL 3m / 3m (2) 實(shí)際干空氣需要量 昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 12 1 5 4 9 5 ???? Og LL ? 3m / 3m 式中 ?—— 空氣過剩系數(shù)，暫取為 。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，鍋爐出口處的氣體溫度降到 200℃ 以下，再經(jīng)二次除塵器，除去氣體中的細(xì)粒焦粉，然后用循環(huán) 風(fēng)機(jī)送回干熄槽循環(huán)使用。 經(jīng)焦?fàn)t煉焦后，熾熱的焦炭從炭化室中推入焦罐，裝有紅焦的焦罐車運(yùn)到提升塔，由提升機(jī)提升到干熄槽頂。 熱煤 輸送、儲(chǔ)存和計(jì)量系統(tǒng)均用惰性氣體保護(hù)。 (3) 一座焦?fàn)t一天裝煤量 tNV ?????? ? 干 工藝流程的選定 本次設(shè)計(jì)所選用的工藝流程見設(shè)備連接圖。 表 23 JN43— 80 型焦?fàn)t尺寸 昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 8 爐型內(nèi)容 單位 數(shù)值 炭化室全長 mm 14080 炭化室有效長 mm 13280 炭化室全高 mm 4300 炭化室有效高 mm 4000 炭化室寬度 機(jī)側(cè) 焦側(cè) 平均 錐度 mm mm mm mm 425 475 450 50 炭化室中心距 mm 1143 立火道中心距 mm 480 加熱水平高度 mm 800 炭化室有效容積 m3 炭化室墻厚度 mm 100 爐頂厚度 mm 1178 結(jié)焦時(shí)間 立火道數(shù) h 個(gè) /孔 /燃燒室 17 28 為了合理利用焦?fàn)t機(jī)械，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，一個(gè)爐組多為兩座或四座焦?fàn)t組成，本設(shè)計(jì)根據(jù)年產(chǎn)焦能力 選定為每個(gè)爐組四座焦?fàn)t 。 綜上所述，根據(jù)單種煤結(jié)焦性質(zhì)、我國煤資源分布以及本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量和工藝設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)采用的配煤方案見表 21，所選煤的工業(yè)分析與元素分析見表 22。 (5) 弱粘煤 弱粘煤是一種粘結(jié)性較弱的煤化程度的煤。氣煤是我國煉焦煤中儲(chǔ)量最多的一種，約占煉焦用煤 40%以上。我國的焦煤儲(chǔ)量有限，為合理利用我國煤炭資源，在配煤中應(yīng)盡量減少焦煤的配比。肥煤很少用來單獨(dú)煉焦，而多與粘結(jié)性較弱的氣煤，瘦煤，弱粘煤配合煉焦，以獲得高強(qiáng)度的冶金焦。 2 煉焦工藝的設(shè)計(jì)與計(jì)算 入爐煤的選擇 我國煉焦用煤主要指肥煤、焦煤、氣煤、瘦煤。 21世紀(jì)高爐將繼續(xù)向大型化、氧煤強(qiáng)化煉鐵方向發(fā)展 ,噴煤要大幅度增加 ,焦比要下降。從 1993年起 ,我國焦炭總產(chǎn)量和機(jī)焦產(chǎn)量都居世界第一位。 我國焦炭生產(chǎn)和煉焦技術(shù)發(fā)展的展望 焦炭是高爐煉鐵不可步發(fā)展缺少的原料。這主要是因?yàn)橐恍┙固可a(chǎn)大國 ,如美國、德國、英國、法國等國家由于焦炭需求減少、焦?fàn)t老化、嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)限制等因素 ,大批關(guān)停焦?fàn)t和成倍地削減焦炭產(chǎn)量。因此，干法熄焦取代傳統(tǒng)濕法熄焦已成為趨 勢。 180℃的冷惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)通過干熄爐底的供氣裝置股入爐內(nèi)，與紅焦進(jìn)行熱交換，出干熄爐的昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 5 熱惰性氣體夾帶大量的焦粉經(jīng)一次除塵器進(jìn)行沉降，氣體含塵量降到 10g/m3以下，進(jìn)入干熄焦鍋爐換熱，在這里惰性氣體溫度降至 200℃以下。 干 法 熄焦的工藝流程為：從炭化室中推出的 950～ 1050℃的紅焦經(jīng)過攔焦機(jī)的導(dǎo)焦柵落入運(yùn)載車上的焦罐內(nèi)，運(yùn)載車由電機(jī)車牽引至干熄焦裝置提升機(jī)至井架頂部，再平移到干熄爐爐頂。焦炭成熟后，炭化室中焦餅產(chǎn)生一定收縮，才能保證順利推焦。 第二階段，自平煤開始到煤斗內(nèi)煤料卸完為止。為使裝煤車順利取煤，煤塔放煤時(shí)應(yīng)將放煤閥門完全打開，加快放煤速度，以防煤塔發(fā)生棚料。 焦?fàn)t機(jī)械 煉焦生產(chǎn)中焦?fàn)t專用機(jī)械，頂裝焦?fàn)t用的有裝煤車、攔焦機(jī)、推焦機(jī)、熄焦車；搗固焦?fàn)t則用裝煤推焦機(jī)代替裝煤車和推焦機(jī)，并增加消煙車以消除裝煤時(shí)產(chǎn)生的煙塵。 交換設(shè)備 交換設(shè)備是用于切換焦?fàn)t加熱系統(tǒng)氣體流向的動(dòng)力設(shè)備和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括交換機(jī)和交換傳動(dòng)裝置。護(hù)爐設(shè)備的作用是對砌體施加保護(hù) 性壓力，使砌體在烘爐及生產(chǎn)過程中保持整體性，避免在溫度及機(jī)械沖擊下產(chǎn)生破壞。 昆明學(xué)院 課 程設(shè)計(jì) 3 2) 斜道區(qū)：位于蓄熱室與燃燒室之間，它是連接燃燒室和蓄熱室 3) 蓄熱室：位于焦?fàn)t爐體下部，其上經(jīng)斜道同燃燒室相連，其下經(jīng)廢氣盤分別同分煙道、貧煤氣管道以及大氣相通。 在煤結(jié)焦過程的收縮階段，隨溫度升高，揮發(fā)分析出，固態(tài)半焦發(fā)生收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力大于焦炭材料強(qiáng)度時(shí)，將在焦炭中產(chǎn)生裂紋。 裝爐煤的干燥和預(yù)熱 裝爐煤的干燥 煤的干燥工藝一般由煤干燥器、除塵裝置和輸送裝置等組成，煤的干燥工序可以設(shè)在配合和粉碎工序之前，即對單種煤進(jìn)行進(jìn)行干燥后再配合、粉碎，由于煤干燥配合、粉碎時(shí)有大量粉塵逸出，故一般均設(shè)在配合和粉碎之后，即對配合煤進(jìn)行干燥。焦化廠設(shè)置貯煤場的目的：一是要保證 洗選 干燥 解凍 煤場 搗固 來煤 接受 干燥，預(yù)熱 與卸煤 配煤槽 粉碎 部分成型 煤倉 裝爐 配添加劑 煤槽 粉碎 配合 混合 圖 11 煉焦煤的預(yù)處理基本流程 焦?fàn)t的連續(xù)性生產(chǎn)；二是要穩(wěn)定裝爐煤質(zhì)量 ，貯煤場由卸煤機(jī)械、倒運(yùn)機(jī)械、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶和受煤斗槽以及貯煤場地等組成 。為擴(kuò)大弱粘煤用量，可采取干燥、預(yù)熱、搗固、配型煤、配添加劑等預(yù)處理工序。 由高溫?zé)捊沟玫降慕固靠捎糜诟郀t冶煉、鑄造、氣化和化工等工業(yè)部門作為燃料或原料；煉焦過程中得到的干餾煤氣經(jīng)過回收、精制得到各種芳香烴和雜環(huán)化合物，可供合成纖維、染料、醫(yī)藥、涂料和國防等工業(yè)作為原料；經(jīng)凈化過的焦?fàn)t煤氣既是高熱值燃料，又是合成氨、合成燃料和一系列有機(jī)合成工業(yè)的原料。 課程設(shè)計(jì) 題目：煉焦工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張良 專業(yè)班級(jí) ： 化工 204 院 系 ：資源與環(huán)境工程系 指導(dǎo)教師： 關(guān)興 劉貝 2020 年 9 月 20 日 昆明 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)（論文）摘要 20萬噸 /年冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)參照鞍山鋼鐵集團(tuán)公司化工總廠成熟的煉焦工藝，結(jié)合目前國內(nèi)外煉焦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀， 以改善焦炭質(zhì)量、提高焦炭產(chǎn)量、減少環(huán)境污染為宗旨， 進(jìn)行了年產(chǎn)量 為 100萬噸的冶 金焦的工藝設(shè)計(jì)。因此，高溫?zé)捊故敲壕C合利用的重要方法之一。北方地區(qū)的工廠，還有解凍和凍塊破碎等工序。 配 煤 與粉碎 配煤 配煤系統(tǒng)有兩種，一種是配煤槽，靠其下部的定量給料設(shè)備進(jìn)行配煤，這種系統(tǒng)精確度高，但設(shè) 備多、投資高。 裝爐煤的預(yù)熱 裝爐煤在裝爐前用氣體熱載體或固體熱載體快速加熱到熱分解開始前溫度（ 150～250℃），然后再裝爐煉焦稱為預(yù)熱煤煉焦。收縮系數(shù)越大，裂紋越多越寬，故為了減小收縮系數(shù)可在焦炭中添加 瘦化劑，而且還可以減少層間的收縮差，降低層間應(yīng)力。 4) 爐頂區(qū)：炭化室蓋頂磚以上部位稱爐頂區(qū)，設(shè)有裝煤孔、上升管孔、看火孔、烘爐孔及拉條溝。 煤氣設(shè)備 煤氣設(shè)備包括干餾煤氣導(dǎo)出設(shè)備和加熱煤氣供入設(shè)備兩套系統(tǒng)。每次切換動(dòng)作所需時(shí)間一般為 秒。隨煉焦技術(shù)的發(fā)展，焦?fàn)t機(jī)械也趨向多功能、自動(dòng)化方向。裝煤車在接煤前后應(yīng) 進(jìn)行稱量，以便正確計(jì)量裝入炭化室實(shí)際煤量，保證每個(gè)炭化室裝煤量準(zhǔn)確。一般不應(yīng)超過 120 秒，該階段是裝煤最重要階段，它決定是否符合裝煤標(biāo)準(zhǔn)。 (3) 熄焦 由于煤干餾成焦的最終溫度為 950～ 1050℃，所以從炭化室推出的是熾熱的焦炭，將其熄滅至 300℃以下的過程，稱熄焦。焦罐中的焦炭通過爐頂裝置裝入干熄爐。冷惰性氣體由鍋爐出來，經(jīng)二次除塵器，含塵量降至 1g/m3后，由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄爐循環(huán)使用。 發(fā)展前景 世界焦炭生產(chǎn)發(fā)展趨勢 世界焦炭產(chǎn)量于 20世紀(jì) 70年代末發(fā)展到頂峰 ,達(dá)到 318億 t/a左右。近幾年世界焦炭產(chǎn)量略有回升 ,這是幾個(gè)發(fā)展國家 (如韓國、巴西等 )主要是我國焦炭產(chǎn)量大幅度增長的結(jié)果。在鋼鐵生產(chǎn)過程中 ,焦炭生產(chǎn)提供的焦炭和焦?fàn)t煤氣約占其總能源消費(fèi)量的 50%以上。近幾年來 ,焦炭 生產(chǎn)與鋼鐵生產(chǎn)一樣 ,增長速度明顯地降低下來?，F(xiàn)在有條件的大鋼鐵企業(yè)高爐噴煤已接近或達(dá)到 200kg/t鐵左右。 (1) 肥煤 肥煤 具有很高的粘結(jié)性，受熱能產(chǎn)生流動(dòng)性大、熱穩(wěn)定性好。 (2) 焦煤 焦煤是結(jié)焦性最好的一種煉焦煤，其煤化程度高于肥煤，具有中等揮發(fā)分。 (3) 氣煤