【正文】 75%=160 萬(wàn)噸 /年 = 噸 /時(shí) 一年按 365 個(gè)工作日計(jì)算，工藝為連續(xù)性生產(chǎn)。 由于奈能夠沉積于管道中，所以在可能存積奈的部位，均設(shè)有清掃蒸汽口。 為防止噴嘴堵塞，需定時(shí)通入蒸汽清掃。從氣液分離器分離出來(lái)的循 環(huán)氨水和焦油進(jìn)入焦油氨水澄清槽，從澄清槽出來(lái)的循環(huán)氨水，用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。焦油則通過(guò) 液面調(diào)節(jié)器流至焦油中間槽，由此泵往焦油貯槽，經(jīng)初步脫水后泵往焦油車間。小型廠一般用旋風(fēng)式機(jī)械捕焦油器。因?yàn)檠h(huán)氨水液 面上水汽分壓大于進(jìn)入集氣管的煤氣中水汽分壓，所以氨水就產(chǎn)生蒸發(fā)。針對(duì)中小型焦?fàn)t來(lái)說(shuō) ， 煤氣流量小 ， 采用羅茨風(fēng)機(jī) ， 并在機(jī)前增設(shè)電捕不僅消耗低 ， 而且投資少 ， 運(yùn)行指標(biāo)也能滿足工藝系統(tǒng)要求 ， 是一種切實(shí)可行的工藝流程。 彎頭脫水器 ， 濕旋脫水器脫水后由鼓風(fēng)機(jī)抽出 ， 再通過(guò)三通閥 ， 水封逆止閥進(jìn)入煤氣柜 。 改進(jìn)后生產(chǎn)實(shí)踐表明，不僅減輕了初冷器操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且很好地控制了鼓冷系統(tǒng)的工藝參數(shù)，同時(shí)提高了焦油與粗苯的產(chǎn)率。 焦油氨水及煤氣冷凝液通過(guò)機(jī)械化焦油氨水澄清槽分離。根據(jù)煤氣用戶的不同 ， 可選用不同的工藝流程滿足用戶對(duì)不同煤氣質(zhì)量的要求 [6]。隨著溫度的升高，煤開(kāi)始分解，大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈的斷裂和分解，產(chǎn)生小分子的氣體和液體，煤炭開(kāi)始軟化和熔融，形成膠質(zhì)體。 d 焦?fàn)t容積大型化 焦?fàn)t的大型化是實(shí)現(xiàn)我國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)調(diào)健康可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑 ， 炭化室加寬 、加高 ， 提高單孔炭化室產(chǎn)焦量 ， 是煉焦技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向 。 近十多年來(lái) , 中國(guó)的焦炭總產(chǎn)量翻了一番還多 ,1997 年達(dá)到了歷史最高峰的 13902 萬(wàn) 。粗煤氣中 還含有水蒸氣。 在鼓風(fēng)冷凝工段中，本設(shè)計(jì)應(yīng)用了國(guó)內(nèi)的一些焦化廠的改進(jìn)技術(shù)，具有 一定參考價(jià)值。 焦炭出口量占世界焦炭出口貿(mào)易有國(guó)際 20 世紀(jì) 80 年代先進(jìn)水平的大型機(jī)械化焦?fàn)t , 但中國(guó)焦?fàn)t的大型化和平均裝備水平低 于西方發(fā)達(dá)國(guó)家 , 焦油和粗苯的加工水平也落后于國(guó)外。同時(shí) ， 由于入爐煤的堆密度 增加和炭化室裝 初期升溫速度的提高都能促使焦炭品質(zhì)的提高 ，焦炭的粒級(jí)分布更趨均勻粉焦率 約提高 2%~ %。 9 焦化廠主要生產(chǎn)流程如下 ： 煉焦化學(xué)產(chǎn)品數(shù)量和組成是隨著煉焦過(guò)程（主要是煉焦溫度）和原料煤的質(zhì)量不同而波動(dòng)的。脫氨工藝主要有水氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法水氨工藝、熱法無(wú)水氨工藝、半直接法浸沒(méi)式飽和硫銨工藝、半直接法噴淋式飽和器硫銨工藝、間接飽和器硫銨工藝、酸洗法硫銨工藝等。因此，初冷器的穩(wěn)定運(yùn)行是整個(gè) 車間生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而對(duì)兩段高效橫管式初冷器而言在二段實(shí)現(xiàn)連續(xù)除萘是生產(chǎn)工藝得以順行的關(guān)鍵。 為 解決冷凝液噴灑量不足的問(wèn)題。 轉(zhuǎn)爐吹煉進(jìn)入回收期 ， 達(dá)到煤氣回收的各項(xiàng)技術(shù)條件后 ， 即自動(dòng)進(jìn)行煤氣回收 。同心圓式存在著制作安裝精度要求高、煤氣短路流失、場(chǎng) 強(qiáng)電壓不穩(wěn)定等缺點(diǎn) ， 管式也存在著空間效率利用較差等缺點(diǎn)。 傳熱過(guò)程取決于煤氣與氨水的溫度差。對(duì)輸送煤氣量很小的小型焦化廠一般用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。 用水冷卻煤氣的工藝流程 又可分為間接 、 直接和間直混合冷卻等三種，現(xiàn)分述如下： 間接冷卻 煤氣間接工藝流程圖如下： 17 圖 1 煤氣間接初冷工藝流程 1— 氣液分離器； 2— 煤氣初冷器； 3— 煤氣鼓 風(fēng)機(jī)； 4— 電捕焦油器； 5— 冷凝液槽； 6— 冷凝液液下泵； 7— 鼓風(fēng)機(jī)水封槽； 8— 電捕焦油器水封槽； 9— 機(jī)械化氨水澄清槽； 10— 氨水中間槽； 11— 事故氨水槽； 12— 循環(huán)氨水泵； 13— 焦油泵； 14— 焦油貯槽； 15— 焦油中間槽； 16— 初冷冷凝液中間槽； 17— 冷凝液泵； 焦?fàn)t煤氣 與噴灑氨水 、 冷凝焦油 等沿吸煤氣主管首先進(jìn)入氣液分離器，煤氣與焦油 、 氨水 、焦油渣等在次分離。 圖 2 直接冷卻 煤氣在直接冷卻器中的初步冷卻，是由煤氣和冷卻水直接接觸混合，將熱量傳給冷卻水而完成的。 如圖 3 所示，空噴塔為鋼板焊制的中空直立塔，在塔的頂段和中段各安設(shè)六個(gè)噴嘴來(lái)噴灑 25~28℃的循環(huán)氨水，所形成的細(xì)小液滴 在重力作用下 于塔內(nèi)降落，與上升煤氣密切 環(huán)氨水入口溫度，且有洗除部分焦油、奈氨和硫化氫的效果。 鼓風(fēng)機(jī)堵塞。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、體積小， 轉(zhuǎn)速一定時(shí)，如壓頭稍微變化其輸氣量仍保持不變。= kg/m3 式中： 2， 16， 28— 分別為 H2， CH4， CO 的分子量 CmHn 按 80%的 C2H4和 20%的 C6H6計(jì)算 水蒸汽： VB= 18= m3/h 其中： 18— 水的分子量 焦油汽： VCM=170= 其中： 170— 焦油的平均分子量 粗苯汽： Vσ= = m3/h 其中： 83— 粗苯的平均分子量 硫化氫： Vc= = m3/h 其中： 34— 硫化氫的分子量 氨 ： Vα= = m3/h 其中 ： 17— 氨的分子量 合計(jì)： m3/h 2. 集氣管排出的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量計(jì)算如下： 設(shè)： 煤氣中的焦油在集氣管內(nèi)冷凝 60%，則冷凝的焦油量為： gcm==而出集氣管的煤氣中所含的焦油量為： － =2739kg/h 折合成體積為： == m3/h 用 M kg/h 表示集氣管內(nèi)蒸發(fā)的水量。 離心式鼓風(fēng)機(jī)的構(gòu)造 如圖 7 所示 離心式鼓風(fēng)機(jī)由導(dǎo)葉輪，外殼和安裝在軸上的兩個(gè)工作葉輪組成。而在直冷階段，可充分發(fā)揮凈化煤氣的效果，降低煤氣中的含奈量和腐蝕性介質(zhì)。而氨水則用泵送入噴淋式冷卻器，經(jīng)冷卻后 送至初冷塔循環(huán)使用，多余的氨水則送去蒸氨。煤氣中一定數(shù)量的 氨 、 二氧化碳 、 硫化氫 、 氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。 。 煤氣經(jīng)上升管、集氣管循環(huán)氨水噴灑冷卻后的溫度仍高達(dá) 80~86℃，且含大量焦油汽和水蒸氣及其他物質(zhì) 。目前工藝為高溫煤氣經(jīng)過(guò)氨水噴灑冷卻，進(jìn)一步分離煤焦油、凈煤氣、粗苯等化產(chǎn)品。裝置運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng) ， 穩(wěn)定性好 ， 可靠性高 ， 可連續(xù) 供氧 ； 開(kāi)停車時(shí)間短 一般 30 min 內(nèi)可達(dá)使用要求 ； 在常溫常壓下運(yùn)行 ， 安全性能好 。對(duì)其操作管理必須予 以高度重視。初冷器一段冷凝液進(jìn)入混合液中間槽，上層氨水自流到冷凝液槽，下層的油流進(jìn)洗萘液槽。 煤氣在橋管和集氣管中的冷卻，通常是將 75176。從膠質(zhì)體析出的和部分從半焦中析出的蒸 氣和煤氣叫做初次分解產(chǎn)物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初次焦油汽，以后溫度繼續(xù)升高，析出的氣體主要是氫及少量苯和焦油汽 [5]。 e 采用焦?fàn)t加熱自動(dòng)控制系統(tǒng) 在傳統(tǒng)煉焦生產(chǎn)管理中 ， 一旦加熱制度制定后一般不會(huì)輕易改變 ， 但因裝煤不足 、 煤的水分波動(dòng)煤氣的壓力波動(dòng) 、 天氣變化 、 個(gè)別爐號(hào)因某種原因延長(zhǎng)或縮短結(jié)焦時(shí)間等 ， 均對(duì)煤的炭化過(guò)程有一定的影響 。 由以上可見(jiàn)，焦化工業(yè)在在我國(guó)國(guó)民經(jīng) 濟(jì)中占有重要地位。 鼓冷工段 是焦化廠的心臟，鼓冷工段投產(chǎn)成功與否決定了焦化廠是否能夠順利投產(chǎn) ，其主要任務(wù)如下： 1. 分離出荒煤氣中的絕大部分焦油、萘、氨水，以利于后續(xù)單元的運(yùn)行； 2. 將煤氣冷卻到一定的溫度，使之能滿足后續(xù)單元的要求； 3. 氨水、焦油、焦油渣的分離； 4. 物料的輸送： （ 1）往焦?fàn)t送循環(huán)氨水，往后續(xù)單元送剩余氨水； （ 2）輸送煤氣并使整個(gè)煤氣系統(tǒng)的吸力、壓力能 夠滿足焦?fàn)t、煤氣凈化的正常要求； （ 3）外送焦油。對(duì)流程中所需的各種設(shè)備，如橫管初冷氣、鼓風(fēng)機(jī)、電捕焦油器、機(jī)械化氨水澄清槽等進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和選型。 世界煉焦工業(yè)近幾十年來(lái)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。 采用煤調(diào)濕技術(shù)將入爐煤的水分降低至 6%~7%， 使煉焦耗熱量降低 ， 如果按正 常入爐煤水分為 11， 則采用煤調(diào)濕技術(shù)后水分降低了以干煤為 5% /1kg，基準(zhǔn)煉焦耗熱量降低約 300kJ~350kJ。 煉焦化學(xué)工業(yè) 煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭的綜合利用工業(yè)。這些過(guò)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 [3]。由于煤氣的平均比熱容遠(yuǎn)低于水的汽化潛熱以及水的比熱容，所以煤氣溫度雖急劇降低， 而氨水溫升卻不多 [5]。 兩臺(tái)冷凝液泵就可同時(shí)運(yùn)行，一臺(tái)用于冷凝液噴灑，另一臺(tái)將冷凝液送至機(jī)械化澄清槽。 （ 3） 定期清掃煤氣 管路 保證管路坡度要大于 5‰ [2]。煤氣進(jìn)入初冷器被直接或間接冷卻到 30176。因?yàn)榻够a(chǎn)是連續(xù)的過(guò)程，所以一年按 365 天計(jì)算出每小時(shí)的粗煤氣流量。 16 設(shè)備選擇原則 1. 間接式煤氣初冷器有立管式和橫管式兩種。 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的選型 冷卻沒(méi)啟用的主要設(shè)備是煤氣初冷器，一般有水冷卻器和空氣冷卻器兩類。當(dāng)生產(chǎn)濃氨水時(shí)，為使初冷后煤氣集合溫度達(dá)到 20℃ .左右，宜采用兩端初步冷卻。 用于 煤氣初冷的直接式冷卻塔有木格填料 塔 、 金屬隔板塔和空噴塔 、 在大型焦化廠得到廣泛應(yīng)用。 鼓風(fēng)機(jī)一般設(shè)置在 初冷器后面。此種鼓風(fēng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)功率即轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其輸入量 與風(fēng)機(jī)升壓無(wú)關(guān)。 而噴灑氨水的實(shí)際溫度應(yīng)比進(jìn)入集氣管的煤氣露點(diǎn)高 5~10℃ ，以保證水份蒸發(fā)的推動(dòng)力，取水溫 77℃ 。煤氣的壓力是在各個(gè)葉輪作用下，并經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)換而得到提高。同時(shí)，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及所用設(shè)備時(shí)，除考慮工藝要求外，還應(yīng)該使整個(gè)系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗 [10]。這對(duì)后面洗氨 、 洗苯過(guò)程及減少設(shè)備腐蝕，都是有益的。分離后所得剩余氨水送去脫酚和蒸氨。 ，設(shè)備用率為 100%；兩臺(tái)運(yùn)行時(shí)，備用率為 50%。 在機(jī)械化氨水澄清槽中靠比重差靜置分離。 有文獻(xiàn)提出采用熱管回收上升管高溫煤氣熱焓，將熱管的蒸發(fā)段安裝在上升管夾套內(nèi)，熱管的冷凝段以分離熱管的形式安 裝在焦?fàn)t上方的某一位置，生產(chǎn)蒸汽或熱水，一定程度上解決了上升管根部易冷凝初焦油而影響上升管使用壽命的問(wèn)題。 改進(jìn)后： 羅茨風(fēng)機(jī) 具有操作簡(jiǎn)單、維修方便、性能可靠、投資小等優(yōu)點(diǎn) ， 無(wú)需設(shè)置獨(dú)立冷卻油站；缺點(diǎn)是：軸孔密封較差、易泄漏煤氣 ，機(jī)后焦油含量高、機(jī)前需降低焦油含量。C 。 改造完成后，整個(gè)鼓風(fēng)冷凝工序運(yùn)行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦?fàn)t生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化 12 工藝的順行 [7]。 11 細(xì)霧狀液滴為氣 液兩相提供了很大的接觸面積；起初，兩相間溫差很大；既存在對(duì)流傳熱，又有輻射傳熱，聯(lián)合傳熱系數(shù)很大。 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。 動(dòng)態(tài)調(diào)度模型和加熱控制模型可以逐漸使全爐組的加熱情況保持一致 。 a 原料煤的預(yù)處理技術(shù) 搗固煉焦技術(shù)裝爐煤料搗固成煤餅后 ， 從焦?fàn)t的機(jī)側(cè)裝入炭化室 ，其密度可以提高到 1 150kg/m。從 80 年代初以來(lái)，世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)， 90 年代曾下降到 億噸 [1]。 1 目錄 摘要 .............................................................................................................................................. 3 ABSTRACT ...................................................................................................................................... 4 引言 .............................................................................................................................................. 5 1 文獻(xiàn)綜述 .................................................................................................................................. 6 世界煉焦工業(yè)的發(fā)展 ...................................................................................................... 6 中國(guó)焦化工業(yè)現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 6 如何提高焦炭質(zhì)量 ................................................................