【文章內(nèi)容簡介】 ...................... 50 采暖通風條件 ................................................................................................... 52 給排水設(shè)計條件 ............................................................................................... 53 分析化驗設(shè)計條件 ........................................................................................... 54 爆炸和火災(zāi)危險場所等級 ............................................................................... 54 供汽設(shè)計條件 ................................................................................................... 54 供汽方式 ................................................................................................ 54 河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計 目錄 iii 供汽條件 ................................................................................................ 54 設(shè)備維修 ........................................................................................................... 55 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 56 參考文獻 ......................................................................................................................... 57 附 錄 ............................................................................................................................. 58 致 謝 ............................................................................................................................. 59 河南城建學院畢業(yè)設(shè)計 引言 1 引 言 在煉焦過程中，荒煤氣從焦爐炭化室經(jīng)上升管逸出的溫度為 650750℃ ，需要經(jīng)過初步冷卻才能往后續(xù)工段進行輸送，同時煤氣由炭化室出來經(jīng)集氣管、吸氣管、冷卻及凈化設(shè)備直到煤氣儲罐或送回焦爐，要通過很長的管道及各種設(shè)備。為了克服這些設(shè)備和管道阻力及保持足夠的煤氣剩余壓力，還要對煤氣進行加壓。 初步冷卻工藝是焦化廠的心臟，初冷工段投產(chǎn)成功與否決定了焦化廠是否能夠順利投產(chǎn)。 煤氣的初步冷卻分兩步進行： 第一步是在集氣管及橋管中用大量循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到 8090℃ ； 第二步再在煤氣初冷器冷卻，可將煤氣冷卻到 25℃ ~65℃ 。 煤氣初冷的目的： 一是冷卻煤氣， 二是使焦油和氨水分離，并脫除焦油渣。 河南城建學院本科設(shè)計 文獻綜述 2 1 文獻綜述 煤 化工工業(yè)發(fā)展簡史 世界化石能源（包 括煤炭、石油、天然氣）資源比較豐富，在一次能源消費結(jié)構(gòu)中占 90%，是當今的主要能源。石油、天然氣儲量分別可供 40 年、 60 年的需求，非常規(guī)的油氣資源有可能進一步擴大。而煤炭儲量十分豐富，且分布廣泛，探明儲量可供世界開采 200 年。全球化石能源供應(yīng)前景的不確定因素之一是成本、價格。技術(shù)進步和生產(chǎn)效率的提高推動著生產(chǎn)和運輸成本的降低，但廉價資源儲量枯竭等因素又導(dǎo)致成本和價格提高。預(yù)計從 2020 年 2020 年，化石能源在一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油將從 39%降 至 38% ，煤炭將從 26%降至 24%，天然氣將從23%提高至 27%。 近幾十年來，化石能源在中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中占 90%以上。煤炭是中國的主要能源，也是許多重要化工產(chǎn)品的主要原料。隨著中國社會經(jīng)濟持續(xù)、高速發(fā)展，近年來能源、化工產(chǎn)品的需求也出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領(lǐng)域中已占有重要地位。中國煤化工的發(fā)展對發(fā)揮豐富的煤炭資源優(yōu)勢，補充國內(nèi)油、氣資源不足和滿足對化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實和長遠的意義。新型煤化工在中國正面臨新的發(fā)展機遇和長遠的發(fā)展前景。煤炭焦化、煤氣化一合成氨一化肥已是中國主要的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)、經(jīng)濟 的發(fā)展和市場的巨大需求，煤炭焦化、煤氣化一甲醇及下游化工產(chǎn)品等將得到快速發(fā)展；煤制油（直接液化、間接液化）技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將受到關(guān)注，重點項目建設(shè)已啟動。 目前和今后較長一段時期，建設(shè)大型煤化工工廠正在成為發(fā)展趨勢，如百萬 t級的煤液化工廠， 300kt 或以上的合成氨、甲醇工廠，炭化室高度 5m 以上的大型煉焦爐等。在大型工廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建成大型煤化工產(chǎn)業(yè)基地，如神華煤液化、煤化工產(chǎn)業(yè)基地，寧夏寧東能源重化工基地，山東充礦煤化工基地等。在產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃中一般包括有不同煤化工單元工藝，如煤焦化、煤液化、煤基甲醇及下游產(chǎn)品等。以往煤化工工廠的產(chǎn)品以向用戶提供終端產(chǎn)品或其他工業(yè)原料 (或燃料 )為主，如煤氣化 合成氨 化肥、煤焦化一焦炭等，目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向多元化發(fā)展，通過煤化工生產(chǎn)可替代石油的發(fā)動機燃料或替代燃料和化工產(chǎn)品（如乙烯、丙烯等）逐漸成為重要的產(chǎn)品方向。隨著技術(shù)進步、市場發(fā)展和企業(yè)運行機制的變化，煤化工技術(shù)集成與聯(lián)產(chǎn)在項目規(guī)劃、設(shè)計中得到重視，如煤炭焦化與焦爐河南城建學院本科設(shè)計 文獻綜述 3 煤氣發(fā)電或制取甲醇聯(lián)產(chǎn)，煤氣化 合成氨、合成甲醇與熱電聯(lián)產(chǎn)等。煤化工聯(lián)產(chǎn)的特點是 :以成熟單元技術(shù)為基礎(chǔ) 。以提高能源和資源利用效率、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增強企業(yè)經(jīng)濟 競爭力、減少污染物排放為目標 。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以化工產(chǎn)品或可替代石油的燃料為主、聯(lián)產(chǎn)發(fā)電為輔，生產(chǎn)的電力主要供給工廠自用。建立煤化工生態(tài)工業(yè)是未來發(fā)展趨勢通過采用先進技術(shù)、不同工藝的集成聯(lián)產(chǎn)發(fā)展大型煤化工，形成產(chǎn)業(yè)鏈的有效延伸和綜合利用，提高資源、能源的利用效率，減少污染物排放，規(guī)?；兄卫砦廴?，達到環(huán)境友好，建立煤化工生態(tài)工業(yè)。煤化工生態(tài)工業(yè)的含義是 :將煤化工與建材、材料、發(fā)電、廢熱利用（包括種植、養(yǎng)殖等）等不同產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)集成聯(lián)產(chǎn)，形成資源和能源的循環(huán)利用系統(tǒng)，使整體系統(tǒng)具有靈活、高效的調(diào)整和運行功能，同時 不對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成破壞和污染。 中國未來煤化工的發(fā)展方向是在傳統(tǒng)煤化工穩(wěn)定發(fā)展的同時，加大力度發(fā)展可替代石油的潔凈能源與化工品的新型煤化工技術(shù)，并建成技術(shù)先進、大規(guī)模、多種工藝集成的新型煤化工企業(yè)或產(chǎn)業(yè)基地。先進的催化合成技術(shù)、分離技術(shù)、生物化工技術(shù)、節(jié)能與環(huán)保技術(shù)、材料與大型工業(yè)裝備制造技術(shù)等是新型煤化工的發(fā)展基礎(chǔ)。在引進和吸收工業(yè)發(fā)達國家先進技術(shù)的同時，發(fā)展適合國內(nèi)需求的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)和新裝備制造能力，是實現(xiàn)跨越式技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。目前，中國新型煤化工總體上還處于發(fā)展初期 ，未來 20 年是其技術(shù)開發(fā)、工業(yè)化建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要時期。 焦炭是煉鋼的重要輔料，因此焦化工業(yè)隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。 世界焦炭產(chǎn)量于 20 世紀 70 年代達到頂峰，即 億噸左右。從 80 年代初以來，世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢， 90 年代曾下降到 億噸。到 20 世紀末，各國焦炭生產(chǎn)增減幅度已明顯變小， 21 世紀初期世界焦炭產(chǎn)量基本穩(wěn)定在本世紀 億噸上下，與焦炭需求量是基本平衡。近幾年世界焦炭產(chǎn)量略有回升，但總量變化不大。焦炭產(chǎn)量大幅度增長的主要是中國、韓國、巴西等幾個發(fā)展國家。 世界煉 焦工業(yè)近幾十年來取得了長足發(fā)展。大容積焦爐、搗固焦爐、干法熄焦等開發(fā)較早的先進工藝技術(shù)在工業(yè)化實際生產(chǎn)運行中日臻完善；日本的型焦工藝、德國的巨型煉焦反應(yīng)器、美國的無回收焦爐、前蘇聯(lián)的立式連續(xù)層狀煉焦工藝等近 30 年來開發(fā)的新工藝新技術(shù)則加快了工業(yè)化進程。 河南城建學院本科設(shè)計 文獻綜述 4 中國是世界焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭量的 36%左右。焦炭出口量占世界焦炭出口貿(mào)易有國際 20 世紀 80 年代先進水平的大型機械化焦爐 ,但中國焦爐的大型化和平均裝備水平低于西方發(fā)達國家 ,焦油和粗苯的加工水平也落后于國外。除鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的 焦化廠和供應(yīng)城市煤氣的焦化廠外 ,許多獨立焦化廠所產(chǎn)的焦爐煤未得到合理有效的利用。進入 21 世紀 ,結(jié)構(gòu)調(diào)整和技步仍是中國焦化工業(yè)發(fā)展的主題。 近十多年來 ,中國的焦炭總產(chǎn)量翻了一番還多， 1997 年達到了歷史最高峰的13902 萬噸。從 1993 年起 ,中國的焦炭產(chǎn)量已連續(xù)居世界第一位。中國也是世界焦炭出口大國 ,2020 年中國出口焦炭 1520 萬噸，占世界焦炭出口總量 2510 萬噸的60%以上。 由以上可見，焦化工業(yè)在在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位。 如何提高焦炭質(zhì)量 通常情況下提高焦炭質(zhì)量主要集中在對煉焦原料煤的選 擇和預(yù)處理，改善煤在焦爐內(nèi)的成焦工藝和對焦炭進行后序處理，同時加強焦爐生產(chǎn)過程管理也是穩(wěn)定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素是提高焦炭質(zhì)量的工藝技術(shù)。焦炭質(zhì)量的提高受多種因素影響并與焦炭生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)息息相關(guān)，為了全面探究提高焦炭質(zhì)量的技術(shù)措施我們從焦炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行了分析研究。 ① 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，從焦爐的機側(cè)裝入炭化室，其密度可以提高到 1150kg/m。 增加煉出的焦炭比頂裝煤焦爐生產(chǎn)的焦炭抗碎強度提高耐磨強度改善反應(yīng) 后強度，提高在相同焦炭質(zhì)量下可多用的高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤使入爐煤料中高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤的配入量高達 70%80%。 ② 配型煤煉焦技術(shù) 在配煤比相同的條件下，配型煤煉焦生產(chǎn)的焦炭與常規(guī)粉煤煉焦生產(chǎn)的焦炭比較，提高 2%3%，變化不大或稍有改善，轉(zhuǎn)鼓試驗指標提高降低，提高焦炭篩分組成有所改善，產(chǎn)率有所下降 80mm80m，級顯著增加一般可增加 25mm。因而提高了焦炭粒度的均勻系數(shù)煤調(diào)濕技術(shù)。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，基準煉焦耗熱量降低約 300kJ350kJ。由于裝爐煤河南城建學院本科設(shè)計 文獻綜述 5 水分的降低，堆密度增加約 %。焦炭的產(chǎn)量也將有所增加。同時，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，焦炭的粒級分布更趨均勻粉焦率約提高 2%%。 ③ 配添加劑 所謂配添加物就是在裝爐煤中配入適量的黏結(jié)劑和抗裂劑等非煤添加物，以改善其結(jié)焦性的一種焦煤準備特殊技術(shù)措施。 配黏結(jié)劑 工藝適用于低流動度的弱黏結(jié)性煤料，有改善焦炭機械強度和焦炭反應(yīng)性的功效，配抗裂劑工藝適用于高流動度的高揮發(fā)性煤料，可增大焦炭塊度，提高焦炭機械強度，改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu)，改進結(jié)焦工藝。 ④ 焦爐容積大型化 焦爐的大型化是實現(xiàn)我國煉焦行業(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)的長遠發(fā)展方向。 由于增大焦爐炭化室的容積在同等生產(chǎn)規(guī)模及外部環(huán)境下使得結(jié)焦時間延長可以大大減少出爐次數(shù)減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染，改善煉 焦生產(chǎn)操作環(huán)境大容積焦爐的自動化水平較高，煉焦工序能耗大大降低，勞動生產(chǎn)率也顯著提高，大型焦爐的裝爐煤密度得到提高降低了，結(jié)焦速率使焦炭成熟均勻冶金焦炭的質(zhì)量便得到改善，以包鋼焦爐為例在同種配煤比及焦爐生產(chǎn)均正常的情況下 JN60 型焦爐，提高了焦炭質(zhì)量，降低了煉焦能耗，煉焦成本也減少了。另外，焦炭質(zhì)量提高后，在高爐煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的延伸效益更是巨大的。 ⑤ 采用焦爐加熱自動控制系統(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輕易改變，但因裝煤不足、 煤的水分波動煤氣的壓力波動、天氣變化、個別爐號因某種原因延長或縮短結(jié)焦時間等，均對煤的炭化過程有一定的影響。如不及時調(diào)整，可使