【文章內(nèi)容簡介】 %左右的貧瘦煤，預(yù)熱法可配入貧瘦煤 65%左右。這是由于預(yù)熱煤煉焦使得煤堆密度增大，煤的一些工藝特性改變。堆密度增大煤粒子自然相互靠近，煤成焦時(shí)只需要較少的液相黏結(jié)成分即可達(dá)到較大的焦塊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此可用較少的黏結(jié)性煤。這正符合我國煤炭資源的特點(diǎn)，正是我們所期望的結(jié)果，為此，設(shè)計(jì)采用預(yù)熱煤煉焦工藝。 預(yù)熱后的煤粉裝人由高熱導(dǎo)率耐火磚砌筑的薄壁室式焦?fàn)t，在低于通常干餾溫度下 (中低溫于餾 )推焦，送入干熄爐內(nèi)再次加熱，以獲得所需的焦炭質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，改善環(huán)境。 由焦?fàn)t推出的熾熱的焦 炭的溫度約為 1000℃左右，其顯熱約占煉焦耗熱量的38%左右。如果采用灑水濕法熄焦，雖然方法簡便，但是損失了這部分高品位的熱量，而且耗費(fèi)了大量的熄焦用水，不僅浪費(fèi)了水資源而且也污染了環(huán)境。采用干法熄焦，即利用惰性氣體將熾熱的焦炭冷卻，得到的熱惰性氣體用來加熱鍋爐發(fā)生蒸汽，降了溫的惰性氣體再循環(huán)使用，從而回收了熾熱焦炭的熱量，提高了煉焦生產(chǎn)的熱效率。每 1 噸 10001100℃的熾熱焦炭的顯熱約為 干熄焦熱量回收率可達(dá) 80%左右，可產(chǎn)蒸汽 400 ㎏以上。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 生產(chǎn)流程說明 配 煤煉焦主要由配 煤槽，輸煤皮帶，粉碎機(jī)，蒸汽鍋爐，焦油儲罐等組成。 配煤作業(yè)時(shí) ，不同的煤料分別放在不同的煤槽中，根據(jù)不同煤種在配煤中的比例來調(diào)節(jié)煤料量。焦油儲罐中的焦油，首先通過蛇形蒸汽管預(yù)熱，以降低其粘度，便于使用泵來輸送焦油。焦油輸送管道采用套管，即內(nèi)管走焦油，外管走高溫水蒸氣，最外層為絕熱夾套，以降低焦油在輸送過程中的阻力。最后焦油在出口處由外管水蒸氣吹出使焦油霧化，便于均勻的噴灑在煤料上。 預(yù)熱煤煉焦的主要問題是預(yù)熱沒輸送和裝爐時(shí)的大量煙塵，懸浮的熱煤塵在輸送過程中可能引起爆炸的危險(xiǎn)，故必須采取密封，充惰性氣體以及其 他自動檢測控制等保護(hù)性措施。 因此實(shí)現(xiàn)預(yù)熱煤煉焦，關(guān)鍵在于裝煤。預(yù)熱煤裝爐的基本要求是： 1） 系統(tǒng)封閉，輸送安全，裝爐無煙； 2） 結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)久耐用，易實(shí)現(xiàn)自動化； 3） 堆密度大，煙塵量小，適應(yīng)性強(qiáng)。 該設(shè)計(jì)采用爐頂裝煤的重力裝爐法，其主要優(yōu)點(diǎn)是裝爐煤的堆密度大。 而 重力裝煤又分為裝煤車 裝煤和埋刮板輸送機(jī)裝煤 。此次設(shè)計(jì)采用的預(yù)熱煤煉焦工藝是普雷卡邦預(yù)熱煤煉焦工藝，該工藝中預(yù)熱煤的輸送與裝爐系統(tǒng)由計(jì)量槽、埋刮板輸送機(jī)和叉式裝煤小車等組成。預(yù)熱煤用埋刮板輸送機(jī)送至位于爐組附近的熱煤斗槽后，經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)計(jì)量槽，稱量后的預(yù)熱煤由此 經(jīng)架在爐頂上方的埋刮板機(jī)，送至預(yù)定裝煤的炭化室上方，再經(jīng)叉式裝煤小車上的溜槽裝入炭化室內(nèi)，溜槽下端用導(dǎo)套與裝煤孔密封連接，炭化室內(nèi)煤線高度用探針測量。當(dāng)達(dá)到預(yù)定裝煤高度時(shí)，埋刮板機(jī)自動停止，結(jié)束裝爐。工藝流程圖附圖 2（右）。 干法熄焦裝置主要有冷卻槽，廢熱鍋爐，惰性氣體循環(huán)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。焦炭從炭化室推出，落在焦罐里，焦炭溫度可達(dá)1050℃ 。焦罐由提升機(jī)提到干熄室頂部，這時(shí)將冷卻室上部的預(yù)存室打開，焦炭進(jìn)入室中。在室中的焦炭放出的氣體進(jìn)入洗滌塔，然后收集，避免有害氣體進(jìn)入大氣。進(jìn)料室為鎖斗式，進(jìn)了后 上部關(guān)閉，下河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 部打開，焦炭下移到冷卻室。在冷卻室中，熾熱的焦炭被氣體冷卻到200℃ 左右排出。冷卻氣體由鼓風(fēng)機(jī)送入，在冷卻焦炭的同時(shí)，氣體溫度升高，出口氣體溫度可達(dá) 800℃ ，進(jìn)入廢熱鍋爐，發(fā)生高壓蒸汽（ 440℃ ， ）。氣體經(jīng)過兩級旋風(fēng)除塵后，再由鼓風(fēng)機(jī)循環(huán)到冷卻室中。 工藝流程圖如附圖 2（左）。 本次設(shè)計(jì) 實(shí)用新型涉及一種干法熄焦?fàn)t充氮裝置，其包含一氮?dú)廨斎肟偣?，該氮?dú)廨斎肟偣苓B接一環(huán)行管道，該環(huán)行管道上設(shè)置有若干噴嘴。噴嘴的直徑不同，離氮?dú)廨斎肟偣芙膰娮熘睆奖入x氮?dú)廨斎肟偣苓h(yuǎn)的噴嘴要大。干法熄焦?fàn)t充氮 裝置安裝干熄爐的最底部。其能在循環(huán)風(fēng)機(jī)因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，提高充氮的均勻性及有效性，達(dá)到冷卻室內(nèi)焦炭溫度縱向的合理分布，避免冷卻室內(nèi)因焦炭高溫區(qū)下移而發(fā)生自燃現(xiàn)象 焦化廠的煤粉和焦?fàn)t煤氣容易燃燒甚至爆炸，因此設(shè)計(jì)中電器設(shè)備一律選用隔爆式電氣設(shè)備，各設(shè)備均要有接地線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施。此外，生產(chǎn)中還應(yīng)注意以下問題： ⑴廠內(nèi)禁止使用明火，禁止吸煙，禁止使用鐵器敲打設(shè)備機(jī)動車輛和外來人員不經(jīng)允不得進(jìn)入廠區(qū)； ⑵生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防設(shè)施的種類及存放位 置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場物料的性質(zhì)； ⑶生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中要及時(shí)檢查，消除漏點(diǎn)； 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4 煉焦用煤的準(zhǔn)備 焦化廠用煤量很大，對于一座 34 孔的 JN43— 80 型焦?fàn)t，晝夜用煤量為： n 2 4 1 3 4 1 8 . 8 9 1 . 0 7 2 4 9 7 0 t/2 4 h17KGQ ?? ? ? ? ? ?? ? ? 式中 n—— 焦?fàn)t的座數(shù)； K—— 每座焦?fàn)t孔數(shù)； G—— 每孔炭化室的裝煤量； ? —— 焦?fàn)t緊張操作系數(shù)，一般為 ； ? —— 周轉(zhuǎn)時(shí)間， h。 對于含水 10%的濕煤，則上述的晝夜用濕煤量為： 970/=1078t/24h 備煤車間工藝流程確定 圖 配合粉碎工藝流程示意圖 備煤工藝 根據(jù)原料煤的巖相組成、性質(zhì)及其他具體情況，可采用配合粉碎（先配合后粉碎）和各種煤先單獨(dú)粉碎再配合兩種流程。它們在接受和貯存上基本相同，但在煤的配合與粉碎上則有先后順序的差別。先配后粉碎工藝流程圖如圖 1。 該種流程的優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡單，布置緊湊，操作方便，粉碎后不需再設(shè)混合設(shè)備。缺點(diǎn)是當(dāng)各單種煤的硬度差別較大時(shí)，粉碎粒度不均勻，對焦炭質(zhì) 量有一定的影響。鑒于我選的幾種煤硬度相差不大，選用種備煤工藝。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 煤場機(jī)械的選型 卸煤機(jī)械 卸煤機(jī)械 的卸煤能力按一次進(jìn)廠原料的車輛數(shù)和允許的卸車時(shí)間來確定，并保證達(dá)到考慮來煤不均衡系數(shù)在內(nèi)的日卸煤量的要求。即卸煤能力不小于： 211 TGQ? t/h 式 式中 G1—— 進(jìn)廠列車的總載重量。一列車的載重量用車皮數(shù)來決定，一般 20 萬噸以下焦化廠為 15輛。 T2—— 協(xié)議規(guī)定的卸一列車的時(shí)間，一般規(guī)定為 3～ 4h。 卸煤機(jī)械的日卸煤能 力“ A”應(yīng)不小于： A=KaQr ， t/24h 式 式中 Ka —— 來煤不均衡系數(shù)，一般中小型焦化廠取 . Qr—— 焦化廠日用濕煤量， t/24h 該設(shè)計(jì)選用 1179。 34 孔 JN43— 80 型焦?fàn)t，每次進(jìn)廠原煤車皮數(shù)為 15輛，每輛載重 45t，則卸車能力應(yīng)大于： Q1=G1/T2=15179。 45/4=則選用卸煤能力為 200t/h 的鏈斗卸車機(jī)一臺即可滿足要求。 要求卸煤機(jī)械的日卸煤能力不小于： A=1078179。 =1617t/24h 則鏈斗卸車機(jī)的晝夜操作時(shí) 數(shù)最多為： 1617/200=考慮到設(shè)備檢修等因素，卸煤機(jī)卸的有效操作時(shí)間一般不應(yīng)超過16h，故符合要求。 倒運(yùn)機(jī)械 倒運(yùn)機(jī)械的能力一般按焦?fàn)t的日用煤量的 30%有來煤直接進(jìn)配煤槽， 70%通過貯煤場倒運(yùn)進(jìn)行計(jì)算。來煤不均衡系數(shù)同前。即倒運(yùn)機(jī)械的能力應(yīng)能在規(guī)定的設(shè)備晝夜有效操作時(shí)間內(nèi)完成全部倒運(yùn)任務(wù)。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 倒運(yùn)機(jī)械的晝夜最大操作時(shí)間“ Tc”可按下式計(jì)算： srdrra Q KT ??? ， h 式 式中 Ka、 Qr同前； ， — — 即日用煤量的 30%直接進(jìn)配煤槽， 70%由煤場倒運(yùn)； Qd—— 設(shè)備的堆煤能力 t/h，當(dāng)卸煤機(jī)械能力小于堆煤能力而受卸裝置的緩沖容量又不大時(shí)，應(yīng)以卸煤能力 Q1代替； Qs—— 設(shè)備的取煤能力， t/h。 該設(shè)計(jì)采用 5t40m 裝卸橋來倒運(yùn)煤，設(shè)計(jì)抓斗容積 3m3，則平均倒運(yùn)能力可用下式計(jì)算： htVQ /r3600 ?? ? ? 式中 V—— 抓斗容積， m3； r—— 煤料的堆密度， t/m3； ? —— 一次抓取所需時(shí)間； ? —— 抓斗的填充系數(shù)，從煤堆上取煤時(shí) ? =～ 。 即該裝卸橋平均倒運(yùn)能力為： hQ /t19550 ????? 故裝卸橋的最大晝夜有效操作時(shí)間可由式 4— 3 計(jì)算。由于煤場卸煤時(shí)有足夠緩沖容量的臨時(shí)煤堆，故堆煤能力和取煤能力均為 195t/h。 則： ? ? hTc ????? 故選用一臺裝卸橋即可滿足要求。 配煤比的確定 設(shè)定配煤比時(shí)應(yīng)知道各單種煤煤質(zhì)、庫存和來煤、焦?fàn)t生產(chǎn)日用煤量、焦炭質(zhì)量及用戶要求等情況來確定實(shí)際的配煤方案。配合煤 質(zhì)量指標(biāo)主要是指配合煤的灰分、硫分、揮發(fā)分、粘結(jié)指數(shù) 等?？砂磫畏N煤的質(zhì)量指標(biāo)與配比，按“可加性”計(jì)算出來。再依據(jù)配合煤的化驗(yàn)分析質(zhì)量來驗(yàn)證配煤操作及管理的規(guī)范程度。還應(yīng)考慮在保證焦炭質(zhì)量的前提河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 下，做到配合煤原料成本最低等因素。 查資料知肥煤、貧瘦煤和氣煤的工業(yè)性質(zhì)及元素含量如表 ： 單種煤化驗(yàn)分析質(zhì)量部分指標(biāo) 表 項(xiàng) 目 灰分 (Ad),% 揮發(fā)分 (Vdaf), % 硫分 (Std),% G 肥 煤 98 貧瘦煤 12 氣 煤 78 按肥煤：貧瘦煤：氣煤 =2:6:2 配比配合，可求出配合媒的質(zhì)量指標(biāo)，如下： Ad=179。 %+179。 %+179。 %=% Vdaf=179。 %+179。 %+179。 %=% Std=179。 %+179。 %+179。 %=% G=179。 98+179。 12+179。 78= 附： 配合煤 主要 質(zhì)量指標(biāo) （ 1）化學(xué)指標(biāo)。 水分：控制范圍 5%～ 12%。一般水分是越少越好，但低于 5%后不利于操作和環(huán)保。由于該設(shè)計(jì)采用預(yù)熱煤法煉焦，故水分這個(gè)指標(biāo)不是主要指標(biāo)，可不考慮。 灰分：越小越好。因灰分大部分進(jìn)入焦炭，不利于焦炭質(zhì)量。 揮發(fā)分：對于頂裝焦?fàn)t一般在 20%～ 28%之間，據(jù)工藝條件及需求控制，對搗固煉焦視炭化室高度不同，可在 24%～ 32%之間變化。 硫分：越低越好。焦炭中硫分不利于高爐生產(chǎn)。 （ 2）工藝 指標(biāo)。 G 值：配合煤煉焦原則上要求黏結(jié)指數(shù) G75。 由于該配合煤的黏結(jié)性沒有達(dá)到 75，故加入粘結(jié)劑 —— 煤焦油。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 配煤設(shè)備和配煤操作 配煤槽 配煤槽 用來貯存配煤所需的各種煤料，一般設(shè)在配煤設(shè)備之上。其數(shù)目和容量與煤種及焦化廠的生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。具體來說，數(shù)目一般比配煤煤種多 2～ 3 個(gè)，主要考慮煤種的更換及設(shè)備的維修，對配煤量大的煤種要同時(shí)開兩個(gè)槽。煤槽的容量，在大多數(shù)情況下應(yīng)能保證焦?fàn)t一晝夜的用煤量。 查資料知道 20 萬 t/年焦化廠的配煤槽直徑為 6m，每個(gè)槽容量為200t，配煤槽放煤口直徑為 。據(jù)該設(shè)計(jì)所選配煤單種煤三種，故設(shè)置配煤槽為六個(gè)。 配煤設(shè)備 配煤設(shè)備 有配煤盤和電磁震動給料機(jī)兩種。 由于電磁震動給料機(jī)的準(zhǔn)確性比較高，又造價(jià)不是太高，故我選用電磁震動給料機(jī)作為配煤設(shè)備。 電磁震動給料機(jī)是一種利用電磁鐵與彈性原件配合作為震動源，使給料槽作高頻率的往復(fù)運(yùn)動，槽上物料一定角度被拋擲，并使之朝一定方向給料的機(jī)械。 電磁震動給料機(jī)在生產(chǎn)中運(yùn)行是否可靠，除設(shè)計(jì)和制造的正確性外，很重要的是設(shè)備的安裝、調(diào)整和維護(hù)。 配煤的準(zhǔn)確性與槽體的安裝傾角及煤在槽體內(nèi)料層厚度和煤的含水量有關(guān)。隨著料層厚 度的增加，給料過程中產(chǎn)生的不均勻塌落現(xiàn)象較嚴(yán)重，從而使配煤準(zhǔn)確性下降。料層太薄，給料機(jī)能力不能充分發(fā)揮。料層厚度通常保持在 80～ 120mm 范圍較好。 對粘結(jié)性較強(qiáng)或者水分含量較大（ 12%）的煤，應(yīng)在槽體內(nèi)襯以塑料板或不銹鋼板，適當(dāng)加大給料槽的傾角及增大給料機(jī)的振幅，以增大煤在槽體內(nèi)滑動，從而使輸送速度增加。通過實(shí)驗(yàn)，配煤用的電磁震動給料機(jī)安裝傾角以 16～ 17176。為宜。 電磁震動給料機(jī)的配煤能力可按下式計(jì)算： 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 ??BHQ 3600? , t/h 式中 B—— 槽體寬度， m； H—— 槽體卸料端的煤層厚度， m； ?—— 煤在槽體卸料端的移動速度， m/s； ? —— 煤料堆積密度，（按 計(jì)算）， t/m3。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐， H=80～ 120mm，當(dāng)槽體安裝傾角在 17176。左右時(shí)，振幅為 ～ ，煤料水分為 10%時(shí)， ?可按 計(jì)算。 由于煤在槽體內(nèi)的料層不宜過厚，故煉焦配煤用的電磁震動給料機(jī)的給料槽體寬度一般 比作為給料設(shè)備的槽體寬些。即 B 可按 計(jì)算。 帶入數(shù)值可求出其配煤能力為： htQ / 6 0 0 ?????? 日配煤量為： htQ 24/1 2 1 ???? Q? =12171078= rQ 故，該配煤設(shè)備可以滿足工藝要求。 配煤比的控制 操作要點(diǎn)和配煤比檢測 配煤比的準(zhǔn)確與穩(wěn)定焦炭質(zhì)量有密切關(guān)系。為了保證煤量穩(wěn)