【正文】 90 萬(wàn)噸 /a 半焦 裝置剩余焦?fàn)t氣量 億Nm3/a，有很高的利用價(jià)值，是很好的工業(yè)燃?xì)夂兔裼萌細(xì)猓?考慮到本設(shè)計(jì)為煤干餾 制 半焦 項(xiàng)目， 在 半焦 企業(yè)內(nèi)部， 焦?fàn)t煤氣 作為 氣燒石灰窯以 半焦 生產(chǎn)副 產(chǎn) 焦?fàn)t煤氣 作為燃科是 最合。煤氣經(jīng)管道進(jìn)入靜電捕集器，把煤氣攜帶的焦油、粉塵吸附回收，回收率達(dá) 98%，通過(guò)電捕處理后的煤氣純凈度很高，熱值 1673～1912kcal／ Nm3。 煤氣凈化工藝流程 自爐內(nèi)出來(lái)的荒煤氣，由上升管進(jìn)入橋管和文氏管塔，噴灑熱循環(huán)水初步冷卻，然后煤氣進(jìn)入旋流板塔與通入塔內(nèi)的冷循環(huán)水逆向運(yùn)行完成最終冷卻。本工段設(shè)計(jì)處理荒煤氣總量為 108Nm3／ a。 護(hù) 爐鋼板。 。 。可靈活的調(diào)控爐子運(yùn)行狀況，控制半焦的質(zhì)量和產(chǎn)量。 干餾爐爐頂采用可逆式皮帶定期、定量向爐頂煤倉(cāng)加料，煤倉(cāng)頂安裝皮帶稱計(jì)量。低溫干餾方爐加熱用的空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后供給。 煤料在干燥段產(chǎn)生的 水蒸汽 、干餾過(guò)程產(chǎn)生的煤氣、加熱燃燒后的廢氣以及冷卻焦炭產(chǎn)生的水煤氣的混合氣 (荒煤氣 )，通過(guò)爐頂集氣罩收集，通過(guò)碳化料制品包裝 成品入庫(kù) 碳化產(chǎn)品出廠銷售 顆粒煤料進(jìn)廠 顆粒煤料儲(chǔ)存 物料碳化生產(chǎn) 碳化料篩分 化驗(yàn)分析 化驗(yàn)分析 焦油產(chǎn)品出廠銷售 氣液分離 煤氣發(fā)電、供電 可行性研究報(bào)告 36 上升管，進(jìn)入凈化回收系統(tǒng)。爐子分為三段，上部為干燥段，塊煤逐步向下移動(dòng)進(jìn)入中部的干餾段，此段被加熱到 650～ 750℃，完成低溫干餾。 ②碳化工藝流程 碳化生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)易流程圖如下： 由備煤工段經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)送的合格裝爐煤首先裝入爐頂最上部的煤倉(cāng)內(nèi)，再經(jīng)進(jìn)料口和輔助煤箱裝入碳化室內(nèi)。干餾爐采取單排爐布置，每三門爐為一組，爐體布置在一條中心線上。該爐采用連續(xù)的機(jī)械化生產(chǎn)工藝流程，有效的減少了操作人員數(shù)量，改善了操作條件。 可行性研究報(bào)告 34 半焦形成過(guò)程簡(jiǎn)圖見(jiàn)下： （ 2）碳化工藝 ①概述 本項(xiàng)目碳化爐采用低溫干餾方爐，該 爐具有熱效率高、生產(chǎn)能力大、爐頂溫度低、焦油產(chǎn)率高、投資低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。篩下粉煤經(jīng)膠帶運(yùn)輸機(jī)輸送到粉煤倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存或外運(yùn)銷售。整個(gè)工段由露天貯煤場(chǎng)、鏟車、篩煤樓、膠帶輸送機(jī)、膠帶輸送機(jī)棧橋等組成，每套生產(chǎn)裝置線設(shè)置一套上煤系統(tǒng)、集中上煤，露天煤場(chǎng)用混凝土硬化，并建 3m 高的圍墻將煤場(chǎng)與其他工段隔開(kāi)，以防粉塵污染。 系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有除鐵器、計(jì)量設(shè)備、檢修起重設(shè)備、除塵設(shè)備 (包括汽車卸車時(shí)的噴霧除塵 )等多項(xiàng)設(shè)施，使各生產(chǎn)崗位符合國(guó)家安全衛(wèi)生規(guī)定。 ④原煤的廠內(nèi)運(yùn)輸 原煤的廠內(nèi)運(yùn)輸一般采用 DTⅡ帶式輸送機(jī)和移動(dòng)式膠帶式輸送機(jī)。 ③原煤加工和粉煤儲(chǔ)存 根據(jù)工藝要求，入爐原料煤粒度為 20～ 120mm，設(shè)置篩分裝置，選用1400～ 4000 園滾篩 2 臺(tái)。根據(jù)本項(xiàng)目的建設(shè)條件、資金籌措和儲(chǔ)存量，擬采用露天堆存方案。倉(cāng)庫(kù)貯存量相對(duì)較小，建設(shè)投資較高，但煤損耗和對(duì)環(huán)境的污染相對(duì)也小。 煤的貯存形式有露天堆存、倉(cāng)庫(kù)貯存和筒倉(cāng) 貯存。建議采用自卸汽車運(yùn)輸以減少裝卸人力和物力，在廠內(nèi)煤場(chǎng)設(shè)汽車卸車設(shè)施和受料設(shè)施。工藝要求入爐原料煤為 20～ 120mm 的塊煤，總含水率 (包括內(nèi)在和外在水分 )不大于7%，本項(xiàng)目考慮了原煤的篩分以保證入爐的粒度。 工藝流程敘述及消耗定額 本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝過(guò)程包括備煤、碳化 (干餾 )、煤氣凈化 (冷凝回收 )和篩焦四部分。 總之，低溫干餾方爐半焦技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比具有工藝成熟、熱效率高、生產(chǎn)能力大、爐頂溫度低、焦油產(chǎn)率高、投資低、易操作、以及資源綜合利用、清潔生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 (6)熄焦、煤氣凈化系統(tǒng)采取封閉運(yùn)行，減少了有害氣體隨水蒸汽的揮發(fā)，節(jié)約水資源，減輕了對(duì)操作 人員的職業(yè)傷害。 (4)低溫干餾方爐產(chǎn)生 副產(chǎn)焦?fàn)t氣 （煤氣），經(jīng)過(guò)三級(jí)凈化處理后，一部分加熱氣體由煤氣離心風(fēng)機(jī)和空氣離心風(fēng)機(jī)經(jīng)混合器壓入爐內(nèi)經(jīng)花墻均勻噴入煤層，氣體在爐內(nèi)燃燒加熱原煤，一部分用于烘干焦炭， 其余大部分 送 至石灰窯系統(tǒng)作煅燒石灰的 燃料，達(dá)到資源綜合利用和保護(hù)資源。 (2)進(jìn)爐煤經(jīng)布料器均勻分布自上而下，與加熱氣流逆向運(yùn)行，經(jīng)干燥段逐步過(guò)渡到干餾段，溫度逐步提高，最終干餾段溫度控制在 650～ 700℃，實(shí)現(xiàn)低溫干餾，滿足了半焦生產(chǎn)工藝條件。 低溫干餾內(nèi)燃內(nèi)熱式直立方型爐半焦生產(chǎn)工藝技術(shù)以“節(jié)約能源，提高效益，保護(hù)環(huán)境”為原則，體現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路，與現(xiàn)有的焦?fàn)t相比，具有技術(shù) 裝備水平較高工藝設(shè)計(jì)思路創(chuàng)新，環(huán)保節(jié)能思想貫穿始終， 可行性研究報(bào)告 30 體現(xiàn)了項(xiàng)目的示范性和優(yōu)越性。因此選用工藝為：低溫?zé)峤?——內(nèi)熱式 —— 氣體熱載體 —— 隔絕空氣的干餾工藝。 在生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備選型上，充分考慮了當(dāng)?shù)孛禾抠Y源和本項(xiàng)目的資金籌集、投入等情況， 選擇了工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)、操作可靠、裝備水平較先進(jìn)的工藝流程及設(shè)備。 可行性研究報(bào)告 29 目標(biāo)產(chǎn)品與相應(yīng)的工藝條件 目標(biāo)產(chǎn)品 熱解溫度℃ 加熱速度 加熱方式 揮發(fā)物導(dǎo)出及冷卻速度 焦油 500～ 600 快、中 內(nèi)、外 快 較快煤氣 700～ 800 快、中 內(nèi)、外 較快 半焦 550～ 700 慢 內(nèi) 慢 焦炭 900～ 1000 慢 外 慢 BTX 等氣態(tài)烴 750 快 內(nèi) 快 乙炔等不飽和烴 ＞ 1000 閃裂解 內(nèi) 較快 (2)工藝技術(shù)的選擇 本項(xiàng)目生產(chǎn)裝置包括備煤工段、碳化工段、篩焦工段、煤氣凈化等工段。慢速熱解目的是獲得最大產(chǎn)率的固體產(chǎn)品 — 焦炭；而中速、快速和閃速熱解包括加氫熱解的主要目的是獲得最大產(chǎn)率的揮發(fā)產(chǎn)品 — 焦油或煤氣等化工原料，從而達(dá)到通過(guò)煤的熱解將煤定向轉(zhuǎn)化的目標(biāo)。 按壓力可分為：常壓、加壓煤干餾 (熱解 )工藝。 按熱載體類型可分：為固體熱載體、氣體熱載體、固 — 氣配合熱載體煤干餾 (熱解 )工藝。 按加熱速度可分為：慢速 (3～ 5℃ /min)、中速 (5～ 100℃ /s)、快速 (500～10000℃ /s)、閃裂解 (10000℃ /s)煤干餾 (熱解 )工藝。 生產(chǎn) 工藝 技術(shù)選擇 (1)煤干餾 (熱解 )工藝分類 煤干餾 (熱解 )工藝按照加熱終溫、加熱速度、加熱方式、熱載體類型、氣氛、壓力等工藝條件分為不同類型。熱解需要的熱量由循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)熱灰提供，煤進(jìn)入反應(yīng)器發(fā)生熱解反應(yīng)得到煤焦油，半焦進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐燒掉。該工藝的主要目標(biāo)是在供電供熱的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)煤氣，實(shí)現(xiàn)煤多聯(lián)產(chǎn)工藝。 (8)中國(guó)其他工藝 中國(guó)清華大學(xué)、中科院過(guò)程所、中科院山西煤化所等單位也開(kāi)發(fā)了以灰作為熱載體的煤多聯(lián)產(chǎn)工藝。熱解加熱爐既可使用固體燃料，又可使用氣體燃料，或二者同時(shí)使用。該工藝是低（中）溫?zé)峤?— 中速加熱 — 外熱式 — 隔絕空氣 — 常壓。已建成了處理能力 175t/h 煤的 3TX— 175(既 ETCh— 175)工業(yè)化裝置。建有處理能力4t/h 和 6t/h 煤的中試裝置。存在的問(wèn)題是排料系統(tǒng)堵塞，油品含塵量較大。 LR 干餾工藝既可以處理非粘性煤也可以處理粘結(jié)性煤。存在的問(wèn)題：設(shè)備復(fù)雜、投資高、維修量大。該工藝開(kāi)發(fā)的主要目的 是對(duì)煤提質(zhì)，增加其熱值，并回收高價(jià)值氣體和液體產(chǎn)品。 (3)Toscoal工藝 Toscoal工藝是美國(guó) Tosco公司基于 Tosco— Ⅱ油頁(yè)巖干餾工藝開(kāi)發(fā)的煤低溫干餾方法。但由于目前的生產(chǎn)裝置過(guò)分簡(jiǎn)化，大部分煤氣和焦油沒(méi)有利用，環(huán)境污染嚴(yán)重。魯奇三段爐即是這種爐型，煤在立式爐中下行，氣流逆向通入進(jìn)行干餾。 (2)內(nèi)熱立式爐工藝 塊煤或型煤低溫干餾主要用 氣體熱載體 的內(nèi)熱式立式爐。德國(guó)開(kāi)發(fā) 的 Koppers 爐用于生產(chǎn)煤氣和半焦或焦炭，中國(guó)大連煤氣公司引進(jìn)了該技術(shù)，用撫順弱粘性煤生產(chǎn)城市煤氣。 (1)外熱式直立爐工藝 干餾所需熱量由 加熱爐墻 傳入稱外熱式，原料煤可以是 弱粘性的煙煤 ，也可以用熱穩(wěn)定好的 塊狀長(zhǎng)焰煤 。近年來(lái)，為了制取民用煤氣、碳質(zhì)還原劑、發(fā)熱值較高的固體半焦等產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤干 餾（熱解）工藝的研究和工程開(kāi)發(fā)一直沒(méi)有間斷，有的工藝達(dá)到工業(yè)應(yīng)用或工業(yè)示范階段。但在一些煤資源豐富的國(guó)家，始終沒(méi)有停止對(duì)煤干餾（熱解）的研究與開(kāi)發(fā)。當(dāng)初的生產(chǎn)目的是制取石蠟油和固體無(wú)煙燃料。煤干餾（ 熱解）最終得到固體（半焦和焦炭）、液體（煤焦油）和氣體（煤氣）等產(chǎn)品。 其中： ① 焦?fàn)t 煤 氣 返回至炭化爐中作為燃料 億 Nm3/a； ② 焦?fàn)t 煤 氣 作為熱源烘干濕焦 億 Nm3/a； ③ 焦?fàn)t 煤 氣 輸送至石灰窯作為燃料生產(chǎn)石灰用氣 億 Nm3/a。 （ 2）粉煤： 萬(wàn) t/a。 氣燒石灰窯裝置 以副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣為燃料 ， 單 窯產(chǎn)量為 120 噸 /天 ，共 規(guī)劃建設(shè) 18 臺(tái) 立式機(jī)豎窯 ，總生產(chǎn)能力 72 萬(wàn) t/a。 72 萬(wàn) t/a 氣燒石灰窯裝置 半焦在生產(chǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值、高氧、高氮、高焦油含量的干餾爐煤氣的量是相當(dāng)多的，采用一般的方法使用它，不僅有困難而且無(wú)法得到 較 可行性研究報(bào)告 24 高 的利用率，只有將其利用到大型的載能工業(yè)項(xiàng)目中，才有可能將其得到有效的利用。 （ 3） 將 捕 獲 的 焦油送至焦油罐儲(chǔ)存 后外售 。本著資源優(yōu)化利用、節(jié) 能降耗、廢物再回收利用等循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，本項(xiàng)目從以下幾個(gè)方面予以實(shí)現(xiàn)： （ 1）在 煤焦油生產(chǎn) 方面，本工藝采用 多級(jí)噴淋油 氣分離塔 實(shí)現(xiàn)焦油與一氧化碳煙氣的分離 。 90 萬(wàn) t/a 半焦生產(chǎn)裝置 半焦 工藝主要由顆粒煤料儲(chǔ)存、碳化、篩分、化驗(yàn)分析以及其它輔助生產(chǎn)設(shè)施構(gòu)成。 可行性研究報(bào)告 23 擬建裝置方案 擬建生產(chǎn)能力為 90萬(wàn) t/a半焦 生產(chǎn)裝置 以及配套尾氣綜合利用 72萬(wàn) t/a氣燒石灰窯 裝置。因此，要滿足我區(qū)鹽化工、鋼鐵、電力、冶金 、電石法生產(chǎn) PVC 和建材 等支柱 行 業(yè)快速發(fā)展對(duì)石灰的需求 ， 必須加快我區(qū)石灰產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展步伐，加快建設(shè)符合節(jié)能和環(huán)境保護(hù)要求的高技術(shù)水平石灰窯，淘汰落后生產(chǎn)能力。 聚氯乙烯（ PVC）樹(shù)脂是五大熱塑性合成樹(shù)脂之一， 而目前國(guó)內(nèi) PVC 的主要生產(chǎn)方法是電石法，石灰是生產(chǎn)電石的主要原料，每生產(chǎn)一噸電石消耗石灰約 噸， 疆內(nèi)主要的商品電石生產(chǎn)企業(yè) 有 中泰礦冶 、天業(yè)電石 等 幾家，年產(chǎn)量約為 65 萬(wàn)噸，年需石灰 62 萬(wàn)噸，市場(chǎng)潛力巨大。 石灰 石灰是人類使用較早的無(wú)機(jī)膠凝材料之一，由于其原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，在土木工程中應(yīng)用廣泛。 本項(xiàng)目的建設(shè)使資源的利用更加合理、充分。 焦?fàn)t煤氣 作為氣燒石 灰 可行性研究報(bào)告 21 窯的燃料，既節(jié)能又消除了爐氣的污染，而且氣燒石灰質(zhì)量均勻，反應(yīng)活性好 。 本 項(xiàng)目副產(chǎn)的 經(jīng)過(guò)凈化的 干餾爐煤氣 屬中熱值煤氣 ，其熱值 大約為1800kcal/Nm3，有較高的利用價(jià)值。焦?fàn)t氣制合成氨是非常成熟的工藝，我國(guó)有多套生產(chǎn)裝置。 作為燃料可用作城市煤氣、發(fā)電用燃料，這方面的應(yīng)用比較傳統(tǒng)。不可置否的是煤焦油市場(chǎng)趨勢(shì)是長(zhǎng)期向好，底部將逐步抬高。 近三年煤焦油的產(chǎn)出量都大于消費(fèi)量，年富余量約 80 萬(wàn) ～ 100 萬(wàn)噸，供需基本平衡 。 (3)煤焦油出口情況 因國(guó)家政策不鼓勵(lì)資源出口，煤焦油出口量每年減少， 2021 年出口量為20 萬(wàn)噸，為近三年來(lái)最低水平。 (2)煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)焦油的需求量 全國(guó)煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)正面臨產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)展趨勢(shì)向集中化、規(guī)?；?、精細(xì)化方向發(fā)展。 煤焦油的主打消費(fèi)市場(chǎng)為炭黑產(chǎn) 業(yè)和煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)，其次為代替重油進(jìn)入燃料領(lǐng)域，少量出口。 2021～ 2021 年煤焦油產(chǎn)量見(jiàn) 下表： 年份 2021 年 2021 年 2021 年 全國(guó)焦油產(chǎn)量 /萬(wàn)噸 760 860 1080 注 :以上數(shù)據(jù)均為煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)公布數(shù)據(jù)。 半焦產(chǎn)品是電石生產(chǎn)必不可少的原料， XX 天業(yè)集團(tuán)、中泰化工等均需要大量的半焦產(chǎn)品。 ⑤ .半焦的其它用途包括生產(chǎn)活性炭、吸油劑、脫硝劑載體等也有一定的 可行性研究報(bào)告 19 需要量。無(wú)煙煤適宜民用原料，但產(chǎn)量有限，無(wú)煙煤資源尚不能自給。 近年來(lái)，半焦代替無(wú)煙煤用于冶金煉高爐吹煤粉量不斷增加， 2021 年包鋼使用半焦進(jìn)行煉鐵高爐噴粉試驗(yàn)也取得成功，目前包鋼已將半焦噴粉用于高爐生產(chǎn)，預(yù)測(cè)年銷售量在 500 萬(wàn)噸以上。由于國(guó)內(nèi)無(wú)煙煤比再提高到 160 ㎏ /t,那么高爐噴吹煤粉年需求量為 1700～ 1900 萬(wàn)噸。 ③ .高爐噴吹行業(yè) 根據(jù)國(guó)家冶金局要求，冶金行業(yè) 18 家國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)平均焦比 2021 年達(dá)到 400 ㎏ /t,其中噴煤比達(dá)到 145 ㎏ /t， 38 家地方骨干企業(yè)焦比 2021 年要達(dá)到 470 ㎏ /t,其中噴煤比要達(dá)到 110 ㎏ /t。 2021 年開(kāi)始，國(guó)家部分土焦生產(chǎn)焦?fàn)t進(jìn)行了關(guān)閉，焦炭?jī)r(jià)格大幅上漲，許多利用冶金焦制氣生產(chǎn)化肥的廠家尋求廉價(jià)的原料， 2021 年個(gè)別化肥廠已開(kāi)始將半焦用于化肥生產(chǎn)。 ② .合成氨行業(yè) 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)中小型化肥廠大多數(shù)以無(wú)煙煤和焦炭為原