【正文】 中國(guó) 13645 13902 12918 12045 12184 1461 從表 23 可見(jiàn)，除法國(guó)、韓國(guó)、意大利、俄羅斯、烏克蘭等國(guó)外，美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)、波 蘭等國(guó)焦炭產(chǎn)量都有不同程度的減產(chǎn)，這是世界焦炭生產(chǎn)的基本趨勢(shì)。這就為我國(guó)焦炭出口提供了廣闊的空間。在 2020年第四屆歐洲煉焦和高爐生產(chǎn)者會(huì)議上，專(zhuān)家們認(rèn)為：在近期的鋼鐵生產(chǎn)工藝中，高爐冶煉依然是煉鐵主要手段。導(dǎo)致世界焦炭消耗量呈下降趨勢(shì)。據(jù)專(zhuān)家們預(yù)測(cè)， 2020 年成品鋼的需求量由 2020 年的 億噸將增加到 億噸，世界生鐵的需求量也將由 1999年的 2020年的 ，按照焦比預(yù)計(jì) 2020年降為 424kg./t 13 鐵計(jì)算，全世界高爐冶煉焦炭需要量將由 1999 年的 億噸上升到 億噸，而其它用途焦炭需求量略有下降，預(yù)計(jì) 2020 年焦炭市場(chǎng)預(yù)估量為 億噸。目前世界上有能力出口焦炭的國(guó)家除我國(guó)以 外 ，還有波蘭、日本、西班牙、俄羅斯、烏克蘭、捷克、埃及、加拿大等國(guó)家。我國(guó)焦炭出口遍及世界主要地區(qū)。我國(guó)的焦炭生產(chǎn)將左右世界焦炭貿(mào)易趨向。本裝置建成投產(chǎn)后有穩(wěn)定的市場(chǎng)，且產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，前景樂(lè)觀。 煤焦油 14 煤焦油中含有上百種化工產(chǎn)品并有許多品種從石油化工中不易得到，我國(guó)精細(xì)化工發(fā)展遠(yuǎn)景要求煤焦油加工改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從煤焦油中分離出多種貴重產(chǎn)品，同時(shí)滿足電極工業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)碳素需求的增加，需開(kāi) 發(fā)用煤焦油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素石墨材料和碳素纖維等產(chǎn)品，煤焦油通過(guò)集中加工才能保證產(chǎn)品品種和質(zhì)量，現(xiàn)在我國(guó)煤焦油集中深加工的條件已基本成熟，煤焦油的國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售市場(chǎng)潛力很大，且出口緊俏。隨著我國(guó)粗苯精制工藝技術(shù)的成熟及粗苯集中加工分離規(guī)模的擴(kuò)大，粗苯市場(chǎng)前景廣闊。 近幾年我國(guó)出口焦炭的價(jià)格只有 60~80 美元 /噸左右，而世界焦炭出口價(jià)一般在 90 美元 /噸，去年至今，由于土焦的關(guān)閉及鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，焦炭?jī)r(jià)格不斷上漲，國(guó)際市場(chǎng)焦炭行情看好，焦炭?jī)r(jià)格可達(dá)到 100 美元 /噸以上。 粗苯市場(chǎng)價(jià)格約 2020 元 /噸 3500 元 /噸。 16 3. 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī) 模 生產(chǎn)規(guī)模 根據(jù)我國(guó)及山西省冶金焦化行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)情況以及資金籌措情況，本項(xiàng)目新建生產(chǎn)規(guī)模確定為 40 萬(wàn)噸 /年焦炭 (總規(guī)模為 60 萬(wàn)噸 /年 )。工程在滿足生產(chǎn)一級(jí)冶金焦和焦?fàn)t煤氣凈化要求的情況下，盡量減少產(chǎn)品品種，縮短工藝流程，節(jié)約建設(shè)投資。 表 31 主要產(chǎn)品方案表 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)格 單位 數(shù)量 新增 備注 1 全焦（ 干） GB/T199694 t/a 670412 430706 其中：粒度 40mm 576554 370407 4025mm 46929 30149 2510mm 16760 10768 10mm 30169 19382 2 焦?fàn)t煤氣 Qnst=17900kj/Nm3 106Nm3/a 其中：焦?fàn)t自用 管式爐用 其它用氣 外供城市煤氣等 3 焦油 YB/T507593 t/a 24442 15703 含水 ≤ 4% 4 粗苯 YB/T502293 t/a 6704 4307 17 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 32～ 34。 177。 表 33 《煤焦油》質(zhì)量指標(biāo) YB/T507393 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 1號(hào) 2號(hào) 密度（ p20）， g/cm3 甲苯不溶物（無(wú)水基）， % ≯ 9 灰份， % ≯ 水分， % ≯ 粘度（ E80） ≯ 萘含量（無(wú)水基）， % ≮ 18 注：萘含量指標(biāo)不作質(zhì)量考核依據(jù)。 19 4. 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案的選擇 工藝技術(shù)方案選擇原則 1. 工藝技術(shù)充分體現(xiàn)規(guī)模效益，保護(hù)環(huán)境，利用當(dāng)?shù)孛禾抠Y源，保證產(chǎn)品質(zhì) 量的前提下力求技術(shù)水平適度先進(jìn)合理，穩(wěn)妥可靠。 3. 工藝路線的選擇，充分考慮節(jié)約投資，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高機(jī)械化程度和自動(dòng)化水平，增加經(jīng)濟(jì)效益。 5. 焦?fàn)t選用 TH4350D 型搗固焦?fàn)t，炭化室平均寬 500 毫米。焦?fàn)t煤氣中化學(xué)產(chǎn)品的回收和凈化做到流程短、投資少，回收價(jià)值高的產(chǎn)品。 20 工藝技術(shù)方案的確定 1. 備配煤、篩儲(chǔ)焦 (1) 備配煤 備配煤選用先配后碎工藝流程。主要設(shè)備可逆反擊錘式粉碎機(jī)具有處理量大，粉碎粒度細(xì)、便于調(diào)節(jié)，維修簡(jiǎn)單，噪聲低，粉塵少等優(yōu)點(diǎn)。 (2) 篩運(yùn)焦 篩運(yùn)焦負(fù)責(zé)將煉焦工段熄火的焦炭進(jìn)行篩分、輸送、儲(chǔ)存。焦炭篩分為 40mm， 4025mm，2510mm， 10mm 四個(gè)級(jí)別。該工藝成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理。與國(guó)內(nèi)常 規(guī)頂裝煤相比，有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 原料范圍寬，可以多配入高揮發(fā)份煤和弱粘結(jié)性煤，還可以摻入焦粉和石油焦粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦炭。 (3) 在同樣規(guī)模的爐孔和炭化室尺寸相等時(shí)可以提高焦炭的產(chǎn)量。寬炭化室焦?fàn)t具有很大的優(yōu)越性，不僅推焦容易、改善焦炭質(zhì)量、延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命，而且還減少推焦次數(shù)、減少機(jī)械磨損、減少污染。 (1) 煤塔 漏嘴采用雙曲線結(jié)構(gòu)，輔以風(fēng)動(dòng)振煤，搖動(dòng)給料機(jī)給料，不易棚料，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 (3) 采用成熟的敲打刀邊爐門(mén)，水封式上升橋管，減少了焦?fàn)t的跑冒現(xiàn)象，也防止了爐內(nèi)散熱過(guò)多，同時(shí)也降低了鐵件的操作溫度。 (5) 焦臺(tái)采用刮板放焦機(jī)自動(dòng)放焦，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的操作環(huán)境。 (7) 焦?fàn)t蓄熱室封墻、爐門(mén)襯磚，上升管襯磚采用特殊的保溫隔熱材料， 22 減少散熱損失，提高熱工效率，改善操作環(huán)境條件。 (9) 采用計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)，提高焦?fàn)t操作的自控水平及熱效率，降低能耗。 (1) 冷凝鼓風(fēng) 對(duì)焦化煤氣的處理技術(shù)，“鼓風(fēng)是心臟，冷卻是關(guān)鍵 ，電捕是保證。 目前國(guó)內(nèi)煤氣冷卻方法有直接冷卻、間直混合冷卻、間接冷卻三種。間接冷卻具有冷卻均勻、傳熱效率高、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，所以目前焦化廠多采用管式間冷流程。 煤氣加壓采用離心鼓風(fēng)機(jī)，并配套液力偶合器調(diào)速。 煤氣中焦油霧及萘的脫除采用高效蜂窩式電捕焦油器，電捕焦油器布置在鼓風(fēng)機(jī)前，能夠最大限度地保護(hù)鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命。 （ 2）脫硫及硫回收 硫在焦?fàn)t煤氣中以硫化氫為主要形式存在，硫化氫在常溫下是一種帶臭雞蛋味的無(wú)色氣體，有害且對(duì)設(shè)備及管道有腐蝕性。焦?fàn)t煤氣脫硫方法可分兩大類(lèi)，即干法脫硫和濕法脫硫。除能脫除焦?fàn)t煤氣中的硫化氫外，還能脫除氰化物及焦油霧等雜質(zhì)。干法脫硫一般應(yīng)用于處理氣量不大，脫硫精度高的場(chǎng)合。在濕法脫硫中煤氣中的硫含量不受限制，處理氣量不受限制。 本設(shè)計(jì)采用以焦?fàn)t煤氣中自身含 有的氨為堿源， PDS+栲膠為復(fù)合催化劑的濕式氧化法脫硫工藝，該法脫硫效率高，不必外加堿源，循環(huán)液中含鹽量少，不易累積，可不設(shè)提鹽裝置，產(chǎn)生的廢液少且可回兌煉焦煤中，因此不僅具有投資省、操作費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，而且具有良好的環(huán) 24 保效果。 脫硫塔采用新型輕瓷填料。 （ 3）洗氨、蒸氨 焦?fàn)t煤氣中氨的脫除和回收，一般分為氨水、 硫銨和氨分解三種流程。由于濃氨水作為農(nóng)用肥料貯運(yùn)、使用不便，一般北方地區(qū)不采用該流程。 b. 硫銨流程 硫銨流程是用硫酸母液吸收煤氣中的氨形成硫銨。近幾年工藝技術(shù)又有新突破。硫銨流程投資大， 我國(guó)大型焦化廠一般采用該流程。該工藝沒(méi)有氨產(chǎn)品銷(xiāo)售困難的問(wèn)題，尾氣還可以作為低熱值燃?xì)夤┯脩簟? (4) 洗苯、脫苯 洗苯洗油基本上分為兩種：一種是石油洗油（及輕柴油），二是焦油洗油。在我國(guó)大多數(shù)焦化廠都采用焦油洗油洗苯。管式爐脫苯具有粗苯回收率高，蒸汽消耗少，含酚廢水少，不受蒸汽壓力波動(dòng)影響，蒸餾和冷卻設(shè)備尺寸小，投資低等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)脫苯采用管式爐加熱富油，一塔脫苯工藝生產(chǎn)粗苯。煤餅在炭化室內(nèi)9501050℃ 的高溫下干餾，經(jīng)過(guò)近 22 小時(shí)的干餾，即可成熟，成熟的焦炭由推焦車(chē)推出，經(jīng)攔焦車(chē)導(dǎo)入熄焦車(chē)然后由熄焦車(chē)送至熄焦塔噴水熄滅紅焦，熄焦后的焦炭被卸至涼焦臺(tái)，經(jīng)補(bǔ)充熄焦，涼焦后由刮板放焦機(jī)放至皮帶送篩儲(chǔ)焦工序。 煤在炭化室干餾過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣，經(jīng)炭化室頂部、上升管、橋管匯入集氣管，在橋管和集氣管內(nèi)用壓力為 、溫度約 75℃的循環(huán)氨水噴灑冷卻，使 650℃左右的荒煤氣冷至 82℃左右再經(jīng)吸氣彎管和荒煤氣管抽至冷鼓工序，在集氣管內(nèi)冷凝下來(lái)的焦油和氨水一道經(jīng)焦油盒、吸煤氣管進(jìn)入煤氣凈化車(chē)間進(jìn)行煤氣的凈化及化學(xué)產(chǎn)品的回收。 推焦過(guò)程中逸散的煙塵由攔焦車(chē)集塵罩收集，并通過(guò)集塵干管導(dǎo)至地面站，經(jīng)除塵凈化后排入大氣。 2. 化產(chǎn)回收 (1) 冷凝鼓風(fēng)工序 自煉焦?fàn)t吸氣管來(lái)的煤氣、焦油、氨水混合物約 82℃經(jīng)氣液分離器分離后，荒煤氣進(jìn)入橫管初冷器頂部， 初冷器分三段，荒煤氣在一、二段與逆錯(cuò)流而上的循環(huán)水（冬季一段為采暖水）間接換熱使其溫度由 8082℃降至 45℃左右，再進(jìn)入三 段與低溫水逆錯(cuò)流間接換熱進(jìn)一步降溫至 22℃，同時(shí)煤氣中所含的輕焦油、低沸點(diǎn)物、水份也被冷凝下來(lái)，冷卻后的煤氣從橫管初冷器下部排出，進(jìn)入電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油霧。 橫管初冷器上段（一、二段）排出的冷凝液經(jīng)水封槽流入上段冷凝液槽，由冷凝液循環(huán)泵送至初冷器上段頂部循環(huán)噴灑，多余部分送機(jī)械化氨水澄清槽。 由 氣液分離器分離出的焦油氨水在機(jī)械化焦油氨水澄清槽內(nèi)澄清分層，進(jìn)行氨水、焦油和焦油渣的分離。分離焦油后的熱稀氨水自流入循環(huán)氨水槽，經(jīng)循環(huán)氨水泵加壓后送至焦?fàn)t供噴淋冷卻荒煤氣和清掃用。 為了保證橫管初冷器冷卻效果，在其頂部定期用熱氨水進(jìn)行噴灑，以及時(shí)清洗其中的焦油萘等雜物。 (2) 脫硫工序 來(lái)自冷鼓工序的粗煤氣進(jìn)入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫液逆流接觸洗滌后，煤氣中 H2S 含量小于 200mg/Nm3,煤氣經(jīng)捕霧段除去霧滴后送至洗滌工段。硫泡沫則由再生塔頂部擴(kuò)大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加壓后送至板框壓濾機(jī) 制得硫膏外售。 (3) 洗滌工序 來(lái)自脫硫工序的粗煤氣依次進(jìn)入 2洗氨塔。 經(jīng)洗氨后的粗煤氣進(jìn)入洗苯塔底部，塔頂噴灑下來(lái)的洗油（萘含量%） 與其逆向接觸吸收煤氣中的苯和萘，從而使煤氣中的苯含量達(dá)到工藝要求指標(biāo)，萘含量達(dá)到 10050mg/Nm3，達(dá)到民用煤氣的指標(biāo)要求。 1洗氨塔洗氨段的洗滌水來(lái)源有二，一為來(lái)自 2洗氨塔塔槽的循環(huán)氨水，由循環(huán)氨水泵送入 1洗氨塔上部；二為來(lái)自自身塔槽經(jīng)冷卻器冷卻后的循環(huán)液。達(dá)到飽和的富氨水由循環(huán)氨水泵送至富氨水槽，與剩余氨水混合為～ %（氨含量）的富氨水，由富氨水泵送至蒸氨工序。 (4) 蒸氨工序 冷鼓工序的剩余氨水與洗氨的富氨水混合后一并由洗滌工序送來(lái)含氨%的原料富氨水，進(jìn)入原料氨水過(guò)濾器，以濾去氨水中的焦油等，過(guò)濾之后的原料富氨水經(jīng)貧富氨水換熱器與蒸氨廢水換熱后，再經(jīng)氨水加熱器 30 用 蒸汽加熱至 98℃進(jìn)入蒸氨塔上部的進(jìn)料板上，由塔底通入蒸汽直接將氨水中的 揮發(fā)氨蒸出，蒸氨塔直接蒸汽壓力 ，塔頂溫度控制在 100102℃，由塔頂蒸出的氣相氨進(jìn)入氨分縮器部分冷凝，將氨分縮的出口氨氣溫度控制在 8892℃范圍內(nèi)，即可得到含氨濃度為 1820%的氨汽，經(jīng)氣液分離器分離后，液相作為蒸氨塔塔頂回流，氣相（含氨 1820%）送入氨分解爐，氨在高溫、鎳催化劑作用下分解為 N H CO 等尾氣，爐內(nèi)溫度由燃燒煤氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，尾氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、冷卻器降溫至 40℃左右送入回爐煤氣系統(tǒng)，從而減少了氨氣對(duì)大氣的污染。 (5) 脫苯工序 從洗滌工序來(lái)的富油，溫度為 30℃左右，進(jìn)入油氣換熱器與脫苯塔塔頂來(lái)的粗苯熱氣體換熱后升溫到 7080℃，然后入貧富油換熱器與脫苯塔底部出來(lái)的熱貧油換熱，再進(jìn)入管式爐加熱，加熱到 180190℃的富油進(jìn)脫苯塔，脫苯后的熱貧油從脫苯塔下部去貧富油換熱器降溫到 120℃，自流入脫苯塔底部的熱貧油槽，然后用熱貧油泵送 到洗滌工序。分離出的粗苯入粗苯 31 回流槽，部分粗苯經(jīng)粗苯回流泵送至脫苯塔塔頂做回流，其余粗苯則經(jīng)粗苯計(jì)量槽計(jì)量后進(jìn)入粗苯貯槽待外售。 （表）蒸汽被管式爐過(guò)熱到 400450℃左右，部分作為洗油再生器的熱源，另一部分直接進(jìn)入脫苯塔作 為其熱源。 洗油在循環(huán)使用過(guò)程中質(zhì)量逐漸惡化，為保證洗油質(zhì)量采用洗油再生器將部分洗油再生，洗油再生量為循環(huán)洗油量的 1～ %。 原材料、動(dòng)力消耗定額 原材料、動(dòng)力消耗定額（見(jiàn)表 41） 表 41 原材料、動(dòng)力消耗定額表 （每噸干焦消耗） 序 號(hào) 名稱及規(guī)格 單位 消耗定額 小時(shí)消耗 新增耗量 總消耗量 一 原材料 1 洗精煤（干） t 2 PDS+栲膠催化劑 g 3 焦油洗油 Kg 二 動(dòng)力 1 新