【正文】 優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、低耗、長壽，使煉焦工業(yè)走上持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的道路。 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)。凈焦?fàn)t煤氣是鋼鐵等工業(yè)的重要燃料，經(jīng)過深度脫硫后，還可以用作民用燃料或送至化工廠合成原料。炭化室的煤在200176。隨著溫度的升高，煤開始分解，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，煤炭開始軟化和熔融，形成膠質(zhì)體。C以前。 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展思路a 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀按2001 年產(chǎn)焦12406 萬噸計算，全年焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量約530 億噸 。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。目前，以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠，如山西在土焦改機焦過程中新建的許多焦化廠，除少數(shù)焦化廠所產(chǎn)的煤氣供應(yīng)城市煤氣或工業(yè)用途如煅燒高鋁釩土、金屬鎂等外，絕大部分焦化廠所產(chǎn)的煤氣均用于發(fā)電甚至直接燃燒放散，未能得到有效利用，浪費了大量的優(yōu)質(zhì)煤氣資源。這些過剩的煤氣迫切希望找到經(jīng)濟合理高效的綜合利用途徑[3]。我國煤氣凈化一般均采用高效的橫管初冷器冷卻荒煤氣，幾種不同的煤氣凈化技術(shù)主要表現(xiàn)脫硫、脫氨工藝方案的選擇上。脫硫工藝主有濕式氧化工藝如以氨為堿源的法、TH FRC法及以鈉為堿源的法和濕HPF ADA PDS吸收工藝如氨硫聯(lián)合洗滌的法、索爾菲班法真空碳酸鹽法等。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不同煤氣質(zhì)量的要求[6]。C；第二步再在煤氣初冷器重冷卻。C左右的循環(huán)氨水（在150~200kPa表壓下）經(jīng)過噴頭強烈噴灑形成細(xì)霧狀液滴，與橋管進口650~750176。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；既存在對流傳熱，又有輻射傳熱，聯(lián)合傳熱系數(shù)很大。但入口高溫煤氣中水蒸氣的分壓卻遠(yuǎn)低于氨水溫度下的飽和蒸汽壓，氨水會快速汽化。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]。來自焦?fàn)t的高溫荒煤氣的體積大、水汽含量多，必須將煤氣冷卻以便于輸送和后續(xù)工序回收焦化產(chǎn)品。a馬鞍山鋼鐵公司煤焦化公司的鼓冷工段分兩期建設(shè)一期建 2號初冷器，每臺冷卻面積為4300 ，實行兩段冷卻，中部無隔液盤。焦油氨水及煤氣冷凝液通過機械化焦油氨水澄清槽分離。為此，我們在3~7號初冷器投產(chǎn)前，進行了如下改造：新建l臺 洗萘液槽，并將原的混合液槽改為混合液中間槽。機械化焦油澄清槽上層的含水焦油也改為自流入洗萘液槽，用洗萘液泵送往初冷器二段噴灑，洗萘液槽中多余的混合焦油滿流到冷凝液槽，電捕焦油器及風(fēng)機的冷凝液也送入冷凝液槽，用冷凝液泵送往機械化焦油氨水澄清槽。改造完成后，整個鼓風(fēng)冷凝工序運行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦?fàn)t生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化工藝的順行[7]。采取上述措施后，初冷器阻力的上升速度明顯變慢，初冷器和排液管的清掃次數(shù)也明顯減少，較好地穩(wěn)定了鼓風(fēng)機的操作和降低了初冷器后煤氣的集合溫度。兩臺冷凝液泵就可同時運行，一臺用于冷凝液噴灑，另一臺將冷凝液送至機械化澄清槽。提高冷凝液噴灑量。我們將兩臺冷凝液泵的吸入管分別接至冷凝液中間槽的同時，加大了吸入管的直徑。改進后生產(chǎn)實踐表明，不僅減輕了初冷器操作工的勞動強度，而且很好地控制了鼓冷系統(tǒng)的工藝參數(shù)，同時提高了焦油與粗苯的產(chǎn)率。鼓風(fēng)機是焦化廠極其重要的設(shè)備，俗稱之為焦化廠的“心臟”。由于鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速和負(fù)載很大，為保證運轉(zhuǎn)正常，減少軸承磨損，要使軸承得到很好的潤滑，并在較低的溫度下進行工作，為此，軸承入口油溫為25~45176。C?？赡軙鸾?fàn)t煤氣管道頻繁發(fā)生堵塞，因此我們應(yīng)該做好防范措施：（1）保證電捕焦油器開工率及捕集效率 降低煤氣中焦油含量。（3）定期清掃煤氣管路 保證管路坡度要大于5‰[2]。目前國內(nèi)大部分高爐均已廣泛采用富氧鼓風(fēng)技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)點是：高爐富氧 1%,可使實際產(chǎn)量增加 3%～4%，風(fēng)口理論燃燒溫度升高 35～45 ℃，高爐煤氣發(fā)熱值提高 %，允許高爐噴吹煤粉 12～20 kg/t。回收時，轉(zhuǎn)爐的活動煙罩下降，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫含塵煙氣經(jīng)過活煙罩，固定煙道進行冷卻。 彎頭脫水器， 濕旋脫水器脫水后由鼓風(fēng)機抽出，再通過三通閥，水封逆止閥進入煤氣柜 。變壓吸附裝置技術(shù)特點及適用性與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變壓吸附制氧技術(shù)特點主要是：工藝流程簡單，不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置，自動化程度高。b濟寧市某焦化廠鼓風(fēng)機的改進原設(shè)計與 66型焦?fàn)t配套的鼓風(fēng)工段設(shè)有三臺 F = 1200 立管初冷器， 一臺 F =760 橫管初冷器 ，采用 D320 離心風(fēng)機兩臺，同時還備用三臺 LGA80 500 l 羅茨鼓風(fēng)機，機后設(shè)有兩臺同心圓式電捕焦油器。改進后：羅茨風(fēng)機具有操作簡單、維修方便、性能可靠、投資小等優(yōu)點 ， 無需設(shè)置獨立冷卻油站；缺點是：軸孔密封較差、易泄漏煤氣 ，機后焦油含量高、機前需降低焦油含量。、氨水的分離 a焦油初步處理系統(tǒng)：機械化焦油氨水澄清槽焦油澄清槽焦油中間泵焦油槽汽車外送循環(huán)氨水系統(tǒng)：氨水循環(huán)槽循環(huán)氨水泵焦?fàn)t煤氣管及橋管荒煤氣管道氣液分離器機械化焦油氨水澄清槽氨水循環(huán)槽從上升管出來的荒煤氣在橋管和接氣管中被循環(huán)氨水噴灑冷卻到80~85176。煤氣進入初冷器被直接或間接冷卻到30176。b 電捕焦油器的改進電捕焦油器主要有同心圓式、管式及蜂窩式三種，同心圓式及管式在國內(nèi)焦化廠應(yīng)用較早，運行較為穩(wěn)定。蜂窩式具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、沒有電場空穴、脫除效率高等優(yōu)點。針對中小型焦?fàn)t來說，煤氣流量小，采用羅茨風(fēng)機，并在機前增設(shè)電捕不僅消耗低，而且投資少，運行指標(biāo)也能滿足工藝系統(tǒng)要求，是一種切實可行的工藝流程。C左右 離開炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。對于這類能量的回收、美國和加拿大提出帶熱回收的無副焦產(chǎn)焦?fàn)t煉焦技術(shù)，高爐煤氣經(jīng)過煤層上部聚集后立即燃燒提供炭化所需要熱量，我國山西也有類似的焦?fàn)t生產(chǎn)。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題。山東濟鋼采用上升管煤氣加熱導(dǎo)熱油技術(shù)、高溫導(dǎo)熱油再用來蒸氨、粗苯精制等取代蒸汽加熱介質(zhì)，同時達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和減少廢水外排的目的[8]。因為焦化生產(chǎn)是連續(xù)的過程，所以一年按365天計算出每小時的粗煤氣流量。氨水在此處是過量的，其具體的量由煤氣的總量來決定。因煤氣溫度高于循環(huán)氨水的溫度，所以熱量就會從煤氣傳給氨水，使煤氣冷卻。因為循環(huán)氨水液面上水汽分壓大于進入集氣管的煤氣中水汽分壓，所以氨水就產(chǎn)生蒸發(fā)。在冷卻過程中，煤氣溫度由650~700℃降至80~86℃，同時約60%的焦油汽冷凝下來，在實際生產(chǎn)上，煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點溫度1~3℃.露點溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，即煤氣的冷卻極限溫度。他們一起吸煤氣管道流入氣液分離器。在機械化氨水澄清槽中靠比重差靜置分離。因焦化廠內(nèi)該冷卻器位于煤氣輸送系統(tǒng)的開始部位，故稱為煤氣初步冷卻器，簡稱初冷器。1. 間接式煤氣初冷器有立管式和橫管式兩種。、輸送系統(tǒng)的阻力，有選用電動離心鼓風(fēng)機或汽動鼓風(fēng)機。，應(yīng)配備移動式濾油機一臺。小型廠一般用旋風(fēng)式機械捕焦油器。、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)單軌手動吊車，最大起重量應(yīng)大于與泵配套的電動機的重量。因循環(huán)氨水的溫度約為78~80℃，并考慮水泵長期運轉(zhuǎn)后，機械性能減弱，泵的輸送能力降低，所以應(yīng)在保證焦?fàn)t集氣管噴灑氨水壓力的要求下，選取的最大流量應(yīng)比設(shè)計計算的流量大20~30%。，設(shè)備用率為100%；兩臺運行時，備用率為50%。、氨水分離設(shè)備的總?cè)莘e，在設(shè)備清掃或維修時，應(yīng)能滿足生產(chǎn)的要求。 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型冷卻沒啟用的主要設(shè)備是煤氣初冷器，一般有水冷卻器和空氣冷卻器兩類。現(xiàn)在大多數(shù)焦化廠都采用水冷卻的煤氣冷卻器[9]。分離下來的焦油、氨水和焦油渣一起進入焦油氨水澄清槽，經(jīng)過澄清分成三層：上層為氨；中層為焦油；下層為焦油渣。焦油則通過液面調(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。從各臺初冷器出來的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度 稱為集合溫度，這個溫度因生產(chǎn)工藝的不同而有不同的要求，在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，要求集合溫度低于35℃；在生產(chǎn)氨水系統(tǒng)中，則要求集合溫度低于25℃. 隨著煤氣的冷卻，煤氣中絕大部分焦油氣、大部分水汽和奈在初冷器中被冷凝下來，奈溶解于焦油中。焦油和冷凝氨水的混合液稱為冷凝液。分離后所得剩余氨水送去脫酚和蒸氨。如為循環(huán)水時，則將熱水送到?jīng)鏊芾鋮s至25℃.左右，再送回初冷器循環(huán)使用。當(dāng)生產(chǎn)濃氨水時，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。在第一段用循環(huán)冷卻水將煤氣冷卻到約45℃，第二段用低溫水將煤氣冷卻到25℃以下。我國的一些小型焦化廠多采用直接式初冷流程[9]。從氣液分離器分離出來的循環(huán)氨水和焦油進入焦油氨水澄清槽，從澄清槽出來的循環(huán)氨水，用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液進入氨水池，在此與洗氨塔來的部分氨水混合并進入分離，分離出的焦油與氨水澄清槽分離的焦油混合，送往焦油車間加工處理。 圖3 煤氣直接初冷工藝流程1— 氣液分離器；2—焦油盒；4—直接式煤氣初冷塔；5—羅茨鼓風(fēng)機；6—捕焦油器；7—水封槽； 8—焦油泵；9—焦油循環(huán)氨水泵；10—焦油循環(huán)氨水澄清槽；11—焦油槽；12—焦油池；13—焦油泵；14—初冷循環(huán)氨水澄清池；15—初冷循環(huán)氨水冷卻器；16——初冷循環(huán)氨水泵；17—剩余氨水泵；煤氣直接冷卻，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。這對后面洗氨、洗苯過程及減少設(shè)備腐蝕，都是有益的。但其工藝流程較復(fù)雜、動力消耗較大、循環(huán)氨水冷卻器易堵塞等缺點。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。但由于直接式冷卻器的噴淋氨水在循環(huán)過程中需用冷卻水冷卻，當(dāng)用相同溫度的冷卻水時，直接式冷卻器后的煤氣溫度就高于間接初冷器。. 由于噴灑液中混有焦油所以可以將煤氣中奈含量脫除到低于 煤氣出口溫度下的飽和奈的濃度。為防止噴嘴堵塞，需定時通入蒸汽清掃。在間冷階段，由于溫差大、冷凝液量多和奈量相對較少，傳熱系數(shù)高，可大幅度減少所需的傳熱面積。但也存在工藝復(fù)雜、設(shè)備多、能耗高和占地面積大等缺點，國內(nèi)僅寶鋼采用。同時，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及所用設(shè)備時，除考慮工藝要求外，還應(yīng)該使整個系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風(fēng)機的動力消耗[10]。當(dāng)焦化廠蒸汽量充足時，也可選用蒸汽透平帶動鼓風(fēng)機。鼓風(fēng)機一般設(shè)置在初冷器后面。有的焦化廠將油洗奈塔及電捕焦油器設(shè)在鼓風(fēng)機前，可防止。2. 煤氣輸送管道 煤氣管道應(yīng)有一定的傾斜度，以保證冷凝液按預(yù)定方向自流。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。在全部回收設(shè)備之后的回爐煤氣管道上，設(shè)有煤氣自動放散裝置，當(dāng)煤氣壓力超過允許值時將煤氣自動放散，否則鼓風(fēng)機的操作調(diào)節(jié)將發(fā)生困難，不能保持焦?fàn)t集氣管煤氣壓力的規(guī)定值。煤氣由吸入口進入高速旋轉(zhuǎn)的第一工作葉輪，在離心力的作用下，增加了靜壓能并被甩向葉輪外面的環(huán)形空隙，于是在葉輪中心處形成負(fù)壓，煤氣及不斷吸入。煤氣的壓力是在各個葉輪作用下，并經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而得到提高。離心式鼓風(fēng)機廣泛應(yīng)用于大中型焦化廠，按進口煤氣的流量大小有150、300、750和1200米3/分等各種規(guī)格，~[11]。此種鼓風(fēng)機在電動機功率即轉(zhuǎn)速一定時，其輸入量與風(fēng)機升壓無關(guān)。由于轉(zhuǎn)子的中心距即轉(zhuǎn)子長度的不同，輸氣其能力可以在很大范圍內(nèi)波動。但是，使用時間久后，間隙因磨損增大，效率降低。75%=160萬噸/年=一年按365個工作日計算，工藝為連續(xù)性生產(chǎn)。 原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t每小時裝入干煤量，噸 裝入煤料水分，% 8焦?fàn)t煤氣中的主要化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率如下表表5 主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（按裝入干煤計）； %（質(zhì)量）項目名稱質(zhì)量占干煤量，%（質(zhì)量）1234567焦炭焦油氨硫化氫粗苯化合水（熱解水）干煤氣合計100表6 干煤氣組成（粗苯、硫化氫、氨除外）項目煉焦煤氣組成的名稱體積百分組成1234567H2 CH4CON2CO2 dabnO2合計 100 物料平衡集氣管物料衡算：每小時裝入濕煤量：=裝入沒料帶入水分：－=1. 進入集氣管的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量如下：（kg/h）按質(zhì)量計算時， kg/h干煤氣：Mr=103%=水蒸汽：MB=103%+103=焦油汽：MCM=103%=粗苯汽：Mσ= 103%=硫化氫：Mc=103%=氨： Mα=103%=合計： 按體積計算時， m3/h干煤氣：Vr===…………..(1)式中：—按煤氣組成求出的干煤氣的密度 kg/m3 =(2＋16＋28＋28＋44＋28＋78＋32)247。折合成水汽體積為： M kg/h= m3/h所以：從集氣管排出的氣態(tài)產(chǎn)品數(shù)量如下表所示：M值可從集氣管的熱平衡計算中求得表7 從集氣管排出的氣態(tài)產(chǎn)品數(shù)量名稱氣態(tài)產(chǎn)品量千克/時 米3/時干煤氣水蒸汽焦油汽粗苯汽硫化氫氨+M2739+合計+M+ 熱平衡輸入熱量：1. 焦?fàn)t煤氣帶入集氣管的熱量（1）干煤氣帶入的熱量