【正文】 .......................................................... 65 電機車 ........................................................................................ 66 交換機 ........................................................................................ 67 ..................................................................................... 68 ................................................................................................. 69 焦?fàn)t儀表設(shè)計參數(shù)及要求 ................................................................... 69 大型焦?fàn)t集氣管主要尺寸 ................................................................... 71 結(jié) 論 .................................................................................................................. 73 謝 辭 .................................................................................................................. 74 參考文獻 .............................................................................................................. 75 III 摘 要 針對我國冶金焦需求的不斷擴大，對焦炭質(zhì)量不斷提高，煉焦?fàn)t趨向大型化的現(xiàn)狀，進行焦?fàn)t的初步設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，大容積焦?fàn)t的優(yōu)點確定焦?fàn)t爐型為 JN6082 型。 根據(jù)華北地區(qū)的煤炭資源分布狀況，確定配煤比；計算使用的焦?fàn)t孔數(shù)；進行焦?fàn)t工藝計算，包括焦?fàn)t的物料衡算和熱量衡算、蓄熱室的傳熱和尺寸的計算、爐內(nèi)各點水壓阻力和浮力的計算和煙囪高度的計算等。 關(guān)鍵詞： 煉焦；大容積焦?fàn)t；工藝計算；設(shè)計 IV Abstract China39。s coal resources, to determine the blending ratio。 coke oven process calculation, including coke oven material balance and heat balance, the calculation of regenerator heat transfer and the size furnace water pressure resistance and buoyancy calculations, and the chimney height calculation. Selected furnace to determine the coking machinery and equipment (coal charging car, coke pusher, coke guide cars, coke quenching cars, motor vehicles and hydraulic switch) Model, and coke oven accessories (furnace column, door and pull the bar) specifications. Keywords: coke。 process calculation。 焦炭必須具備更高的強度才能滿足高爐煉鐵的需要，保證生產(chǎn)順利高效。煉焦?fàn)t是煉焦的主要設(shè)備，焦?fàn)t的技術(shù)水平對焦炭質(zhì)量有很大的影響，從而限制高爐冶煉的發(fā)展。現(xiàn)代焦?fàn)t的 主要結(jié)構(gòu)形式以多室的蓄熱室焦?fàn)t為主，并將向大型化、高效化發(fā)展。 本人根據(jù)指導(dǎo)老師給定的設(shè)計任務(wù)，結(jié)合在簽約單位中化煤化工公司畢業(yè)實習(xí)的內(nèi)容，最終確定 年產(chǎn) 200 萬噸焦炭焦化廠的 6m大容積焦?fàn)t進行初步設(shè)計。 煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)的一個重要部分 [1]。產(chǎn)品焦炭可作高爐冶煉的燃料，也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣；可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣，也可用來制造電石，以獲得有機合成工業(yè)的原料。煤焦油、粗苯經(jīng)精制加工和深度加工后 ，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、古馬隆、酚、萘、蒽、吡啶鹽 基 等，這些產(chǎn)品廣泛用于化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)和國防工業(yè)。煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。 煉焦?fàn)t的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 中國焦?fàn)t發(fā)展史 中國生產(chǎn)和應(yīng)用焦炭的歷史，根據(jù)對出土文物的考證，可以追溯到宋代。工業(yè)規(guī)模焦炭生產(chǎn)，是從清政府于 1898 年開辦的江西萍鄉(xiāng)煤礦開始的，當(dāng)年生產(chǎn)焦炭 萬 t。 1908 年組建的漢冶萍煤鐵廠礦公司，在萍鄉(xiāng)建有各種成堆干餾窯 164 座，年產(chǎn)焦炭 14 萬 t， 1916 年達 萬 t。 1931 年后在鞍山、本溪又建成奧托復(fù)熱式焦?fàn)t， 1938 年在 石景山鐵廠建成側(cè)入式索爾威型焦?fàn)t。 解放初期，中國的焦?fàn)t一部分是解放前遺留下來的外國焦?fàn)t，如奧托式焦?fàn)t， 3 解放后恢復(fù)繼續(xù)生產(chǎn) 。沒有自行設(shè)計的焦?fàn)t。當(dāng)時有引進原蘇聯(lián)的技術(shù)作為基礎(chǔ)，而原蘇聯(lián)當(dāng)時的煉焦技術(shù)已處在世界前列，所以我國煉焦技術(shù)發(fā)展也很快。 1952 年，在鞍山黑色冶金設(shè)計院內(nèi)設(shè)立煉焦專業(yè)設(shè)計部門和煤焦研究室，開始自行設(shè)計焦?fàn)t和進行煤焦研究。 中國自行設(shè)計焦?fàn)t的起步是解放初期恢復(fù)戰(zhàn)爭期間停產(chǎn)的焦?fàn)t和引進原蘇聯(lián)焦?fàn)t建設(shè)中的設(shè)計工作。 1954 年，我國自行設(shè)計了雙聯(lián)火道廢氣循環(huán)下噴式本 54 型焦?fàn)t。實踐證明，這種結(jié)構(gòu)開創(chuàng)了世界焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的新的主導(dǎo)方向。 發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 煉焦?fàn)t的發(fā)展大體可分為成堆干餾、倒焰爐、廢熱式焦?fàn)t、蓄熱式焦?fàn)t和巨型反應(yīng)器五個階段 [24]。 到了 19 世紀(jì)中葉出現(xiàn)了將成焦的炭化室和加熱室用墻壁隔開的窯爐，隔墻上部設(shè)通道，炭化室內(nèi)煤的干餾氣經(jīng)此直接流入燃燒時，同來自爐頂通風(fēng)道的空氣會合，自上而下底邊流動邊燃燒，故稱倒焰爐 [1]。 隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，要求從干餾煤氣中回收有用的化學(xué)產(chǎn)品，為此將炭化寶和燃燒室完全隔開，炭化室內(nèi)生產(chǎn)的荒煤氣達到回收車間分離出化學(xué)產(chǎn)品后，再送回燃燒室內(nèi)燃燒或民用。由于煤在干餾過程 中產(chǎn)生的煤氣量及煤氣組成是隨時間變化的，所以煉焦?fàn)t必須由一定數(shù)量的炭化室組成，各炭化室按一定的順序裝煤出焦，才能使全爐的煤氣 4 量及煤氣組成接近不變，以實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，這就出現(xiàn)了煉焦?fàn)t組。 燃燒生成的 1200℃ 的高溫度氣所帶走的熱量相當(dāng)可觀。 自 1884 年建成第一座蓄熱式焦?fàn)t以來，焦?fàn)t在總體上變化不大，但在筑爐材料，爐體構(gòu)造，炭化室 的有效容積，技術(shù)裝備等方面都有顯著改進。爐體使用壽命也從 l0 年左右延長到 2025年甚至更長。結(jié)果表明，其實現(xiàn)了焦?fàn)t超大型化，高效化和擴大煉焦煤源等方面的突破，其焦炭強度得到了改善，降低了污染物的排放量，但受到諸 如推焦和出焦機械的大型化，干熄焦和煤預(yù)熱聯(lián)合生產(chǎn)裝置能力的大幅提高等因素制約，尚有一定的發(fā)展過程。 煉焦新工藝的評述 無回收焦?fàn)t 針對傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣處理及回收裝置環(huán)?？刂瀑M用較高等問題 ， 美國和澳大利亞在 20 世紀(jì) 80 年代后期相繼推出了新設(shè)計的無回收焦?fàn)t ， 將廢熱用于生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電。(2)取消煤氣回收裝置 ， 不會產(chǎn)生焦油和酚水等污染物 ， 環(huán)保有所改善 。(4)廢熱得到利用送去發(fā)電 [2]。在 JewellThompson焦?fàn)t基礎(chǔ)上美國和澳大利亞等國相繼推出新設(shè)計的無回收焦?fàn)t。 從煉焦生產(chǎn)的普遍 規(guī)律和無回收焦?fàn)t生產(chǎn)特點出發(fā) ， 無回收焦?fàn)t存在如下幾 5 個主要問題 :(1)煤耗高 ， 煉焦煤煤源變窄。這需要用揮發(fā)分低、結(jié)焦性好的煤料消除這種影響 。(3)無回收焦?fàn)t仍有大氣污染 。(5)爐齡短 ， 維修量大 。 大容積焦?fàn)t 近年來 ， 國外焦化企業(yè)主要技改途徑是用現(xiàn)代化的大容積焦?fàn)t取代老損焦?fàn)t。魯爾煤業(yè)公司的凱澤斯圖爾焦化廠投資 12億馬克 ，歷經(jīng) 5年設(shè)計建成煤處理量 7700t/d， 有效容積 200萬 t/a大容積焦?fàn)t ， 爐寬， 高 ， 長 ， 焦炭處理能力250t/h。從環(huán)保重點出發(fā) ， 德國甚至提出了建設(shè)有效容積 225m3超大炭化室設(shè)想 :長 25m，高 ， 寬 據(jù)有關(guān)資料估算 ， 焦?fàn)t炭化室高 度由 6m、 、 7m， 其生產(chǎn)能力可分別提高 60%、 80%或 100%。獨聯(lián)體國家正在設(shè)計的大容積焦?fàn)t ， 炭化室容積達 (高 ， 寬 ， 長 )。當(dāng)國內(nèi) ， 國內(nèi)煉焦行業(yè)也許會重新評價 6m焦?fàn)t [4]。炭化室高7m的焦?fàn)t必須供應(yīng)配煤組成較好的煤料 ， 以保護砌體和保證正常生產(chǎn)操作 。 顯然 ， 大容積焦?fàn)t在各方面要求都比常規(guī)炭化室焦?fàn)t要高。 巨型煉焦反應(yīng)器 巨了單型煉焦反應(yīng)器 是為了克服傳統(tǒng)室式焦?fàn)t大型化所受的多種因素限制 ，特別是爐墻變形等問題而開發(fā)的。 1993年 4月 ， 6 巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置 (炭化室高 10m， 寬 850mm， 長 10m， 長度只是工業(yè)規(guī)模的一半 )在埃森市的普羅斯佩爾焦化廠開始運行 ， 生產(chǎn) 15個月后 ， 即 1994年 7月完成了技術(shù)修改和完善工作 ， 現(xiàn)正朝工業(yè)化方向推進。(2)能力的大幅度提高 ， 對系統(tǒng)的可靠性要求也隨之提高 。有關(guān)專家認為解決上述問題不存在技術(shù)障礙 ， 主要問題是需要大量資金并需依托大規(guī)模的工程才能實施。 1996年 8月 ， 他們曾主動邀請中國的焦化專家考察巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置 ， 共同探討巨 型煉焦反應(yīng)器工藝。故裝爐煤的堆密度提高 (約 850kg/m3)， 焦?fàn)t用高導(dǎo)熱性的 70mm～ 75mm的爐墻磚 ， 在焦?fàn)t中加熱到 700℃ ～ 800℃ 的焦餅 ， 放入干熄焦預(yù)存段進行再加熱使焦餅最終溫度達 1000℃ 左右。 搗固焦?fàn)t 搗固焦?fàn)t過去費用高 ， 現(xiàn)已通過將搗固機 操作效率提高一倍和在搗固焦?fàn)t上采用大容積炭化室得到補償。 搗固煉焦工藝是成熟的 ， 設(shè)備是可靠的 ， 炭化室高 、 ，我國已有幾十年的生產(chǎn)實踐 。 同先進國家相比 ， 我國搗固焦?fàn)t發(fā)展緩慢 ， 主要原 因是搗固技術(shù)落后 ， 搗固機錘頭少 ， 重量輕 ， 搗固錘加煤布料和游動均由手工操作。 近年來西安重機廠、大連重機廠、鞍山焦耐院等單位進行了新型搗固機試驗研究 ， 雖然取得一定成果 ， 但與國外相比仍存在一定差距。 7 我國優(yōu)質(zhì)煉焦煤所占比例不大 ， 分布也不合理 ， 尤其東北、華東兩地區(qū)氣煤資源豐富 ， 焦煤和肥煤短缺。另一方面 ， 我國現(xiàn)有煉焦能力中 ， 頂裝爐超過 97%， 限制了氣煤配入量。 “發(fā)展搗固焦?fàn)t ， 調(diào)整煉焦?fàn)t構(gòu)成 ”已成共識 ， 國內(nèi)已到了非發(fā)展搗固焦?fàn)t不可的地步了。 流程：成熟的紅焦 ， 從炭化室中推入焦罐 ， 裝有紅焦的焦 罐 ， 用焦罐車運升至提升塔 ， 由提升機提升到干熄槽 ， 在冷卻室中與冷惰性氣體進行熱交換 ， 冷卻到 250℃ ， 冷卻的焦炭 ， 由干熄槽底部排焦設(shè)備排至膠帶輸送機 ， 送往用戶。 技術(shù)特點 :(1)節(jié)能效果顯著； (2)環(huán)保效益好； (3)提高焦炭質(zhì)量 ， 優(yōu)化高爐生產(chǎn)。 我國發(fā)展 CDQ的方向是裝置的大型化與設(shè)備國產(chǎn)化。 CDQ裝置生產(chǎn)的蒸汽將用于發(fā)電、煤調(diào)濕或并人生產(chǎn)用蒸汽管網(wǎng)。 型焦工藝 開發(fā)型焦工藝目的 :(1)擴大煉焦煤源。(2)使煉焦在密閉的連續(xù)裝置中運行 ， 徹底解決污染問題。該工藝作為日本國家項目 ， 自 1978年開 8 始開發(fā) ， 隨后 10年間在 200t/d中試裝置上進行了廣泛的生產(chǎn)試驗 ， 發(fā)現(xiàn)用含 70%～80%的不粘結(jié)或弱粘結(jié)煤的配煤可以生產(chǎn)出與供大型高爐用的冶金焦等效的型焦 ， 其成本與常規(guī)焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭相差無幾。為此 ， 1994年以來 ，日本鋼鐵聯(lián)盟公司開發(fā)了新型焦工藝。(2)通過提高爐墻熱傳導(dǎo)率、裝爐煤高溫預(yù)熱等措施 ， 使焦?fàn)t生產(chǎn)能力提高到 300%。(4)對焦?fàn)t所有開口嚴密密封 ， 紅焦密閉輸送及預(yù)熱煤脈沖式輸送 ， 可使環(huán)境污染大幅度減輕。(2)型焦生產(chǎn)的能耗比室式爐高。前蘇聯(lián)也認為型焦工藝是最有前途的工藝之一。 配型煤煉焦 在煉焦煤中配入型煤煉焦 ， 在國際上已有幾十年的歷史。西德早在 20世紀(jì) 50年代就在 40孔 6m高炭化室的硅磚焦?fàn)t采用該技術(shù)。我國寶鋼一期工程從日本引進此技術(shù) ， 二期、三期工程中仍采用配型煤煉焦技術(shù) ， 年產(chǎn)焦炭約 600萬 t， 占全國機焦產(chǎn)量 9%。一般說來 ， 焦炭質(zhì)量在一定 范圍內(nèi)隨著配入型煤比例增加而提高。隨著型煤配比增至 30%時 ，DI150/15可