临涣焦化工艺讲座精.ppt

临涣焦化工艺讲座第1页，本讲稿共90页内容提纲一、备煤工艺一、备煤工艺 二、炼焦工艺二、炼焦工艺 三、化产工艺三、化产工艺 四、甲醇工艺四、甲醇工艺 五、干熄焦工艺五、干熄焦工艺第2页，本讲稿共90页第一节第一节第3页，本讲稿共90页配煤的必要配煤作为炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同种类的炼焦用煤按适当的比例配合起来。炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来，配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序早期炼焦只用单种煤，随着焦化行业的发展，炼焦煤储量的明显不足，高炉用焦要求的提高，单种煤已不可能用来炼焦，走配煤之路已势在必行。第4页，本讲稿共90页配煤的选择及方法气煤（QM）的变质程度较低，但较长焰煤高。在分类图中气煤是一大类，它包括可燃基挥发分在30%37%、胶质层厚度大于925毫米以及可燃基挥发分大于37%、胶质层厚度大于525毫米两区域。前者属肥气煤，有一定的结焦性。后者属气煤，气煤单独炼焦的焦炭非常疏松，甚至不能成块，性质近似长焰煤，黏结性较弱，由于挥发分高，因此在结焦过程中收缩大、焦炭裂纹多，但是正由于这个特点，在配煤中常常用它减缓炼焦过程中的膨胀压力和增大焦饼的收缩，同时气煤挥发分高，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油等，可以增加化学产品的回收率，有利于综合利用，这都是配用气煤的原因有的气煤也可单独高温干馏来制造城市煤气。中国山东衮州和山西的平朔矿区是典型的气煤。第5页，本讲稿共90页肥煤（FM）肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强黏结性炼焦煤，其挥发分多在2535。加热时能产生大量的胶质体，单独炼焦时能产生熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。但单独炼焦时焦炭有较多的横裂纹，中国的开滦、霍州是生产肥煤的主要矿区，淮北矿区也生产肥煤。第6页，本讲稿共90页肥煤的变质程度较气煤高，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25毫米。受热时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性较气煤胶质体好，所成的焦炭特点是熔融良好，横裂纹多，焦炭气孔率高，焦根部（靠焦饼中心）有蜂窝焦。因为它具有很强的粘结能力，所以肥煤是配煤中的重要成分，并可以多配弱粘结性煤而炼成机械强度较好的冶金焦炭。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，炼焦配煤中使用此种煤时，配合煤中气煤用量就要减少。第7页，本讲稿共90页焦煤（JM）焦煤是一种结焦性很强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般为1628。加热时能产生热稳定性很高的胶质体，具有中等挥发分与中等胶质层厚度。大多数焦煤单独炼焦时形成热稳定性很好的胶质体，能得到块大、裂纹少、耐磨好的焦炭。过去在工业不发达时，常用它单独炼焦。但是在现代炼焦炉中采用它单独炼焦有如下困难：（1）收缩度小，膨胀压力大，因此可能发生推焦困难现象，引起焦炉的损坏。（2）这种煤就其储量来说是不多的，故在配煤中亦不宜多用，更不宜用它单独炼焦。在配煤中它可以起到提高焦炭机械强度的作用。第8页，本讲稿共90页1/3焦煤（1/3JM）是中等偏高挥发分的较强黏结性炼焦煤，是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。在单独炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦炭，焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。在炼焦时其配入量可在较宽范围内波动而获得高强度的焦炭。中国平顶山矿区以产1/3焦煤为主，淮南、枣庄等矿区也有较多1/3焦煤。第9页，本讲稿共90页气肥煤（QF）气肥煤是一种挥发分和胶质体最大厚度Y值都很高的强黏结性炼焦煤，有人称之为液肥煤。结焦性优于气煤而低于肥煤。胶质体虽多但较稀（即胶质体的黏稠度小）。单独炼焦时能产生大量的煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的产率。这类煤的成因特殊，煤岩成分中以树皮质等壳质组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统。江西乐平和浙江长广煤田是中国产典型气肥煤的矿区，山东的新汶和肥城等矿区也有气肥煤，其最大的缺点是硫分普遍较高。第10页，本讲稿共90页瘦煤（SM）瘦煤是具有中等黏结性的低挥发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在610mm左右。变质程度较高，加入到配煤中可以提高焦炭的块度。有些粘结性好的瘦煤具有很大的膨胀压力。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，以作为配煤炼焦使用最好。陕西韩城矿区是典型的瘦煤资源。高硫、高灰的瘦煤一般只作为电厂及锅炉的燃料。第11页，本讲稿共90页非炼焦煤配入炼焦可行性研究非炼焦煤配入炼焦可行性研究目的：当前，炼焦煤资源日益紧张，国家也加大了对强粘主焦煤及肥煤的开采量的控制，强粘煤市场价格一路走高，为合理控制配煤炼焦成本，有计划调整焦炉煤气的产量及化产品组成，目前我公司开展了在炼焦配合煤中适当配入非炼焦煤及过渡性煤的可行性研究。非炼焦煤一般指除了目前用于配煤炼焦的气肥焦瘦煤几大煤种以外的其它煤种,包括贫瘦煤、贫煤、无烟煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤及1/2中粘煤。第12页，本讲稿共90页贫煤：Vdaf1020%；粘结指数G5。贫煤在加热时，不软化，不熔融；单独炼焦时，不能结成焦块。在瘦煤供应紧张时而炼焦配合煤中又有足够的粘结组分时，可少量配入贫煤作为瘦化剂。当配入贫煤时，宜将贫煤进行细粉碎，以防止在焦炭中形成裂纹中心。典型的煤有辽宁本溪彩屯煤。第13页，本讲稿共90页贫瘦煤（PS）Vdaf1020%；粘结指数G520。贫瘦煤是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发性较低，但其黏结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多；在配煤炼焦时配入较少的比例就能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑和高炉喷吹的燃料，山西省焦煤集团的西山矿区是以典型的贫瘦煤为主。第14页，本讲稿共90页无烟煤：高煤化度，无粘结，Vdaf2037%；粘结指数G5。不粘煤在加热时，不软化，为非炼焦煤。一般作动力煤使用，典型的煤有陕西的神木煤。第15页，本讲稿共90页长焰煤：煤化度最低，因燃烧时火焰特别长而得名。Vdaf37%；粘结指数G35，粘结性很弱，单独炼焦时，不能结焦，属非炼焦煤，因其灰分与硫分较低，当配合煤偏肥时，可以适当少量配入炼焦，配入量控制不好时，焦炭机械强度明显变差；但因其粉碎较为困难，应配入前单独粉碎。典型的煤有辽宁的阜新和铁法煤。第16页，本讲稿共90页1/2中粘煤：Vdaf2030%；粘结指数G3050。为炼焦煤与非炼焦煤之间的过渡煤，在中国的分布很少。弱粘煤：Vdaf2030%；粘结指数G530。为非炼焦煤，一般用作民用或气化煤，但因其灰分与硫分较低，炼焦时有足够的强粘结肥煤时，可以适当配入。典型的煤有山西大同煤。第17页，本讲稿共90页采用的研究、试验方法和技术路线：采用的研究、试验方法和技术路线：1、选定试验煤源，对试验煤的各个指标加以分析研究。2、根据来煤指标性，分析其在炼焦过程中的变化，确立基本配煤试验方案。3、对配合煤的综合指标进行试验，分析配合煤指标与理论指标的差别。4、小焦炉配煤试验。5、小焦炉焦炭质量、焦炭性质。6、与大焦炉焦炭质量相关性试验对比。第18页，本讲稿共90页配煤理论（1）胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。各煤种的塑性温度区间不同，其中肥煤的开始软化温度最早，塑性温度区间最宽，瘦煤固化温度最晚，塑性温度区间最窄。气煤，1/3焦煤，肥煤，焦煤，瘦煤适当配合可扩大配合煤的塑性温度范围。这种以多种煤户型搭配，胶质层彼此重叠的配煤原理，曾长期应用到我国的配煤技术第19页，本讲稿共90页（2）互换性配煤原理炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%5%的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。（3）共炭化原理第20页，本讲稿共90页配合煤质量指标（1）水分Mt。配合煤水分应力求稳定，以利于焦炉加热制度稳定，因此来没煤应避免直接进配煤槽，应在煤场堆放一定时间，也可通过干燥方法。捣固焦则需考虑煤饼的坚固性，以利于装炉时不塌煤，一般捣固用煤控制在11%13%。（2）细度细度应在902%，尽量减少50%,胶质层最大厚度y=1722mm，粘结指数G=5872，不能用单种煤来加和计算。第25页，本讲稿共90页（7）膨胀压力单种煤的膨胀压力有多种因素决定，配合煤中单种煤之间又互相作用，不能加和计算，与粘结指标之间不存在规律性关系，添加惰性物质时膨胀压力有所下降或基本不变，添加粘结剂或强粘结剂时膨胀压力不能预计，只能用实验测定。第26页，本讲稿共90页配合煤的选择制定配煤方案的主要依据大致可归纳为三方面：（1）各种可能利用的煤种的贮量、开采进度和扩建规划以及运输条件、运输距离等，由此评定各种煤近期和远期供应的可能性；（2）各有关单位商定，并经领导部门批准的对焦炭质量的要求和对化学产品产量的要求，以及焦化厂备煤车间条件、焦炉炉体状况等；（3）各煤种的牌号、粘结性、结焦性、灰分、硫分和可选性等，由此评定各种煤对炼焦的适用程度，进而考虑它的配用量。第27页，本讲稿共90页配煤的原则目前主要通过小型试验、半工业试验，必要时进行大炉试验，多作方案对比，以确定合理配煤方案。所定方案必须满足以下各项要求：（1）焦炭质量应达到规定的指标，满足使用部门的要求；（2）最大限度地符合区域配煤的原则，根据本区域煤炭资源的近期平衡和考虑远景规划，充分利用本区域的粘结煤和弱粘结煤；（3）不会产生对炉墙有危险的膨胀压力和引起推焦困难；（4）在满足焦炭质量的前提下，有较高的化学产品产量和质量；（5）合理调整炼焦用煤的运输流向和尽量防止对流，并尽可能缩短平均运距。第28页，本讲稿共90页临涣焦化12月份配煤情况十二月份配煤比十二月份配煤比:十二月份配合煤总量为225732.2吨，其中焦粉和除尘灰3296.94吨。配煤比统计结果为：气煤类34.6%、肥煤类22%、焦煤类35.3%、瘦煤类6.6%、焦粉和除尘灰类1.5%。焦肥比较十一月份有较大降幅，由十一月份的61.8%下降到57.3%。十二月十二月份配合煤主要质量指标平均值：份配合煤主要质量指标平均值：灰分9.40%、挥发分27.24%、硫分0.84%、粘结指数G值81、细度（3mm）67.3%。配合煤细度与11月份相比平均值降低0.5%。由于现在厂内中高硫的气煤较多，低硫气煤较紧张，故对配合煤的硫分控制仍然存在一定困难。第29页，本讲稿共90页十二月份配合煤成本核算价：十二月份配合煤成本核算价：（元/吨，干基，不含税）：气煤类1408.65、肥煤类1526.36、焦煤类1542.22、瘦煤类1434.46、1/3焦煤类1385.45、配合煤1487.23。配合煤每吨比十一月份下降了8元。十二月份生产焦炭质量指标平均值：十二月份生产焦炭质量指标平均值：水分8.3%、灰分12.59%、挥发分1.10%、硫分0.70%、M25-90.3%、M10-6.3%、CRI-27.8%、CSR-62.0%。第30页，本讲稿共90页备煤备煤：对进厂的洗精煤进行处理，以达到炼焦要求，通常把原料煤在炼焦前进行的工艺处理过程称为备煤工艺过程。主要经过堆放、配合、粉碎、调湿、除杂等一系列过程使之达到炼焦要求之后，通过皮带输送到煤塔供炼焦区使用。流程流程：火车外来精煤由桥式螺旋卸车机卸至火车受煤坑内，通过受煤坑下部电液闸门将煤给到带式输送机上，通过B103皮带送贮煤场,汽车来煤直接进贮煤场，经过贮煤场贮存后，达到煤质均匀化和脱水的目的。贮煤场取出的各单种煤送配煤室，配煤室布置成双排（各八个），下设自动配煤装置，可根据煤质的不同及配煤试验确定的配比，将其分为组分别进行配合。配合后的煤料送粉碎机室进行粉碎，经混合后的煤料送焦炉煤塔。第31页，本讲稿共90页外购洗精煤外购洗精煤螺旋卸车机螺旋卸车机受煤坑受煤坑储煤场储煤场配煤室配煤室粉碎机粉碎机煤塔煤塔炼焦炼焦临选厂临选厂汽车来煤汽车来煤第32页，本讲稿共90页煤焦车间将外来炼焦煤进行储存并配合，粉碎完成符合焦炉生产要求的装炉煤。本车间是为年产焦炭220万t焦炉所配套的，日处理炼焦配合煤约8900t（按含水分10计）煤系统主要由火车受煤坑，煤场，配煤室，粉碎机室，煤塔，配煤槽以及相应的带式输送机和转运站组成，并设有推土机库，焦油渣添加装置，脱硫废液添加装置等辅助设施。第33页，本讲稿共90页煤场长约350m，宽约140m。总储量为18.9万t，按操作系数0.7，操作储量为13.2万t，相当于4x55孔JN60型焦炉15昼夜的用煤量。经过煤场储存后，达到煤质均匀化和脱水的目的。根据来煤先到先用后到后用的原则再由堆取料机按照一定的顺序取煤，由2台DQL120030堆取料机进行堆取作业。堆取料机的堆煤能力为1000th，取煤能力为800th。取煤后经皮带将煤送入不同配煤槽。第34页，本讲稿共90页配煤槽是把各种牌号的炼焦用煤，根据煤质的不同及配煤试验确定的配比进行配合，使配合后的煤料能够符合炼焦质量要求。16个（两排）8m的双曲线斗嘴配煤槽总储量约8800吨。生产时按照设定值自动控制各单种煤的给料量，确保配煤比连续恒定。第35页，本讲稿共90页由配煤室运来的配合煤，先经除铁装置将煤料中的铁件吸净后，由B120BCB121BC经B123BCB124BCB125BC中的两条分别进入PFCK1618型可逆反击锤式粉碎机进行粉碎。粉碎机共3台（两开一备），单台生产能力为350th。粉碎后的配合煤经B126BCB127BCB128BCB130BC进入1号煤塔顶层；经B126BCB127BCB128BCB129BCB131BC进入2号煤塔顶层。第36页，本讲稿共90页1.储煤工段储煤工段各种炼焦用煤经过贮煤场贮存后，能够达到煤质均匀化和脱水的目的，同时还能在洗煤厂检修的情况下，保证焦炉连续、均衡生产，并稳定焦炭质量。2.配煤槽配煤槽配煤槽的作用是把各种牌号的炼焦用煤，根据煤质的不同及配煤试验确定的配比，将其分为组分别进行配合，使配合后的煤料能够炼制出符合质量要求的焦炭，同时达到合理利用煤炭资源，降低生产成本的目的。第37页，本讲稿共90页3.粉碎机室粉碎机室粉碎机室的作用是将配合煤进行粉碎处理，使其粉碎细度（拦焦车导焦栅一焦罐提升塔下炉顶走行加盖子装入装置干熄炉顶干熄炉预存室干熄炉冷却室与冷惰性气体热交换200C的焦碳排焦装置皮带运输炉前焦库筛焦处理第87页，本讲稿共90页惰性气体流程惰性气体流程 1701800C的冷惰性气体循环风机气体冷却器干熄炉底供气装置与红焦进行热交换干熄炉冷却室双斜道环行烟道烟气温度8000C9000C焦粉沉下一次除尘余热锅炉烟气温度将至1701800C焦粉沉下二次旋风除尘器循环风机第88页，本讲稿共90页锅炉汽水系统流程锅炉汽水系统流程第89页，本讲稿共90页 工程师室工程师室 杨艳杨艳第90页，本讲稿共90页