⑴ 焦爐主要由哪幾部分組成簡要敘述各部位的作用
焦爐爐體由爐頂、燃燒室和炭化室、斜道區、蓄熱室等部分,並通過煙道和煙囪相連。
炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置,用耐火材料(硅磚)隔開。每個燃燒室有20~30個立火道。來自蓄熱室的經過預熱的煤氣(高熱值煤氣不預熱)和空氣在立火道底部相遇燃燒,從側面向炭化室提供熱量。蓄熱室位於焦爐的下部,利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂,其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室,用以裝入煤料和導出煤料干餾時產生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道,供測溫、檢查火焰之用,根據檢測結果,調節溫度和壓力。整座焦爐砌築在堅固平整的混凝土基礎上,每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接,煙道設在基礎內或基礎兩側,一端與煙囪連接。
⑵ 搗固焦爐立火道斜道口堵塞有什麼危害,帶來哪些負面影響
搗固焦爐立火道斜道口堵塞會使這里通風不暢,燃燒不充分,加熱不均勻,部分焦炭不合格。
⑶ 廢水有哪些危害及如何處理
1、含酚廢水有何危害,怎樣處理?含酚廢水主要來自焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業部門以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚醯胺纖維、合成染料、有機農葯和酚醛樹脂生產過程。含酚廢水中主要含有酚基化合物,如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等。酚基化合物是一種原生質毒物,可使蛋白質凝固。水中酚的質量濃度達到0.1一0.2mg/L時,魚肉即有異味,不能食用;質量濃度增加到1mg/L,會影響魚類產卵,含酚5—10mg/L,魚類就會大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康,即使水中含酚質量濃度只有0.002mg/L,用氯消毒也會產生氯酚惡臭。通常將質量濃度為1000mg/L的含酚廢水.稱為高濃度含酚廢水,這種廢水須回收酚後,再進行處理。質量濃度小於1000mg/L的含酚廢水,稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環使用,將酚濃縮回收後處理。回收酚的方法有溶劑萃取法、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環法等。含酚質量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學氧化、物理化學氧化等方法進行處理後排放或回收。
2、含汞廢水怎樣治理,含汞化合物有何特性?
含汞廢水主要來源於有色金屬冶煉廠、化工廠、農葯廠、造紙廠、染料廠及熱工儀器儀表廠等。從廢水中去除無機汞的方法有硫化物沉澱法、化學凝聚法、活性炭吸附怯、金屬還原法、離子交換法和微生物法等。一般偏鹼性含汞廢水通常採用化學凝聚法或硫化物沉澱法處理。偏酸性的含汞廢水可用金屬還原法處理。低濃度的含汞廢水可用活性炭吸附法、化學凝聚法或活性污泥法處理,有機汞廢水較難處理,通常先將有機汞氧化為無機汞,而後進行處理。
各種汞化合物的毒性差別很大。元素汞基本無毒;無機汞中的升汞是劇毒物質,有機汞中的苯基汞分解較快,毒性不大;甲基汞進入人體很容易被吸收,不易降解,排泄很慢,特別是容易在腦中積累。毒性最大,如水俁病就是由甲基汞中毒造成的。
3、含油廢水有何特性,怎樣治理?
含油廢水主要來源於石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等工業部門。廢水中油類污染物質,除重焦油的相對密度為1.1以上外,其餘的相對密度都小於1。油類物質在廢水中通常以三種狀態存在。(1)浮上油,油滴粒徑大於100µm,易於從廢水中分離出來。(2)分散油.油滴粒徑介於10一100µm之間,懇浮於水中。(3)乳化油,油滴粒徑小於10µm,不易從廢水中分離出來。由於不同工業部門排出的廢水中含油濃度差異很大,如煉油過程中產生廢水,含油量約為150一1000mg/L,焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L,煤氣發生站排出廢水中的焦油含量可達2000一3000mg/L。因此,含油廢水的治理應首先利用隔油池,回收浮油或重油,處理效率為60%一80%,出水中含油量約為100一200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理,故應防止或減輕乳化現象。方法之一,是在生產過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二,是在處理過程中,盡量減少用泵提升廢水的次數、以免增加乳化程度。處理方法通常採用氣浮法和破乳法。
4、重金屬廢水來源及其處理原則是什麼?
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。由於重金屬不能分解破壞,而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態。例如,經化學沉澱處理後,廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來,從水中轉移到污泥中;經離子交換處理後,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。因此,重金屬廢水處理原則是:首先,最根本的是改革生產工藝.不用或少用毒性大的重金屬;其次是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,盡量減少外排廢水量。重金屬廢水應當在產生地點就地處理,不同其他廢水混合,以免使處理復雜化。更不應當不經處理直接排入城市下水道,以免擴大重金屬污染。對重金屬廢水的處理,通常可分為兩類;一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素,經沉澱和上浮從廢水中去除.可應用方法如中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、電解沉澱(或上浮)法、隔膜電解法等;二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離,可應用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。
5、怎樣處理含氰廢水?
含氰廢水主要來自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農葯、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業廢水,在水中不穩定,較易於分解,無機氰和有機氰化物皆為劇毒性物質,人食入可引起急性中毒。氰化物對人體致死量為0.18,氰化鉀為0.12g,水體中氰化物對魚致死的質量濃度為0.04一0.1mg/L。含氰廢水治理措施主要有:(1)改革工藝,減少或消除外排含氰廢水,如採用無氰電鍍法可消除電鍍車間工業廢水。(2)含氰量高的廢水,應採用回收利用,含氰量低的廢水應凈化處理方可排放。回收方法有酸化曝氣—鹼液吸收法、蒸汽解吸法等。治理方法有鹼性氯化法、電解氧化法、加壓水解法、生物化學法、生物鐵法、硫酸亞鐵法、空氣吹脫法等。其中鹼性氯化法應用較廣,硫酸亞鐵法處理不徹底亦不穩定,空氣吹脫法既污染大氣,出水又達不到排放標准.較少採用。
6、農葯廢水的特點及其處理方法是什麼?
農葯品種繁多,農葯廢水水質復雜.其主要特點是(1)污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數萬mg;(2)毒性大,廢水中除含有農葯和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質;(3)有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水質、水量不穩定。因此,農葯廢水對環境的污染非常嚴重。農葯廢水處理的目的是降低農葯生產廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。農葯廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。但是,研製高效、低毒、低殘留的新農葯,這是農葯發展方向。一些國家已禁止生產六六六等有機氯、有機汞農葯,積極研究和使用微生物農葯,這是一條從根本上防止農葯廢水污染環境的新途徑。
7、食品工業廢水污染特點及其處理方法是什麼?
食品工業原料廣泛,製品種類繁多,排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、澱粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、鹼、鹽、糖類等:(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。
食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外,一般均宜採用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高,可採用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或多級生物轉盤.或聯合使用兩種生物處理裝置,也可採用厭氧—需氧串聯的生物處理系統。
8、怎樣處理造紙工業廢水?
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,製成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘乾,製成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5—40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸鹼物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重於提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95%,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉澱或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉澱法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有採用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
9、怎樣處理印染工業廢水?
印染工業用水量大,通常每印染加工1t紡織品耗水100一200t.其中80%一90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理。
回收利用:
(1)廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌.一水多用,減少排放量;
(2)鹼液回收利用,通常採用蒸發法回收,如鹼液量大,可用三效蒸發回收,鹼液量小,可用薄膜蒸發回收;
(3)染料回收.如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒.懸浮於殘液中,經沉澱過濾後回收利用。
無害化處理可分:
(1)物理處理法有沉澱法和吸附法等。沉澱法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。
(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在於調節廢水中的酸鹼度,還可降低廢水的色度;混凝法在於去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在於氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉澱下來。
(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質,達到排放標准或回收要求.往往需要採用幾種方法聯合處理。
10、怎樣處理染料生產廢水?
染料生產廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、胺類、硝基物和染料及其中間體等物質,有的還含有吡啶、氰、酚、聯苯胺以及重金屬汞、鎘、鉻等。這些廢水成分復雜.具有毒性,較難處理。因此染料生產廢水的處理.應根據廢水的特性和對它的排放要求.選用適當的處理方法。例如:去除固體雜質和無機物,可採用混凝法和過濾法;去除有機物和有毒物質主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等;脫色一般可採用混凝法和吸附法組成的工藝流程,去除重金屬可採用離子交換法等。
11、怎樣處理化學工業廢水?
化學工業廢水主要來自石油化學工業、煤炭化學工業、酸鹼工業、化肥工業、塑料工業、制葯工業、染料工業、橡膠工業等排出的生產廢水。化工廢水污染防治的主要措施是:首先應改革生產工藝和設備,減少污染物,防止廢水外排,進行綜合利用和回收;必須外排的廢水,其處理程度應根據水質和要求選擇。一級處理主要分離水中的懸浮固體物、膠體物、浮油或重油等。可採用水質水量調節、自然沉澱、上浮和隔油等方法。二級處理主要是去除可用生物降解的有機溶解物和部分膠體物,減少廢水中的生化需氧量和部分化學需氧量,通常採用生物法處理。經生物處理後的廢水中,還殘存相當數量的COD,有時有較高的色、嗅、味,或因環境衛生標准要求高,則需採用三級處理方法進一步凈化。三級處理主要是去除廢水中難以生物降解的有機污染物和溶解性無機污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法,也可採用離子交換和膜分離技術等。各種化學工業廢水可根據不同的水質、水量和處理後外排水質的要求,選用不同的處理方法。
12、酸鹼廢水的特性及其處理原則是什麼?
酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等,其中含有各種有害物質或重金屬鹽類。酸的質量分數差別很大,低的小於1%,高的大於10%。鹼性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。其中有的含有機鹼或含無機鹼。鹼的質量分數有的高於5%,有的低於1%。酸鹼廢水中,除含有酸鹼外,常含有酸式鹽、鹼式鹽以及其他無機物和有機物。
酸鹼廢水具有較強的腐蝕性,需經適當治理方可外排。治理酸鹼廢水一股原則是:(1)高濃度酸鹼廢水,應優先考慮回收利用,根據水質、水量和不同工藝要求,進行廠區或地區性調度,盡量重復使用:如重復使用有困難,或濃度偏低,水量較大,可採用濃縮的方法回收酸鹼。(2)低濃度的酸鹼廢水,如酸洗槽的清洗水,鹼洗槽的漂洗水,應進行中和處理。
對於中和處理,應首先考慮以廢治廢的原則。如酸、鹼廢水相互中和或利用廢鹼(渣)中和酸性廢水,利用廢酸中和鹼性廢水。在沒有這些條件時,可採用中和劑處理。
13、選礦廢水中含有哪些浮選葯劑,怎樣處理?
選礦廢水具有水量大,懸浮物含量高,含有害物質種類較多的特點。其有害物質是重金屬離子和選礦葯劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鋇、鎘以及砷和稀有元素等。在選礦過程中加入的浮選葯劑有如下幾類:
(1)捕集劑.如黃葯(RocssMe)、黑葯[(RO)2PSSMe]、白葯[CS(NHC6H5)2];
(2)抑制刑,如氰鹽(KCN,NaCN)、水玻璃(Na2SiO3);
(3)起泡劑,如松節油、甲酚(C6H4CH30H);
(4)活性刑,如硫酸銅(CuS04)、重金屬鹽類;
(5)硫化劑,如硫化鈉;
(6)礦槳調節劑,如硫酸、石灰等。
選礦廢水主要通過尾礦壩可有效地去除廢水中懸浮物,重金屬和浮選葯劑含量也可降低。如達不到排放要求時,應作進一步處理,常用的處理方法有:
(1)去除重金屬可採用石灰中和法和焙燒白雲石吸附法;
(2)主除浮選葯劑可採用礦石吸附法、活性炭吸附法;
(3)含氰廢水可採用化學氧化法。
14、冶金廢水可分為幾類,其治理發展趨向是什麼?
冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類,主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。冶金廢水治理發展的趨向是:
(1)發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術,如用干法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;
(2)發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失;
(3)根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的循環利用率;
(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水.具有效率高,佔地少,操作管理方便等優點。
⑷ 焦爐熄焦時產生的廢水揮發的污染如何治理
(1)蒸氣熄焦:將剛生產出的紅焦(溫度為1000±50℃)裝入密閉的熄焦爐中,在熄焦爐底部的供氣裝置中通入含有少量焦化污水的蒸汽,溫度為100-150℃,蒸汽在熄焦爐內上升,和紅焦換熱,紅焦溫度逐漸下降至150-200℃,排出熄焦爐,而蒸汽溫度則逐漸上升至800-900℃,自熄焦爐中部排出,熄焦爐上部需要預留一定量的紅焦,使熄焦過程能夠連續進行;(2)對蒸汽第一次除雜質:將上述步驟(1)中熄焦爐排出的蒸汽進行除塵,分離掉蒸汽中夾帶的焦粒;
(3)為了防止蒸汽中含有濃度較高的可燃氣,在氣化爐當氣化劑過程中和氧氣混合時產生危險,向蒸汽中通入少量氧氣或空氣(根據氣化爐產氣成分要求和裝置實際情況而定),燃燒掉在熄焦過程中產生的可燃氣體,此時蒸汽溫度上升至900-1000℃;
(4)蒸汽降溫:向上述步驟(3)中處理後的高溫蒸汽中通入焦化污水,使焦化污水蒸發,同時降低蒸汽溫度(至<200℃),增加蒸汽量;
(5)對蒸汽第二次除雜質:將上述步驟(3)中處理後的蒸汽進行除塵,分離掉蒸汽中夾帶的焦粉,經過處理的蒸汽,溫度為150-200℃;
(6)為了保證蒸汽有足夠的壓頭輸送和進行循環給焦炭降溫,必須在蒸汽管道上設增壓機,經過增壓後,一部分蒸汽迴流到步驟(1)中參與熄焦循環,剩餘部分蒸汽通入氣化爐做為氣化劑使用。
焦化污水由於含有大量雜質和油污,在熄焦前必須經過隔油、浮選和砂石過濾等物理凈化工序,去除污水中的雜物,防止堵塞噴頭和污染焦炭,同時,由於污水是在蒸汽進行燃燒完以後進入降溫塔的,要求污水中的可燃物質濃度,在爆炸極限以下,防止外送蒸汽含可燃氣濃度高於爆炸極限,在氣化爐中發生危險。
含酚、苯、氨等有機雜質的污水,經過熄焦爐內的紅焦層,燃燒室,氣化爐的燃燒層這三處高溫區域,溫度都超過了1000攝氏度,有機毒物可完全分解,達到無害化處理。
在燃燒室後的管道上和降溫塔後的管道上配套可燃氣體濃度和氧氣濃度在線監測裝置,監控可燃氣濃度,降至爆炸極限以下即可進入下一環節,防止發生危險。
熄焦過程靠水蒸汽降低焦炭溫度,由於水蒸氣是惰性氣體,對提高焦炭質量的貢獻和干熄焦工藝基本是一樣的。
⑸ 煉焦爐停產一年後還能 否再開工嗎
你好,可以但是需要處理。 煉焦爐的一代爐齡一般為25年左右,在操作、維護好的情況下可達30年以上。
20世紀30年代以前,焦爐炭化室容積一般不超過20米3。1927年炭化室高6米、有效容積達30米3的大容積煉焦爐首次在德國建成投產。60年代起許多國家相繼建造了大容積爐。廣泛使用的大型煉焦爐尺寸為:炭化室高6~7.5米,長15~17米,平均寬0.4~0.46米,有效容積達50米3左右。
中國的第一批近代煉焦爐於1919年在鞍山建成投產,以後在石家莊、石景山、本溪、大連和吉林等地相繼建成。由於長期戰爭,大都遭到破壞,1949~1959年,恢復了11座、448孔舊煉焦爐;新建、改建24座、1239孔煉焦爐。1957年起自己獨立設計煉焦爐,1965年起開始研究設計大容積煉焦爐。1970年第一座36孔高5.5米,有效容積達35.4米3的大容積煉焦爐投產,生產中各項主要指標均達到較好水平。
煉焦爐的構造
現代煉焦爐由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂、基礎、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置,用耐火材料(硅磚)隔開。每個燃燒室有20~30個立火道。來自蓄熱室的經過預熱的煤氣(高熱值煤氣不預熱)和空氣在立火道底部相遇燃燒,從側面向炭化室提供熱量。蓄熱室位於焦爐的下部,利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂,其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室,用以裝入煤料和導出煤料干餾時產生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道,供測溫、檢查火焰之用,根據檢測結果,調節溫度和壓力。整座焦爐砌築在堅固平整的混凝土基礎上,每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接,煙道設在基礎內或基礎兩側,一端與煙囪連接。
煉焦爐主要部位
煉焦爐主要部位由硅磚砌成,為使密封性好,要採用異形磚砌築。通常一座大型煉焦爐要使用400種以上的磚,甚至超過1000種。一座36孔容積為35.4米3的煉焦爐需用耐火材料約8400噸。要按照嚴格質量標准施工,並應在烘爐時充分考慮硅磚的性質,以保證運行良好並延長壽命。焦爐烘爐後,炭化室區域的膨脹近200毫米。烘爐的日膨脹率一般採取不大於0.035%,烘爐天數為50~60天。因煉焦爐烘爐時有較大的膨脹,某些與爐體相聯接的設備和結構,要在烘爐末期爐體膨脹基本結束後,才最終進行聯接、固定和密封。
希望能幫到你。
⑹ 含氰廢水如何處理
含氰廢水有抄很多種處理方法,襲需要根據廢水水質情況來選擇。
鹼性氯氣氧化破氰,在鹼性含氰廢水中通入氯氣氧化;
UV光催化破氰,以雙氧水為氧化劑,通過光輻射催化處理含氰廢水;
雙氧水催化氧化,通常以銅離子作為催化劑,在弱鹼性條件下常溫氧化;
臭氧氧化法,採用臭氧發生器制備臭氧氧化氫化物和硫氰酸鹽;
高溫加壓水解法,65℃以上氰根即可與水反應生成氨和碳酸鹽,200℃以上時水解速度非常快;
還有活性炭吸附、膜分離、溶劑萃取、金屬離子絡合法等等。
⑺ 請大家能給我講解一下,焦化廠工藝流程
焦化廠工藝流程
焦化廠的生產工藝
焦化廠有9個生產車間,分別為備煤車間、一號煉焦車間、二號煉焦車間、運焦車間、一回收車間、二回收車間、熱力車間、維修車間和精製車間。焦化廠主要生產車間:備煤車間、煉焦車間、煤氣凈化車間及其公輔設施等,各車間主要生產設施如下表所示:
序號
系統名稱
主要生產設施
1
備煤車間
煤倉、配煤室、粉碎機室、皮帶機運輸系統、煤制樣室
2
煉焦車間
煤塔、焦爐、裝煤設施、推焦設施、攔焦設施、熄焦塔、篩運焦工段(包括焦台、篩焦樓)
3
煤氣凈化車間
冷鼓工段(包括風機房、初冷器、電捕焦油器等設施);脫氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解爐等設施);粗苯工段(包括終冷器、洗苯塔、脫苯塔等設施)
4
公輔設施
廢水處理站、供配電系統、給排水系統、綜合水泵房、備煤除塵系統、篩運焦除塵系統、化驗室等設施、製冷站等
3、煉焦的重要意義
由高溫煉焦得到的焦炭可供高爐冶煉、鑄造、氣化和化工等工業部門作為燃料和原料;煉焦過程中得到的干餾煤氣經回收、精製可得到各種芳香烴和雜環混合物,供合成纖維、醫葯、染料、塗料和國防等工業做原料;經凈化後的焦爐煤氣既是高熱值燃料,也是合成氨、合成燃料和一系列有機合成工業的原料。因此,高溫煉焦不僅是煤綜合利用的重要途徑,也是冶金工業的重要組成成分。
政策性風險煤炭是我國最重要的能源之一在國民經濟運行中處於舉足輕重的地位焦化行業屬於國家重點扶持的行業。為建立大型鋼鐵循環結構,在鋼鐵的重要生產基地和煉焦煤生產基地建設並經營現代化大型焦化廠符合我國產業政策和經濟結構調整方向也是焦化工業發展的一個前景。
五、原料煤的准備
備煤車間的生產任務是給煉焦車間提供數量充足、質量合乎要求的配合煤。其工藝流程為:原料煤→受煤坑→煤場→斗槽→配煤盤→粉碎機→煤塔。
1、煤的接收與儲存
原料煤一般以汽車火車的方式從各地運輸過來,邯鋼焦化廠的原料煤主要來自邢台的康莊、官莊,峰峰和山西等地。當汽車、火車到達後,與受煤坑定位後,用螺旋卸煤機把煤卸到料倉里,當送料小車開啟料倉開口後,用皮帶把煤料運到規定位置。注意:每個料倉一次只能盛放同一種類別的煤。
為了保證焦爐的連續生產和穩定焦爐煤的質量,應根據煤質的類別用堆取料機把運來的煤卸放在煤場的各規定位置。邯鋼焦化廠的備煤車間用的氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤四種,按規定分別堆放在煤場的五個區。
2、煤原料的特性及配煤原則
①氣煤 氣煤的煤化程度比長焰煤高,煤的分子結構中側鏈多且長,含氧量高。在熱解過程中,不僅側鏈從縮合芳環上斷裂,而且側鏈本身又在氧鍵處斷裂,所以生成了較多的膠質體,但黏度小,流動性大,其熱穩定性差,容易分解。在生成半焦時,分解出大量的揮發性氣體,能夠固化的部分較少。當半焦轉化成焦炭時,收縮性大,產生了很多裂紋,大部分為縱裂紋,所以焦炭細長易碎。
在配煤中,氣煤含量多,將使焦炭塊度降低,強度低。但配以適當的氣煤,可以增加焦炭的收縮性,便於推焦,又保護了爐體,同時可以得到較多的化學產品。由於中國氣煤儲存量大,為了合理的利用煉焦煤的資源,在煉焦時應盡量多配氣煤。
②肥煤 肥煤的煤化程度比氣煤高,屬於中等變質程度的煤。從分子結構看,肥煤所含的側鏈較多,但含氧量少,隔絕空氣加熱時能產生大量的相對分子質量較大的液態產物,因此,肥煤產生的膠質體數量最多,其最大膠質體厚度可達25mm以上,並具有良好的流動性,且熱穩定性也好。肥煤膠質體生成溫度為320℃,固化溫度為460℃,處於膠質體狀態的溫度間隔為140℃。如果升溫速度為3℃/min,膠質體的存在時間可達50min,因此決定了肥煤黏結性最強,是中國煉焦煤的基礎煤種之一。由於揮發性高,半焦的熱分解和熱縮聚都比較劇烈,最終收縮量很大,所以生成焦炭的類問較多,又深又寬,且多以橫裂紋出現,故易碎成小塊,耐磨性差,高揮發性的肥煤煉出的焦炭的耐磨強度更差一些。肥煤單獨煉焦時,由於膠質體數量多,又有一定的黏結性,膨脹性較大,導致推焦困難。
在配煤中,加入肥煤後,可起到提高黏結性的作用,所以肥煤是煉焦配煤中的重要組分,並為多配入黏結性較差的煤提供了條件。
③焦煤 焦煤的變質程度比肥煤稍高,揮發性比肥煤低,分子結構中大分子側鏈比肥煤少,含氧量較低。熱分解時產生的液態產物比肥煤少,但熱穩定性更高,膠質體數量多,黏性大,固化溫度較高,半焦收縮量和收縮速度均較小,所以煉焦出的焦炭不僅耐磨強度高、焦塊大、裂紋少,而且抗碎強度也好。就結焦性而言,焦煤是最好的能煉制出高質量焦炭的煤。
配煤時,焦煤的配入量可在較寬的范圍內波動,且能獲得強度較高的焦炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的強度。
④瘦煤 瘦煤的煤化程度較高,是低揮發性的中等變質程度的黏結性煤,加熱時生成的膠質體少,黏度大。單獨煉焦時,能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高的焦炭,但焦炭的熔融性很差,焦炭的耐磨性也差。在配煤時配入瘦煤可以提高焦炭的塊度,作為煉焦配煤效果較好。
為了保證焦炭的質量,利於生產操作,配煤應遵循以下原則:
①配合煤的性質與本廠的煤料預處理工藝以及煉焦條件相適應,保證煉出的焦炭質量符合規定的技術質量指標,滿足用戶的需求。
②焦爐生產中,注意不要產生過大的膨脹壓力,在結焦末期要有足夠的收縮度,避免推焦困難和損壞爐體。
③充分利用本地區的資源,做到運輸合理,盡量縮短煤源的平均距離,便於車輛的調配,降低生產成本。
④在盡可能的情況下,適當多配一些高揮發性的煤,以增加化學產品的產率。
⑤在保證煤炭質量的前提下,應多配氣煤等弱黏結性煤,盡量少用優質焦煤,努力做到合理利用中國的煤炭資源。
3、配煤過程
當需要哪種煤時,用堆取料機通過皮帶把煤輸送到斗槽里,斗槽里的煤再次通過皮帶送向配煤盤按要求進行配煤。邯鋼焦化廠配煤比一般為:氣煤28%,焦煤45%,肥煤18%,瘦煤9%。在進行配煤時,邯鋼焦化廠採用的是利用核子秤進行衰減,通過信號的轉換傳到電腦上進行控制的。信號控制流程為:Cs-137→煤料→(衰減)電離室→(惰性氣體)電流→放大器、變送單元→稱重頻率信號、變速信號→電腦系統。
4、煤的粉碎
邯鋼焦化廠備煤車間的原料煤的精細度為70%~80%,含義為<3mm的煤料占總重量的百分數。在進入粉碎機之前,一部分達到原料煤細度的煤直接由皮帶運往煤塔,另一部分未達標的由配煤工段運來的配合煤則先經除鐵裝置將煤料中的鐵件吸凈後進入粉碎機,再由皮帶運往煤塔。在邯鋼焦化廠的配煤車間用的是可逆錘式粉碎機,在粉碎機旁還設有除塵裝置。
5、備煤車間設備簡介
螺旋卸煤機:旋轉機構、提升機構、走行機構、機架。
堆取料機:取料機構、回轉機構、變幅機構、懸臂皮帶機、尾車、走行機構。
斗槽;南斗槽供1#-4#焦爐 有8個倉庫 每個倉庫500噸;北斗槽供5#-6#焦爐,有8個倉庫 每個倉庫500噸。
配煤盤:圓盤、刮料機、加減套筒、減速機、電機。
粉碎機:轉子、錘頭。
六、煉焦
所謂高溫煉焦,就是煤在隔絕空氣加熱到950-1050℃,經過乾燥、熱解、熔融、黏結、固化、收縮等過程最終得到焦炭。
1、煉焦生產工藝流程
由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔,裝煤車按作業計劃從煤塔取煤,經計量後裝入炭化室內。煤料在炭化室內經過一個結焦周期的高溫干餾製成焦炭並產生荒煤氣。
炭化室內的焦炭成熟後,用推焦車推出,經攔焦車導入熄焦車內,並由電機車牽引熄焦車到熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,冷卻一定時間後送往篩焦工段,經篩分按級別貯存待運。
煤在炭化室干餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間,經過上升管、橋管進入集氣管。約700℃左右的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至90℃左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經過吸煤氣管送入煤氣凈化車間。
焦爐加熱用的焦爐煤氣,由外部管道架空引入。焦爐煤氣經預熱後送到焦爐地下室,通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒後的廢氣經過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道,再經蓄熱室,又格子賺把廢氣的部分顯熱回收後,經過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。
2、焦爐結構分析
焦爐結構的變化與發展主要是為了更好的解決焦餅高向與長向的加熱均勻性,節能降耗、降低投資成本,提高經濟效益。為了保證焦炭、煤氣的質量和產量,不僅需要有合適的配煤比,而且要有良好的外部條件,而合理的焦爐結構就是用來保證外部條件的手段。為此,需從焦爐結構的各個部位加以分析。邯鋼焦化廠採用的是JN43-58-Ⅱ型焦爐和JN43-80型焦爐。
現代焦爐爐體最上部是爐頂,爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室,爐體下部有蓄熱室和連接蓄熱室和燃燒室的斜道區,每個蓄熱室下部的小煙道通過交換開閉器與煙道連接。煙道設在焦爐基礎內或基礎兩側,煙道末端通向煙囪。因此焦爐由三室兩區組成,即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂區和基礎部分。因為JN43-80型焦爐是在JN43-58-Ⅱ型焦爐的基礎上,通過多年的生產實踐,進一步完善改進而來的,所以下面以JN43-58-Ⅱ型焦爐為例將焦爐的以上部分做下分析。
1)炭化室
炭化室是接受煤料並對裝爐煤料隔絕空氣進行干餾焦碳的爐室,一般由硅質耐火材料砌築而成。炭化室位於兩側燃燒室之間,頂部由3-4個加煤孔,並有1-2個導出干餾煤氣的上升管,它的兩端為內襯耐火材料的鑄鐵爐門。JN43-58-Ⅱ型焦爐的炭化室尺寸分為兩種寬度,即平均寬為407mm和450mm兩種形式,炭化室全高為4300mm,全長為14080mm,有效長為13350mm,炭化室的有效面積為21.7m3加熱水平高度為800mm。
2)燃燒室
燃燒室位於炭化室兩側,是煤氣燃燒的地方,煤氣與空氣在其中混合燃燒,產生的熱量傳給爐牆,間接加熱炭化室中煤料,對其進行高溫干餾。燃燒室一般用硅磚砌築。JN43-58-Ⅱ型焦爐燃燒室寬度為736mm和693mm(包括爐牆),爐牆為厚度為100mm的帶舌槽的硅磚砌築。燃燒室屬於雙聯火道帶廢氣循環式結構,它有28個立火道組成,相鄰火道的中心距為480mm,立火道隔牆厚度為130 mm。其中成對的隔牆上部有跨越孔,下部取消了邊火道的循環孔,防止了短路。立火道底部的兩個斜道區出口設置在燃燒室中心線的兩側,在JN43-58-Ⅱ型焦爐基礎上加大邊斜道口的斷面積,保證了兩端爐頭的供氣量。
3)蓄熱室
蓄熱室作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預熱燃燒所需的空氣和貧煤氣。JN43-58-Ⅱ型焦爐每個炭化室底部有兩個蓄熱室,一個為煤氣蓄熱室,另一個為空氣蓄熱室。它們同時和其側上放的兩個燃燒室相連。燃燒室正下方為主牆,主牆內有垂直磚煤氣道,焦爐煤氣由地下室煤氣與主管經此道送入立火道底部與空氣混合燃燒。由於主牆兩側氣流導向,中間又有磚煤氣道,壓差大容易串漏。故磚煤氣道系用內徑為50mm的管磚,管磚外用帶舌槽的異型磚交錯砌成厚為270mm的主牆。蓄熱室洞寬為321.5mm,內放17層九孔薄壁式格子磚。為使蓄熱室長向氣流均勻分布,採用擴散式箅子磚,配置不同孔徑的擴散或收縮孔型,蓄熱室隔牆均用硅磚砌築,且其內表面襯有黏土磚。
4)斜道區
連接蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區,它位於蓄熱室頂部和燃燒室底部之間,用於導入空氣和煤氣,並將其分配到每個立火道中,同時排除廢氣。燃燒室的每個立火道與其相應的斜道相連,當用焦爐煤氣加熱時,由兩個斜道送入空氣和導出廢氣,而焦爐煤氣由垂直磚煤氣道進入。當用貧煤氣加熱時,一個斜道送入煤氣,另一個斜道送入空氣,換向後兩個斜道均導出廢氣。斜道口布置調節磚,在確定斜道斷面尺寸時,一般應使斜道口阻力占上升氣流斜道總阻力的2/3-3/4;為了保持爐頭溫度,應使爐頭斜道出口斷面比中部大50%-60%;斜道口的傾斜角一般不應低於30 ,斜道斷面逐漸縮小的夾角一般小於7 等等。
5)基礎平台
基礎平台位於爐體底部,它支撐整個爐體,爐體設施和機械的質量,並把它傳到地基上。JN43-58-Ⅱ型焦爐基礎為下噴式,又底板、頂板和支柱組成,用鋼筋混凝土澆鑄而成。為了減輕溫度對基礎的影響,焦爐砌體的下部與基礎平台之間有4-6層紅磚。
6)爐頂區
JN43-58-Ⅱ型焦爐爐頂區砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、洪爐孔和拉條鉤等。爐頂的實心部分由砌爐過程中的廢耐火磚砌築,爐頂表面用耐磨性好、能抵抗雨水侵蝕的缸磚砌築。
總之,JN43-58-Ⅱ型焦爐的結構特點是:雙聯火道帶廢氣循環,焦爐煤氣下噴,兩格蓄熱室的復熱式焦爐,具有結構嚴密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、熱工效率高、磚型少、揮發性低等優點。
3、護爐機械設備
焦爐四大車有:裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。其中裝煤車是在焦爐爐頂上由煤塔取煤並往炭化室裝煤的焦爐機械,推焦車的作用是完成啟閉機械爐門、推焦、平煤等操作,攔焦車的作用是啟閉焦側爐門將炭化室推出的爐餅通過導焦槽導入熄焦車中以完成出焦操作,熄焦車的作用是用以接受炭化室推出的弘叫,並送往熄焦塔通過水噴灑而將其熄滅,然後再把焦炭卸至涼焦台上。
護爐設備是包括爐柱、保護板、縱橫拉條、彈簧、爐門框、抵抗牆及機側、焦側操作台等。主要作用是利用可調節的彈簧的勢能連續不斷的向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力,使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整性和嚴密性,並有足夠的強度從而保證焦爐的正常生產。
加熱煤氣供入設備,大型焦爐一般為復熱式,可用兩種煤氣加熱,作用是向焦爐輸送和調節加壓煤氣。
荒煤氣導出設備包括:上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、焦油盒以及相應的噴灑氨水系統。其作用為:一是將出爐荒煤氣順利導出,不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而引起冒煙冒火,但又要保持和控制炭化室在整個結焦過程中為正壓;二是將出爐荒煤氣適度冷卻,不致因溫度過高而引起設備變形,阻力聲高和鼓風、冷凝的負荷增大,但又要保持焦油和氨水良好的流動性。
4、熄焦、篩焦過程和設備
邯鋼焦化廠採用的是濕法熄焦,其熄焦系統包括熄焦塔、噴灑裝置、水泵、粉焦沉澱池及粉焦抓鉤等。熄焦過程為:熄焦車開進熄焦塔時,利用紅外線感受器,接收紅焦本身社出的紅外線而發出訊號電流,經電流放大觸發電路啟動熄焦水泵,並藉助電子定時裝置控制熄焦時間。熄焦時大約有20%的水蒸發,未蒸發的水流入粉焦沉澱池,澄清後的水流入清水池循環利用。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,停放30-40min使其水分蒸發和冷卻,個別尚未全部熄滅的紅焦,再人工用水補充熄滅。
篩焦按粒度大小將焦炭分為60-80mm、40-60mm、25-40mm、10-25mm、<10mm等級別,主要設備有輥軸篩和共振篩。一般大型焦化廠均設有焦倉和篩焦樓,將大於40mm的焦炭用輥軸篩篩出,經膠帶機送往塊焦倉。輥軸篩下的焦炭經雙層振動篩分成其他三級,分別進入倉庫。
七、煉焦化學產品的回收
1、煤氣的初冷和焦油的回收
1)荒煤氣的主要成分有凈焦爐煤氣、水蒸氣、煤焦油氣、苯族烴、氨、萘、硫化氫、其他硫化物、氰化氫等氰化物、吡啶鹽等。
回收生產工藝的組成為:焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、硫、苯族烴等化學產品,同時凈化煤氣。煤氣凈化車間由冷凝鼓風工段、HPF脫硫工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段等工段組成,其煤氣流程如下:荒煤氣→初冷器→電捕焦油器→鼓風機→預冷塔→脫硫塔→噴淋式飽和器→洗終冷塔→洗苯塔→凈煤氣。
回收煉焦化學產品具有重要的意義。煤在煉焦時,除有75%左右變成焦炭外,還有25%左右生成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣,經冷卻和用各種吸收劑處理後,可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產品,並得到凈焦爐煤氣,氨可以用於製取硫酸銨和無水氨;煤氣中所含的氫可用於製造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等,合成氨可進一步製成尿素、硝酸銨和碳酸氫銨等化肥;所含的乙烯可用於製取乙醇和三氯乙烷的原料,硫化氫是生產單斜硫和元素硫的原料,氰化氫可用於製取黃血鹽鈉或黃血鹽鉀;粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品,經精製加工後,可得到的產品有:二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等,這些產品有廣泛的用途,是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫葯、農葯、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。
來自焦爐82℃的荒煤氣,與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣夜分離器,氣夜分離後荒煤氣由上部出來,進入橫管式初冷器分兩段冷卻。上段用循環水,下段用低溫水將煤氣冷卻到21-22℃。由橫管式初冷器下部排出的煤氣,進入電捕焦油器,除掉煤氣中夾帶的焦油,再由鼓風機壓送至脫硫工段。
由氣夜分離器分離下來的焦油和氨水首先進入機械化氨水澄清槽,在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。上部的氨水流入循環氨水中間槽,再由循環氨水泵送到焦爐集氣管噴灑冷卻煤氣,剩餘氨水送至剩餘氨水槽。澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器,進一步進行焦油和焦油渣的沉降分解,焦油用焦油泵送往油庫工段焦油貯槽。機械化氨水澄清槽和焦油分離器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣車,定期送往煤場,人工摻入煉焦煤中。
進入剩餘氨水槽的剩餘氨水用剩餘氨水泵送入除焦油器,脫除焦油後自流到剩餘氨水中間槽,再用剩餘氨水中間泵送至硫銨工段剩餘蒸氨裝置,脫除的焦油自流到地下放空槽。
3)主要設備的構造及工作原理
①離心式鼓風機
離心式鼓風機由導葉輪、外殼和安裝在軸上的工作葉輪所組成。煤氣由鼓風機吸入後做高速旋轉於轉子的第一個工作葉輪中心,煤氣在離心力的作用下被甩到殼體的環形空隙中心處即產生減壓,煤氣就不斷的被吸入,離開葉輪時煤氣速度很高,當進入環形空隙中,其動壓頭一部分轉變為靜壓頭,煤氣的運動速度減小,並通過導管進入第二個葉輪,產生與第一葉輪相同的作用,煤氣的靜壓頭再次被提高。從最後一個葉輪出來的煤氣由殼體的環形空隙流入出口連接管被送入壓出管路中。
焦化廠所採用的離心式鼓風機按輸送量大小分為150m3/min、300 m3/min、750 m3/min 、1200m3/min等多種規格,產生的總壓頭為30-35kpa。
②橫管式初冷器
焦化系統生產中煤氣橫管式初冷器主要結構是包括初冷器殼體、冷卻管管束。橫管式初冷器殼體是由鋼板焊制而成的直立的長方形器體,殼體的前後兩側是初冷器的管板,管板外裝有封頭。在殼體側面上、中部有噴灑液接管,頂部為煤氣入口,底部有煤氣出口。在橫管式初冷器的操作中,除了冷卻焦爐煤氣外,在冷卻器頂部及中部噴灑冷凝液,來吸收焦爐煤氣中的萘,並沖刷掉冷卻管上沉積的萘,從而有效的提高了傳熱效率。
③電捕焦油器
電捕焦油器器體是由鋼板卷制而成的筒體與器頂封頭、器底拱形底組合而成。
電捕焦油器的電場有正電極、負電極組合而成。其正極是又鋼管製成,其鋼管固定在上下管板上,管板與電捕焦油器筒體焊接而成。電場的負極,裝在由絕緣箱垂下桿懸拉的吊架上,其吊桿吊架均有不銹鋼製成,吊桿上裝著阻力帽以阻止氣體沖擊絕緣箱。電場負極由不銹鋼製成,電暈極板下懸吊著鉛墜,以拉直電暈極,電暈極下部由不銹鋼製成的下吊架固定位置,電暈極線分別穿入電場沉澱焦油餓正極鋼管中心。
2、脫硫工段(HPF脫硫法)
煤氣→預冷器→脫硫塔→液封槽→(脫硫液)反應槽→再生塔→泡沫塔→(清夜)反應槽
鼓風機後的煤氣進入預冷塔與塔頂噴灑的循環冷卻水逆向接觸,被冷至30℃,預冷後的煤氣進入脫硫塔,與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫(同時吸收煤氣中的氨,以補充脫硫液中的鹼源)。脫硫後煤氣被送入硫銨工段。
吸收了H2S、HCN的脫硫液自流至反應槽,然後用脫硫液泵送入再生塔,同時自再生塔底部通入壓縮空氣,使溶液在塔內得到氧化再生。再生後的溶液從塔頂經液位調節器自流回脫硫塔循環使用。
浮於再生塔頂部的硫磺泡沫,利用液位差自流入泡沫槽,硫泡沫經泡沫泵送入熔硫釜中,用中壓整齊熔硫,清夜流入反應槽,硫磺裝袋外銷。
為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果,排出少量廢液送往配煤。
3、硫銨工段(噴淋式飽和器生產硫銨)
由脫硫及硫回收工段送來的煤氣經預熱器進入噴淋式硫銨飽和器上段的噴淋室,在此煤氣與循環母液充分接觸,使其中氨被母液吸收,然後經硫銨飽和器內的除酸器分離酸霧後送至洗脫苯工段。
在飽和器下部的母液,用母液循環泵連續抽出送至上段進行噴灑,吸收煤氣中的氨,並循環攪動母液以改善硫銨的結晶過程。飽和器母液中不斷有硫銨結晶生成,用結晶泵將其連同一部分母液送入結晶槽沉降,排放到離心機進行離心分離,濾除母液,得到結晶硫銨。離心分離出來的母液與結晶槽溢流出來的母液一同自流回飽和器。從離心機卸出來的硫銨潔凈,由螺旋輸送機送至沸騰乾燥器。沸騰乾燥器所需要的熱空氣是由送風機將空氣送入熱風器經蒸汽加熱後進行沸騰乾燥,乾燥後的硫銨進入硫銨儲槽,然後由包裝磅秤稱量、包裝送入硫銨倉庫。
4、終冷洗苯工段
自硫銨工段來的煤氣,進入終冷塔分二段用循環冷卻水與煤氣逆向接觸冷卻煤氣,將煤氣冷到一定溫度送至洗苯塔。同時,在終冷塔上段加入一定鹼液,進一步脫除煤氣中的H2S。下段排出的冷凝液送至氰污水處理工段,上段排出的含鹼冷凝液送至硫銨工段蒸氨塔頂。
從終冷塔出來的煤氣進入洗苯塔,經貧油洗滌脫除煤氣中的粗苯後送往各煤氣用戶。由粗苯蒸餾工段送來的貧油從洗苯塔的頂部噴灑,與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯,塔底富油經富油泵送至粗苯蒸餾工段脫苯後循環使用。
5、粗苯蒸餾工段
從終冷洗苯裝置送來的富油進入富油槽,然後用富油泵依次送經油汽換熱器、貧富油換熱器,再經管式爐加熱後進入脫苯塔,在此用再生器來的直接蒸汽進行汽提和蒸餾。塔頂逸出的粗苯蒸汽經油汽換熱器、粗苯冷凝冷卻器後,進入油水分離器。分出的粗苯進入粗苯迴流槽,部分用粗苯迴流泵送至塔頂作為迴流液,其餘進入粗苯中間槽,再用粗苯產品泵送至油庫。
洗煤廠工藝流程
煤炭加工、矸石處理、材料和設備輸送等構成了礦井地面系統。其中地面煤炭加工系統由受煤、篩分、破碎、選美、儲存、裝車等主要環節構成。是礦井地面生產的主體。
受煤是在井口附近設有一定容量的煤倉,接受井下提升到地面的煤炭,保證井口上下均衡連續生產。
篩分
用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒極的作業叫篩分。曬分所用的機器叫篩分機或者篩子。
在選煤廠中,篩分作業廣泛地用於原煤准備和處理上。按照篩分方式不同,分為干法篩分和濕法篩分。
破碎
把大塊物料粉碎成小顆粒的過程叫做破碎。用於破碎的機器叫做破碎機。在選煤廠中破碎作業主要有以下要求:
1)適應入選顆粒的要求;精選機械所能處理的煤炭顆粒有一定的范圍度,超過這個范圍的大塊要經過破碎才能洗選。
2)有些煤快是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤,為了從中選出精煤,需要破碎成更小的顆粒,使煤和矸煤分離
3)滿足用戶的顆粒要求,把選後的產品或煤快粉碎到一定的粒度
物料粉碎主要用機械方法,有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨碎等幾種主要方式。
選煤
是利用與其它物質的不同物理、物理-化學性質,在選煤廠內用機械方法去處混在原煤中的雜質,把它分成不同質量、規格的產品,以適應不同有戶的需求。
按照選煤廠的位置與煤礦的關選煤廠可以分為:礦井選煤廠、群礦選煤廠、中心選煤廠和用戶選煤廠;我國現有的洗煤廠大多是礦井洗煤廠。現代化的洗煤廠是一個由許多作業組成的連續機械加工過程。
跳汰選煤
在垂直脈動的介質中按顆粒密度差別進行選煤過程。跳汰選煤的介質是水或空氣,個別的也用懸浮液。選煤中以水力跳汰的最多。
跳汰機是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤等產品設備。
重介選煤
在密度大於1g/cm的介質中,按顆粒密度的的大小差異進行選煤,叫做重介質選煤或重介選煤。選煤所用的重介質有重液和重選浮液兩類。重介選煤的主要優點是分選效率高與其它選煤方法;入選力度范圍寬,分選機入料粒為1000-6mm,漩流器為80-0.15mm生產控制易於自動化。重介選煤的缺點是生產工藝復雜,生產費用高,設備磨損快,維修量大。
重介選煤一般都分級入選。分選塊煤一般在重力作用下用重介質分選機進行;分選沫煤在離心力作用下用重介質漩流器進行。
存儲
儲煤倉:為調節產、運、銷之間產生的不平衡,保證礦井和運輸部門正常和均衡生產而設定的有一定容量的煤倉,接受生產成品煤炭,保證能順利出廠,進入最後的裝車階段。
裝車:包括裝車(船)、吊車和計量。
⑻ 焦化廠和洗煤廠的設備與工藝流程,
焦化廠工藝流程
焦化廠的生產工藝
焦化廠有9個生產車間,分別為備煤車間、一號煉焦車間、二號煉焦車間、運焦車間、一回收車間、二回收車間、熱力車間、維修車間和精製車間。焦化廠主要生產車間:備煤車間、煉焦車間、煤氣凈化車間及其公輔設施等,各車間主要生產設施如下表所示:
序號
系統名稱
主要生產設施
1
備煤車間
煤倉、配煤室、粉碎機室、皮帶機運輸系統、煤制樣室
2
煉焦車間
煤塔、焦爐、裝煤設施、推焦設施、攔焦設施、熄焦塔、篩運焦工段(包括焦台、篩焦樓)
3
煤氣凈化車間
冷鼓工段(包括風機房、初冷器、電捕焦油器等設施);脫氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解爐等設施);粗苯工段(包括終冷器、洗苯塔、脫苯塔等設施)
4
公輔設施
廢水處理站、供配電系統、給排水系統、綜合水泵房、備煤除塵系統、篩運焦除塵系統、化驗室等設施、製冷站等
3、煉焦的重要意義
由高溫煉焦得到的焦炭可供高爐冶煉、鑄造、氣化和化工等工業部門作為燃料和原料;煉焦過程中得到的干餾煤氣經回收、精製可得到各種芳香烴和雜環混合物,供合成纖維、醫葯、染料、塗料和國防等工業做原料;經凈化後的焦爐煤氣既是高熱值燃料,也是合成氨、合成燃料和一系列有機合成工業的原料。因此,高溫煉焦不僅是煤綜合利用的重要途徑,也是冶金工業的重要組成成分。
政策性風險煤炭是我國最重要的能源之一在國民經濟運行中處於舉足輕重的地位焦化行業屬於國家重點扶持的行業。為建立大型鋼鐵循環結構,在鋼鐵的重要生產基地和煉焦煤生產基地建設並經營現代化大型焦化廠符合我國產業政策和經濟結構調整方向也是焦化工業發展的一個前景。
五、原料煤的准備
備煤車間的生產任務是給煉焦車間提供數量充足、質量合乎要求的配合煤。其工藝流程為:原料煤→受煤坑→煤場→斗槽→配煤盤→粉碎機→煤塔。
1、煤的接收與儲存
原料煤一般以汽車火車的方式從各地運輸過來,邯鋼焦化廠的原料煤主要來自邢台的康莊、官莊,峰峰和山西等地。當汽車、火車到達後,與受煤坑定位後,用螺旋卸煤機把煤卸到料倉里,當送料小車開啟料倉開口後,用皮帶把煤料運到規定位置。注意:每個料倉一次只能盛放同一種類別的煤。
為了保證焦爐的連續生產和穩定焦爐煤的質量,應根據煤質的類別用堆取料機把運來的煤卸放在煤場的各規定位置。邯鋼焦化廠的備煤車間用的氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤四種,按規定分別堆放在煤場的五個區。
2、煤原料的特性及配煤原則
①氣煤 氣煤的煤化程度比長焰煤高,煤的分子結構中側鏈多且長,含氧量高。在熱解過程中,不僅側鏈從縮合芳環上斷裂,而且側鏈本身又在氧鍵處斷裂,所以生成了較多的膠質體,但黏度小,流動性大,其熱穩定性差,容易分解。在生成半焦時,分解出大量的揮發性氣體,能夠固化的部分較少。當半焦轉化成焦炭時,收縮性大,產生了很多裂紋,大部分為縱裂紋,所以焦炭細長易碎。
在配煤中,氣煤含量多,將使焦炭塊度降低,強度低。但配以適當的氣煤,可以增加焦炭的收縮性,便於推焦,又保護了爐體,同時可以得到較多的化學產品。由於中國氣煤儲存量大,為了合理的利用煉焦煤的資源,在煉焦時應盡量多配氣煤。
②肥煤 肥煤的煤化程度比氣煤高,屬於中等變質程度的煤。從分子結構看,肥煤所含的側鏈較多,但含氧量少,隔絕空氣加熱時能產生大量的相對分子質量較大的液態產物,因此,肥煤產生的膠質體數量最多,其最大膠質體厚度可達25mm以上,並具有良好的流動性,且熱穩定性也好。肥煤膠質體生成溫度為320℃,固化溫度為460℃,處於膠質體狀態的溫度間隔為140℃。如果升溫速度為3℃/min,膠質體的存在時間可達50min,因此決定了肥煤黏結性最強,是中國煉焦煤的基礎煤種之一。由於揮發性高,半焦的熱分解和熱縮聚都比較劇烈,最終收縮量很大,所以生成焦炭的類問較多,又深又寬,且多以橫裂紋出現,故易碎成小塊,耐磨性差,高揮發性的肥煤煉出的焦炭的耐磨強度更差一些。肥煤單獨煉焦時,由於膠質體數量多,又有一定的黏結性,膨脹性較大,導致推焦困難。
在配煤中,加入肥煤後,可起到提高黏結性的作用,所以肥煤是煉焦配煤中的重要組分,並為多配入黏結性較差的煤提供了條件。
③焦煤 焦煤的變質程度比肥煤稍高,揮發性比肥煤低,分子結構中大分子側鏈比肥煤少,含氧量較低。熱分解時產生的液態產物比肥煤少,但熱穩定性更高,膠質體數量多,黏性大,固化溫度較高,半焦收縮量和收縮速度均較小,所以煉焦出的焦炭不僅耐磨強度高、焦塊大、裂紋少,而且抗碎強度也好。就結焦性而言,焦煤是最好的能煉制出高質量焦炭的煤。
配煤時,焦煤的配入量可在較寬的范圍內波動,且能獲得強度較高的焦炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的強度。
④瘦煤 瘦煤的煤化程度較高,是低揮發性的中等變質程度的黏結性煤,加熱時生成的膠質體少,黏度大。單獨煉焦時,能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高的焦炭,但焦炭的熔融性很差,焦炭的耐磨性也差。在配煤時配入瘦煤可以提高焦炭的塊度,作為煉焦配煤效果較好。
為了保證焦炭的質量,利於生產操作,配煤應遵循以下原則:
①配合煤的性質與本廠的煤料預處理工藝以及煉焦條件相適應,保證煉出的焦炭質量符合規定的技術質量指標,滿足用戶的需求。
②焦爐生產中,注意不要產生過大的膨脹壓力,在結焦末期要有足夠的收縮度,避免推焦困難和損壞爐體。
③充分利用本地區的資源,做到運輸合理,盡量縮短煤源的平均距離,便於車輛的調配,降低生產成本。
④在盡可能的情況下,適當多配一些高揮發性的煤,以增加化學產品的產率。
⑤在保證煤炭質量的前提下,應多配氣煤等弱黏結性煤,盡量少用優質焦煤,努力做到合理利用中國的煤炭資源。
3、配煤過程
當需要哪種煤時,用堆取料機通過皮帶把煤輸送到斗槽里,斗槽里的煤再次通過皮帶送向配煤盤按要求進行配煤。邯鋼焦化廠配煤比一般為:氣煤28%,焦煤45%,肥煤18%,瘦煤9%。在進行配煤時,邯鋼焦化廠採用的是利用核子秤進行衰減,通過信號的轉換傳到電腦上進行控制的。信號控制流程為:Cs-137→煤料→(衰減)電離室→(惰性氣體)電流→放大器、變送單元→稱重頻率信號、變速信號→電腦系統。
4、煤的粉碎
邯鋼焦化廠備煤車間的原料煤的精細度為70%~80%,含義為<3mm的煤料占總重量的百分數。在進入粉碎機之前,一部分達到原料煤細度的煤直接由皮帶運往煤塔,另一部分未達標的由配煤工段運來的配合煤則先經除鐵裝置將煤料中的鐵件吸凈後進入粉碎機,再由皮帶運往煤塔。在邯鋼焦化廠的配煤車間用的是可逆錘式粉碎機,在粉碎機旁還設有除塵裝置。
5、備煤車間設備簡介
螺旋卸煤機:旋轉機構、提升機構、走行機構、機架。
堆取料機:取料機構、回轉機構、變幅機構、懸臂皮帶機、尾車、走行機構。
斗槽;南斗槽供1#-4#焦爐 有8個倉庫 每個倉庫500噸;北斗槽供5#-6#焦爐,有8個倉庫 每個倉庫500噸。
配煤盤:圓盤、刮料機、加減套筒、減速機、電機。
粉碎機:轉子、錘頭。
六、煉焦
所謂高溫煉焦,就是煤在隔絕空氣加熱到950-1050℃,經過乾燥、熱解、熔融、黏結、固化、收縮等過程最終得到焦炭。
1、煉焦生產工藝流程
由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔,裝煤車按作業計劃從煤塔取煤,經計量後裝入炭化室內。煤料在炭化室內經過一個結焦周期的高溫干餾製成焦炭並產生荒煤氣。
炭化室內的焦炭成熟後,用推焦車推出,經攔焦車導入熄焦車內,並由電機車牽引熄焦車到熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,冷卻一定時間後送往篩焦工段,經篩分按級別貯存待運。
煤在炭化室干餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間,經過上升管、橋管進入集氣管。約700℃左右的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至90℃左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經過吸煤氣管送入煤氣凈化車間。
焦爐加熱用的焦爐煤氣,由外部管道架空引入。焦爐煤氣經預熱後送到焦爐地下室,通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒後的廢氣經過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道,再經蓄熱室,又格子賺把廢氣的部分顯熱回收後,經過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣。
2、焦爐結構分析
焦爐結構的變化與發展主要是為了更好的解決焦餅高向與長向的加熱均勻性,節能降耗、降低投資成本,提高經濟效益。為了保證焦炭、煤氣的質量和產量,不僅需要有合適的配煤比,而且要有良好的外部條件,而合理的焦爐結構就是用來保證外部條件的手段。為此,需從焦爐結構的各個部位加以分析。邯鋼焦化廠採用的是JN43-58-Ⅱ型焦爐和JN43-80型焦爐。
現代焦爐爐體最上部是爐頂,爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室,爐體下部有蓄熱室和連接蓄熱室和燃燒室的斜道區,每個蓄熱室下部的小煙道通過交換開閉器與煙道連接。煙道設在焦爐基礎內或基礎兩側,煙道末端通向煙囪。因此焦爐由三室兩區組成,即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂區和基礎部分。因為JN43-80型焦爐是在JN43-58-Ⅱ型焦爐的基礎上,通過多年的生產實踐,進一步完善改進而來的,所以下面以JN43-58-Ⅱ型焦爐為例將焦爐的以上部分做下分析。
1)炭化室
炭化室是接受煤料並對裝爐煤料隔絕空氣進行干餾焦碳的爐室,一般由硅質耐火材料砌築而成。炭化室位於兩側燃燒室之間,頂部由3-4個加煤孔,並有1-2個導出干餾煤氣的上升管,它的兩端為內襯耐火材料的鑄鐵爐門。JN43-58-Ⅱ型焦爐的炭化室尺寸分為兩種寬度,即平均寬為407mm和450mm兩種形式,炭化室全高為4300mm,全長為14080mm,有效長為13350mm,炭化室的有效面積為21.7m3加熱水平高度為800mm。
2)燃燒室
燃燒室位於炭化室兩側,是煤氣燃燒的地方,煤氣與空氣在其中混合燃燒,產生的熱量傳給爐牆,間接加熱炭化室中煤料,對其進行高溫干餾。燃燒室一般用硅磚砌築。JN43-58-Ⅱ型焦爐燃燒室寬度為736mm和693mm(包括爐牆),爐牆為厚度為100mm的帶舌槽的硅磚砌築。燃燒室屬於雙聯火道帶廢氣循環式結構,它有28個立火道組成,相鄰火道的中心距為480mm,立火道隔牆厚度為130 mm。其中成對的隔牆上部有跨越孔,下部取消了邊火道的循環孔,防止了短路。立火道底部的兩個斜道區出口設置在燃燒室中心線的兩側,在JN43-58-Ⅱ型焦爐基礎上加大邊斜道口的斷面積,保證了兩端爐頭的供氣量。
3)蓄熱室
蓄熱室作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預熱燃燒所需的空氣和貧煤氣。JN43-58-Ⅱ型焦爐每個炭化室底部有兩個蓄熱室,一個為煤氣蓄熱室,另一個為空氣蓄熱室。它們同時和其側上放的兩個燃燒室相連。燃燒室正下方為主牆,主牆內有垂直磚煤氣道,焦爐煤氣由地下室煤氣與主管經此道送入立火道底部與空氣混合燃燒。由於主牆兩側氣流導向,中間又有磚煤氣道,壓差大容易串漏。故磚煤氣道系用內徑為50mm的管磚,管磚外用帶舌槽的異型磚交錯砌成厚為270mm的主牆。蓄熱室洞寬為321.5mm,內放17層九孔薄壁式格子磚。為使蓄熱室長向氣流均勻分布,採用擴散式箅子磚,配置不同孔徑的擴散或收縮孔型,蓄熱室隔牆均用硅磚砌築,且其內表面襯有黏土磚。
4)斜道區
連接蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區,它位於蓄熱室頂部和燃燒室底部之間,用於導入空氣和煤氣,並將其分配到每個立火道中,同時排除廢氣。燃燒室的每個立火道與其相應的斜道相連,當用焦爐煤氣加熱時,由兩個斜道送入空氣和導出廢氣,而焦爐煤氣由垂直磚煤氣道進入。當用貧煤氣加熱時,一個斜道送入煤氣,另一個斜道送入空氣,換向後兩個斜道均導出廢氣。斜道口布置調節磚,在確定斜道斷面尺寸時,一般應使斜道口阻力占上升氣流斜道總阻力的2/3-3/4;為了保持爐頭溫度,應使爐頭斜道出口斷面比中部大50%-60%;斜道口的傾斜角一般不應低於30 ,斜道斷面逐漸縮小的夾角一般小於7 等等。
5)基礎平台
基礎平台位於爐體底部,它支撐整個爐體,爐體設施和機械的質量,並把它傳到地基上。JN43-58-Ⅱ型焦爐基礎為下噴式,又底板、頂板和支柱組成,用鋼筋混凝土澆鑄而成。為了減輕溫度對基礎的影響,焦爐砌體的下部與基礎平台之間有4-6層紅磚。
6)爐頂區
JN43-58-Ⅱ型焦爐爐頂區砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、洪爐孔和拉條鉤等。爐頂的實心部分由砌爐過程中的廢耐火磚砌築,爐頂表面用耐磨性好、能抵抗雨水侵蝕的缸磚砌築。
總之,JN43-58-Ⅱ型焦爐的結構特點是:雙聯火道帶廢氣循環,焦爐煤氣下噴,兩格蓄熱室的復熱式焦爐,具有結構嚴密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、熱工效率高、磚型少、揮發性低等優點。
3、護爐機械設備
焦爐四大車有:裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。其中裝煤車是在焦爐爐頂上由煤塔取煤並往炭化室裝煤的焦爐機械,推焦車的作用是完成啟閉機械爐門、推焦、平煤等操作,攔焦車的作用是啟閉焦側爐門將炭化室推出的爐餅通過導焦槽導入熄焦車中以完成出焦操作,熄焦車的作用是用以接受炭化室推出的弘叫,並送往熄焦塔通過水噴灑而將其熄滅,然後再把焦炭卸至涼焦台上。
護爐設備是包括爐柱、保護板、縱橫拉條、彈簧、爐門框、抵抗牆及機側、焦側操作台等。主要作用是利用可調節的彈簧的勢能連續不斷的向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力,使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整性和嚴密性,並有足夠的強度從而保證焦爐的正常生產。
加熱煤氣供入設備,大型焦爐一般為復熱式,可用兩種煤氣加熱,作用是向焦爐輸送和調節加壓煤氣。
荒煤氣導出設備包括:上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、焦油盒以及相應的噴灑氨水系統。其作用為:一是將出爐荒煤氣順利導出,不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而引起冒煙冒火,但又要保持和控制炭化室在整個結焦過程中為正壓;二是將出爐荒煤氣適度冷卻,不致因溫度過高而引起設備變形,阻力聲高和鼓風、冷凝的負荷增大,但又要保持焦油和氨水良好的流動性。
4、熄焦、篩焦過程和設備
邯鋼焦化廠採用的是濕法熄焦,其熄焦系統包括熄焦塔、噴灑裝置、水泵、粉焦沉澱池及粉焦抓鉤等。熄焦過程為:熄焦車開進熄焦塔時,利用紅外線感受器,接收紅焦本身社出的紅外線而發出訊號電流,經電流放大觸發電路啟動熄焦水泵,並藉助電子定時裝置控制熄焦時間。熄焦時大約有20%的水蒸發,未蒸發的水流入粉焦沉澱池,澄清後的水流入清水池循環利用。熄焦後的焦炭卸至涼焦台上,停放30-40min使其水分蒸發和冷卻,個別尚未全部熄滅的紅焦,再人工用水補充熄滅。
篩焦按粒度大小將焦炭分為60-80mm、40-60mm、25-40mm、10-25mm、<10mm等級別,主要設備有輥軸篩和共振篩。一般大型焦化廠均設有焦倉和篩焦樓,將大於40mm的焦炭用輥軸篩篩出,經膠帶機送往塊焦倉。輥軸篩下的焦炭經雙層振動篩分成其他三級,分別進入倉庫。
七、煉焦化學產品的回收
1、煤氣的初冷和焦油的回收
1)荒煤氣的主要成分有凈焦爐煤氣、水蒸氣、煤焦油氣、苯族烴、氨、萘、硫化氫、其他硫化物、氰化氫等氰化物、吡啶鹽等。
回收生產工藝的組成為:焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、硫、苯族烴等化學產品,同時凈化煤氣。煤氣凈化車間由冷凝鼓風工段、HPF脫硫工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段等工段組成,其煤氣流程如下:荒煤氣→初冷器→電捕焦油器→鼓風機→預冷塔→脫硫塔→噴淋式飽和器→洗終冷塔→洗苯塔→凈煤氣。
回收煉焦化學產品具有重要的意義。煤在煉焦時,除有75%左右變成焦炭外,還有25%左右生成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣,經冷卻和用各種吸收劑處理後,可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產品,並得到凈焦爐煤氣,氨可以用於製取硫酸銨和無水氨;煤氣中所含的氫可用於製造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等,合成氨可進一步製成尿素、硝酸銨和碳酸氫銨等化肥;所含的乙烯可用於製取乙醇和三氯乙烷的原料,硫化氫是生產單斜硫和元素硫的原料,氰化氫可用於製取黃血鹽鈉或黃血鹽鉀;粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品,經精製加工後,可得到的產品有:二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等,這些產品有廣泛的用途,是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫葯、農葯、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。
來自焦爐82℃的荒煤氣,與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣夜分離器,氣夜分離後荒煤氣由上部出來,進入橫管式初冷器分兩段冷卻。上段用循環水,下段用低溫水將煤氣冷卻到21-22℃。由橫管式初冷器下部排出的煤氣,進入電捕焦油器,除掉煤氣中夾帶的焦油,再由鼓風機壓送至脫硫工段。
由氣夜分離器分離下來的焦油和氨水首先進入機械化氨水澄清槽,在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。上部的氨水流入循環氨水中間槽,再由循環氨水泵送到焦爐集氣管噴灑冷卻煤氣,剩餘氨水送至剩餘氨水槽。澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器,進一步進行焦油和焦油渣的沉降分解,焦油用焦油泵送往油庫工段焦油貯槽。機械化氨水澄清槽和焦油分離器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣車,定期送往煤場,人工摻入煉焦煤中。
進入剩餘氨水槽的剩餘氨水用剩餘氨水泵送入除焦油器,脫除焦油後自流到剩餘氨水中間槽,再用剩餘氨水中間泵送至硫銨工段剩餘蒸氨裝置,脫除的焦油自流到地下放空槽。
3)主要設備的構造及工作原理
①離心式鼓風機
離心式鼓風機由導葉輪、外殼和安裝在軸上的工作葉輪所組成。煤氣由鼓風機吸入後做高速旋轉於轉子的第一個工作葉輪中心,煤氣在離心力的作用下被甩到殼體的環形空隙中心處即產生減壓,煤氣就不斷的被吸入,離開葉輪時煤氣速度很高,當進入環形空隙中,其動壓頭一部分轉變為靜壓頭,煤氣的運動速度減小,並通過導管進入第二個葉輪,產生與第一葉輪相同的作用,煤氣的靜壓頭再次被提高。從最後一個葉輪出來的煤氣由殼體的環形空隙流入出口連接管被送入壓出管路中。
焦化廠所採用的離心式鼓風機按輸送量大小分為150m3/min、300 m3/min、750 m3/min 、1200m3/min等多種規格,產生的總壓頭為30-35kpa。
②橫管式初冷器
焦化系統生產中煤氣橫管式初冷器主要結構是包括初冷器殼體、冷卻管管束。橫管式初冷器殼體是由鋼板焊制而成的直立的長方形器體,殼體的前後兩側是初冷器的管板,管板外裝有封頭。在殼體側面上、中部有噴灑液接管,頂部為煤氣入口,底部有煤氣出口。在橫管式初冷器的操作中,除了冷卻焦爐煤氣外,在冷卻器頂部及中部噴灑冷凝液,來吸收焦爐煤氣中的萘,並沖刷掉冷卻管上沉積的萘,從而有效的提高了傳熱效率。
③電捕焦油器
電捕焦油器器體是由鋼板卷制而成的筒體與器頂封頭、器底拱形底組合而成。
電捕焦油器的電場有正電極、負電極組合而成。其正極是又鋼管製成,其鋼管固定在上下管板上,管板與電捕焦油器筒體焊接而成。電場的負極,裝在由絕緣箱垂下桿懸拉的吊架上,其吊桿吊架均有不銹鋼製成,吊桿上裝著阻力帽以阻止氣體沖擊絕緣箱。電場負極由不銹鋼製成,電暈極板下懸吊著鉛墜,以拉直電暈極,電暈極下部由不銹鋼製成的下吊架固定位置,電暈極線分別穿入電場沉澱焦油餓正極鋼管中心。
2、脫硫工段(HPF脫硫法)
煤氣→預冷器→脫硫塔→液封槽→(脫硫液)反應槽→再生塔→泡沫塔→(清夜)反應槽
鼓風機後的煤氣進入預冷塔與塔頂噴灑的循環冷卻水逆向接觸,被冷至30℃,預冷後的煤氣進入脫硫塔,與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸以吸收煤氣中的硫化氫(同時吸收煤氣中的氨,以補充脫硫液中的鹼源)。脫硫後煤氣被送入硫銨工段。
吸收了H2S、HCN的脫硫液自流至反應槽,然後用脫硫液泵送入再生塔,同時自再生塔底部通入壓縮空氣,使溶液在塔內得到氧化再生。再生後的溶液從塔頂經液位調節器自流回脫硫塔循環使用。
浮於再生塔頂部的硫磺泡沫,利用液位差自流入泡沫槽,硫泡沫經泡沫泵送入熔硫釜中,用中壓整齊熔硫,清夜流入反應槽,硫磺裝袋外銷。
為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果,排出少量廢液送往配煤。
3、硫銨工段(噴淋式飽和器生產硫銨)
由脫硫及硫回收工段送來的煤氣經預熱器進入噴淋式硫銨飽和器上段的噴淋室,在此煤氣與循環母液充分接觸,使其中氨被母液吸收,然後經硫銨飽和器內的除酸器分離酸霧後送至洗脫苯工段。
在飽和器下部的母液,用母液循環泵連續抽出送至上段進行噴灑,吸收煤氣中的氨,並循環攪動母液以改善硫銨的結晶過程。飽和器母液中不斷有硫銨結晶生成,用結晶泵將其連同一部分母液送入結晶槽沉降,排放到離心機進行離心分離,濾除母液,得到結晶硫銨。離心分離出來的母液與結晶槽溢流出來的母液一同自流回飽和器。從離心機卸出來的硫銨潔凈,由螺旋輸送機送至沸騰乾燥器。沸騰乾燥器所需要的熱空氣是由送風機將空氣送入熱風器經蒸汽加熱後進行沸騰乾燥,乾燥後的硫銨進入硫銨儲槽,然後由包裝磅秤稱量、包裝送入硫銨倉庫。
4、終冷洗苯工段
自硫銨工段來的煤氣,進入終冷塔分二段用循環冷卻水與煤氣逆向接觸冷卻煤氣,將煤氣冷到一定溫度送至洗苯塔。同時,在終冷塔上段加入一定鹼液,進一步脫除煤氣中的H2S。下段排出的冷凝液送至氰污水處理工段,上段排出的含鹼冷凝液送至硫銨工段蒸氨塔頂。
從終冷塔出來的煤氣進入洗苯塔,經貧油洗滌脫除煤氣中的粗苯後送往各煤氣用戶。由粗苯蒸餾工段送來的貧油從洗苯塔的頂部噴灑,與煤氣逆向接觸吸收煤氣中的苯,塔底富油經富油泵送至粗苯蒸餾工段脫苯後循環使用。
5、粗苯蒸餾工段
從終冷洗苯裝置送來的富油進入富油槽,然後用富油泵依次送經油汽換熱器、貧富油換熱器,再經管式爐加熱後進入脫苯塔,在此用再生器來的直接蒸汽進行汽提和蒸餾。塔頂逸出的粗苯蒸汽經油汽換熱器、粗苯冷凝冷卻器後,進入油水分離器。分出的粗苯進入粗苯迴流槽,部分用粗苯迴流泵送至塔頂作為迴流液,其餘進入粗苯中間槽,再用粗苯產品泵送至油庫。
洗煤廠工藝流程
煤炭加工、矸石處理、材料和設備輸送等構成了礦井地面系統。其中地面煤炭加工系統由受煤、篩分、破碎、選美、儲存、裝車等主要環節構成。是礦井地面生產的主體。
受煤是在井口附近設有一定容量的煤倉,接受井下提升到地面的煤炭,保證井口上下均衡連續生產。
篩分
用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒極的作業叫篩分。曬分所用的機器叫篩分機或者篩子。
在選煤廠中,篩分作業廣泛地用於原煤准備和處理上。按照篩分方式不同,分為干法篩分和濕法篩分。
破碎
把大塊物料粉碎成小顆粒的過程叫做破碎。用於破碎的機器叫做破碎機。在選煤廠中破碎作業主要有以下要求:
1)適應入選顆粒的要求;精選機械所能處理的煤炭顆粒有一定的范圍度,超過這個范圍的大塊要經過破碎才能洗選。
2)有些煤快是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤,為了從中選出精煤,需要破碎成更小的顆粒,使煤和矸煤分離
3)滿足用戶的顆粒要求,把選後的產品或煤快粉碎到一定的粒度
物料粉碎主要用機械方法,有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨碎等幾種主要方式。
選煤
是利用與其它物質的不同物理、物理-化學性質,在選煤廠內用機械方法去處混在原煤中的雜質,把它分成不同質量、規格的產品,以適應不同有戶的需求。
按照選煤廠的位置與煤礦的關選煤廠可以分為:礦井選煤廠、群礦選煤廠、中心選煤廠和用戶選煤廠;我國現有的洗煤廠大多是礦井洗煤廠。現代化的洗煤廠是一個由許多作業組成的連續機械加工過程。
跳汰選煤
在垂直脈動的介質中按顆粒密度差別進行選煤過程。跳汰選煤的介質是水或空氣,個別的也用懸浮液。選煤中以水力跳汰的最多。
跳汰機是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤等產品設備。
重介選煤
在密度大於1g/cm的介質中,按顆粒密度的的大小差異進行選煤,叫做重介質選煤或重介選煤。選煤所用的重介質有重液和重選浮液兩類。重介選煤的主要優點是分選效率高與其它選煤方法;入選力度范圍寬,分選機入料粒為1000-6mm,漩流器為80-0.15mm生產控制易於自動化。重介選煤的缺點是生產工藝復雜,生產費用高,設備磨損快,維修量大。
重介選煤一般都分級入選。分選塊煤一般在重力作用下用重介質分選機進行;分選沫煤在離心力作用下用重介質漩流器進行。
存儲
儲煤倉:為調節產、運、銷之間產生的不平衡,保證礦井和運輸部門正常和均衡生產而設定的有一定容量的煤倉,接受生產成品煤炭,保證能順利出廠,進入最後的裝車階段。
裝車:包括裝車(船)、吊車和計量。
⑼ 焦爐的內部構造及焦爐煤氣、高爐煤氣的行程如何
這個問題回答起來有點繁瑣,簡單的說吧,現代焦爐主要由地下室、煙道、蓄熱室、斜道、燃燒室、炭化室、爐頂區構成。
小煙道是和通過廢氣開閉器相連到一起的,廢氣開閉器坐在分煙道的上方。小煙道的上方是一層箅子磚,在箅子磚上擺放了幾十層的格子磚,構成了蓄熱室,而蓄熱室是通過斜道與燃燒室相連的。燃燒室與炭化室是相互間開的。
焦爐煤氣一般來說是下噴式,焦爐煤氣從化產車間凈化後回到焦爐,經過煤氣預熱器預熱到50度左右,從焦爐地下室主管經過各支管到橫管,然後通過下噴管,經煤氣磚直接到燃燒室,從燈頭磚出來與從兩側廢氣開閉器進入的空氣匯合,燃燒產生的廢氣通過立火道跨越孔進入另一立火道,從另一立火道的斜道口下去,提供熱量給下降氣流的蓄熱室,再經小煙道、廢氣盤、分煙道到煙囪排入大氣。
高爐煤氣一般是側入式,從鋼廠過來的高爐煤氣管道,進焦爐機焦側分管,經過各支管接入廢氣開閉器,高爐煤氣經過上升氣流的蓄熱室,此時下降氣流的廢氣正好可以把熱量傳遞給新進入的高爐煤氣,高爐煤氣通過蓄熱室格子磚的預熱後經過斜道進入立火道,與從另一斜道口出來的空氣匯合燃燒,產生的廢氣行程同焦爐煤氣產生的廢氣一樣。
⑽ 煉焦爐的煉焦爐的構造
現代煉焦爐由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂、基礎、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置,用耐火材料(硅磚)隔開。每個燃燒室有20~30個立火道。來自蓄熱室的經過預熱的煤氣(高熱值煤氣不預熱)和空氣在立火道底部相遇燃燒,從側面向炭化室提供熱量。蓄熱室位於焦爐的下部,利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂,其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室,用以裝入煤料和導出煤料干餾時產生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道,供測溫、檢查火焰之用,根據檢測結果,調節溫度和壓力。整座焦爐砌築在堅固平整的混凝土基礎上,每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接,煙道設在基礎內或基礎兩側,一端與煙囪連接。 煉焦爐烘爐階段由於硅磚的膨脹是非線性的,上下部位膨脹速度不一,有被拉成階梯裂紋的可能。正常生產過程中,由於炭化室的周期性裝煤和出焦,爐溫波動很大,砌體也會產生一定程度的脹縮變化。再加各種機械設備對砌體的撞擊,均可能導致砌體變形和開裂。因此要利用可調節的彈簧勢能,通過護爐設備連續不斷地向砌體施加數量足夠、分布合理的保護性壓力,使砌體從烘爐、開工到正常生產的整個過程中始終保持完整和嚴密,一直到焦爐停產,均應維持這種保護性壓力,並定期檢查、調整。護爐鐵構件對焦爐施加的總負荷,按爐高計算,每米為1.5~2.0噸。由於硅磚的殘存膨脹和不可避免地產生的裂縫,將導致爐長逐年膨脹,正常的年膨脹量應不大於10毫米,護爐設備管理較好的焦爐,投產二、三年後年膨脹量可在5毫米以下。爐長的總膨脹量是爐體衰老的標志之一。