煤化工培訓(xùn)知識

煤焦化培訓(xùn)資料第一部分焦化知識煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)的一個重要部分。煤炭主要加工方法是高溫?zé)捊梗?50?1050°C）和回收化學(xué)產(chǎn)品。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(jī)合成工業(yè)的原料。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過回收、加工可以提取焦油、氨、萘、粗苯、硫化氫、氰化氫等產(chǎn)品，并獲得凈焦?fàn)t煤氣。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、三甲苯、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)。凈焦?fàn)t煤氣可供民用和作工業(yè)燃料煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百種，我國煉焦化學(xué)工業(yè)已能從焦?fàn)t煤氣、焦油和粗苯中制取100多種化學(xué)產(chǎn)品。第一章煤的成因及種類煤是焦化工業(yè)的主要原料，是由古代植物殘骸堆積在地下經(jīng)過漫長的演變最后轉(zhuǎn)變成的。根據(jù)成煤植物的不同，煤可分為兩類：由高等植物生成的煤為腐植煤，由低等植物生成的煤為腐泥煤。而腐植煤占絕大多數(shù)，根據(jù)變質(zhì)程度的深淺，腐植煤分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤。煙煤根據(jù)煤化度的不同又可以分為長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤和貧煤。一、 長焰煤：長焰煤是變質(zhì)程度最低的一種煙煤，是煤化程度僅高于褐煤的最年輕煙煤，從無粘結(jié)性到弱粘結(jié)性的都有。其中時間短的還含有一定數(shù)量的腐植酸。貯存時易風(fēng)化碎裂。其中煤化度較高的年老煤，加熱時能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體，含氧量高，高沸點的液態(tài)產(chǎn)物很少，膠質(zhì)層厚度小于5mm。單獨煉焦時也能結(jié)成細(xì)小的長條形焦炭，但強度極差，粉焦率很高。氣煤：氣煤的變質(zhì)程度比長焰煤高，熱解過程中可產(chǎn)生較多的膠質(zhì)體，但其熱穩(wěn)定性差，易于分解，膠質(zhì)體粘度小流動性高，在生成半焦時膠質(zhì)體易分解并析出大量氣體，固化的部分較少。氣煤單獨煉焦時能形成焦炭，但焦餅收縮大，焦炭縱裂紋多，焦塊細(xì)長易碎，氣孔大而不均勻，反應(yīng)性強。氣煤的結(jié)焦性較差。配煤中配入氣煤，可以降低煉焦過程中的膨脹壓力，對焦?fàn)t有利;可以增加焦餅的收縮度，有利于推焦，能增加煤氣和煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率，但多配入氣煤將使焦炭的塊度變小，強度降低。三、 肥煤：肥煤是中等變質(zhì)程度的煤，其煤化程度比氣煤高，其分子結(jié)構(gòu)中所含的側(cè)鍵數(shù)量較多，長度適當(dāng)，含氧量少，熱解產(chǎn)物中一部分的分子量較大，在320?450°C時呈現(xiàn)液態(tài)。因此肥煤的膠質(zhì)體數(shù)量多（最大焦質(zhì)層厚度Y>25mm）流動性好，熱穩(wěn)定性高。決定了肥煤的黏結(jié)性最強，是煉焦煤的基礎(chǔ)煤種之一。但肥煤的揮發(fā)份高，半焦的熱分解和熱縮聚比較聚裂，收縮量和收縮度較大，故單獨煉焦時，焦炭裂紋較多、較寬、較深，又因其粘結(jié)性墻焦炭熔融性好而焦炭強度高。當(dāng)相鄰層溫度不同而收縮速度不同時，相鄰層間的內(nèi)應(yīng)力增大，所以焦炭的橫裂紋多，易碎成小塊。還因其膠質(zhì)體數(shù)量多且有一定的粘度，膨脹壓力較大，單獨煉焦時易發(fā)生焦餅難推，其焦炭氣孔率高，焦餅中心有海綿焦。所以說肥煤粘結(jié)性強，但結(jié)焦性不如焦煤。四、 焦煤：焦煤的煤化程度比肥煤稍高，大分子側(cè)鍵比氣、肥煤少，含氧量更低熱分解的液態(tài)產(chǎn)物比肥煤少，但熱穩(wěn)定性更高，膠質(zhì)體數(shù)量多，粘度大，固化溫度較高，由此膨脹壓力很大，其半焦的收縮量小，收縮速度也小，所以煉出的焦炭不僅耐磨強度高，且塊度大，裂紋少，抗碎強度好。五、 瘦煤：瘦煤的變質(zhì)程度較高，揮發(fā)分低，加熱時產(chǎn)生的膠質(zhì)體少，且粘度大單獨煉焦時，焦炭裂紋少，塊度大，但焦炭熔融性能差。從外觀看有粒狀物質(zhì)存在，焦炭的耐磨性差，在配煤中配入瘦煤可以提高焦炭的塊度。六、 貧煤：貧煤的煤化程度比瘦煤高，屬于高變質(zhì)程度的煤。加熱時不產(chǎn)生膠質(zhì)體，沒有粘結(jié)性，不能單獨煉焦，在配煤中配入少量的貧煤可作為瘦化劑使

用（因其硬度大應(yīng)單獨粉碎）。煤分類指標(biāo)大類別小類別揮發(fā)份V%膠質(zhì)層Ymm粘結(jié)指數(shù)貧煤>10?200瘦煤1號瘦煤>14?2002號瘦煤>14?208?12焦煤瘦焦煤>14?18>12?25主焦煤>18?26>12?25瘦焦煤>20?26>8?121號肥焦煤>26?30>9?141號肥焦煤>26?30>14?25肥煤1號肥煤26?37>25?302號肥煤26?37>301號焦肥煤V26>25?302號焦肥煤V26>30氣肥煤>37>25氣煤1號肥氣煤>30?37>9?142號肥氣煤>30?37>14?251號氣煤>37>5?92號氣煤>37>9?143號氣煤>37>14?25弱粘煤1號弱粘煤>20?26>0?82號弱粘煤>26?37>0?9第二章煤的性質(zhì)煤的化學(xué)組成一般用煤的工業(yè)分析和煤的元素分析來測定。第一節(jié)煤的工業(yè)分析工業(yè)分析中，煤主要有灰分、水分、揮發(fā)分和固定碳等組成。一、灰分：煤和焦炭燃燒后的殘留物稱為灰分（包括礦物質(zhì)）。灰分高的煤發(fā)熱值都比較低，因此灰分是鑒定煤質(zhì)的一個重要指標(biāo)。煤中灰分的測定方法：煤完全燃燒后所得到的固體物占原試樣的重量百分?jǐn)?shù)表示煤的灰分含量，以（A）表示。煤中灰分和礦物質(zhì)組成十分復(fù)雜，含量變化很大，主要由Fe、Al、Ca、Mg等元素的碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽和硫化物的形式存在，煤中礦物質(zhì)含量和成煤過程有關(guān)。對煉焦用煤來講，灰分是有害的，在煉焦過程中灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭，不但降低了焦炭的強度，也降低了焦炭的固定碳成分。配合煤的灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭中，一般配煤的成焦率為70?80%，焦炭的灰分為配煤灰分的1.3?1.4倍?；曳质嵌栊晕镔|(zhì)，配合煤灰分高則粘結(jié)性降低?；曳值念w粒較大，硬度大，它與焦炭之間有明顯的分界面，而且膨脹系數(shù)不同，當(dāng)半焦收縮時，這個界面上應(yīng)力集中，成為裂紋的中心，灰分顆粒越大則裂紋越寬、越深、越長，故配合煤的灰分高，則焦炭強度低。我國規(guī)定一般一級焦炭的灰分小于等于12%，按成焦率75%計算，配合煤的灰分應(yīng)不大于9%,即配合煤的灰分等于全焦率乘以焦炭的灰分：75%X12%=9%。焦炭中灰分的主要成分是：SiO、AlO等酸性氧化物，熔點高，只能用CaO等溶劑與它2 23們反應(yīng)生成低熔點的化合物才能以熔渣的形式排出爐外。焦炭在高爐內(nèi)被加熱到高于煉焦溫度時，由于焦炭與所含灰分的膨脹性不同，焦炭沿灰分顆粒周圍產(chǎn)生大裂紋，使焦炭碎裂和粉化。此外焦炭灰分高則要求適當(dāng)提高高爐爐渣堿度，高爐煤氣中鉀、鈉含量也增高，這些均加速焦炭與CO反應(yīng)而消耗。2因此一般焦炭灰分每增加1%，高爐溶劑消耗量增加4%，爐渣量約增加3%，焦比增加1.7?2%,而生產(chǎn)能力將降低2.2?3%。綜述：灰分的不利影響有：1、增加運輸負(fù)荷：無效運輸。2、 增加焦炭消耗：煤作為燃料時,煤中的礦物質(zhì)不但不能產(chǎn)生熱量,且其煤灰外排要帶下次顯熱。外排煤灰時還可能夾帶一部分未燃煤,造成機(jī)械性燃料損失,因此動力煤灰分每增加1%,約多消耗2.0?2.5%的煤炭。3、 影響生產(chǎn)操作和產(chǎn)品質(zhì)量：煤作為燃料和氣化原料時,煤中的某些低熔點灰分易造成鍋爐和氣化爐的結(jié)渣和堵塞。高灰煤制得的焦炭強度差,某些灰分還使焦炭的反應(yīng)性異常增大,反應(yīng)后強度降低；用高硫或高磷煤煉制的焦炭煉鐵,會使鋼鐵發(fā)脆；煤在液化加工時,煤中礦物質(zhì)使溶劑精制煤的過濾發(fā)生困難；煤中堿金屬和堿金屬的化合物會使加氫液化過程中使用的鈷鉬催化劑活性降低；煤中的含鐵化合物對煤的氧化和自燃具有催化作用。4、 腐蝕設(shè)備和裝置：煤中的PB和BI隨燃燒氣體帶走，若沉積在金屬表面會產(chǎn)生顆粒邊界脆化作用導(dǎo)致金屬損傷；煤中的黃鐵礦使燃燒粉煤的鍋爐爐底因發(fā)生硫化作用而損傷；煙道氣中的含硫成分使過熱器、省煤器外部腐蝕；煤中的氯離子是奧氏體鋼的一種主要腐蝕劑。5、 造成環(huán)境污染：鍋爐與氣化爐產(chǎn)生的灰潭與粉煤灰如不能及時利用，會占用大片土地并造成大氣污染和水體污染；煤中的含硫化合物和微量的貢在燃燒時生成SOX、COS、H2X等有毒氣體和汞蒸氣造成環(huán)境污染，嚴(yán)重時可能形成酸雨。二、水分：煤中水分有內(nèi)部水分和外在水分兩種，內(nèi)在水分系煤風(fēng)干后加熱至102?105°C時逸出的水分，是依靠吸附的方式存在于煤粒內(nèi)部氣孔之間的水分；外在水分系開采運輸及煤的洗選過程中以侵潤的方式存在于煤粒表面和煤粒之間的水分。前者與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，煤化度加深則含水量減少；后者自燃風(fēng)干時則可以除掉。兩者之和為總水分。水分是煤中無利有害的無機(jī)物質(zhì)：在運輸時煤的水分增加了運輸負(fù)荷，在寒冷地帶水分易凍結(jié)，使煤在裝卸時發(fā)生困難，解凍則需增加額外的能耗；儲存時煤中的水分隨空氣濕度而變化，使煤易破裂，加速了氧化；對煤進(jìn)行機(jī)械加工時，煤中水分過多將造成粉碎、篩分困難，降低生產(chǎn)效率，損壞設(shè)備；煉焦時煤中的水分蒸發(fā)需消耗熱量，增加焦?fàn)t能耗，延長了結(jié)焦時間，降低了焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。水分過大時還會損壞焦?fàn)t，使焦?fàn)t使用年限縮短。此外，煉焦煤中的各種水分包括熱解水全部轉(zhuǎn)入焦化剩余氨水，增大了焦化廢水處理的負(fù)荷；氣化與燃燒時煤中的水分降低了煤的有效發(fā)熱量。三、揮發(fā)分和固定碳：煤樣在高溫隔絕空氣的條件下，經(jīng)一定時間的加熱，煤中的有機(jī)質(zhì)分解出一部分分子量較小的液態(tài)（此時是氣態(tài)）和氣態(tài)產(chǎn)物，這些產(chǎn)物稱為煤的揮發(fā)分。揮發(fā)分是煤的重要指標(biāo)，與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，隨著變質(zhì)程度的加深，揮發(fā)分有規(guī)律的減小。固定碳指從煤中除去灰分、水分和揮發(fā)分后的殘留物。第二節(jié)煤的元素組成煤的元素組成，是組成煤的有機(jī)質(zhì)的一些主要元素，即碳、氫、氮、硫和氧等五種元素。一、碳煤中碳是煤中最重要的組成組分，是組成煤的大分子的骨架，是煤在燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素之一。二、氫氫元素是煤中第二個重要組成元素，也是煤中的可燃成分，燃燒時可以放出大量的熱能。是判斷煤質(zhì)量的重要元素。三、氮氮是構(gòu)成煤中有機(jī)質(zhì)的次要元素，煤中含氮較少，約為1?3%,且變化不大，氮在燃燒時常以游離態(tài)分解出來，煉焦時因高溫轉(zhuǎn)化為氨和其他含氮化合物。四、硫煤中的硫以兩種形態(tài)存在，有機(jī)質(zhì)中的硫稱為有機(jī)硫，在礦物質(zhì)中存在的硫為無機(jī)硫，二者之和為全硫。煤中全硫含量大約在0.1?10%之間，不同礦區(qū)不同煤層的煤含硫量差別很大。硫是生鐵冶煉的有害雜質(zhì)之一，它使生鐵質(zhì)量降低，在煉鋼生鐵中硫含量大于0.7%即為廢品。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有11%來自礦石，3.5%來自石灰石，82.5%來自焦炭。所以焦炭是高爐內(nèi)硫的主源。煤在煉焦時，約60%的硫進(jìn)入焦炭。硫的存在使生鐵具有熱脆性，用這些生鐵煉制鋼不能軋制成材。為了除去硫，在高爐生產(chǎn)中需要增加石灰石和焦炭的用量，因而導(dǎo)致高爐生產(chǎn)能力降低，焦比升高。焦炭中硫含量每增加0.1%，煉鐵時焦炭和石灰石將分別增加2%、3.7%，礦石增加0.3%，高硫生產(chǎn)能力降低2%?2.5%。因此煉焦配合煤要求硫分小于1%煤中的硫分有60%?80%轉(zhuǎn)到焦炭中，因配合煤的全焦率為70%?80%，故焦炭硫分約為配合煤硫分的80%?90%，由此可見根據(jù)對焦炭含硫量的要求，算出配合煤硫分的上限。配合煤的硫分可由各單種煤的硫分按加和性計算。配合煤的硫分應(yīng)控制在1%左右。煤氣化時，由硫分生成的二氧化硫不僅腐蝕設(shè)備，而且易使合成催化劑中毒，影響操作和產(chǎn)品質(zhì)量。煤燃燒時，煤中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫排入大氣，腐蝕金屬設(shè)備和設(shè)施，污染環(huán)境，造成公害。硫鐵礦硫含量高的煤，在堆放時易于氧化和自燃，使煤的灰分增加，熱值降低。第三節(jié)煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤最重要的工藝性質(zhì)，煉焦煤（或配合煤）必須具有較好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，才能煉出優(yōu)質(zhì)的焦炭。煤的粘結(jié)性是指煤在隔絕空氣的條件下加熱，經(jīng)過膠質(zhì)狀態(tài)生成塊狀半焦的能力。有的煤不僅自身有粘結(jié)能力，而且還能將其他惰性物體粘在一起。煤的這種性質(zhì)叫做煤的粘結(jié)能力。有粘結(jié)性的煤不一定有粘結(jié)能力，而有粘結(jié)能力的煤一定具有粘結(jié)性。煤的粘結(jié)性是指在工業(yè)條件下（或模擬工業(yè)煉焦條件下），單種煤或配合煤生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)焦炭的能力。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性密切相關(guān)，粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和條件，結(jié)焦性好的煤，粘結(jié)性一定好，而反過來粘結(jié)性好的煤，結(jié)焦性不一定好。有的煤粘結(jié)性好，而煉出的焦炭強度低，塊度小，其結(jié)焦性不太好（如肥煤）。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是評價煉焦用煤的重要指標(biāo)。測定煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性指標(biāo)的方法很多，我國目前主要是用煤的膠質(zhì)層指數(shù)測定法。膠質(zhì)層最大厚度是我國煤炭分類和評價煉焦用煤及配煤煉焦的主要指標(biāo)，以y值表示；測定膠質(zhì)層最終收縮度用X值表示。第三章煤的配備我國煤炭資源豐富，氣煤占58.17%，肥煤、焦煤和瘦煤合起來的儲量還不到煉焦煤總儲量的1/2。同時煉焦煤資源分部極不平衡。這種分布及儲量的不均衡以及煉焦煤中高揮發(fā)分煤儲量大的情況，使得單一煤種煉焦不可能得以實現(xiàn)，成本控制工作也不允許。因此加強配煤管理，是我們必須重視的一項基本工作。為了給焦?fàn)t提供足夠數(shù)量和質(zhì)量合格的煤料，我公司設(shè)立了備煤車間，擔(dān)負(fù)煉焦用煤的準(zhǔn)備工作，即完成來煤的裝卸、貯存、倒運及煤的配合、粉碎、輸送等任務(wù)，同時負(fù)責(zé)產(chǎn)成品---焦炭的涼焦、輸送、過篩、貯存、裝運等工作。第一節(jié)工藝流程伊力特煤化工備煤車間一般工藝流程為：洗精煤到煤場---卸車上垛---入受煤坑---預(yù)粉碎機(jī)室---配煤室---粉碎機(jī)室---貯煤塔涼焦臺---篩焦樓過篩---入焦倉（或分類堆放）---裝車發(fā)運備煤車間的主要崗位有：煤場管理員、受煤坑工、皮帶工、配煤工、粉碎機(jī)工、涼焦工、篩焦工、鏟車司機(jī)等。備煤車間的主要設(shè)備設(shè)施有：煤場、受煤坑、運煤皮帶、配煤槽、粉碎機(jī)、煤塔、運焦皮帶、篩焦樓、焦場、鏟車等。第二節(jié)煤場管理受煤是備煤車間的第一道工序，為保證煤料質(zhì)量，接受來煤時應(yīng)注意以下幾點：一、每批來煤應(yīng)按規(guī)定取樣分析，并與來煤單位的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)對比，煤種核實后方可接受。如果來煤質(zhì)量不符合要求，應(yīng)特殊處理。二、來煤按使用的煤種分別接受，并卸到指定地點，防止不同煤種在卸車過程中互混。三、各種煤的卸煤場地必須清潔，更換場地時要徹底清掃，受煤坑更換煤種時，也要清掃干凈。按上述各點有秩序的接受外地來煤，就可以做到煤種清楚，質(zhì)量保證，配煤質(zhì)量穩(wěn)定。四、煤場管理要確保不同煤種的煤單獨存放，而同一種煤，為了消除或減少由于不同礦井或礦層來煤所造成的該煤種的煤質(zhì)差別，在貯煤的存放過程應(yīng)盡量混勻，通常采用“平鋪直取”的操作方法，即在存煤時，沿該種煤的整個場地由低向高逐漸地平鋪堆放，取煤時由該煤堆的一側(cè)由上而下直取。五、煤的存放時間不能太長，因為煤在空氣中能吸收氧氣形成煤氧絡(luò)合物使煤溫升高。隨著溫度的升高，絡(luò)合物分解生成CO、CO、HO等。低變質(zhì)程度的煤氣孔率高，吸附氧多，22更易被氧化，使其結(jié)焦性變壞，對煉焦不利。甚至因存放時間過長，會引起煤的自燃。因此對各種煤應(yīng)規(guī)定允許的堆放時間，并按計劃取用。單種煤的貯存期限：單位：（天）煤種一季度二季度三季度四季度氣煤60505060肥煤80707080焦煤10090901001/3焦煤90808090瘦煤1009090100六、為控制氧化，應(yīng)定期檢查煤堆溫度，發(fā)現(xiàn)溫度迅速升高接近50°C時，就盡快取用。高于50C的煤不能隨便配用，應(yīng)及時將煤堆散開以防自燃。為避免空氣在煤堆中流通，煤堆表面應(yīng)壓實，并消除煤雜物及殘煤。第三節(jié)煤的配比一、 原料煤的性質(zhì)和配合焦炭的強度取決于煤的結(jié)焦性，而煤的結(jié)焦性又受煤化度和煤的粘結(jié)性這兩個因素的制約。氣煤加熱時能產(chǎn)生較高的揮發(fā)分和較多的焦油，膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性低于肥煤，可單獨結(jié)焦。但焦炭抗碎強度和耐磨強度均較其他煉焦煤稍差，焦炭多呈細(xì)長條而較易碎；肥煤加熱時能產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，單獨煉焦時能生成熔融性好、強度高的焦炭，耐磨強度比焦煤煉出的焦炭還好，是基礎(chǔ)煤。但單獨煉焦時焦炭有較多的橫裂紋，焦根部分常有蜂窩焦；焦煤加熱時能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體，單獨煉焦時能獲得塊大、裂紋少、抗碎強度高的焦炭，耐磨強度也很高。但單獨煉焦時，膨脹壓力大，易產(chǎn)生推焦困難；瘦煤在焦化時能產(chǎn)生膠質(zhì)體單獨煉焦時也能得到塊大、裂紋少、抗碎強度較好、耐磨強度稍差的焦炭。二、 配煤管理配煤是備煤車間的關(guān)鍵崗位，也是保證焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵崗位。因此加強配煤管理是備煤車間的重點工作。配煤盤是配煤的主要設(shè)備，設(shè)在配煤槽下部，用來控制下煤量，以保證各種煤按規(guī)定的配煤比配合，其由圓盤、加減筒、刮煤板及減速傳動裝置等部分組成。配煤比的準(zhǔn)確與穩(wěn)定焦炭質(zhì)量有密切關(guān)系。為了保證煤量穩(wěn)定，配煤槽的裝滿高度應(yīng)保持在2/3以上，并防止一個煤槽內(nèi)同時上煤和放煤。配煤比是根據(jù)對配煤的質(zhì)量要求而確定的，通常用百分率來表示。在實際生產(chǎn)中，只要檢查落在0.5m長配煤膠帶上各種煤的重量（即單種煤的配煤量），即可檢查配煤比是否準(zhǔn)確，這一過程稱為跑盤。生產(chǎn)上一般每小時檢查一次配煤量。其方法是用放在配煤膠帶上0.5m長的鐵盤來測量，多次取樣稱量算出實際的平均配煤比，一般要求實際配煤量與規(guī)定的配煤量之差小于配煤膠帶上該種煤配入量的2%,超過此值時應(yīng)及時調(diào)節(jié)。在檢查配煤比的同時，要對配合煤的灰分和揮發(fā)分進(jìn)行檢查，以評定配煤操作的好壞，其方法是理論計算出配合煤的灰分和揮發(fā)分值與實際配合煤的灰分和揮發(fā)分相比較，要求其差值揮發(fā)分應(yīng)小于±0.7%，灰分應(yīng)小于±0.3%。第四節(jié)煤的粉碎為了保證焦炭質(zhì)量，提高焦炭強度，必須對配合煤進(jìn)行粉碎。我公司配煤的粉碎細(xì)度應(yīng)為>80%，水分達(dá)到10±1%。煤料粉碎度和焦炭強度呈如下關(guān)系：同一種煤粉碎度增加，焦炭強度增加，當(dāng)煤粉碎度達(dá)到某極限值后，繼續(xù)增加時焦炭強度反而降低。對不同的煤種，和其焦炭強度的極大值對應(yīng)的粉碎度取決于煤的粘結(jié)性，粘結(jié)性越好的煤，與其焦炭強度極大值對應(yīng)的煤粉碎度越高。這是因為粉碎度提高時，煤粉的分散表面積增加，由于固體顆粒對液體的吸附作用，使膠質(zhì)體粘度增加，不利于氣體析出，使粘結(jié)階段的膨脹壓力增大，因而使煤的粘結(jié)性提高。煤料越肥，對焦炭強度的影響趨于收縮應(yīng)力的降低，故細(xì)粉碎有利于得到裂紋少、塊度大、質(zhì)量均一的焦炭。但對配煤而言，應(yīng)根據(jù)單種煤的特性，確定粉碎度。一般情況為增加弱粘結(jié)煤的用量，則應(yīng)對強粘結(jié)煤細(xì)粉碎以保持其粘結(jié)性，弱粘結(jié)煤細(xì)粉碎以利于分散。確定合理的備煤粉碎工藝，使原始煤料組成最佳化是提高焦炭質(zhì)量和增加焦炭產(chǎn)率的措施之一。合理選擇工藝流程對擴(kuò)大煉焦煤源和改善焦炭質(zhì)量關(guān)系很大。其關(guān)鍵在于煤料及其組分的粉碎度對焦炭質(zhì)量的影響。通過控制各種變質(zhì)程度和各種煤巖組分的粒度，以及按產(chǎn)品質(zhì)量要求和具體資源條件增減某種成分，便可達(dá)到增加弱粘結(jié)性煤的用量而又能確保焦炭質(zhì)量的目的。由于煤的惰性組分粘結(jié)性差，受熱不軟化，難于粉碎，因而要求煤要經(jīng)過適當(dāng)細(xì)粉碎并使該組分均勻分布于煤料中，它在煉焦過程中起骨架作用，使焦炭氣孔壁厚度增大，使焦炭強度提高，惰性組分和活性組分要有一定的比例，以保證煤料中的惰性組分能適當(dāng)?shù)谋粷櫥?、分散和粘結(jié)?；钚越M分粘結(jié)性好，受熱軟化，流動度大，它的細(xì)粉碎將導(dǎo)致煤的結(jié)焦性變壞，因惰性組分中絲碳的相對硬度最小，過度粉碎會顯著增加煤料的表面積，使活性組分被過度吸收，也有不良后果，此外，各種煤的硬度不同，氣煤、瘦煤硬度較大，難碎。肥煤、焦煤較脆易碎，為改善配合煤的結(jié)焦性，均要求弱粘結(jié)的氣煤瘦煤細(xì)度大一些，粘結(jié)性好的焦煤肥煤則不宜粉碎過細(xì)。第四章煉焦知識第一節(jié)焦炭一、評價焦炭的好壞，首先要看焦炭能否滿足高爐冶煉的要求。焦炭在高爐冶煉中的三個作用：1、高爐冶煉的能源：在高爐冶煉過程中所消耗的熱量有一半以上來自焦炭。2、 冶煉過程中的還原劑：無論在溫度較低的區(qū)域（小于900°C）的間接還原，還是在溫度較高的區(qū)域軟焙帶（大于1100C）的直接還原，均靠焦炭或由焦炭提供的CO作為鐵礦石的還原劑。3、 對高爐料柱起支撐作用，保證高爐料柱有透氣性和液性的疏散骨架。這一點特別重要。二、評價焦炭質(zhì)量的常規(guī)指標(biāo)：1、 硫分：規(guī)定不大于1%,大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于0.4?0.7%。2、 磷分：冶金焦含磷應(yīng)在0.02?0.03%以下。3、灰分：小于12.5%。4、揮發(fā)分：根據(jù)焦炭的揮發(fā)分含量可以判斷焦炭的成熟度。如揮發(fā)分大于1.5%，則表示生焦；揮發(fā)分小于0.5?0.7%，則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為1%左右。5、 水分：水分波動會使焦炭計量不準(zhǔn)，從而引起爐況波動。此外焦炭水分提高會使M25偏高，M10偏低，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓帶來誤差。一般不大于4%。6、 篩分：焦炭粒度要求為：大型高爐（1300?2000立方米）粒度大于40毫米；中小型高爐焦炭大于25毫米。但以25?40mm為佳。7、 焦炭落下強度試驗。8、 焦炭常溫轉(zhuǎn)鼓試驗?，F(xiàn)行冶金焦質(zhì)量指標(biāo)如下表：指標(biāo)級另U粒度/mm>40>2525?10灰分Ad/%IW12II12.01?13.50III13.51?15.00硫分Wd(St)/%IW0.60II0.61?0.80III0.81?1.00機(jī)械強度抗碎強度I>92.0M/%(舊標(biāo)準(zhǔn)25II92.0?88.1M)40III88.0?83.0耐磨強度IW7.0M/%10IIW8.5IIIW10.0揮發(fā)分V/% W 1.0daf

W4.0W5.0±2.0W12.0W4.0W5.0W12.0水分含量焦末含量/%水分含量焦末含量/%第二節(jié)焦?fàn)t一、焦?fàn)t的發(fā)展史焦?fàn)t是焦化工業(yè)的核心設(shè)備，自出現(xiàn)至今，經(jīng)歷了四代變遷。1、 土法煉焦：出現(xiàn)于明代，類似于堆式煉制木炭，將煤置于地上或地下的窯中，依靠干餾時產(chǎn)生的煤氣和部分煤的直接燃燒產(chǎn)生的熱量來煉制焦炭。其成焦率低、焦炭灰分高、結(jié)焦時間長、化學(xué)產(chǎn)品不能回收、綜合利用差、對環(huán)境污染大。2、 倒焰式焦?fàn)t：19世紀(jì)中葉出現(xiàn)將成焦的炭化室和加熱的燃燒室分開的焦?fàn)t，隔墻上設(shè)有通道，炭化室內(nèi)煤干餾時產(chǎn)生的煤氣經(jīng)此流入燃燒室內(nèi)，同時來自爐頂?shù)耐L(fēng)道內(nèi)的空氣相混合，自上而下的邊流動邊燃燒，故稱為倒焰式焦?fàn)t。干餾時所需熱量從燃燒室經(jīng)爐墻傳給炭化室內(nèi)的煤料。3、 廢熱式焦?fàn)t：1881年，德國出現(xiàn)第一座回收化學(xué)產(chǎn)品的焦?fàn)t。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，個炭化室按一定的順序裝煤出焦，才能使全爐的煤氣量及煤氣組成接近不變，以實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)。這就出現(xiàn)了煉焦?fàn)t組，其燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣直接排入大氣，故稱為廢熱式焦?fàn)t。4、 蓄熱式焦?fàn)t：為減少能耗，降低成本，1884年第一座蓄熱式焦?fàn)t出現(xiàn)。其焦?fàn)t所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣，用于自身加熱時只需煤氣產(chǎn)量的一半左右，還可用貧煤氣加熱，將焦?fàn)t產(chǎn)生的全部煤氣作為產(chǎn)品供給其他部門使用，從而更好地利用了資源。自1884年以來，焦?fàn)t在總體上變化不大，但在筑爐材料、爐體構(gòu)造、炭化室有效容積、技術(shù)裝備等方面有了顯著改進(jìn)。目前焦?fàn)t向大型化、高效化發(fā)展。二、焦?fàn)t的基本結(jié)構(gòu)焦?fàn)t主要由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂和基礎(chǔ)部分組成。

1、炭化室：增大炭化室的容積是提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的主要措施之一。我公司為5.5m的大型搗鼓焦?fàn)t。我公司的JNDK55-07型搗鼓焦?fàn)t基本尺寸焦?fàn)t基本尺寸總尺寸（冷態(tài)）有效尺寸（冷態(tài)）總尺寸（冷態(tài)）有效尺寸（冷態(tài)）炭化室長mm1598015220炭化室高mm55505300炭化室寬（平均）mm554炭化室寬（機(jī)側(cè)）mm544炭化室寬（焦側(cè)）mm564炭化室錐度mm20炭化室有效容積M344.7炭化室中心距mm1350立火道中心距mm480炭化室長mm1598015220炭化室高mm55505300炭化室寬（平均）mm554炭化室寬（機(jī)側(cè)）mm544炭化室寬（焦側(cè)）mm564炭化室錐度mm20炭化室有效容積M344.7炭化室中心距mm1350立火道中心距mm480每孔裝煤40.65噸，產(chǎn)焦炭28.8?30噸（干基）。2、燃燒室：沿長向用橫隔墻分成為若干立火道，越長則立火道越多，以利于增加結(jié)構(gòu)強度和便于調(diào)節(jié)控制長向加熱，一般大型焦?fàn)t的燃燒室有26?32個立火道，我公司為32個立火道。燃燒室一般比炭化室稍寬，以利于輻射傳熱。3、蓄熱室：就其類型而言，有縱蓄熱室和橫蓄熱室兩大類。前者由于阻力大，蓄熱效率低，故現(xiàn)代焦?fàn)t很少采用。橫蓄熱室有并列式和二分式之分。JN型大型焦?fàn)t屬于并列式，二分式焦?fàn)t的蓄熱室一般屬于二分式。由于并列式蓄熱室導(dǎo)向氣流接觸面大于二分式蓄熱室，故蓄熱室串漏的可能性也很大。對于蓄熱室的基本要求是氣流分配均勻，蓄熱效率高，串漏少和防止局部高溫。4、斜道區(qū)：蓄熱室和燃燒室間借助于斜道相互連通，斜道所在的砌體稱為斜道區(qū)。不同類型的焦?fàn)t，由于蓄熱室和燃燒室的連接方式不同，斜道區(qū)的結(jié)構(gòu)也有所差異。二分式火道焦?fàn)t的斜道區(qū)較簡單，雙聯(lián)火道的復(fù)熱式焦?fàn)t，由于每個斜道同事和四個蓄熱室相連，故斜道區(qū)較復(fù)雜。由于斜道是斜的，而且上下口徑又不相等，不通氣流相互交叉，又有磚煤氣道和膨脹縫，所以斜道區(qū)的結(jié)構(gòu)是焦?fàn)t中磚型最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、砌筑要求最嚴(yán)格的部位。5、爐頂：炭化室封頂磚以上的部位為爐頂，砌有上升管孔、看火孔、拉條溝及裝煤孔（頂裝煤焦?fàn)t）等。爐頂厚度一般為900?1200mm。6、基礎(chǔ)部分（基礎(chǔ)平臺與煙道）：基礎(chǔ)位于爐體底部，支撐整個爐體、爐體設(shè)施的重量。焦?fàn)t基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式隨爐型和煤氣供入方式的不同而異。由底板、頂板和支柱組成。整個焦?fàn)t砌筑在基礎(chǔ)頂板平臺上。煙道位于地下室的機(jī)焦兩側(cè)，在爐端與總煙道相同。第三節(jié)焦炭是怎樣煉出來的一、煤的熱解（干餾）當(dāng)煤在搗固機(jī)上被搗固成煤餅，送入焦?fàn)t炭化室后，煉焦過程正式開始。焦炭生成的過程也就是煤的熱解過程，煤的熱解是指煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱時，發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程。亦稱為煤的干餾或熱分解。煤加工的主要工藝是熱加工。按熱解最終溫度的不同可分為：高溫干餾（950?1050°C）、中溫干餾（700?800°C）、低溫干餾（500?600°C）,有三個階段：1、 第一階段（室溫?300°C）干燥脫析階段：主要是煤干燥、脫吸階段，煤沒有發(fā)生外形上的變化。120C前，煤脫水干燥：120?300C時，煤釋放出吸附在毛隙孔中的氣體，如CH、4CO、CO和N等，是脫析過程；近300C時，褐煤開始分解，生成CO、CO、HS,同時放出熱2222解水及微量焦油，而煙煤和無煙煤此時變化不大。（有一個吸熱峰，吸熱效應(yīng)）2、 第二階段（300?550或600C）粘結(jié)形成半焦階段：煤的分解以解聚為主，形成膠質(zhì)體并固化而形成半焦。300?450°C，此時煤劇烈分解、解聚，析出大量的焦油和氣體，焦油幾乎全部在這階段析出。氣體主要是C、H及其同系物，還有H、CO、CO及不飽和烴等。這些22氣體稱為熱解一次氣體。在450C時析出焦油量最大，在此階段由于熱解，生成氣、液（焦油）、固（尚未分解的煤粒）三相為一體的膠質(zhì)體，使煤發(fā)生了軟化、熔融、流動和膨脹。液相中有液晶（或中間相）的存在；450?550（或600C）,膠質(zhì)體分解、縮聚、固化成半焦。（有一個吸熱峰，吸熱效應(yīng)，膠質(zhì)體階段）3、第三階段（550?1000C）成焦階段：該階段以縮聚反應(yīng)為主體，由半焦轉(zhuǎn)化為焦炭。550C（或600C）?750C，半焦分解析出大量氣體，主要是H和少量的CH，稱為熱解的二24次氣體，一般在700C時析出的H量最大，在此階段基本上不產(chǎn)生焦油。半焦因析出氣體而2產(chǎn)生裂紋；750?1000C，半焦進(jìn)一步分解，繼續(xù)析出少量氣體（主要是氫），同時分解的殘留物進(jìn)一步縮聚，芳香碳網(wǎng)不斷增大，排列規(guī)則化，半焦轉(zhuǎn)變成具有一定強度和塊度的焦炭。（有一個吸熱峰，吸熱效應(yīng)）煤化程度低的煤（如褐煤）其熱解過程大體與煙煤相同，但不存在膠質(zhì)體形成階段，僅發(fā)生劇烈分解，析出大量氣體和焦油，無粘性，形成的半焦是散狀的。加熱到高溫時，生成焦粉；高變質(zhì)的煤（無煙煤）的熱解過程比較簡單，是一個連續(xù)析出少量氣體的分解過程，既不能形成膠質(zhì)體，也不能生成焦油。因此無煙煤不適于用干餾的方法進(jìn)行加工。二、炭化室的結(jié)焦過程炭化室內(nèi)煤料的熱分解所需熱能是以高溫爐墻側(cè)向炭化室中心逐漸傳遞的。由于煤的熱導(dǎo)能力差（尤其是膠質(zhì)體），在炭化室中心面的垂直方向上，煤料內(nèi)的溫度差較大，所以在同一時間，距爐墻不同距離的各層煤料的溫度不同。各層熱分解的順序不同，總是在爐墻附近先結(jié)成焦炭而后逐漸向炭化室中心推移，這就是常說的成層結(jié)焦。據(jù)此，生產(chǎn)上常測定焦餅中心溫度以考察焦炭的成熟程度，并要求測溫管位于炭化室中心線上。不僅如此，各層煤料的溫度與狀態(tài)由于單向傳熱的成層結(jié)焦，各層的升溫速度也不同。當(dāng)溫度達(dá)到350?500C，靠近爐墻的煤料升溫速度很快（約5C/min），即使裝爐煤的粘結(jié)性較差，靠近爐墻的焦炭也熔融良好，結(jié)構(gòu)致密，耐磨強度高。距爐墻越遠(yuǎn)，升溫速度越慢（約2°C/min）,裝爐煤的粘結(jié)性稍差一些，焦炭疏松，耐磨強度低，尤其是炭化室中心部位。在半焦收縮階段（500C后），爐墻附近半焦升溫速度快，產(chǎn)生焦炭裂紋多且深（與爐墻表面接觸的煤層形成膠質(zhì)體固化后，形成扭曲，外形如菜花，故稱焦花）。距離爐墻遠(yuǎn)的內(nèi)層，升溫速度較慢，產(chǎn)生焦炭裂紋較少、較淺。炭化室中心部位，當(dāng)兩個膠質(zhì)層在中心匯合后，由于熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物不能通過被膠質(zhì)體侵潤的半焦層順利析出，而產(chǎn)生膨脹，將焦餅壓向爐墻兩側(cè)（此時外層已是焦炭，焦餅因收縮而離開爐墻），形成與炭化室中心面重合的焦餅中心裂紋，此后，由于外層已經(jīng)形成焦炭，不需熱能，且焦炭導(dǎo)熱較好，熱能迅速聚向炭化室中心，加以熱氣流經(jīng)中心通過，500C以后升溫速度加快，故處于炭化室中心部位的焦炭裂紋也多。造成焦炭裂紋多的根本原因是半焦的熱分解和熱縮聚。相鄰層的升溫速度不同，導(dǎo)致熱解和熱縮聚的速度不同，進(jìn)而使半焦收縮速度不同，收縮速度相對較小的那一層阻礙收縮，由此產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)此內(nèi)應(yīng)力大于焦炭多孔結(jié)構(gòu)強度時，焦炭就產(chǎn)生裂紋。氣煤的膠質(zhì)體溫度間隔較窄，故半焦層較薄，加以氣孔率大，焦炭物質(zhì)脆，往往是本層內(nèi)部由于收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力使半焦或焦炭破裂，因此氣煤焦炭的裂紋，主要是垂直于炭化室墻的縱裂紋。因此氣煤焦炭多呈細(xì)條狀。肥煤膠質(zhì)體溫度間隔寬，半焦層厚，加以本層內(nèi)部粘結(jié)性強，其拉應(yīng)力的破壞作用居于次要地位，而相鄰層間因收縮速度不同，而產(chǎn)生切應(yīng)力，且相鄰層間粘結(jié)力不強，故切應(yīng)力的破壞作用是主要的。肥煤焦炭中平行于炭化室墻壁的橫裂紋居多。縱橫裂紋使炭化室內(nèi)的焦餅碎成不同塊度的焦炭塊，使焦炭具有不同的抗碎強度。炭化室內(nèi)單向供熱必然造成各層升溫速度不同，各層焦炭的塊度、耐磨強度和抗碎強度的不同是不可避免的。提高加熱速度使煤料的膠質(zhì)體溫度范圍加寬，流動性增強，從而改善煤的粘結(jié)性使焦塊致密。但快速加熱對半焦收縮是不利的，因為提高加熱速度使收縮速度加快，相鄰層的聯(lián)接強度加大，從而收縮應(yīng)力大，產(chǎn)生的裂紋多，故合理的加熱速度應(yīng)是粘結(jié)階段快，收縮階段慢現(xiàn)代焦?fàn)t炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程無法調(diào)節(jié)各階段的加熱，且實際上濕煤、干煤、膠質(zhì)體由于導(dǎo)熱性能差，加熱速度慢，半焦和焦炭反而加熱速度快，這是現(xiàn)代炭化室的根本缺點。增加裝爐的堆密度，使煤粒間隙減小，膨脹壓力增大，填充間隙所需的液態(tài)物質(zhì)減少，在膠質(zhì)體數(shù)量和性質(zhì)一定時，可以改善煤的粘結(jié)性。但堆密度的增大，相鄰層的聯(lián)接強度加強又伴隨著收縮應(yīng)力的增加，使裂紋增加，因此只是對于多用粘結(jié)性差的氣煤時，采用增加堆密度的方法，來提高焦炭強度。煤料粘結(jié)性不好時，可以加入瀝青等粘結(jié)劑，增加結(jié)焦過程中的液相以改善粘結(jié)性。但這種粘結(jié)劑應(yīng)要求在煤料膠質(zhì)體階段有較好的熱穩(wěn)定性，故最好采用高沸點瀝青。當(dāng)煤料收縮性很大時，可在不使煤粘結(jié)性降低很多的情況下，加入經(jīng)細(xì)粉碎的無煙煤粉，焦粉等瘦化劑以減少收縮內(nèi)應(yīng)力，從而提高焦炭塊度。三、影響焦炭強度的主要因素1、煤熱解時生成膠質(zhì)體的數(shù)量多，流動性好，熱穩(wěn)定性好，形成中間相的能力強，則粘結(jié)性好，焦炭強度高；2、煤中未液化部分和其他惰性物質(zhì)的機(jī)械強度高，與膠質(zhì)體的侵潤力和附著力強，同時分布均勻，則焦炭強度高；3、焦炭氣孔率低，氣孔小，氣孔壁厚和氣孔強度高，則焦炭強度高；4、焦炭裂紋少則強度高；5、外部條件作用：煉焦煤準(zhǔn)備和煉焦工藝參數(shù)等；6、加熱速度：提高加熱速度可使一些煤液體產(chǎn)物的熱解反應(yīng)發(fā)生滯后現(xiàn)象，即煤的軟、固化溫度都提高了，煤的可塑性區(qū)間增大，形成的液態(tài)產(chǎn)物的數(shù)量和質(zhì)量都較高，改善了沒的粘結(jié)性，充分發(fā)揮了煤的潛在結(jié)焦能力。其熔融性變好，會使煤的粘結(jié)性增加。7、煤料的散密度：提高煤料的散密度，可以改善焦炭質(zhì)量。因散密度提高，煤粒間間隙減小，在煉焦過程中膠質(zhì)體易于填滿空隙，氣體不易析出，膠質(zhì)體的流動性和膨脹性都增強，使煤粒的接觸更加緊密，形成結(jié)構(gòu)堅實的焦炭；另外散密度高，煉焦過程中半焦收縮小，因而焦炭裂紋少，提高了焦炭的強度。8、煤料的細(xì)度：適當(dāng)增加煤料細(xì)度有利于提高焦炭的強度。因為煤料中的組分細(xì)碎，在一定程度上消除了由于煤料的不均勻性所引起的不均衡收縮；使煤中惰性組分的表面積增大，成焦過程中鄰層間的粘結(jié)力降低，收縮應(yīng)力減??；煤料的散密度提高，鄰層間的溫度梯度減小，使收縮梯度降低。這些都導(dǎo)致焦炭裂紋降低，提高了焦炭的強度。但煤料過細(xì)粉碎，反而降低了焦炭的強度，因為煤中活性組分粒度過細(xì)，膠質(zhì)體的流動性降低，粘結(jié)性下降；煤料過細(xì)使散密度下降，煤粒間接觸情況變壞；煤料過細(xì)使惰性組分表面積增大，對膠質(zhì)體液相的吸附量相對增加。而煤料液體量不因細(xì)度變化而變化，故使煤料的粘結(jié)性降低，這些都導(dǎo)致焦炭強度降低。第五章化產(chǎn)回收知識第一節(jié)認(rèn)識化學(xué)產(chǎn)品回收1、化產(chǎn)車間在焦化生產(chǎn)過程中作用它的主要任務(wù)是進(jìn)行煤氣的冷卻和運輸并回收有用的化學(xué)產(chǎn)品及煤氣的凈化。2、煤氣凈化系統(tǒng)的作用煤氣凈化系統(tǒng)的作用是冷卻和輸送煤氣，回收焦油、氨、硫及苯族烴。焦油和萘存留在煤氣中的最大危害就是堵塞設(shè)備和管路；氨和硫化氫等酸性氣體的最大危害是腐蝕設(shè)備和管路；氨和硫化氫在煤氣燃燒時轉(zhuǎn)變?yōu)榈难趸锖土虻难趸?，?yán)重污染環(huán)境。因此這些有危害的物質(zhì)必須從煤氣凈化系統(tǒng)中除去，同時使其變?yōu)橛杏玫幕ぎa(chǎn)品。第二節(jié)煤氣初冷和焦油回收1、煤氣的初步冷卻煤氣冷卻的原因：焦?fàn)t煤氣從炭化室經(jīng)上升管逸出時的溫度為650?750°C。此時煤氣中含有焦油汽、苯族烴、水汽、氨、硫化氫、萘及其化合物，為回收和處理這些化合物，首先應(yīng)將煤氣冷卻，這是因為：從煤氣中回收化學(xué)產(chǎn)品時，要在較低的溫度下（20?30C）才能保證較高的回收率；若含有大量水汽的高溫煤氣體積大，所需輸送煤氣管道直徑、鼓風(fēng)機(jī)的輸送能力和功率均增大，不經(jīng)濟(jì)；在煤氣冷卻過程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和萘也被分離出來，部分硫化物、氰化物等腐蝕性介質(zhì)溶于冷凝液中，從而可減少回收設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕。2、煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步是在橋管和集氣管中用大量循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到82?86°C；第二步再在煤氣橫管初冷器中冷卻到25?35C（生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)）或低于25C（生產(chǎn)氨水系統(tǒng)）。橫管式初冷器流程是煤氣走管間，從上向下流動，冷卻水走管內(nèi)，由下向上流動，并用流動焦油氨水混合液連續(xù)噴灑，使其在管外形成一種膜提高介質(zhì)效果，還可以從上而下沖洗傳熱管，防止萘和焦油沉積。初冷器分為上、下兩段。上段為循環(huán)水，下段為低溫水。循環(huán)水水溫控制在32C進(jìn)水，低溫水控制在16C，最終煤氣出口達(dá)到19-21C的效果，將除去煤氣中75%以上焦油及焦油霧和80%的萘，除下來的冷凝液經(jīng)水封再到液下貯槽用泵打入機(jī)械化澄清槽回收。3、 煤氣的初冷及輸送工藝流程簡述從焦?fàn)t集氣管流出的氨水、重質(zhì)焦油及焦?fàn)t煤氣，沿著每米長度不小于10mm傾斜度的吸氣管，進(jìn)入氣液分離器；從氣液分離器下部出口分離出的混合液，自流到機(jī)械化焦油氨水澄清槽；從氣液分離器頂部分離出約80C煤氣，進(jìn)入橫管初冷器頂部，在初冷器內(nèi)被間接冷卻，溫度降至25C左右，含萘量少于0.7g/m3；初冷器排出的冷凝液，經(jīng)水封槽自流到冷凝液槽由泵送至機(jī)械化焦油氨水澄清槽進(jìn)行焦油氨水的分離。分離出的氨水送入循環(huán)氨水槽，然后再用泵送到焦?fàn)t上的集氣管冷卻煤氣；分離出來的焦油進(jìn)入焦油分離器進(jìn)一步分離后的焦油送入焦油中間槽，再用泵把焦油從焦油中間槽送入油庫車間的焦油儲槽?；拿簹庵械慕褂蜌饧s60%在橋管和集氣管處被冷凝下來，其余約40%的焦油氣在初冷器中被冷凝下來。冷凝下來的焦油與氨水一起流入焦油氨水澄清槽內(nèi)。初冷器后隨煤氣帶走的少量焦油相繼在鼓風(fēng)機(jī)和電捕焦油器等處回收下來，并送入機(jī)械化氨水澄清槽內(nèi)。4、 煤氣的輸送煤氣是靠鼓風(fēng)機(jī)來輸送的。初冷器后的煤氣，經(jīng)電捕焦油器捕集焦油霧后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)，由鼓風(fēng)機(jī)以25000pa壓力送至煤氣洗滌凈化工段。從電捕焦油器排液管導(dǎo)出的輕質(zhì)焦油,從鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)液管排出的冷凝液，分別經(jīng)水封槽流至地下槽，由液下泵送至冷凝液槽。電捕焦油器的沉淀管為沉淀極，與電源正極相接。電暈導(dǎo)線稱為電暈極，與電源負(fù)極相接。當(dāng)通入高壓直流電后，兩極之間形成非均勻電場，電暈極周圍成為電暈區(qū)產(chǎn)生電暈現(xiàn)象（電暈極附近氣體發(fā)生撞擊電離的現(xiàn)象），區(qū)內(nèi)煤氣分子電離為帶正電荷離子和帶負(fù)電荷離子。電暈區(qū)外充滿帶負(fù)電荷離子，它附于煤氣中的焦油霧滴上，使焦油霧粒向沉淀管內(nèi)壁移動，沉淀在壁面上，沿壁以重力下降到電捕焦油器底部。煤氣離子在兩極放電后，重新變成煤氣分子，從電捕焦油器頂部逸出。脫出焦油霧后的煤氣進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行煤氣輸送。鼓風(fēng)機(jī)在煤氣系統(tǒng)的位置：鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在電捕焦油器后，這種設(shè)置電捕焦油器處在負(fù)壓下操作，應(yīng)注意安全，但煤氣中焦油霧和萘含量低，有利于鼓風(fēng)機(jī)的正常運行。焦化廠的鼓風(fēng)機(jī)操作非常重要，既要輸送煤氣，又要保持炭化室和集氣管的壓力穩(wěn)定。在正常情況下，集氣管壓力用壓力自動調(diào)節(jié)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)調(diào)節(jié)范圍不能滿足生產(chǎn)變化的要求時，即需對鼓風(fēng)機(jī)操作進(jìn)行必要的調(diào)整。當(dāng)焦?fàn)t剛開工投產(chǎn)或因故大幅度延長結(jié)焦時間時，煤氣發(fā)生量過少，低于鼓風(fēng)機(jī)前后煤氣管路的交通管進(jìn)行調(diào)節(jié)的限度時，可采用：“大循環(huán)”的調(diào)節(jié)方法，即將鼓風(fēng)機(jī)后的部分煤氣引入初冷器前的煤氣管道，經(jīng)冷卻后，再進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)。大循環(huán)調(diào)節(jié)法可防止煤氣升溫過高，但增加鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和初冷器的負(fù)荷。5、離心式鼓風(fēng)機(jī)工作原理當(dāng)電動機(jī)或汽輪機(jī)帶動鼓風(fēng)機(jī)主軸和葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，煤氣由進(jìn)氣口吸入機(jī)殼進(jìn)入葉輪，并隨葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，煤氣經(jīng)第一級葉輪甩出后，經(jīng)過第一級回流室被吸入第二級葉輪的中心，經(jīng)第二級葉輪甩出后，進(jìn)入機(jī)殼蝸室和擴(kuò)壓管。由于擴(kuò)壓管內(nèi)通道截面積逐漸增大，因此，氣體的一部分動能變?yōu)殪o壓能，壓力升高，最后由出氣口排出。與此同時葉輪入口處由于氣體被甩出而產(chǎn)生局部負(fù)壓，氣體在外界壓力作用下，從進(jìn)氣口不斷的被吸入機(jī)內(nèi)。第三節(jié)煤氣的凈化（脫硫）煤氣中除氫、甲烷、一氧化碳、乙烷、乙烯等成分外，其他成分含量雖少，卻會產(chǎn)生有害的作用。HS、HCN、S及硫的其他化合物：腐蝕設(shè)備及煤氣管道，生成的硫化鐵會引起堵塞，燃燒2生成的SO會引起污染，且都屬于有毒物質(zhì)，對人體有害。所以要除去這些物質(zhì)。2我公司采用HPF法脫硫，即液相催化氧化法脫硫。HPF催化劑在脫硫和再生全過程中均有催化作用，是利用焦?fàn)t煤氣中的氨做吸收劑，以HPF為催化劑的濕式氧化脫硫，煤氣中的H2S等酸性組分由氣相進(jìn)入液相與氨反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫氰化銨等酸性銨鹽，再在空氣中氧的氧化下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。HPF法脫硫選擇使用HPF（醌鉆鐵類）復(fù)合型催化劑，可使焦?fàn)t煤氣的脫硫效率達(dá)到99%左右。脫硫車間的工藝流程：鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣進(jìn)入預(yù)冷塔與塔頂噴淋的循環(huán)噴灑液逆向接觸，被冷至27?30°C；循環(huán)液從塔下部用泵抽出送至循環(huán)液冷卻器，用制冷水將其冷卻至25°C后進(jìn)入塔頂循環(huán)噴灑。采取部分剩余氨水更新循環(huán)噴灑液，多余的循環(huán)液返回冷凝鼓風(fēng)裝置。預(yù)冷后的煤氣先進(jìn)入1#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、氰化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。然后1#脫硫塔后的煤氣再進(jìn)入2#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、氰化氫，含硫化氫約150mg/m3的煤氣送入氨苯洗滌裝置。吸收了HS、HCN的脫硫液從塔底自流流出，經(jīng)液封槽至反應(yīng)槽，然后用脫硫液泵送入再2生塔，同時自再生塔底部通入壓縮空氣，使脫硫液在塔內(nèi)得以氧化再生。再生后的脫硫液從塔頂經(jīng)液位調(diào)節(jié)器自流回脫硫塔循環(huán)使用。浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫經(jīng)泡沫槽內(nèi)攪拌器攪拌、蒸氣加熱后由泡沫泵送入熔硫釜，硫泡沫在熔硫釜內(nèi)澄清分離，硫磺沉降至釜下部被蒸氣加熱