煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總

煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

主講人：WJ課件編制：QZF二〇一〇年四月十九日

煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

主講人：WJ1簡介選煤的意義及基本工藝。第一部分備煤車間生產(chǎn)工藝(流程、要求、為什么配煤、意義、目的）第一節(jié)煉焦煤種的特點及種類一、目前我國煤分類（以煉焦煤為主）的指標主要有1、干煉無灰基揮發(fā)分Vdaf2、粘結(jié)指數(shù)G3、膠質(zhì)層最大厚度y4、奧亞膨脹度b(大說明結(jié)焦性好）5、焦渣特性（5到7時結(jié)交性較好）簡介選煤的意義及基本工藝。2二、中國煤炭分類國家標準如何將煤分類按煤化度將煤分為褐煤、煙煤和無煙煤。煙煤（煉焦煤）又分為12個大類：氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、氣肥煤、1/2中粘煤、貧瘦煤、貧煤、長煙煤、不粘煤和弱粘煤。三、各單種煤的結(jié)焦性特點1、褐煤：沒有粘結(jié)性，不能單獨煉焦，只能少量配入在焦煤、肥煤中煉焦。但褐煤可半焦化和生產(chǎn)型焦用（比如蘭炭）。2、長煙煤：不能單獨煉焦，配人煉焦煤內(nèi)，使焦炭耐磨性變壞。二、中國煤炭分類國家標準如何將煤分類33、氣煤：單獨煉焦時，焦炭細長，縱裂紋多，塊度小，強度低。在煉焦配煤中，配人氣煤可增加收縮度，減少膨脹壓力，提高化學(xué)產(chǎn)品及煤氣產(chǎn)率。收縮好焦炭的致密度好且氣孔率低；減少膨脹壓力可使推焦容易，減少對爐墻的損傷。4、肥煤：粘結(jié)性好，單獨煉焦時焦炭熔融性好。但小焦和橫裂紋多，容易破碎。在煉焦配煤中肥煤配比大時，應(yīng)適當(dāng)配入瘦化劑（一般用無煙煤或焦粉），或者多配點弱粘煤，這樣有助于改善焦炭質(zhì)量，并且能利用弱粘煤煉焦。在煉焦配煤中。配入肥煤時要注意它的膨脹壓力。3、氣煤：單獨煉焦時，焦炭細長，縱裂紋多，塊度小，強度低。在45、焦煤：可以單獨煉焦，煉出的焦炭結(jié)焦性好、強度高、裂紋少、耐磨性好、塊度均勻，在配煤中可提高焦炭的強度。但膨脹壓力大，在配煤煉焦時應(yīng)引起注意。我國的焦煤儲存量少，且價格貴，一般都作為配煤使用。6、瘦煤：結(jié)焦性差，甚至不結(jié)焦，單獨煉焦時煉出的焦炭雖然塊度大，但耐磨性很差，在配煤中僅起瘦化劑作用。（如我們前期配入就是為了增加塊度）7、貧煤：不能結(jié)焦，在煉焦配煤中配入少量時可作瘦化劑用。8、無煙煤：不能結(jié)焦。5、焦煤：可以單獨煉焦，煉出的焦炭結(jié)焦性好、強度高、裂紋少、5第二節(jié)來煤的接受與儲存一、來煤的接受來煤的接受是備煤車間的第一道工序，在接受來煤時應(yīng)注意以下幾點：1、每批來煤應(yīng)按規(guī)定程序進行取樣分析，并與來煤單位的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)對比，煤種無誤后方可接受，如質(zhì)量不合要求，應(yīng)視具體情況及時處理。第二節(jié)來煤的接受與儲存62、根據(jù)來煤的煤種不同，要分別接受，并卸到指定位置，防止不同煤種在卸煤過程中互混。3、為穩(wěn)定和改善原料煤的質(zhì)量，來煤應(yīng)盡可能送往儲煤場。4、各種煤的卸煤場地必須保持清潔，更換堆放場地時要徹底清掃。二、對來煤進行驗收首先加強煤場管理工作，要有專門的煤場管理人員。管理人員的職責(zé)是：核對來煤種類，對進廠的原煤或精煤按煤種分別卸車、運送和堆放。煤場要定點、編號，2、根據(jù)來煤的煤種不同，要分別接受，并卸到指定位置，防止不同7建立“來煤登記薄”，專門記錄來煤的牌號、產(chǎn)地、來煤的日期、數(shù)量、洗選后的質(zhì)量，以及來煤堆放的位置。必要是在煤堆上插上標示牌，以免搞錯。另外，由于煤場不斷變動，必須建立健全交接班制度。交接班時應(yīng)當(dāng)面交清來煤的情況。來煤管理人員應(yīng)直接與班長、過磅員、化驗工聯(lián)系，掌握煤的數(shù)量和質(zhì)量情況。為了檢驗來煤是否符合技術(shù)標準，對每批來煤應(yīng)按規(guī)程取樣分析。實驗室對來煤的分析數(shù)據(jù)應(yīng)和發(fā)送單位的分析單對照，如果超過允許的差別，應(yīng)提出意見。不合乎技術(shù)標準的煤不應(yīng)卸在煤場內(nèi)或單獨堆放，對氧化了的煤不應(yīng)接受或采用。建立“來煤登記薄”，專門記錄來煤的牌號、產(chǎn)地、來煤的日期、數(shù)8三、煤的貯存和均勻化1、煤的貯存：由于焦爐是連續(xù)生產(chǎn)的，所以我們應(yīng)有一定的貯煤量，以保證焦爐連續(xù)生產(chǎn)。一般情況下，貯煤量應(yīng)保證供焦爐15d的用量。備用煤不能太少，否則適應(yīng)不了供應(yīng)的變化情況。但是煤的備用量也不宜過多，過多會積壓流動資金和增加基建投資，并且在貯存期間煤會逐漸氧化變質(zhì)，甚至?xí)l(fā)生自燃。在煤的貯存時，應(yīng)做到牌號不同的煤單獨存放。各種煤的堆存高度一般為8m~12m。2、煤的均勻化：焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定不僅取決于準確和合理的配煤比，而且也取決于每種煤料的質(zhì)量是否穩(wěn)定。而每種煤料質(zhì)量的穩(wěn)定三、煤的貯存和均勻化9卻與煤的存放和取出的均勻化有直接的關(guān)系。焦化廠煤的均勻化，通常有效的方法是“平鋪”、“直切”，即在貯放煤時應(yīng)將煤按水平層逐層鋪放，在去煤時應(yīng)從煤堆的上部垂直往下切取。四、煤的貯存和防止氧化煉焦用煤發(fā)生氧化有如下的害處：1、影響煤的結(jié)焦性。煤氧化的結(jié)果，使膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量都變差，煉出來的焦炭轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和焦炭的熔融性都會變壞。2、揮發(fā)分以及碳、氫含量和煤的發(fā)熱量降低，氧含量增加。3、煤氧化后，燃點降低，使煤堆容易自燃。卻與煤的存放和取出的均勻化有直接的關(guān)系。焦化廠煤的均勻化，通104、煤氧化后使0mm~0.5mm級的煤塵增加，使洗煤困難，精煤回收率降低。五、防止煤氧化的措施有1、在貯煤場內(nèi)，不應(yīng)建筑板壁或墩柱，以免空氣在這些建筑物的表面或間隙循環(huán)流通，發(fā)生氧化和自燃。2、經(jīng)常清除煤堆內(nèi)的死角，防止殘留的煤成為容易自燃的火源。3、準備存煤的場地應(yīng)打掃干凈，不允許有雜物或殘留煤，而且用推土機推平和壓實。4、在露天的貯煤場中，煤堆的長向應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)向平行。4、煤氧化后使0mm~0.5mm級的煤塵增加，使洗煤困難，精115、采用合理的堆煤方法，盡量使煤堆內(nèi)空氣的通路減少，堆煤時應(yīng)平鋪，煤堆下部聚集大顆粒的地方，應(yīng)以粉煤填實，并壓緊煤堆的外表面。6、經(jīng)常檢查煤堆的溫度，防止煤堆自燃。一般來說，煤堆溫度達到60℃，則有自燃的危險。六、焦煤存放的期限牌號堆煤季節(jié)堆煤類型貯存期限/d焦煤夏季未壓實60夏季壓實60冬季壓實90牌號堆煤季節(jié)堆煤類型貯存期限/d夏季未壓實60夏季壓實60冬12第三節(jié)煉焦配煤一、目的意義1、資源2、單種煤不能滿足要求3、配煤原則①煤質(zhì)和工藝相適應(yīng)②符合區(qū)域配煤③增加化產(chǎn)品④短運距，穩(wěn)定，質(zhì)量均勻⑤降低成本，提高效益二、配合煤指標1、水分要穩(wěn)定1%左右2、細度：頂裝72~80%；配型煤85%；搗鼓>90%；3、灰分根據(jù)焦炭灰分要求，決定配合煤灰分A煤=K*A焦%4、硫分5、煤化度6、粘結(jié)性7、膨脹壓力第三節(jié)煉焦配煤13第四節(jié)配煤原理結(jié)焦機理：塑性結(jié)焦機理、界面結(jié)成焦機理、中間相成焦機理配煤原理：膠質(zhì)體重疊原理、互換性原理、共碳化原理一．單種煤的結(jié)焦特性（1）褐煤（2）長煙煤（3）氣煤（4）肥煤（5）焦煤（6）瘦煤（7）貧煤（8）無煙煤1.黏結(jié)組分和纖維質(zhì)組分的配煤概念第四節(jié)配煤原理14煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總15二、備煤車間的工藝流程備煤車間根據(jù)不同煤料的巖相組成、性質(zhì)及其他如投資、場地等的不同，可分別采用先配煤后粉碎、各種煤先單獨粉碎再配合、部分硬質(zhì)煤預(yù)粉碎以及選擇粉碎等流程，不同情況應(yīng)采用不同的工藝。1、先配合后粉碎工藝流程煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總162、先粉碎后配合工藝流程3、分組粉碎工藝流程三、備煤車間應(yīng)注意的安全技術(shù)1、注意勞動保護，必須遵守操作規(guī)程。2、運輸機部分應(yīng)設(shè)有防護罩。3、在機械運行時，不能清掃和檢修。煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總174、在皮帶運轉(zhuǎn)時，不準從上面跨過去，或從下面鉆過，皮帶上面不堆放工具，更不準坐人。5、煤塵對人體有害，而且在室內(nèi)含有一定量時會產(chǎn)生爆炸性氣體，因此，在煤塔、粉碎機房和粉碎后煤的運輸走廊內(nèi)不準抽煙。電動機要采用防爆型的。6、煤槽深的話，一定要設(shè)有欄桿。4、在皮帶運轉(zhuǎn)時，不準從上面跨過去，或從下面鉆過，皮帶上面不18第二部分焦炭與煉焦用煤準備煤干餾后成焦炭

用途：A、煉鐵（90%以上）B、鑄造用焦C、電石用焦D、氣化用焦煉焦對煤種性質(zhì)要求：煤種必須有粘結(jié)性這里主要講高爐用焦，首先要解決兩個問題：1、高爐需要什么樣焦炭；低灰低硫高強度2、怎么能少用優(yōu)質(zhì)煉焦煤生產(chǎn)質(zhì)量合格焦炭。通過合理配煤，利用價格低，揮發(fā)份高或粘結(jié)性差的煤煉出合格的冶金焦。第一章焦炭及其性質(zhì)第一節(jié)焦炭的基本特性一、焦炭的宏觀構(gòu)造及研究方法第二部分焦炭與煉焦用煤準備19焦炭是一種質(zhì)地堅硬，以碳為主要成分的、含有裂紋和缺陷的不規(guī)則多孔體，呈銀灰色。其真密度為1.8~1.95g/cm3,氣孔率為35%~55%，堆密度為400~500kg/m3。將焦炭沿微裂紋分開，即得到焦炭多孔體，也稱焦體。焦體由氣孔和氣孔壁構(gòu)成，氣孔壁又稱焦質(zhì)，其主要成分是碳和礦物質(zhì)。焦炭的裂紋多少直接影響焦炭的粒度的抗碎強度。焦炭微裂紋的多少和焦體的孔孢結(jié)構(gòu)則與焦炭的耐磨強度和高溫反應(yīng)性能有密切關(guān)系。孔孢結(jié)構(gòu)通常用焦炭的裂紋度、氣孔率、氣孔平均直徑和比表面積等參數(shù)表示。焦炭是一種質(zhì)地堅硬，以碳為主要成分的、含有裂紋和缺201、裂紋度：裂紋度即焦炭單位面積上的裂紋長度。2、焦炭氣孔率：焦炭的氣孔率是指氣孔體積與總體積比的百分數(shù)，焦炭的氣孔有大有小，有開口的有封閉的。3、氣孔平均直徑與孔徑分布：焦炭中存在的氣孔大小是不均一的，一般稱直徑大于100μm的氣孔為大氣孔，20~100μm為中氣孔，小于20μm的為微氣孔。4、比表面積：指單位質(zhì)量焦炭內(nèi)部的表面積，其單位是m2/g。5、對焦炭的研究方法，對不同層次焦炭進行研究。1、裂紋度：裂紋度即焦炭單位面積上的裂紋長21焦塊：機械強度、物理化學(xué)性質(zhì)焦體：材料力學(xué)性質(zhì)、抗拉強度、顯微強度、顯微硬度、楊氏模量裂紋：焦炭裂紋氣孔：氣孔率、平均孔徑、孔徑分布、氣孔比表面積孔氣壁：光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)二.焦炭的化學(xué)組成1.工業(yè)分析（1）水分（Mt）（2）灰分（Ad）（3）揮發(fā)分（Vdaf）（4）固定碳下圖焦炭揮發(fā)分也是焦化廠污染控制的指標之一，揮發(fā)分升高，推焦時粉塵放散量顯著增加，煙氣量及煙氣中的多環(huán)芳烴含量也增加。焦塊：機械強度、物理化學(xué)性質(zhì)22煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總23煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總24上圖為各種煤的C、H、N含量隨干餾溫度升高而變化的規(guī)律從圖中可以看出，由不同煤化程度的煤制取的焦炭，其含碳量基本相同。氫含量隨煉焦溫度的變化比揮發(fā)分隨煉焦溫度的變化明顯，且測量誤差也小，因此以焦炭的氫含量可以更可靠地判斷焦炭的成熟程度。一般我們以揮發(fā)份判斷焦炭是否成熟，冶金焦要求揮發(fā)份小于1.8%。如揮發(fā)份小于0.6我們視為過火。需要調(diào)整爐溫。上圖為各種煤的C、H、N含量隨干餾溫度升高而變化的規(guī)律25第二節(jié)高爐煉鐵一、高爐冶煉過程與焦炭作用1、冶煉過程爐料：①礦石：塊礦、焦礦粉；②焦炭；③溶劑：CaO、CaCO3；高溫空氣入爐→焦炭燃燒→熱量、還原劑（煤氣停留4~6s） 礦石→鐵→排出（5~8小時稱為冶煉周期）2、焦炭的作用①熱能源②還原劑③疏松骨架④供碳劑3、高爐操作指標第二節(jié)高爐煉鐵26二、料柱結(jié)構(gòu)及各段對焦炭要求1、料柱構(gòu)造和溫度分布小于800~1000℃塊狀800~1000℃以上，1350~1400℃軟化大于1350~1400℃焦粒2、爐內(nèi)鐵氧化物的還原t=570℃Fe3O4+CO→Fe+CO2+O2t=570~800℃Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe間接還原二、料柱結(jié)構(gòu)及各段對焦炭要求27大于1100℃CO2+C→2CO-39600KcalFeO+CO→Fe+CO2+3250KcalFeO+C→Fe+CO-36350Kcal直接還原注：間接反應(yīng)多，直接反應(yīng)少能很好的保護焦炭3、對焦炭的要求常溫強度好M40↑,M10↓；②高溫強度好（熱轉(zhuǎn)鼓）；③反應(yīng)性低，反應(yīng)后強度高；④粒度均勻；⑤灰低、硫低、水分穩(wěn)定。大于1100℃CO2+C→2CO-39600Kcal28第三節(jié)非高爐用焦的特性（了解即可）一、鑄造用焦1、沖天爐熔煉過程鑄造焦是沖天熔鐵的主要燃料，用于熔化爐料，并使鐵水過熱，還起支撐料柱保證良好透氣性和供碳等作用。2、鑄造焦的質(zhì)量要求（1）粒度大（2）硫分低（3）強度高（4）灰分低和揮發(fā)分低（5）氣孔率與反應(yīng)性低第三節(jié)非高爐用焦的特性（了解即可）29二、鐵合金用焦1、礦熱爐的冶煉過程：SiO2→SiO→Si→FeSi2、質(zhì)量要求①固定碳高②電阻率大，氣孔率高，反應(yīng)能力強③化學(xué)活性高④高溫下有一定機械強度三、氣化用焦1.氣化反應(yīng)：C+O2→CO2+Q1CO2+C→CO-Q2C+H2O→H2+CO-Q32.質(zhì)量要求①較強的反應(yīng)能力②強度一定（M40=60~70%）③塊度均勻④灰分低，灰熔點高二、鐵合金用焦30四、電石用焦1、CaO+C→(2000℃)CaC2+CO2、質(zhì)量要求①粒度3~20mm②碳高，灰分低③水分低④硫、磷低四、電石用焦31第二章室內(nèi)結(jié)焦過程第一節(jié)炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程炭化室內(nèi)煤料結(jié)焦過程的基本特點：一是單向供熱、成層結(jié)焦；二是結(jié)焦過程中傳熱性能隨爐料的狀態(tài)和溫度而變化。1、成層結(jié)焦過程及煉焦最終溫度由于單向供熱，炭化室內(nèi)煤料的結(jié)焦過程所需熱能是以高溫爐墻側(cè)向炭化室中心逐漸傳遞的。煤的導(dǎo)熱能力很差（尤其是膠質(zhì)層），在炭化室中心面的垂直方向上，煤料內(nèi)的溫差較大，所以在同一時間，距爐墻不同距離的各層煤料的溫度不同，爐料的狀態(tài)也就不同。第二章室內(nèi)結(jié)焦過程32如下圖所示。各層處于結(jié)焦過程的不同階段，總是在爐墻附近先結(jié)成焦炭而后逐層向炭化室中心退移，這就是所謂的成層結(jié)焦。炭化室中心面上爐料溫度始終最低，因此結(jié)焦末期炭化室中心面溫度（焦餅中心溫度）可以作為焦餅成熟程度的標志，稱為煉焦最終溫度。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。如下圖所示。各層處于結(jié)焦過程的不同階段，總是在爐墻附近先結(jié)成33煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總34上圖是不同結(jié)焦時間炭化室內(nèi)各層煤料的溫度與狀態(tài)2、各層爐料的傳熱性能對料層狀態(tài)和溫度的影響上圖是不同結(jié)焦時間炭化室內(nèi)各層煤料的溫度與狀態(tài)35煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總36上圖為炭化室內(nèi)各層煤料的溫度變化1--炭化室表面溫度；2—炭化室墻附近煤料溫度；3—距爐墻50~60mm處煤料溫度；4—距爐墻130~140mm處的煤料溫度；5—炭化室中心部位的煤料溫度。上圖為炭化室內(nèi)各層煤料的溫度變化37第二節(jié)影響炭化室結(jié)焦過程的因素一、裝爐煤堆密度的影響提高堆密度的方法：1.搗鼓；2.配煤型；3.煤干燥；4.預(yù)熱煤；堆密度↑→焦炭質(zhì)量↑二、裝爐煤水分的影響水分上升→焦炭質(zhì)量下降水分上升1%→焦炭質(zhì)量下降2%左右。三、煉焦速度V=炭化室平均寬/結(jié)焦時間四、煉焦終溫和悶爐時間提高T終→M10↓，M40上升，悶爐時間↑↑第二節(jié)影響炭化室結(jié)焦過程的因素38第三節(jié)煉焦過程的化學(xué)產(chǎn)品一、化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)生在膠質(zhì)體生成、固化和半焦分解、縮聚的全過程中，都有大量氣態(tài)產(chǎn)物析出。由于炭化室內(nèi)層層結(jié)焦，而塑性層的透氣性一般很差，大部分氣態(tài)產(chǎn)物不能穿過膠質(zhì)體層，因此，炭化室內(nèi)干煤層熱解生成的氣態(tài)產(chǎn)物和塑性層內(nèi)所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物中的一部分只能向上或從塑性層內(nèi)側(cè)流往爐頂空間，這部分氣態(tài)產(chǎn)物稱“里行氣”，里行氣約占氣態(tài)產(chǎn)物的20%~25%。塑性層內(nèi)所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物中的大部分及半焦層內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物則穿過高溫焦炭層縫隙，沿焦餅與炭化室墻之間的縫隙向上流入爐頂空間，這部分氣態(tài)產(chǎn)物稱為“外行氣”，外行氣約占氣態(tài)產(chǎn)物的75%~80%。煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總39里行氣和外行氣最后全部在爐頂空間匯集而導(dǎo)出。煤熱解的產(chǎn)物（常稱為一次熱解產(chǎn)物）在流經(jīng)高溫的焦炭、爐墻和爐頂空間時，不可避免地要發(fā)生進一步的化學(xué)變化，常稱為二次熱解。煤熱解過程中的化學(xué)反應(yīng)是非常復(fù)雜的，包括煤中有機質(zhì)的裂解、裂解產(chǎn)物中輕質(zhì)部分的揮發(fā)、裂解殘留物的縮聚、揮發(fā)產(chǎn)物在析出過程中的分解和化合、縮聚產(chǎn)物的進一步分解、在縮聚等過程?？偟膩碇v包括裂解和縮聚兩大類反應(yīng)。從煤的分子結(jié)構(gòu)看，可認為熱解過程是基本結(jié)構(gòu)單元周圍的側(cè)鏈和官能團等，對熱不穩(wěn)定成分互相縮聚形成固定產(chǎn)品（半焦或焦炭）煉焦市煤氣中含有焦油、粗苯、氨氣硫化氫等、還有氣體，如氫氣，一氧化碳、甲烷二氧化碳等。里行氣和外行氣最后全部在爐頂空間匯集而導(dǎo)出。煤熱解的產(chǎn)物（常40二、影響化學(xué)產(chǎn)品的因素1、原料煤的影響（1）煤化程度煤化程度對煤的熱解影響很大，它直接影響煤開始熱解的溫度、熱解產(chǎn)物、熱解反應(yīng)活性、黏結(jié)性和結(jié)焦性等。（2）巖相組成的影響（穩(wěn)定組成分高，焦油回收率高。絲質(zhì)組多、化產(chǎn)品量少）2、外界條件的影響（1）熱解最終溫度的影響（最終溫度的升高導(dǎo)致焦油和焦炭產(chǎn)率下降。但煤氣量增加）（2）爐頂空間溫度和容積的影響（750度時化產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)量最高。但為了保證焦炭焦餅溫度950度—1050度?？臻g溫度總是大于750度。所以只能力求減低。（3）加熱速度的影響二、影響化學(xué)產(chǎn)品的因素41上圖為黏結(jié)組分與纖維質(zhì)組分的配合關(guān)系示意圖Ⅰ—強黏結(jié)煤；Ⅱ—黏結(jié)組分多的弱黏結(jié)煤；Ⅲ—弱黏結(jié)煤；Ⅳ—非黏結(jié)煤；Ⅴ—無煙煤（1）強黏結(jié)煤由于該煤種黏結(jié)性組分適量，纖維質(zhì)組分的強度高，所以可制得高強度的焦炭。（2）黏結(jié)組分多的高揮發(fā)分弱黏結(jié)煤由于該煤種纖維組分強度低，所以需要配入瘦化組分或焦粉之類的補強劑。上圖為黏結(jié)組分與纖維質(zhì)組分的配合關(guān)系示意圖42（3）一般的弱黏結(jié)煤該種煤不僅黏結(jié)組分少，而且纖維質(zhì)組分強度低，在配用時既要加入黏結(jié)劑（瀝青）以增加黏結(jié)組分，還要加入補強材料（加入瘦化劑或焦粉）來提高纖維質(zhì)組分強度，并加壓成型，以改善纖維質(zhì)組分的接觸和黏結(jié)劑的填充，才能得到強度好的焦炭。（4）非黏結(jié)煤由于黏結(jié)組分更少，纖維質(zhì)組分強度也更低，需要與一般弱黏結(jié)煤相同的處理措施才能改善焦炭的強度。（5）無煙煤只有強度較高的纖維質(zhì)組分，需要添加黏結(jié)劑，才能得到足夠強度的焦炭。（3）一般的弱黏結(jié)煤該種煤不僅黏結(jié)組分少，而且纖維質(zhì)組分43第三節(jié)擴大煉焦配煤的途徑擴大煉焦煤源的基本途徑主要有以下幾個方面。1、為了大量利用高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤，常采用爐外干燥、預(yù)熱、搗鼓的方法煉焦，對高揮發(fā)分弱黏結(jié)煤，可采用選擇粉碎、改善配煤比等方法。2、為了提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率，改善焦炭質(zhì)量或制取特殊用焦，可以配入添加物煉焦。3、為了利用高硫煤煉焦，可采用煉制縛硫焦等。第三節(jié)擴大煉焦配煤的途徑44一、搗固煉焦1、搗固煉焦的特點及效果（1）原料范圍寬（2）提高焦炭質(zhì)量（3）提高焦炭產(chǎn)量搗固煉焦的缺點：搗固機比較龐大，操作復(fù)雜，投資高，由于煤餅尺寸小于炭化室，因此炭化室的有效率低。此外，由于煤餅與炭化室墻面間有空隙，影響傳熱，使結(jié)焦時間延長。搗固煉焦技術(shù)具有區(qū)域性，這種工藝主要適應(yīng)在高揮發(fā)分煤和弱黏結(jié)煤儲量多的地方。一、搗固煉焦45煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總46上圖為堆密度對搗鼓焦質(zhì)量的影響配煤比：淮南氣煤76%；張大莊焦煤20%；焦粉4%總之，搗固煉焦是利用高揮發(fā)分弱黏結(jié)煤的有效措施之一。2、搗固煉焦的要求及影響因素（1）水分控制9%~10%（2）細度要求細度小于3mm的煤應(yīng)控制在90%~93%，其中粒度<0.5mm的應(yīng)在40%~50%之間。（3）增加瘦化組分配煤中，為提高搗固煉焦的M40，需加入一定數(shù)量和品種的瘦化組分，因瘦化組分可減少焦炭的裂紋形成。上圖為堆密度對搗鼓焦質(zhì)量的影響473、中國搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀近年來，隨著優(yōu)質(zhì)煉焦煤的緊缺，中國的搗固煉焦技術(shù)發(fā)展很快。1997年投產(chǎn)的青島煤氣公司的搗固焦爐，炭化室為2×42孔，高3.8m，搗固機是由德國引進的20錘固定連續(xù)搗固機。2000年初投產(chǎn)的山西清徐東盛焦化有限公司的搗固焦爐，炭化室高僅3.2m，但在國內(nèi)首次將爐孔數(shù)擴大為2×50孔，搗固機為國產(chǎn)的2×3錘彈性夾板錘搗固機，采用可先進的搗固機械，擴大了單座焦爐的爐孔數(shù)，提高了搗固機械的作業(yè)率，打破了中國搗固煉焦技術(shù)幾十年停止不前的局面。3、中國搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀48近年來，國內(nèi)已建成投產(chǎn)炭化室高4.3m、寬500mm的搗固焦爐。二現(xiàn)代焦爐的結(jié)構(gòu)：爐頂區(qū)、炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、基礎(chǔ)平臺、地下室、煙道，煙囪，護爐鐵件等。各區(qū)域的包含內(nèi)容、作用及基本結(jié)構(gòu)介紹。近年來，國內(nèi)已建成投產(chǎn)炭化室高4.3m、寬500mm的搗固焦49第四節(jié)爐型特性一、火道形式燃燒室是焦爐加熱系統(tǒng)的主要部分，其加熱是否均勻?qū)範t生產(chǎn)影響很大。焦爐的發(fā)展和爐型的改進很大程度上是改進加熱系統(tǒng)，因此燃燒室有多種形式，根據(jù)上升氣流與下降氣流連接方式不同，燃燒室可分為水平火道式焦爐和直立火道式焦爐。水平火道室焦爐由于氣流流程長、阻力大，固現(xiàn)已不再采用；直立火道式焦爐根據(jù)火道的組合方式，有可分為兩分式、四分室、過頂室、雙聯(lián)火道式和四聯(lián)火道式5種。煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總50二、解決高向加熱均勻性的方法在煤料結(jié)焦過程中最重要，也是最困難的是沿炭化室高度方向加熱均勻性問題。高度越高，加熱均勻性越難達到。當(dāng)火道中煤氣在正常過?？諝庀禂?shù)條件下燃燒時，由于火焰短而造成沿高度方向的溫差很大，一般在50~200℃之間。所以，沿高度方向加熱是否均勻，主要取決于火焰長度。加熱不均勻?qū)⒁鸾Y(jié)焦時間延長和產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量降低等不良后果。二、解決高向加熱均勻性的方法51由于燃燒室下部溫度高，所以炭化室內(nèi)下部煤料先結(jié)成焦塊，為了使上部煤料完全成焦，則必須延長加熱時間，結(jié)果使下部焦炭過火。結(jié)焦時間的延長，使熱損失增加，甚至使下部耐火材料熔化或爐墻變形。如圖所示為炭化室中煤料的升溫曲線。圖中曲線B表示加熱均勻時煤料升溫曲線，當(dāng)結(jié)焦時間達17h，焦餅全部成熟。曲線P和曲線A表示加熱不均勻時下部煤料與上部煤料的升溫曲線。曲線A達到結(jié)焦終了溫度的時間比曲線P晚6h。由于燃燒室下部溫度高，所以炭化室內(nèi)下部煤料先結(jié)成焦塊，為了使52煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總53上圖為炭化室中煤料升溫曲線近年來，為了實現(xiàn)燃燒室高向加熱均勻性，在不同結(jié)構(gòu)的焦爐中，采用了不同措施。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，主要有以下四種方法：1、高低燈頭雙聯(lián)火道中，單數(shù)火道為低燈頭，雙數(shù)火道為高等頭（燈頭即為焦爐煤氣噴嘴），火焰在不同的高度燃燒，使爐墻加熱有高有低，以改善高向加熱均勻性。奧托式、JN60-82型、JNX60-87型焦爐即用此法。上圖為炭化室中煤料升溫曲線542、分段燃燒分段燃燒是將空氣和貧煤氣（當(dāng)用焦爐煤氣加熱時，煤氣則從垂直磚煤氣道進入火道底部）沿火道墻上的通道，在不同的高度上通入火道中燃燒，一般分為上、中、下三點，使燃燒分段。這種措施可以使高向加熱均勻，但爐墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需強制通風(fēng)，空氣量調(diào)節(jié)困難，加熱系統(tǒng)阻力大。上海寶鋼引進的新日鐵M型焦爐即采用此法。3、按炭化室高度采用不同厚度的爐墻即靠近炭化室下部的爐墻加厚，向上逐漸減薄，以保證加熱均勻。由于爐墻加厚，傳熱阻力增大，結(jié)焦時間延長，故此方法現(xiàn)在已不采用。2、分段燃燒分段燃燒是將空氣和貧煤氣（當(dāng)用焦554、廢氣循環(huán)這是使燃燒室高向加熱均勻最簡單而有效的方法，現(xiàn)在被廣泛用。由于廢氣是惰性氣體，將它加入煤氣中，可以降低煤氣中可燃組分濃度，從而使燃燒反應(yīng)速度降低，火焰拉長，因而保證高向均勻加熱。測量立火道廢氣就是為了解和掌握火道的燃燒情況及配入空氣量是否合理。4、廢氣循環(huán)這是使燃燒室高向加熱均勻56三、煤氣入爐方式1、側(cè)入式2、下噴式第五節(jié)爐型舉例一、JN66型焦爐JN66型焦爐是中國自行設(shè)計的年產(chǎn)10萬噸冶金焦的焦化廠推薦爐型，目前已發(fā)展成為JN66-5型。1、炭化室炭化室的平均寬為350mm，錐度為20mm，炭化室全高為2520mm。三、煤氣入爐方式572、燃燒室燃燒室用橫幅墻分隔成14個立火道，與其上部的通長水平集合煙道相連，在結(jié)構(gòu)上使一側(cè)7個火道為上升氣流時，另一側(cè)7個火道為下降氣流。3、蓄熱室JN66型焦爐的蓄熱室與炭化室平行布置，即為橫蓄熱室。4、斜道區(qū)斜道區(qū)高850mm，其中還設(shè)有水平磚煤氣道，焦爐煤氣經(jīng)此水平道分配到各立火道。2、燃燒室燃燒室用橫幅墻分隔成14個立火道，與其上部的通58JN66型焦爐屬于小型焦爐，為中國焦化廠目前將要淘汰的爐型，根據(jù)國家政策，今后將禁止建炭化室高4.3m以下的爐型。二、JN43-58型焦爐JN43-58型焦爐是中國設(shè)計的優(yōu)良爐型之一，具有結(jié)構(gòu)嚴密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、熱工效率高、磚型少、投資低等優(yōu)點。三、JN43-80型焦爐JN43-80型焦爐是在JN-58-Ⅱ的基礎(chǔ)上，通過多年生產(chǎn)實踐，進一步完善改進而來的。JN66型焦爐屬于小型焦爐，為中國焦化廠目前將要淘汰的爐型，59四、JNX-83型焦爐JNX-83型焦爐是鞍山焦耐設(shè)計院于1983年在JN43-58型焦爐的基礎(chǔ)上設(shè)計的全高4.3m的全下調(diào)式焦爐，其結(jié)構(gòu)特點是：雙聯(lián)火道，廢氣循環(huán)，焦爐煤氣下噴，蓄熱室分格及下部調(diào)節(jié)的復(fù)熱式焦爐。JNX43-83型焦爐有如下優(yōu)點。1、下部調(diào)節(jié)靈敏2、加熱均勻合理3、耗熱量低，節(jié)能效果好四、JNX-83型焦爐60五、JN60-82型焦爐JN60-82型焦爐是炭化室高6m的焦爐，爐體的結(jié)構(gòu)特點、氣流途徑同JN43-80型焦爐。JN60-82型焦爐具有以下特點。1、蓄熱室主墻寬290mm，采用三溝舌結(jié)構(gòu)。2、斜道寬度均為120mm，邊斜道出口寬度為120mm，中部斜道出口寬度為96mm。五、JN60-82型焦爐613、為使焦爐煤氣加熱時高向加熱更加均勻，采用高低燈頭結(jié)構(gòu)。4、炭化室墻的厚度上下一致，均為100mm。5、爐頂設(shè)四個直徑為450mm的裝煤孔和兩個直徑為400mm的上升管孔。6、爐頂裝煤孔和上升管孔砌體，用帶溝舌的異型磚砌筑。3、為使焦爐煤氣加熱時高向加熱更加均勻，采用高低燈頭結(jié)構(gòu)。62六、JNX43-83型焦爐JNX60-87型焦爐是鞍山焦耐院為上海寶鋼二期工程新建4×50孔大容積焦爐而設(shè)計的。此焦爐為雙聯(lián)火道，廢氣循環(huán)，富煤氣沒高低燈頭，蓄熱室分格，且是下部調(diào)節(jié)的富熱式焦爐，其外形尺寸與M型焦爐基本相同，而結(jié)構(gòu)與JNX43-83型焦爐相似。六、JNX43-83型焦爐63此焦爐有如下特點。1、蓄熱室分格與下部調(diào)節(jié)2、高向加熱均勻七、新日鐵M型焦爐上海寶山鋼鐵總廠從日本引進的新日鐵M型焦爐是日鐵式改良型大容積焦爐。炭化室高6m，長15.7m，平均寬450mm，錐度60mm，有效容積37.6m3。此焦爐有如下特點。64八、TJL43-50D型搗鼓焦爐由化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計院設(shè)計的中國第一座4.3m搗鼓焦爐（28錘固定連續(xù)搗鼓煉焦），使中國的搗鼓煉焦技術(shù)提高到了一個新的水平。該炭化室高4.3m，寬500mm，為寬炭化室、雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴單熱式、搗固側(cè)裝焦爐結(jié)構(gòu)，是在總結(jié)多年焦爐設(shè)計及生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上設(shè)計的。自2002年投產(chǎn)運行后，經(jīng)過不斷的調(diào)試，焦爐已經(jīng)達到了設(shè)計產(chǎn)量，且焦炭質(zhì)量符合國家一級冶金焦的指標。該焦爐的主要結(jié)構(gòu)特點有以下幾個方面。八、TJL43-50D型搗鼓焦爐651、焦爐炭化室平均寬度為500mm，屬于寬炭化室焦爐，具有可改善焦炭質(zhì)量和增大焦炭塊度的優(yōu)點。另外，產(chǎn)量相同時（與炭化室寬450mm相比較），還具有減少出焦次數(shù)、減少機械磨損、降低勞動強度、改善操作環(huán)境和降低無組織排放等優(yōu)點。2、焦爐為單熱室、寬蓄熱室焦爐。經(jīng)核算，在確保蓄熱室蓄熱體積有一定余量后，適當(dāng)降低了蓄熱室高度，從而減少了用磚量，降低工程投資。3、在爐底鋪設(shè)硅酸鋁耐火纖維磚，減少爐底散熱，降低地下室溫度，從而改善了操作條件。1、焦爐炭化室平均寬度為500mm，屬于寬炭化室焦爐，具有可66九、JNL4350F型焦爐概要序號設(shè)備名稱備注一焦爐本體1、炭化室總長14080mm有效長13280mm高4300mm有效高400mm平均寬500mm機側(cè)495mm錐度10mm焦側(cè)505mm有效容積26.6m3裝煤量23.64T中心距1220mm加熱水平700mm九、JNL4350F型焦爐概要序號設(shè)備名稱備注一焦爐本體1、67序號設(shè)備名稱備注一、焦爐本體2、燃燒室機側(cè)寬705mm焦側(cè)寬695mm立火道中心距480mm立火道個數(shù)28上部跨越孔機側(cè)313mm焦側(cè)323mm下部跨越孔機側(cè)314mm焦側(cè)323mm序號設(shè)備名稱備注一、焦爐本體2、燃燒室機側(cè)寬7068序號設(shè)備名稱備注3、斜道高900mm斜道斷面尺寸120mm磚煤氣道內(nèi)徑40mm4、蓄熱室全高2525mm寬802mm主墻厚370mm單墻厚230mm小煙道寬415mm小煙道高375mm序號設(shè)備名稱備注3、斜道高900mm斜道69序號設(shè)備名稱備注二、交換機廢氣油缸桿頭額定拉力80KN,行程630mm焦油煤氣油缸桿頭額定拉力50KN,行程460mm交換操作時間47秒序號設(shè)備名稱備注二、交換機廢氣油缸桿頭額定拉力80KN,行程70序號設(shè)備名稱備注手動交換操作時間10分鐘交換周期20分鐘，系統(tǒng)工作壓力6MPa,最高工作壓力7.2MPa液壓系統(tǒng)使用介質(zhì)：N46抗磨液壓油油箱有效容積：400L三、護爐鐵件上部拉條∮50mm螺紋長度400mm下部拉條∮50mm螺紋長度400mm序號設(shè)備名稱備注手動交換操作時間10分鐘三、護爐鐵件上部拉條714、小煙道采用擴散型筭子磚，使焦爐長向加熱均勻。燃燒室采用廢氣循環(huán)和高低燈頭結(jié)構(gòu)，保證焦爐高向加熱均勻。5、蓄熱室主墻用帶有三條溝舌的異性磚相互咬合砌筑而成，蓄熱室主墻上的轉(zhuǎn)煤氣道與外墻面無直縫隙，保證了焦爐的結(jié)構(gòu)強度，提高了氣密性。為了提高邊火道溫度，在蓄熱室封墻及斜道爐頭部位，采用隔熱效果好且在高溫下不易變形的保溫隔熱材料。6、燃燒室爐頭為高鋁磚砌筑的直縫結(jié)構(gòu)，可防止爐頭火道倒塌。高鋁磚與硅磚之間的接縫采用小咬合結(jié)構(gòu)，砌筑時爐頭不易被踩活，烘爐后也不必為兩種材質(zhì)的高向膨脹差做特殊的處理。4、小煙道采用擴散型筭子磚，使焦爐長向加熱均勻。燃燒室采用廢727、炭化室墻采用寶塔形磚，消除了炭化室與燃燒室間的直通縫，爐體結(jié)構(gòu)嚴密，荒煤氣不易串漏，同時便于維修。第六節(jié)焦爐配套的運行機械設(shè)備：搗固裝煤車、推焦車（機側(cè)及焦側(cè)概念簡述）、搗固機、消煙除塵車、攔焦車（導(dǎo)焦車）、熄焦車、換向油壓系統(tǒng)。各設(shè)備作用簡述。7、炭化室墻采用寶塔形磚，消除了炭化室與燃燒室間的直通縫，爐73第三章煉焦爐的機械設(shè)備第一節(jié)護爐設(shè)備一、護爐設(shè)備的作用護爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)的彈簧的勢能，連續(xù)不斷地向砌體施加足夠的、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，并有足夠的強度，從而保證焦爐的正常生產(chǎn)。護爐設(shè)備對爐體的保護分別沿爐組長向（縱向）和燃燒室長向（橫向）分布?？v向為：兩端抵抗墻、彈簧組、縱拉條。橫向為：兩側(cè)爐柱、上下橫拉條、彈簧、保護板和爐門框等。第三章煉焦爐的機械設(shè)備74二、保護板、爐門框及爐柱保護板、爐門框及爐柱的主要作用是將保護性壓力均勻合理地分布在砌體上，同時保護爐頭砌體、保護板、爐門框和爐門刀邊之間的密封，因此，要求其緊靠爐頭且彎曲度不能過大。第二節(jié)煤氣設(shè)備二、保護板、爐門框及爐柱75一、荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣彎管、焦油盒、吸氣管以及相應(yīng)的噴灑氨水系統(tǒng)。其作用為：一是將出爐荒煤氣順利導(dǎo)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(jié)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(shè)備變形、阻力升高和鼓風(fēng)、冷凝的負荷增大，但又要保持焦油和氨水良好的流動性。一、荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備76二、加熱煤氣供入設(shè)備加熱煤氣供入設(shè)備的作用是向焦爐輸送和調(diào)節(jié)加壓煤氣。大型焦爐一般為復(fù)熱式，可用兩種煤氣加熱（貧煤氣和富煤氣），配備兩套加熱煤氣系統(tǒng)；中小型焦爐一般為單熱式，只配備一套焦爐煤氣加熱系統(tǒng)。三、廢氣導(dǎo)出及其設(shè)備焦爐廢氣導(dǎo)出系統(tǒng)有交換開閉器，機側(cè)、焦側(cè)分煙道及總煙道翻版。交換開閉器控制進入焦爐的空氣、煤氣及排出廢氣的裝置。目前國內(nèi)外有多種形式的交換開閉器，大體上可分為兩種類型：一種是同交換旋塞相配合的提桿式雙砣盤型（JN43-58型等大型焦爐采用）；另一種為杠桿式交換砣型。二、加熱煤氣供入設(shè)備77四、交換設(shè)備交換設(shè)備是改變焦爐加熱系統(tǒng)氣體流動方向的動力設(shè)備和傳動機械，包括交換機和傳動拉條。第四節(jié)焦爐機械焦爐生產(chǎn)中焦爐機械包括：頂裝焦爐用裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車（焦爐四大車），側(cè)裝焦爐用裝煤推焦車代替裝煤車和推焦車，增加了搗固機和消煙車，用以完成煉焦爐的裝煤出焦任務(wù)。這些機械除完成上述任務(wù)外，還要完成許多輔助性工作，主要有：四、交換設(shè)備781、裝煤孔蓋和爐門的開關(guān)，平煤孔蓋的開閉；2、炭化室裝煤時的平煤操作；3、平煤時余煤的回收處理；4、爐門、爐門框、上升管的清掃；5、爐頂及機側(cè)、焦側(cè)操作平臺的清掃；6、裝備水平高的車輛還設(shè)有消煙除塵的環(huán)保設(shè)施

1、裝煤孔蓋和爐門的開關(guān)，平煤孔蓋的開閉；79第四章焦爐的加熱管理與熱工評定第一節(jié)焦爐加熱用煤氣1、幾種加熱煤氣的組成2、煤氣熱值3、煤氣密度第二節(jié)焦爐的加熱管理一、焦爐燃燒室的溫度變化特征1、結(jié)焦期間火道溫度的變化第四章焦爐的加熱管理與熱工評定80煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總81在上面圖中表示：1—由燃燒室向炭化室傳向的比熱流；2—由炭化室墻傳向裝爐煤料的比熱流二、焦爐加熱管理的內(nèi)容和要求1、加熱制度(簡介煤氣走向及廢氣走向）每座焦爐應(yīng)根據(jù)規(guī)定的裝煤量、配煤水分按適當(dāng)?shù)慕癸炛行臏囟染幹撇煌Y(jié)焦時間下的加熱制度。焦餅中心溫度一般規(guī)定為1000±50℃，并依焦炭質(zhì)量的改善來選定。加熱制度是加熱管理時應(yīng)認真控制的一些全爐性溫度、壓力和流量等指標，它包括標準溫度、全爐和機焦側(cè)煤氣流量、煤氣主管壓力、煙道吸力、標準蓄熱室頂部吸力等。在此基礎(chǔ)上調(diào)全爐的溫度和壓力。在上面圖中表示：1—由燃燒室向炭化室傳向的比熱流；2—由炭化822、全爐的機、焦側(cè)煤氣流量公式計算3、溫度制度（1）標準溫度（2）直行溫度（3）橫排溫度（4）爐頭火道溫度（5）其他溫度4、壓力制度2、全爐的機、焦側(cè)煤氣流量83（1）煤氣主管壓力（2）燃燒系統(tǒng)壓力（3）煙道吸力（4）集氣管壓力5、加熱煤氣設(shè)備的維護（1）電動交換機各傳動軸應(yīng)嚴格保持平行，齒輪嚴密，各軸運行時間、各傳動齒輪運轉(zhuǎn)行程和各軸與軸承間隙符合要求。（2）傳動系統(tǒng)中各軸、輪、旋塞應(yīng)潤滑良好、油溝暢通，并定期擦洗、加油。（1）煤氣主管壓力84（3）拉條的行程應(yīng)保證旋塞開正、砣桿提起高度合乎要求，并全爐一致，各砣落下時應(yīng)嚴密。（4）拉條在運行過程中應(yīng)平穩(wěn)、無卡住和跳動等現(xiàn)象，為此，拉條與扳把、拉條與砣桿應(yīng)在同一垂直平面運動。（可講解換向的過程）1關(guān)煤氣防剩余煤氣爆炸。2、空氣和廢氣交換，是殘留煤氣燃燒完全。3、后送煤氣，空氣進去量充足，煤氣進入可充分燃燒。（3）拉條的行程應(yīng)保證旋塞開正、砣桿提起高度合乎要求，并全爐85第三部分煉焦新工藝第一章煉焦爐的開工準備及日常維護第一節(jié)煉焦爐的維護與修理焦爐在長期的使用中，受到高溫、機械及物理化學(xué)反應(yīng)等作用，爐體總是要逐漸衰老和損壞的。（如高低溫爐墻變形、爐柱變形、竄漏、下火等）一、焦爐損壞的原因焦爐損壞的原因可以總結(jié)為以下幾點：1、砌爐時留有隱患，如砌爐時磚縫大小不合適，使用了質(zhì)量差的耐火磚；2、烘爐時沒有控制好升溫速度；第三部分煉焦新工藝863、生產(chǎn)操作不良，如爐門冒煙冒火，發(fā)生高溫事故，二次推焦較多，炭化室負壓操作，爐門或爐蓋敞開時間太長，推焦平煤不準確等；4、鐵件管理不好，如不及時調(diào)節(jié)爐柱負荷，使鐵件失去作用，造成爐體局部自由膨脹；5、熱工制度不穩(wěn)定，經(jīng)常變換結(jié)焦周期，使爐體收縮和膨脹頻繁，由于焦爐各種正常損壞都是逐漸發(fā)生的，為方便起見，通常用爐長的年增長量來衡量爐體的衰老程度（如一座14m長的焦爐，由于烘爐和殘余石英晶型轉(zhuǎn)化，使爐磚的膨脹量可達約250mm）。3、生產(chǎn)操作不良，如爐門冒煙冒火，發(fā)生高溫事故，二次推焦較多87二、焦爐維護的主要措施1、三班操作2、嚴格執(zhí)行推焦計劃3、確定恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)焦時間4、加強鐵件管理5、搞好日常維修工作6、加強煉焦配煤工作（考慮膨脹壓力及收縮等。7、做好組織工作二、焦爐維護的主要措施88三、煉焦爐的修理煉焦爐的維修根據(jù)損壞程度的不同，可分為經(jīng)常性維修、中修、大修三類。第二章煉焦爐內(nèi)煤氣的燃燒及熱工評定第一節(jié)煉焦爐加熱用煤氣一、幾種煤氣的組成焦爐加熱用的氣體燃料主要是焦爐煤氣和高爐煤氣，某些廠也采用發(fā)生爐煤氣。（焦爐煤氣加熱的優(yōu)點介紹）。三、煉焦爐的修理89第二節(jié)煉焦爐加熱的特殊操作一、延長結(jié)焦時間和停產(chǎn)保溫（如調(diào)溫度等）二、焦爐停產(chǎn)加熱和重新供熱（采取的相應(yīng)措施簡介）三、焦爐更換加熱煤氣煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總90第三節(jié)焦爐常見事故及處理一、出爐操作中，全廠突然停電當(dāng)推焦和平煤時突然斷電，應(yīng)用手搖裝置將爐內(nèi)的推焦桿或平煤桿推出，防止燒損或變形。還需將走行包閘松開，用手搖裝置對上爐門，用扳手將爐門橫鐵螺絲擰緊，等恢復(fù)供電后再進行正常操作。若停電時間超過10min以上，應(yīng)做如下處理：將導(dǎo)焦珊退出，移動攔焦車將爐門對上，將導(dǎo)焦柵內(nèi)紅焦扒出，紅焦要處理到?jīng)鼋古_或有水源的地方，用水熄滅紅焦。第三節(jié)焦爐常見事故及處理91發(fā)生紅焦落地應(yīng)做如下處理：迅速組織人力處理，熄滅并清除軌道上的紅焦使熄焦車盡快通行。停電發(fā)生在裝煤途中，司機應(yīng)立即拉下控制開關(guān)將各控制器放回零位，然后用手搖裝置關(guān)閉閘板。若裝置時煙火很大，不能靠近裝煤車時，可用鐵棒、長鐵管設(shè)法把裝煤車推走，并盡快把爐蓋蓋上。此外，利用手搖裝置，把子煤桿從炭化室搖出。發(fā)生紅焦落地應(yīng)做如下處理：迅速組織人力處理，熄滅并清除軌道上92二、下暴雨時的處理下暴雨時，雨水會流入炭化室或燃燒室內(nèi)，而焦爐多為硅磚砌筑，硅磚不能適應(yīng)溫度急劇變化，易遭破壞，使焦爐壽命受到影響。另外炭化室內(nèi)焦爐溫度很高，水流入炭化室后，就會急速汽化、膨脹而易產(chǎn)生爆炸，因此應(yīng)采取必要的處理措施。1、爐頂積水，應(yīng)及時組織人員將水掃走。2、爐蓋縫隙要及時密封，如來不及可用煤車斗子的煤來封住爐蓋縫隙。3、看火孔及磚縫處用煤泥灰漿堵嚴。二、下暴雨時的處理93三、推焦桿掉到炭化室內(nèi)的處理方法1、如果推焦桿上的齒條與傳動齒輪上的齒脫離較近，可用鐵板螺絲等物往回墊，使之與傳動齒輪上的齒互相咬住，啟動推焦裝置，使推焦桿上齒輪條上的齒與傳動齒輪上的齒互相咬合。2、若推焦桿上的齒條上的齒與傳動齒輪上的齒脫離的太遠，可用鋼絲繩一端系在推焦桿上，另一端系在傳動齒輪上，啟動傳動裝置。傳動齒輪一轉(zhuǎn)，就可將推焦桿拉回來。3、若推焦桿在行駛途中停電，應(yīng)組織人力，用手搖裝置把推焦桿搖回原位。三、推焦桿掉到炭化室內(nèi)的處理方法94四、煉焦爐局部損壞的處理通常局部損壞采用的方法是熱修，即在熱態(tài)下的搶修。熱修方法有噴補和抹補。在焦爐砌體有較細的裂紋或墻面有凹陷較淺的損壞時，采用噴補的方法。對于焦爐砌體有較大的裂縫和墻面凹陷較深的部位，應(yīng)采用抹補的方法。當(dāng)焦爐損壞較嚴重，如爐頭部分倒塌，蓄熱室出高溫事故時采用局部翻修的方法。在焦爐內(nèi)部嚴重損壞的情況下，才停爐進行冷修。四、煉焦爐局部損壞的處理95第四部分煉焦化產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝新技術(shù)第一章概述第一節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品概述一、煉焦化學(xué)煉焦化學(xué)是研究以煤為原料，經(jīng)高溫干餾獲得焦炭和荒煤氣（或稱粗煤氣），并用經(jīng)濟合理的方法將荒煤氣分離和精制成化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)和工藝原理的學(xué)科。以煤為原料，經(jīng)過高溫干餾生產(chǎn)第四部分煉焦化產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝新技術(shù)96焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油、并回收其他化工產(chǎn)品的工業(yè)是煉焦化學(xué)工業(yè)。生產(chǎn)和經(jīng)營煉焦化學(xué)產(chǎn)品的單位是煉焦化學(xué)工廠。在中國鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能耗中，焦炭和焦爐煤氣提供的能源占60%以上，所以大部分焦化廠設(shè)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要組成部分，另有一部分是設(shè)在民用煤氣或化工部分。焦炭，同時獲得煤氣、煤焦油、并回收其他化工產(chǎn)品的工業(yè)是煉焦化97二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品煤是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的由很多苯環(huán)縮合起來的多環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)，煤中的價鍵以碳原子結(jié)合為主，氫、氧、氮、硫等原子鑲嵌在苯環(huán)之間。在加熱時能黏結(jié)成塊的煤種，通常稱之為煉焦煤。三、回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的重要意義煉焦化學(xué)產(chǎn)品在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，煉焦化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要部門，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主要組成部分之一，是煤炭的綜合利用工業(yè)。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(xué)產(chǎn)品及煤氣。二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品98第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率一、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成煤料在焦爐炭化室內(nèi)進行高溫干餾時，煤質(zhì)發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化。裝入煤在200℃以下蒸出表面水分，同時析出吸附在煤中的二氧化碳，甲烷等氣體；隨溫度升高至250~300℃，煤的大分子端部含氧化合物開始分解，生成二氧化碳、水和酚類，這些酚主要是高級酚；至約500℃時，煤的大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈斷裂和分解，產(chǎn)生氣體和液體，煤質(zhì)軟化熔融，形成氣、固、液三相共存黏稠狀的膠質(zhì)體，并生成脂肪烴，同時釋放出氫。第二節(jié)煉焦化學(xué)產(chǎn)品的生成與組成和產(chǎn)率99在600℃前從膠質(zhì)層析出的和部分從半焦中析出的蒸汽和氣體稱為初次分解產(chǎn)物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初煤焦油（簡稱初焦油），氫含量很低。在600℃前從膠質(zhì)層析出的和部分從半焦中析出的蒸汽和氣體稱為100煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成從每個炭化室逸出的荒煤氣組成隨各自炭化室不同的炭化時間而變化。由于煉焦爐操作是連續(xù)的，所以整個煉焦爐組產(chǎn)生的煤氣組成基本是均一穩(wěn)定的?；拿簹庵谐M焦爐煤氣外的主要組成如下：水蒸氣/(g/m3)250~450硫化氫/(g/m3)6~30煤焦油氣/(g/m3)80~120其它硫化物2~2.5苯族烴/(g/m3)30~45氰化氫等氰化物1.0~2.5氨/(g/m3)8~16吡啶鹽基/(g/m3)0.4~0.6萘/(g/m3)8~12煉焦化學(xué)產(chǎn)品的組成101二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率煉焦化學(xué)產(chǎn)品的數(shù)量和組成隨煉焦溫度和原料煤質(zhì)量的不同而波動。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，煤料高溫干餾時各種產(chǎn)物的產(chǎn)率（對干煤的質(zhì)量）：焦炭/%70~78苯族烴/%0.8~1.4凈焦爐煤氣/%15~19氨/%0.25~0.35煤焦油/%3~4.5其他/%0.9~1.1化合水/%2~4其中化合水是指煤中有機質(zhì)分解生成的水分。二、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率102三、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的因素1、配煤性質(zhì)和組成的影響2、焦爐操作條件的影響第二章煤氣的輸送和煤焦油霧的清除第一節(jié)煤氣輸送系統(tǒng)及管路煤氣由炭化室出來經(jīng)集氣管、吸氣管、冷卻及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品回收設(shè)備直到煤氣儲罐或送回焦爐或到下游用戶，要通過很長的管路及各種設(shè)備。三、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的因素103一、煤氣輸送系統(tǒng)及阻力二、煤氣輸送管路1、煤氣管道的管徑選擇2、管道的傾斜度3、管路的熱延伸和補償4、安裝自動放散裝置5、其他輔助設(shè)施第三章化產(chǎn)回收一、課程背景二、回收煉焦化學(xué)產(chǎn)品的意義一、煤氣輸送系統(tǒng)及阻力1041、提取化工產(chǎn)品，提高附加值2、保護環(huán)境三、化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率1、配合煤的性質(zhì)2、煉焦條件四、煉焦化學(xué)產(chǎn)品生成的過程1、煤的熱解過程2、熱解產(chǎn)物（1）初次熱解產(chǎn)物：在650℃前，從焦質(zhì)體到半焦生成（2）二次熱解產(chǎn)物1、提取化工產(chǎn)品，提高附加值1053、熱解物分解時結(jié)構(gòu)變化4、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率和組成的因素（1）配合煤性質(zhì)（2）煉焦條件①爐頂之間溫度和停留時間②炭化室正壓③平煤和裝煤操作④煉焦溫度五、典型煤氣凈化流程荒煤氣（82℃）→氣液分離器→初冷（25~35℃）→鼓風(fēng)機（45~55℃）→電捕焦油器→脫萘→（脫硫）→硫胺（終冷粗苯）→粗苯回收→粗苯3、熱解物分解時結(jié)構(gòu)變化106

煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

主講人：WJ課件編制：QZF二〇一〇年四月十九日

煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

主講人：WJ107簡介選煤的意義及基本工藝。第一部分備煤車間生產(chǎn)工藝(流程、要求、為什么配煤、意義、目的）第一節(jié)煉焦煤種的特點及種類一、目前我國煤分類（以煉焦煤為主）的指標主要有1、干煉無灰基揮發(fā)分Vdaf2、粘結(jié)指數(shù)G3、膠質(zhì)層最大厚度y4、奧亞膨脹度b(大說明結(jié)焦性好）5、焦渣特性（5到7時結(jié)交性較好）簡介選煤的意義及基本工藝。108二、中國煤炭分類國家標準如何將煤分類按煤化度將煤分為褐煤、煙煤和無煙煤。煙煤（煉焦煤）又分為12個大類：氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、氣肥煤、1/2中粘煤、貧瘦煤、貧煤、長煙煤、不粘煤和弱粘煤。三、各單種煤的結(jié)焦性特點1、褐煤：沒有粘結(jié)性，不能單獨煉焦，只能少量配入在焦煤、肥煤中煉焦。但褐煤可半焦化和生產(chǎn)型焦用（比如蘭炭）。2、長煙煤：不能單獨煉焦，配人煉焦煤內(nèi)，使焦炭耐磨性變壞。二、中國煤炭分類國家標準如何將煤分類1093、氣煤：單獨煉焦時，焦炭細長，縱裂紋多，塊度小，強度低。在煉焦配煤中，配人氣煤可增加收縮度，減少膨脹壓力，提高化學(xué)產(chǎn)品及煤氣產(chǎn)率。收縮好焦炭的致密度好且氣孔率低；減少膨脹壓力可使推焦容易，減少對爐墻的損傷。4、肥煤：粘結(jié)性好，單獨煉焦時焦炭熔融性好。但小焦和橫裂紋多，容易破碎。在煉焦配煤中肥煤配比大時，應(yīng)適當(dāng)配入瘦化劑（一般用無煙煤或焦粉），或者多配點弱粘煤，這樣有助于改善焦炭質(zhì)量，并且能利用弱粘煤煉焦。在煉焦配煤中。配入肥煤時要注意它的膨脹壓力。3、氣煤：單獨煉焦時，焦炭細長，縱裂紋多，塊度小，強度低。在1105、焦煤：可以單獨煉焦，煉出的焦炭結(jié)焦性好、強度高、裂紋少、耐磨性好、塊度均勻，在配煤中可提高焦炭的強度。但膨脹壓力大，在配煤煉焦時應(yīng)引起注意。我國的焦煤儲存量少，且價格貴，一般都作為配煤使用。6、瘦煤：結(jié)焦性差，甚至不結(jié)焦，單獨煉焦時煉出的焦炭雖然塊度大，但耐磨性很差，在配煤中僅起瘦化劑作用。（如我們前期配入就是為了增加塊度）7、貧煤：不能結(jié)焦，在煉焦配煤中配入少量時可作瘦化劑用。8、無煙煤：不能結(jié)焦。5、焦煤：可以單獨煉焦，煉出的焦炭結(jié)焦性好、強度高、裂紋少、111第二節(jié)來煤的接受與儲存一、來煤的接受來煤的接受是備煤車間的第一道工序，在接受來煤時應(yīng)注意以下幾點：1、每批來煤應(yīng)按規(guī)定程序進行取樣分析，并與來煤單位的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)對比，煤種無誤后方可接受，如質(zhì)量不合要求，應(yīng)視具體情況及時處理。第二節(jié)來煤的接受與儲存1122、根據(jù)來煤的煤種不同，要分別接受，并卸到指定位置，防止不同煤種在卸煤過程中互混。3、為穩(wěn)定和改善原料煤的質(zhì)量，來煤應(yīng)盡可能送往儲煤場。4、各種煤的卸煤場地必須保持清潔，更換堆放場地時要徹底清掃。二、對來煤進行驗收首先加強煤場管理工作，要有專門的煤場管理人員。管理人員的職責(zé)是：核對來煤種類，對進廠的原煤或精煤按煤種分別卸車、運送和堆放。煤場要定點、編號，2、根據(jù)來煤的煤種不同，要分別接受，并卸到指定位置，防止不同113建立“來煤登記薄”，專門記錄來煤的牌號、產(chǎn)地、來煤的日期、數(shù)量、洗選后的質(zhì)量，以及來煤堆放的位置。必要是在煤堆上插上標示牌，以免搞錯。另外，由于煤場不斷變動，必須建立健全交接班制度。交接班時應(yīng)當(dāng)面交清來煤的情況。來煤管理人員應(yīng)直接與班長、過磅員、化驗工聯(lián)系，掌握煤的數(shù)量和質(zhì)量情況。為了檢驗來煤是否符合技術(shù)標準，對每批來煤應(yīng)按規(guī)程取樣分析。實驗室對來煤的分析數(shù)據(jù)應(yīng)和發(fā)送單位的分析單對照，如果超過允許的差別，應(yīng)提出意見。不合乎技術(shù)標準的煤不應(yīng)卸在煤場內(nèi)或單獨堆放，對氧化了的煤不應(yīng)接受或采用。建立“來煤登記薄”，專門記錄來煤的牌號、產(chǎn)地、來煤的日期、數(shù)114三、煤的貯存和均勻化1、煤的貯存：由于焦爐是連續(xù)生產(chǎn)的，所以我們應(yīng)有一定的貯煤量，以保證焦爐連續(xù)生產(chǎn)。一般情況下，貯煤量應(yīng)保證供焦爐15d的用量。備用煤不能太少，否則適應(yīng)不了供應(yīng)的變化情況。但是煤的備用量也不宜過多，過多會積壓流動資金和增加基建投資，并且在貯存期間煤會逐漸氧化變質(zhì)，甚至?xí)l(fā)生自燃。在煤的貯存時，應(yīng)做到牌號不同的煤單獨存放。各種煤的堆存高度一般為8m~12m。2、煤的均勻化：焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定不僅取決于準確和合理的配煤比，而且也取決于每種煤料的質(zhì)量是否穩(wěn)定。而每種煤料質(zhì)量的穩(wěn)定三、煤的貯存和均勻化115卻與煤的存放和取出的均勻化有直接的關(guān)系。焦化廠煤的均勻化，通常有效的方法是“平鋪”、“直切”，即在貯放煤時應(yīng)將煤按水平層逐層鋪放，在去煤時應(yīng)從煤堆的上部垂直往下切取。四、煤的貯存和防止氧化煉焦用煤發(fā)生氧化有如下的害處：1、影響煤的結(jié)焦性。煤氧化的結(jié)果，使膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量都變差，煉出來的焦炭轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和焦炭的熔融性都會變壞。2、揮發(fā)分以及碳、氫含量和煤的發(fā)熱量降低，氧含量增加。3、煤氧化后，燃點降低，使煤堆容易自燃。卻與煤的存放和取出的均勻化有直接的關(guān)系。焦化廠煤的均勻化，通1164、煤氧化后使0mm~0.5mm級的煤塵增加，使洗煤困難，精煤回收率降低。五、防止煤氧化的措施有1、在貯煤場內(nèi)，不應(yīng)建筑板壁或墩柱，以免空氣在這些建筑物的表面或間隙循環(huán)流通，發(fā)生氧化和自燃。2、經(jīng)常清除煤堆內(nèi)的死角，防止殘留的煤成為容易自燃的火源。3、準備存煤的場地應(yīng)打掃干凈，不允許有雜物或殘留煤，而且用推土機推平和壓實。4、在露天的貯煤場中，煤堆的長向應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)向平行。4、煤氧化后使0mm~0.5mm級的煤塵增加，使洗煤困難，精1175、采用合理的堆煤方法，盡量使煤堆內(nèi)空氣的通路減少，堆煤時應(yīng)平鋪，煤堆下部聚集大顆粒的地方，應(yīng)以粉煤填實，并壓緊煤堆的外表面。6、經(jīng)常檢查煤堆的溫度，防止煤堆自燃。一般來說，煤堆溫度達到60℃，則有自燃的危險。六、焦煤存放的期限牌號堆煤季節(jié)堆煤類型貯存期限/d焦煤夏季未壓實60夏季壓實60冬季壓實90牌號堆煤季節(jié)堆煤類型貯存期限/d夏季未壓實60夏季壓實60冬118第三節(jié)煉焦配煤一、目的意義1、資源2、單種煤不能滿足要求3、配煤原則①煤質(zhì)和工藝相適應(yīng)②符合區(qū)域配煤③增加化產(chǎn)品④短運距，穩(wěn)定，質(zhì)量均勻⑤降低成本，提高效益二、配合煤指標1、水分要穩(wěn)定1%左右2、細度：頂裝72~80%；配型煤85%；搗鼓>90%；3、灰分根據(jù)焦炭灰分要求，決定配合煤灰分A煤=K*A焦%4、硫分5、煤化度6、粘結(jié)性7、膨脹壓力第三節(jié)煉焦配煤119第四節(jié)配煤原理結(jié)焦機理：塑性結(jié)焦機理、界面結(jié)成焦機理、中間相成焦機理配煤原理：膠質(zhì)體重疊原理、互換性原理、共碳化原理一．單種煤的結(jié)焦特性（1）褐煤（2）長煙煤（3）氣煤（4）肥煤（5）焦煤（6）瘦煤（7）貧煤（8）無煙煤1.黏結(jié)組分和纖維質(zhì)組分的配煤概念第四節(jié)配煤原理120煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總121二、備煤車間的工藝流程備煤車間根據(jù)不同煤料的巖相組成、性質(zhì)及其他如投資、場地等的不同，可分別采用先配煤后粉碎、各種煤先單獨粉碎再配合、部分硬質(zhì)煤預(yù)粉碎以及選擇粉碎等流程，不同情況應(yīng)采用不同的工藝。1、先配合后粉碎工藝流程煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總1222、先粉碎后配合工藝流程3、分組粉碎工藝流程三、備煤車間應(yīng)注意的安全技術(shù)1、注意勞動保護，必須遵守操作規(guī)程。2、運輸機部分應(yīng)設(shè)有防護罩。3、在機械運行時，不能清掃和檢修。煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總1234、在皮帶運轉(zhuǎn)時，不準從上面跨過去，或從下面鉆過，皮帶上面不堆放工具，更不準坐人。5、煤塵對人體有害，而且在室內(nèi)含有一定量時會產(chǎn)生爆炸性氣體，因此，在煤塔、粉碎機房和粉碎后煤的運輸走廊內(nèi)不準抽煙。電動機要采用防爆型的。6、煤槽深的話，一定要設(shè)有欄桿。4、在皮帶運轉(zhuǎn)時，不準從上面跨過去，或從下面鉆過，皮帶上面不124第二部分焦炭與煉焦用煤準備煤干餾后成焦炭

用途：A、煉鐵（90%以上）B、鑄造用焦C、電石用焦D、氣化用焦煉焦對煤種性質(zhì)要求：煤種必須有粘結(jié)性這里主要講高爐用焦，首先要解決兩個問題：1、高爐需要什么樣焦炭；低灰低硫高強度2、怎么能少用優(yōu)質(zhì)煉焦煤生產(chǎn)質(zhì)量合格焦炭。通過合理配煤，利用價格低，揮發(fā)份高或粘結(jié)性差的煤煉出合格的冶金焦。第一章焦炭及其性質(zhì)第一節(jié)焦炭的基本特性一、焦炭的宏觀構(gòu)造及研究方法第二部分焦炭與煉焦用煤準備125焦炭是一種質(zhì)地堅硬，以碳為主要成分的、含有裂紋和缺陷的不規(guī)則多孔體，呈銀灰色。其真密度為1.8~1.95g/cm3,氣孔率為35%~55%，堆密度為400~500kg/m3。將焦炭沿微裂紋分開，即得到焦炭多孔體，也稱焦體。焦體由氣孔和氣孔壁構(gòu)成，氣孔壁又稱焦質(zhì)，其主要成分是碳和礦物質(zhì)。焦炭的裂紋多少直接影響焦炭的粒度的抗碎強度。焦炭微裂紋的多少和焦體的孔孢結(jié)構(gòu)則與焦炭的耐磨強度和高溫反應(yīng)性能有密切關(guān)系。孔孢結(jié)構(gòu)通常用焦炭的裂紋度、氣孔率、氣孔平均直徑和比表面積等參數(shù)表示。焦炭是一種質(zhì)地堅硬，以碳為主要成分的、含有裂紋和缺1261、裂紋度：裂紋度即焦炭單位面積上的裂紋長度。2、焦炭氣孔率：焦炭的氣孔率是指氣孔體積與總體積比的百分數(shù)，焦炭的氣孔有大有小，有開口的有封閉的。3、氣孔平均直徑與孔徑分布：焦炭中存在的氣孔大小是不均一的，一般稱直徑大于100μm的氣孔為大氣孔，20~100μm為中氣孔，小于20μm的為微氣孔。4、比表面積：指單位質(zhì)量焦炭內(nèi)部的表面積，其單位是m2/g。5、對焦炭的研究方法，對不同層次焦炭進行研究。1、裂紋度：裂紋度即焦炭單位面積上的裂紋長127焦塊：機械強度、物理化學(xué)性質(zhì)焦體：材料力學(xué)性質(zhì)、抗拉強度、顯微強度、顯微硬度、楊氏模量裂紋：焦炭裂紋氣孔：氣孔率、平均孔徑、孔徑分布、氣孔比表面積孔氣壁：光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)二.焦炭的化學(xué)組成1.工業(yè)分析（1）水分（Mt）（2）灰分（Ad）（3）揮發(fā)分（Vdaf）（4）固定碳下圖焦炭揮發(fā)分也是焦化廠污染控制的指標之一，揮發(fā)分升高，推焦時粉塵放散量顯著增加，煙氣量及煙氣中的多環(huán)芳烴含量也增加。焦塊：機械強度、物理化學(xué)性質(zhì)128煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總129煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總130上圖為各種煤的C、H、N含量隨干餾溫度升高而變化的規(guī)律從圖中可以看出，由不同煤化程度的煤制取的焦炭，其含碳量基本相同。氫含量隨煉焦溫度的變化比揮發(fā)分隨煉焦溫度的變化明顯，且測量誤差也小，因此以焦炭的氫含量可以更可靠地判斷焦炭的成熟程度。一般我們以揮發(fā)份判斷焦炭是否成熟，冶金焦要求揮發(fā)份小于1.8%。如揮發(fā)份小于0.6我們視為過火。需要調(diào)整爐溫。上圖為各種煤的C、H、N含量隨干餾溫度升高而變化的規(guī)律131第二節(jié)高爐煉鐵一、高爐冶煉過程與焦炭作用1、冶煉過程爐料：①礦石：塊礦、焦礦粉；②焦炭；③溶劑：CaO、CaCO3；高溫空氣入爐→焦炭燃燒→熱量、還原劑（煤氣停留4~6s） 礦石→鐵→排出（5~8小時稱為冶煉周期）2、焦炭的作用①熱能源②還原劑③疏松骨架④供碳劑3、高爐操作指標第二節(jié)高爐煉鐵132二、料柱結(jié)構(gòu)及各段對焦炭要求1、料柱構(gòu)造和溫度分布小于800~1000℃塊狀800~1000℃以上，1350~1400℃軟化大于1350~1400℃焦粒2、爐內(nèi)鐵氧化物的還原t=570℃Fe3O4+CO→Fe+CO2+O2t=570~800℃Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe間接還原二、料柱結(jié)構(gòu)及各段對焦炭要求133大于1100℃CO2+C→2CO-39600KcalFeO+CO→Fe+CO2+3250KcalFeO+C→Fe+CO-36350Kcal直接還原注：間接反應(yīng)多，直接反應(yīng)少能很好的保護焦炭3、對焦炭的要求常溫強度好M40↑,M10↓；②高溫強度好（熱轉(zhuǎn)鼓）；③反應(yīng)性低，反應(yīng)后強度高；④粒度均勻；⑤灰低、硫低、水分穩(wěn)定。大于1100℃CO2+C→2CO-39600Kcal134第三節(jié)非高爐用焦的特性（了解即可）一、鑄造用焦1、沖天爐熔煉過程鑄造焦是沖天熔鐵的主要燃料，用于熔化爐料，并使鐵水過熱，還起支撐料柱保證良好透氣性和供碳等作用。2、鑄造焦的質(zhì)量要求（1）粒度大（2）硫分低（3）強度高（4）灰分低和揮發(fā)分低（5）氣孔率與反應(yīng)性低第三節(jié)非高爐用焦的特性（了解即可）135二、鐵合金用焦1、礦熱爐的冶煉過程：SiO2→SiO→Si→FeSi2、質(zhì)量要求①固定碳高②電阻率大，氣孔率高，反應(yīng)能力強③化學(xué)活性高④高溫下有一定機械強度三、氣化用焦1.氣化反應(yīng)：C+O2→CO2+Q1CO2+C→CO-Q2C+H2O→H2+CO-Q32.質(zhì)量要求①較強的反應(yīng)能力②強度一定（M40=60~70%）③塊度均勻④灰分低，灰熔點高二、鐵合金用焦136四、電石用焦1、CaO+C→(2000℃)CaC2+CO2、質(zhì)量要求①粒度3~20mm②碳高，灰分低③水分低④硫、磷低四、電石用焦137第二章室內(nèi)結(jié)焦過程第一節(jié)炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程炭化室內(nèi)煤料結(jié)焦過程的基本特點：一是單向供熱、成層結(jié)焦；二是結(jié)焦過程中傳熱性能隨爐料的狀態(tài)和溫度而變化。1、成層結(jié)焦過程及煉焦最終溫度由于單向供熱，炭化室內(nèi)煤料的結(jié)焦過程所需熱能是以高溫爐墻側(cè)向炭化室中心逐漸傳遞的。煤的導(dǎo)熱能力很差（尤其是膠質(zhì)層），在炭化室中心面的垂直方向上，煤料內(nèi)的溫差較大，所以在同一時間，距爐墻不同距離的各層煤料的溫度不同，爐料的狀態(tài)也就不同。第二章室內(nèi)結(jié)焦過程138如下圖所示。各層處于結(jié)焦過程的不同階段，總是在爐墻附近先結(jié)成焦炭而后逐層向炭化室中心退移，這就是所謂的成層結(jié)焦。炭化室中心面上爐料溫度始終最低，因此結(jié)焦末期炭化室中心面溫度（焦餅中心溫度）可以作為焦餅成熟程度的標志，稱為煉焦最終溫度。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。如下圖所示。各層處于結(jié)焦過程的不同階段，總是在爐墻附近先結(jié)成139煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總140上圖是不同結(jié)焦時間炭化室內(nèi)各層煤料的溫度與狀態(tài)2、各層爐料的傳熱性能對料層狀態(tài)和溫度的影響上圖是不同結(jié)焦時間炭化室內(nèi)各層煤料的溫度與狀態(tài)141煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總142上圖為炭化室內(nèi)各層煤料的溫度變化1--炭化室表面溫度；2—炭化室墻附近煤料溫度；3—距爐墻50~60mm處煤料溫度；4—距爐墻130~140mm處的煤料溫度；5—炭化室中心部位的煤料溫度。上圖為炭化室內(nèi)各層煤料的溫度變化143第二節(jié)影響炭化室結(jié)焦過程的因素一、裝爐煤堆密度的影響提高堆密度的方法：1.搗鼓；2.配煤型；3.煤干燥；4.預(yù)熱煤；堆密度↑→焦炭質(zhì)量↑二、裝爐煤水分的影響水分上升→焦炭質(zhì)量下降水分上升1%→焦炭質(zhì)量下降2%左右。三、煉焦速度V=炭化室平均寬/結(jié)焦時間四、煉焦終溫和悶爐時間提高T終→M10↓，M40上升，悶爐時間↑↑第二節(jié)影響炭化室結(jié)焦過程的因素144第三節(jié)煉焦過程的化學(xué)產(chǎn)品一、化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)生在膠質(zhì)體生成、固化和半焦分解、縮聚的全過程中，都有大量氣態(tài)產(chǎn)物析出。由于炭化室內(nèi)層層結(jié)焦，而塑性層的透氣性一般很差，大部分氣態(tài)產(chǎn)物不能穿過膠質(zhì)體層，因此，炭化室內(nèi)干煤層熱解生成的氣態(tài)產(chǎn)物和塑性層內(nèi)所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物中的一部分只能向上或從塑性層內(nèi)側(cè)流往爐頂空間，這部分氣態(tài)產(chǎn)物稱“里行氣”，里行氣約占氣態(tài)產(chǎn)物的20%~25%。塑性層內(nèi)所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物中的大部分及半焦層內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物則穿過高溫焦炭層縫隙，沿焦餅與炭化室墻之間的縫隙向上流入爐頂空間，這部分氣態(tài)產(chǎn)物稱為“外行氣”，外行氣約占氣態(tài)產(chǎn)物的75%~80%。煤化工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件匯總145里行氣和外行氣最后全部在爐頂空間匯集而導(dǎo)出。煤熱解的產(chǎn)物（常稱為一次熱解產(chǎn)物）在流經(jīng)高溫的焦炭、爐墻和爐頂空間時，不可避免地要發(fā)生進一步的化學(xué)變化，常稱為二次熱解。煤熱解過程中的化學(xué)反應(yīng)是非常復(fù)雜的，包括煤中有機質(zhì)的裂解、裂解產(chǎn)物中輕質(zhì)部分的揮發(fā)、裂解殘留物的縮聚、揮發(fā)產(chǎn)物在析出過程中的分解和化合、縮聚產(chǎn)物的進一步分解、在縮聚等過程?？偟膩碇v包括裂解和縮聚兩大類反應(yīng)。從煤的分子結(jié)構(gòu)看，可認為熱解過程是基本結(jié)構(gòu)單元周圍的側(cè)鏈和官能團等，對熱不穩(wěn)定成分互相縮聚形成固定產(chǎn)品（半焦或焦炭）煉焦市煤氣中含有焦油、粗苯、氨氣硫化氫等、還有氣體，如氫氣，一氧化碳、甲烷二氧化碳等。里行氣和外行氣最后全部在爐頂空間匯集而導(dǎo)出。煤熱解的產(chǎn)物（常146二、影響化學(xué)產(chǎn)品的因素1、原料煤的影響（1）煤化程度煤化程度對煤的熱解影響很大，它直接影響煤開始熱解的溫度、熱解產(chǎn)物、熱解反應(yīng)活性、黏結(jié)性和結(jié)焦性等。（2）巖相組成的影響（穩(wěn)定組成分高，焦油回收率高。絲質(zhì)組多、化產(chǎn)品量少）2、外界條件的影響（1）熱解最終溫度的影響（最終溫度的升高導(dǎo)致焦油和焦炭產(chǎn)率下降。但煤氣量增加）（2）爐頂空間