焦化工程初步設計

焦化工程初步設計

第二篇工程設計說明

第二篇工程設計說明

目錄

1備煤車間.........................................1

2煉焦車間.........................................6

3煤氣凈化車間....................................20

4總圖............................................34

5建筑及結構......................................44

6電力及電信......................................58

7儀表自動化......................................78

8熱力............................................83

9給水排水........................................99

10采暖、通風及除塵..............................110

11中心試驗室、環(huán)境監(jiān)測站........................118

12節(jié)能........................................125

13職工定員及技術經(jīng)濟指標........................128

14項目實施計劃及資金來源與使用..................138

15財務計算及評價................................139

1備煤車間

1.1概述

本車間是為JNDK43-99D型1x60孔單熱式焦爐制備裝爐煤，

日處理煉焦用煤約1472t（干基），年處理煤量537280t（干基）。

本項目所需煉焦用煤采用火車運輸。

1.2工藝流程

車間采用工藝過程簡單、設備較少、布置緊湊、操作方便的先

配煤后粉碎工藝流程。整個車間由貯煤工段、配煤工段、粉碎工

段、煤塔頂層以及相應的帶式輸送機通廊和轉運站組成。

1.3工藝設施及主要設備

1.3.1貯煤工段

各種煉焦用煤經(jīng)過貯煤場貯存后，能夠達到煤質均勻化和脫水

的目的，保證焦爐連續(xù)、均衡生產，并穩(wěn)定焦炭質量。

貯煤場長約110m,寬約71m,其操作貯量為?1.2萬t,相當

于JNDK43-99D型1x60孔單熱式焦爐8晝夜的用煤量。

貯煤場采用推土機和輪式裝載機進行堆取作業(yè)。由火車運來的

煉焦用煤，通過推土機和輪式裝載機堆存到貯煤場上；堆存在貯煤

場上的各種煉焦用煤，由推土機和輪式裝載機根據(jù)來煤先到先用后

到后用的規(guī)則取煤，經(jīng)受煤坑和帶式輸送機轉運站將煉焦用煤送入

配煤工段。

-1—

1.3.2配煤工段

配煤工段是把各種牌號的煉焦用煤，根據(jù)配煤試驗確定的配比

進行配合，使配合后的煤料能夠煉制出符合質量要求的焦炭,同時

達到合理利用煤炭資源，降低生產成本的目的。

從貯煤工段運來的單種煤，經(jīng)配煤槽頂部的可逆移動帶式輸送

機分別布入5個①7m的雙曲線斗嘴配煤槽中。5個配煤槽為單排布

置，每個槽的貯量為3003總貯量為1500t,可供JNDK43-99D型

1x60孔單熱式焦爐1晝夜的用煤量。配煤槽采用等截面收縮率型雙

曲線斗嘴，對含水分高和煤泥量大的煤，有良好的適應性，操作穩(wěn)

定，可防止煤在配煤槽內棚料，提高配煤的準確性。

配煤槽下部設置自動配煤裝置，主要由圓盤給料機、稱量帶式

輸送機、電子秤計量系統(tǒng)等組成。生產時按照給定值自動控制各單

種煤的配量，確保配煤比連續(xù)穩(wěn)定。采用自動配煤裝置可以大大提

高配煤的準確性和自動化程度，降低工人的勞動強度，提高生產效

率。

配合后的煉焦用煤，經(jīng)帶式輸送機運至粉碎工段。

1.3.3粉碎工段

粉碎工段是將配合后的煉焦用煤進行粉碎處理，使其細度（粒度

<3mm的煤）達到85?90%左右，從而保證裝爐煤的粒度均勻，達到

提高焦炭質量的目的。

山配煤工段運來的配合煤，先經(jīng)除鐵裝置將煤料中的鐵件吸凈

后，進入PFCK1212型可逆反擊錘式破碎機進行粉碎。破碎機共2

-2—

臺，其中1臺生產，1臺備用。

粉碎后的裝爐煤，經(jīng)帶式輸送機送入煤塔頂層。

在粉碎機室低層還設有檢驗粉碎細度的設施，按規(guī)定制度進行

采樣檢驗，根據(jù)檢驗結果及時更換錘頭保證裝爐煤的細度達到規(guī)定

要求。另外，在粉碎機室內的焊錘間設有直流弧焊機，及時對磨損

的錘頭進行補焊修理。粉碎機室頂層上設有機械除塵裝置，使粉碎

機室內的含塵量達到環(huán)保和衛(wèi)生要求。

1.3.4煤塔頂層

由粉碎工段來的裝爐煤送至煤塔頂層后，經(jīng)犁式卸料器布入煤

塔中。

1.4其他

備煤車間設置一臺電子秤計量煉焦用煤。

備煤車間帶式輸送機的規(guī)格為：帶寬為800mm,輸送能力為

120t/ho

備煤車間采用三班制操作，工藝生產過程采用PLC自動控制。

1.5焦處理車間

1.5.1概述

篩焦工段的任務是將熄焦后的焦炭進行充分冷卻脫水，并按要

求篩分成不同粒級，入篩貯焦樓后貯存或裝車外運。

本系統(tǒng)是按篩分處理JNDK43-99D型1x60孔單熱式焦爐生產

能力一年產40萬t焦炭設計的。整個系統(tǒng)由焦臺、篩貯焦樓以及相

應的帶式輸送機通廊和各轉運站等設施組成。

一3一

1.5.1.1焦炭分級

根據(jù)用戶的要求，焦炭分為＜10mm、10?25mm、25?40mm、

＞40mm四級。

151.2工藝設施及主要設備

1.5.1.2.1焦臺

焦臺的作用是將熄焦后的混合焦冷卻、瀝水、蒸發(fā)水分，并對

剩余紅焦補充熄焦。焦臺長45m,傾角28°,晾焦時間?0.5h。焦

臺下采用刮板放焦機實現(xiàn)遠距離操縱機械化放焦，可把從焦臺上滑

下來的混合焦均勻地刮到焦臺地溝內的運焦帶式輸送機上，送至篩

貯焦樓。

1.5.1.2.2篩貯焦樓

篩貯焦樓的作用主要是對混合焦進行篩分處理，將不同粒級的

焦炭分開，并分別貯存。

由焦臺運來的混合焦進入篩貯焦樓后，經(jīng)過JYA1836-AT振動

篩和J2YAF1230-AT振動篩，將焦炭篩分成10?25mm、

25?40mm、＞40mm四級并分別入槽貯存。JYA1836-AT振動篩和

J2YAF1230-AT振動篩均為2臺，一開一備。各級焦炭貯槽采用雙

排卸料口，其中一排卸料口用電液動裝車閘門放焦裝火車外運，另

一排卸料口用電液動裝車閘門放焦裝汽車外運。

1.5.1.3其它

焦處理車間設置一臺電子秤計量混合焦。

焦處理車間的帶式輸送機寬度為1000mm,能力為120t/h。

焦處理車間采用三班制操作。工藝生產過程采用PLC自動控

制。

一5一

2煉焦車間

2.1概述

煉焦車間新建1x60孔JNDK43-99D型單熱式搗固焦爐，年產

干全焦38.68萬噸，日產焦爐煤氣51.52萬n?。采用濕法熄焦，并

設裝煤出焦除塵地面站。

2.2煉焦基本工藝參數(shù)

炭化室孔數(shù)1X60孔

每孔炭化室裝煤量（干）23.0t

焦爐周轉時間22.5h

焦爐年工作日數(shù)365d

焦爐緊張操作系數(shù)1.07

裝爐煤水分10%

煤氣產率350m3/t干煤

成焦率72%

裝爐煤水分10%用焦爐煤氣加熱時，煉焦干煤相當耗熱量

（計算生產用量）2514kJ/kg

2.3煉焦工藝流程

由備煤車間送來的配合煤裝入煤塔，通過搖動給料器將煤裝入

搗固裝煤車的煤箱內，將煤搗固成煤餅，由搗固裝煤車按作業(yè)計劃

從機側送入炭化室內，煤餅在炭化室內經(jīng)過一個結焦周期的高溫干

儲煉制成焦炭和荒煤氣。在裝煤的同時，地面站集塵系統(tǒng)通過消煙

一6一

車把從吸塵孔逸出的煙氣抽出，經(jīng)集塵管導至地面站，除塵凈化后

排入大氣。

炭化室內的焦炭成熟后，用推焦機推出，經(jīng)攔焦機導入熄焦車

內，熄焦車由電機車牽引至熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭

卸至晾焦臺上，晾置一定時間后送往篩貯焦工段。焦爐出焦時產生

的煙塵，用集塵罩將其收集，并通過集塵管導至地面站，經(jīng)除塵凈

化后排入大氣。

煤在干儲過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，進入上

升管，經(jīng)橋管進入集氣管，700℃左右的荒煤氣被橋管內噴灑的氨

水冷卻至90C左右?；拿簹庵薪褂偷韧瑫r被冷凝下來。煤氣和冷凝

下來的焦油同氨水一起，經(jīng)吸煤氣管道進入煤氣凈化車間。

焦爐加熱用的焦爐煤氣，由外部管道架空引入焦爐。煤氣經(jīng)預

熱器預熱至45c左右送入焦爐地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒

室立火道，與從廢氣開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣通

過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，再經(jīng)過蓄熱室，由格

子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分

煙道、總煙道、煙囪，最后排入大氣。

上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由加熱交換傳動裝置

定時進行換向。

2.4煉焦車間布置

本項目新建1x60孔JNDK43-99D型焦爐，自成一個系統(tǒng)。

在焦爐兩端分別設爐間臺和爐端臺，兩側設機焦側操作臺。在爐

——7——

間臺的機側布置一座雙曲線斗嘴的煤塔，貯量為859to爐間臺主

要布置搗固機檢修平臺、煤氣管道、休息室、辦公室、配電室、交

換機室和儀表室等。爐端臺頂層設爐頂工人休息室和四噸旋轉起重

機，中間層設推焦桿托煤板更換站和爐門修理站，底層設工具間。

在爐端臺沿焦爐中心線設一座高80m的煙囪。在爐間臺外設一套濕

法熄焦系統(tǒng)。

2.5焦爐爐體

2.5.1焦爐爐體的主要尺寸

見附表1O

2.5.2焦爐爐體結構及特點

a）JNDK43-99D型搗固焦爐為雙聯(lián)火道，廢氣循環(huán)，寬炭化室，寬

蓄熱室，焦爐煤氣下噴的單熱式焦爐，是在總結焦爐多年生產經(jīng)驗的

基礎上設計的爐型，它在結構上作了許多改進，使焦爐爐體堅固嚴密,

加熱均勻，焦爐的操作環(huán)境和勞動條件得到了較大改善。

b）爐頂排煙孔和上升管孔砌體，用帶有溝舌的異型磚砌筑，保

證了砌體的整體性，爐頂更加嚴密，減少荒煤氣竄漏，防止橫拉條

燒損。

c）加熱水平699mm,可使爐頂空間空度合適焦餅上下同時成

熟，減少爐頂空間長石墨。

d）燃燒室爐頭采用高鋁磚直縫爐頭，可以防止爐頭火道倒塌，

高鋁磚與硅磚之間的隱蔽逢采用小咬合結構，在砌爐期間爐頭不易

被踩活，烘爐后也不必為兩種材質磚的高向膨脹差作特殊處理。

-8-

e）該焦爐炭化室的平均寬度為500mm,屬于寬炭化室。寬炭化

室焦爐具有很大的優(yōu)越性，不僅推焦容易、改善焦炭質量、延長焦

爐壽命，而且還減少推焦次數(shù)、減少機械磨損，減少污染。

f）炭化室墻采用“寶塔”形磚，消除了炭化室與燃燒室之間的

直通縫，使爐體嚴密，荒煤氣不易竄漏，并便于爐墻剔茬維修。

g）燃燒室蓋頂大磚采取在一對火道內設拱頂?shù)慕Y構，使上面負

荷歸集在立火道隔墻上，加強了爐體結構強度。

h）燃燒室采用廢氣循環(huán)和加高焦爐煤氣燈頭結構，保證了沿炭

化室高向加熱均勻性。此外，因為有廢氣循環(huán)，可以降低廢氣中氮

氧化合物含量，減弱了對大氣的污染。由于焦爐煤氣采用了高燈

頭，因此當焦爐延長結焦時間操作時，也不會短路。

i）由于本設計為焦爐煤氣加熱的單熱式焦爐，故采用寬蓄熱

室，不僅簡化了爐體結構，而且還減少了價格較貴的硅磚用量，節(jié)

約了建設投資。蓄熱室主墻厚370mm,是用帶有三條溝舌的異型磚

相互咬合砌筑，磚煤氣道與外層墻面又無直通縫，既大大增加了結

構強度保證了砌體的整體性和鎖閉性，又大大提高了磚煤氣道的氣

密性。

j）為增加蓄熱室封墻的嚴密性，取消了效果不佳的隔熱罩，外

抹隔熱效果好且又不龜裂的新型保溫材料CFBT-93。

k）小煙道采用擴散型算子磚，利用擴散型的特性使大小孔徑正

反方向所造成的不同阻力來克服小煙道內變量氣體所產生的內外壓

力差，使蓄熱室的氣體分布均勻，提高熱效率。

一9一

1）為了保證在寬炭化室增寬的情況下?lián)v固焦爐的強度，采用了

加大炭化室中心距至1200mm的措施。

2.5.3焦爐用磚量

見附表2o

焦爐主要尺寸及技術指標表

附表1

序號名稱單位數(shù)量

1炭化室全長mm14080

2炭化室有效長mm13280

3炭化室全高mm4300

4炭化室有效高mm4100

5炭化室平均寬mm500

6炭化室錐度mm10

7炭化室中心距mm1200

8炭化室有效容積m326.68

9燃燒室立火道中心距mm480

10燃燒室立火道個數(shù)mm28

11加熱水平mm699

一10一

焦爐磚量表

附表2

序號名稱單位數(shù)量

1硅磚t6103.0

2粘土磚t1895.7

3粘土格子磚t1306.4

4高鋁磚t90.8

5漂珠磚t122.1

6隔熱磚230x113x65(mm)塊59000

7隔熱石專250x123x65(mm)塊102530

8紅石專240x115x53(mm)塊209560

9上升管，橋管襯粘土石專t26.1

10煙道襯粘土磚t651.9

11爐門襯堇青石磚t177.4

12膨脹珍珠巖磚t18.2

注：本表磚量為1X60孔JNDK43-99D型焦爐所需的石專量

2.6焦爐機械配置

2.6.1焦爐機械配置及數(shù)量

見附表2-3o

一11一

焦爐機械配置表表2-3

序數(shù)量（臺）

名稱

號操作備用

1搗固裝煤車10

2推焦機10

3消煙除塵車10

4除塵攔焦機10

5電機車10

6熄焦車10

7搗固機20

8液壓交換機10

2.6.2焦爐機械的主要性能及特點

這些焦爐機械在總結國內焦爐機械操作經(jīng)驗的基礎上，吸取國

外焦爐機械的優(yōu)點，主要以提高機械效率、降低勞動強度和改善操

作環(huán)境為出發(fā)點，并以先進、可靠、實用為原則進行選用的，主要

特點如下：

1）設計選用六錘搗固機，增加了煤餅的堆積密度，提高了焦炭

質量。

搗固機主要技術性能如下:

錘數(shù)6個

——12——

軌距2000mm

電機總功率?59kw

設備自重?22t

2）推焦機主要設有走行、啟閉爐門、推焦等裝置。司機室設有

采暖和降溫措施。

推焦機主要技術性能如下：

軌距10000mm

電機總功率~225kw

設備自重?165t

3）搗固裝煤車主要設有走行、裝煤等裝置。司機室設有采暖和

降溫措施，改善了操作工人的勞動條件。

搗固裝煤車主要技術性能如下：

軌距10000mm

電機總功率?250kw

設備自重?275t

4）為了消除裝煤時逸散的煙塵，爐頂采用雙吸口的消煙除塵

車，同時消煙除塵車上設有抽吸裝煤煙塵的導套裝置、煙氣管道、

冷空氣摻混裝置和伸縮連接器等環(huán)保裝置。在裝煤時，伸縮連接器

與設在爐頂?shù)募瘔m干管相連，使裝煤煙塵通過集塵干管被抽吸到地

面站進行凈化處理。

消煙除塵車主要技術性能如下：

軌距5835mm

電機總功率~89kw

—13-

設備自重~90t

5）攔焦機主要設有走行、啟閉爐門、導焦裝置。為減少對大氣

的污染，機上設有集塵罩，將推焦時揚起的高溫煙塵，經(jīng)集塵罩和

集塵干管抽吸到地面站，凈化后外排。由于采用常規(guī)的移動接焦熄

焦車，因此攔焦機集塵罩較長，為使攔焦機結構合理和走行平穩(wěn)，

故采用帶有第三條軌道的攔焦機，用第三條軌道來承擔集塵罩的大

部分重量。司機室采取降溫措施。

攔焦機的主要技術性能如下：

軌距1800mm

允許最大走行速度88m/min

電機總功率?88kw

設備自重?57t

6）電機車與熄焦車采用移動接焦方式操作，電機車牽引熄焦

車。電機車上設有采暖和降溫設施。由氣缸開閉熄焦車車門,穩(wěn)妥可

靠。熄焦車車廂為固定斜底，結構簡單、淌水快。

電機車和熄焦車的技術性能如下：

軌距1435mm

電機車通過的最小曲率半徑114m

熄焦車廂底傾角28°

熄焦車廂有效長度13.19m

熄焦車寬度4.82m

熄焦車裝焦量16.9t

熄焦車自重~55t

—14—

熄焦車通過的最小曲率半徑60m

電機車電機總功率?147kw

電機車自重~29t

7）液壓交換機用于驅動交換拉條以完成煤氣、空氣、廢氣的定

時換向。液壓交換機包括油缸、雙泵雙閥系統(tǒng)的液壓站及控制系統(tǒng)

等。全部操作采用PC控制，并配手動交換裝置。當煤氣低壓時有

自動報警和切斷煤氣供應等安全措施。

液壓交換機的主要技術性能如下:

交換周期20?30min

自動交換一次時間32s

手動交換一次時間lOmin

液壓系統(tǒng)工作壓力6MPa

電動機功率7.5kw

設備自重-5.lt

2.7工藝裝備

2.7.1集氣系統(tǒng)

集氣系統(tǒng)包括上升管、橋管與閥體、集氣管、吸氣彎管、焦油

盒以及氨水管道系統(tǒng)與相應的操作臺等。

設計采用單集氣管，雙吸氣管?；拿簹饨?jīng)上升管、橋管、集氣

管和吸氣彎管引至煤氣凈化車間。

上升管內襯粘土磚和隔熱材料，以降低上升管外表溫度，改善

爐頂操作條件。下部用鑄鐵座與爐體連接，上部用水封蓋密封。橋

管與水封閥的聯(lián)接采用承插式內部水封結構，避免了荒煤氣的泄

—15-

漏。在橋管內裝有氨水噴咀，用低壓氨水進行噴灑，使700℃的荒

煤氣冷卻到90℃左右。

吸氣彎管上設手動和自動調節(jié)翻板，調節(jié)集氣管內煤氣壓力，

使其保持規(guī)定的壓力，不使炭化室出現(xiàn)負壓操作現(xiàn)象。

集氣管上設有集氣管自動放散點火裝置，以減少對環(huán)境的污

染。

2.7.2護爐鐵件

護爐鐵件包括爐柱、縱橫拉條、彈簧、保護板、爐門框和爐門

等。

JNDK43-99D型焦爐采用H型鋼結構的爐柱，沿爐柱的高向設

八線小彈簧。在縱橫拉條的端部設有彈簧組，能對焦爐產生一定的

壓力，保證了焦爐結構的完整和嚴密。大保護板能有效的保護爐頭

不受損壞，箱形斷面的厚爐門框抗變形性能好，機械強度適當，不

易斷裂。敲打刀邊爐門密封效果好，結構簡單、便于維修。

2.7.3加熱交換系統(tǒng)

焦爐用焦爐煤氣加熱。焦爐煤氣主管由外部管道架空引進到焦

爐地下室。煤氣主管上設有溫度、壓力和流量的測量和調節(jié)裝置。

各項參數(shù)的測量、顯示、記錄、調節(jié)和低壓報警都由自動控制儀表

來完成。在焦爐煤氣主管上設有預熱器，保證了入爐煤氣溫度的穩(wěn)

定。在廢氣系統(tǒng)中，焦爐的分煙道上設自動調節(jié)翻板，總煙道上設

手動調節(jié)翻板，使加熱系統(tǒng)的吸力得以調節(jié)和穩(wěn)定。

焦爐加熱用的煤氣、空氣和燃燒后的廢氣在加熱系統(tǒng)內的流向

一16一

由液壓交換機驅動交換拉條來控制，每隔20?30min換向一次。

2.7.4熄焦系統(tǒng)

設計采用濕法熄焦系統(tǒng)，包括熄焦泵房、熄焦塔、除塵用捕集

裝置、粉焦沉淀池、清水池、電動單軌抓斗起重機等。

熄焦泵房內設有自灌式水泵，一開一備，由電機車司機控制水

泵的開啟，進行直接熄焦，由時間繼電器控制每次熄焦時間為90?

120s。

熄焦塔高36m,塔的下部設有熄焦噴灑管，頂部設有折流式木

結構的捕集裝置，可捕集熄焦時產生的大量焦粉和水滴，其除塵效

率可達60%以上。

粉焦沉淀池有足夠的容積，可保證焦粉的沉降和熄焦水的循環(huán)

使用。

設計選用了容積為1.50?的單軌抓斗起重機，可定期將沉淀池

的粉焦抓到粉焦脫水臺經(jīng)脫水后外運。

2.7.5輔助設施

在爐端臺的中層設爐門修理站。爐門修理站設有卷揚機，并在

機焦兩側各設起落架，使爐門既能旋轉又能放倒，方便爐門維修。

爐門修理站的主要操作是修理和更換刀邊、零部件和襯依。

在爐端臺的頂層設有4t旋轉起重機，用來吊運各種設備和材料

以減輕工人的勞動強度。

爐端臺中層還設有推焦桿、托煤板更換站，用來檢查或更換推

焦桿和托煤板。

—17-

爐間臺頂層設有搗固機檢修平臺，方便搗固機維修。

在焦爐地下室設有排水泵，可及時排除冷凝液和其它污水，保

證地下室的整潔。

2.7.6焦爐除塵設施

本工程對焦爐生產過程中陣發(fā)性煙塵和連續(xù)性煙塵治理采取以

下措施：

2.7.6.1陣發(fā)性煙塵治理

a）裝煤除塵：裝煤除塵采用消煙除塵車，依靠地面站的風機抽

吸吸塵孔冒出的煙塵，摻混冷空氣后，經(jīng)集塵干管送到地面站除塵

設備進行凈化處理。

b）熄焦除塵：在熄焦塔頂部設有折流式木結構的捕集裝置，捕

集熄焦時產生的大量焦粉和水滴。

c）推焦除塵：在攔焦機上帶有大型集塵罩，該集塵罩與地面站

除塵設備之間用一條固定于焦側的水平干管連接，通過干管將抽吸

的煙氣送到除塵設備處理凈化后排放。

2.7.6.2連續(xù)性煙塵治理

a）吸塵孔蓋采用球狀結構，使吸塵孔蓋與座之間為球面接觸，

大大地增加了吸塵孔蓋的嚴密性。

b）爐門密封采用敲打刀邊，密封效果好。

c）爐頂上升管蓋及橋管與閥體承插均采用水封結構，可以完全

杜絕上升管蓋和橋管承插處的冒煙現(xiàn)象。

d）上升管根部采用鑄鐵座，杜絕了上升管根部的冒煙冒火現(xiàn)

—18-

象。

2.8焦爐的主要生產操作指標

焦爐主要生產操作指標表

序號項目單位焦爐煤氣加熱時

1標準火道溫度機側℃1310

焦側℃1320

2過?？諝庀禂?shù)a1.2?1.3

3焦餅上下溫度差℃<70

4小煙道廢氣溫度℃<350

5焦餅中心溫度℃1000±50

6爐頭火道溫度℃^1100

7下降氣流看火孔壓力Pa0?5

8炭化室底部壓力Pa25

9集氣管內煤氣溫度℃?90

10低壓氨水管氨水壓力MPa?0.25

11地下室煤氣主管壓力Pa1200

12地下室煤氣橫管壓力Pa700~800

13爐柱上部彈簧負荷（總）kN?160

14爐柱下部彈簧負荷（總）kN?100

—19—

3煤氣凈化車間

3.1概述

煤氣凈化車間為年產40萬噸冶金焦配套設計，煤氣處理量為

3

23307m3/h（包括氨分解尾氣1840m/h）o其車間組成為冷凝鼓風工

段、脫硫工段（H.P.F法）、氨苯洗滌工段、蒸氨氨分解工段、粗

苯蒸儲工段。

3.2設計基礎數(shù)據(jù)

3.2.1設計基礎數(shù)據(jù)及產品回收率

a）小時裝煤量61.3t/h

b）裝爐煤水份10%(對干煤)

c）煤氣發(fā)生量350m3/t干煤

d）煤氣流量23307m3/h(尾氣1840m3/h)

e）焦油產率3.5%(對干煤)

f）粗苯產率1%（對干煤）

3.2.2煤氣凈化指標

煤氣中雜質含量凈化前凈化后

3

NH3(g/m)6?8<0.1

3

H2S(g/m)4~60.5

粗苯(g/m3)30?38<6

焦油（g/n?）<0.05

蔡(g/m3)<0.4

——20——

3.2.3能源條件（設計要求值）

a）電

電壓等級10kV380V220V

頻率50±0.5HZ

b）蒸汽

低壓汽0.6MPa俵壓）

c）循環(huán)水

供水溫度32℃

回水溫度<45℃

供水壓力0.5MPa（表壓）

d）低溫水

供水溫度16℃

回水溫度<23℃

供水壓力0.5MPa（表壓）

e）壓縮空氣

供氣溫度30℃

供氣壓力0.6MPa（表壓）

f）焦爐煤氣（洗苯后）

溫度25~27℃

壓力~6000Pa（表壓）

熱值（兌入尾氣后）16896kJ/m3

—21—

3.3原材料及產品

3.3.1原料及輔助材料的品種與質量

a)洗油

密度(2(TC)g/cm31.03-1.06

儲程：(大氣壓760mmHg)

230。(3前微出量%(V)W3

30CTC前微出量%(V)290

酚含量％(V)<0.5

票含量%(Wt)W15

水份％W1

粘度(E50)W1.5

結晶物(15℃)無

b)氨分解爐催化劑

NCA-2型催化劑：Ni為主要活性組分球形顆粒。

堆密度(g/cn?)1.4-1.5

比表面積(m2/g)~4

強度(N/顆)N800

c)H.P.F催化劑

3.3.2產品質量指標

a)焦油符合YB/T5075-93(2號指標)

密度(2(TC)g/cm31.13-1.22

含水W4%

—22—

灰分W0.13%

粘度（E80）W4.2

甲苯不溶物（無水基）W9%

b）硫膏含水?30%

c）粗苯符合YB/T5022—93

密度(20℃)g/mlW0.900

儲程：

75℃前微出量％（容）：>3

180C前儲出量％（重）291

d）凈煤氣焦油W0.05g/m3

蔡W0.4g/m3

0.5g/m3

H2S

NH30.05

粗苯W6g/m3

3.4工藝說明

3.4.1冷凝鼓風工段

3.4.1.1工藝流程

來自焦爐?82℃的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道一并進

入氣液分離器，氣液分離后的荒煤氣由上部出來，進入3臺并聯(lián)操作

的橫管初冷器。在初冷器內分兩段冷卻：上段用32℃循環(huán)水、下段

用16℃低溫水將煤氣冷卻至21?22℃,由下部排出后進入2臺并聯(lián)

操作的電捕焦油器，除掉其中夾帶的焦油霧，再由鼓風機壓送至脫

硫工段。

在初冷器上段和下段，分別連續(xù)送入焦油、氨水混合液清除冷

—23—

卻管壁上的積紫，提高初冷器冷卻效果。

初冷器上段排出的冷凝液經(jīng)水封槽自流入上段冷凝液槽，用泵

將其送入初冷器上段循環(huán)噴灑，多余部分送至吸煤氣管道。初冷器

下段排出的冷凝液經(jīng)水封槽自流入下段冷凝液槽，加兌一定量焦油

、氨水后，用泵將其送入初冷器下段循環(huán)噴灑，多余部分流入上段冷

凝液槽。

由氣液分離器分離下來的焦油和氨水進入機械化氨水澄清槽，

在此進行氨水、焦油和焦油渣分離。上部的氨水流入循環(huán)氨水中間

槽，再由循環(huán)氨水泵送至焦爐集氣管循環(huán)噴灑。剩余氨水送入剩余

氨水槽，再用剩余氨水泵送至洗滌工段的富氨水槽。機械化氨水澄

清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油中間槽，經(jīng)沉降分離后，焦油經(jīng)泵送

往焦油貯槽，定期裝汽車外銷。機械化氨水澄清槽底部沉降的焦油

渣，排入焦油渣車，定期送往煤場。

3.4.1.2工藝特點

a）初冷器采用高效橫管冷卻器，將煤氣冷卻到21?22c使煤氣中

的焦油和蔡通過冷卻脫除,確保后序設備無堵塞之患。

b）初冷器采用兩段結構，中間帶斷塔盤,節(jié)省了低溫水，降低了操

作費用。

c）焦油渣回兌煉焦煤中，有利于環(huán)境保護。

d）采用新型高效的電捕焦油器，處理后煤氣中焦油霧可控制在

50mg/m3以下，有利于后續(xù)工段的生產操作。

—24—

3.4.1.3主要技術操作指標:

初冷器后煤氣溫度21~22℃

初冷器上段循環(huán)水入口溫度32℃

初冷器上段循環(huán)水出口溫度45℃

初冷器下段新水入口溫度16℃

初冷器下段新水出口溫度23℃

初冷器阻力1.5kPa

電捕焦油器阻力0.5kPa

341.4主要設備

設備名稱及規(guī)格主要材質臺數(shù)

橫管初冷器FN2000m2碳鋼3

電捕焦油器DN3400碳鋼2

機械化氨水澄清槽VN300m3碳鋼2

煤氣鼓風機D5502

3.4.2脫硫工段

3.4,2.1工藝流程

鼓風機后的煤氣進入脫硫塔，與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接

觸，以吸收煤氣中的H2S、HCNo脫除H2s的煤氣去洗滌工段。

吸收了H2S>HCN的脫硫液從塔底流出，經(jīng)液封槽進入反應

槽，用循環(huán)泵經(jīng)加熱（冬）或冷卻（夏）后送入再生塔，同時自再

生塔底部通入壓縮空氣，使溶液在塔內得以氧化再生。再生后的溶

液從塔頂經(jīng)液位調節(jié)器自流同脫硫塔循環(huán)使用。

——25——

浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，流入硫泡沫中間槽,再用泵送入戈

爾薄膜液體過濾器，硫泡沫經(jīng)過濾分離，清液流入反應槽，硫餅裝

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。

3.422工藝特點

a）采用以氨為堿源、H.P.F為催化劑的焦爐煤氣脫硫工藝，具

有流程短、脫硫效率高、基建投資省和運行費用低的特點。

b）脫硫廢液送往配煤，工藝簡單，無污染。

c）H.P.F脫硫位于洗苯前（即稱為前脫硫），減輕了粗苯設備

的腐蝕。

3.4.2.3主要技術操作指標

脫硫液入塔溫度35?40℃

脫硫塔阻力1.5kPa

3.42.4主要設備

設備名稱及規(guī)格主要材質臺數(shù)

脫硫塔DN4600H=32800碳鋼1

再生塔DN3200H=44000碳鋼1

反應槽DN3200L=12500碳鋼（玻璃鋼襯里）1

戈爾薄膜液體過濾器FN15m22

—26—

3.4.3氨苯洗滌及蒸氨氨分解工段

3.4.3.1工藝流程

本工段包括洗氨、洗苯、蒸氨氨分解裝置。

由脫硫工段來的煤氣首先進入1#洗氨塔下部煤氣終冷段，利用

冷卻后的終冷循環(huán)水將煤氣冷卻到大約23℃后，進入上部洗氨。從

2#洗氨塔來的半富氨水送入1#洗氨塔頂部分配盤，噴淋洗滌煤氣，

使煤氣中的大部分氨在此塔中除去。洗氨后的氨水進入塔下部的終

冷段，與終冷循環(huán)水一起冷卻洗滌焦爐煤氣。塔底氨水一部分作為

富氨水進入富氨水槽，與冷凝鼓風工段來的剩余氨水一起作為蒸氨

的原料，用富氨水泵送至蒸氨裝置，其余的作為終冷循環(huán)水回終冷

段。從1#洗氨塔頂部出來的煤氣進入2#洗氨塔下部。從蒸氨裝置

來的蒸氨廢水經(jīng)蒸氨廢水二段冷卻器冷卻到大約23。。后，去2#洗

氨塔洗氨，2#洗氨塔底半富氨水經(jīng)半富氨水泵抽出，一部分送往1#

洗氨塔頂部，其余的經(jīng)半富氨水冷卻器冷卻后回到塔中部循環(huán)。從

2#洗氨塔頂部出來的煤氣進入洗苯塔，用粗苯蒸儲工段來的冷貧油

吸收煤氣中的苯，洗苯后的煤氣一部分送至焦爐及氨分解爐、管式

爐加熱，其余部分外送。塔底富油送往粗苯蒸儲工段。

從洗氨裝置來的原料氨水（富氨水和剩余氨水混合物）經(jīng)原料

氨水/蒸氨廢水換熱器換熱至95c后，進入蒸氨塔進行蒸鐳。塔底

的蒸氨廢水經(jīng)原料氨水/蒸氨廢水換熱器、蒸氨廢水冷卻器（一段）

冷卻至40℃后，一部分送洗滌裝置用于洗氨，其余部分送至酚鼠污

水處裝置進一步處理。蒸氨塔頂出來的氨汽經(jīng)分縮器冷卻至95℃

—27—

后，送至氨分解裝置。

氨汽進入氨分解爐中，氨汽中的NH3和HCN在催化劑和通過

燃燒煤氣產生的高溫作用下分解生成N2、氏和CO。

氨分解爐中的主要反應如下：

NH3f1.5H2+O.5N2

△H=+2922kJ/kg.NH3（吸熱反應）

HCN+H2Of1.5H2+CO+O.5N2

△H=+62kJ/kg.HCN（吸熱反應）

分解后產生的高溫尾氣從爐氣冷卻塔下部進入，被自上而下的循

環(huán)氨水直接冷卻,冷卻后的尾氣送入氣液分離器前的吸煤氣管道。

3.4.3.2工藝特點

a）設備材質為普通碳鋼，投資省。

b）用蒸氨廢水洗氨代替軟水洗氨，節(jié)省軟水，并可減少廢水的

外排量。

c）洗氨塔中段循環(huán)噴灑，強化洗氨。

d）采用還原氣氛催化分解氨的工藝流程，氨汽中的氮化物的分

解率可達95%以上，分解后的尾氣可作為低熱值煤氣返回煤氣系

統(tǒng)，既增產了煤氣又不污染大氣。

3.4.3.3主要技術操作指標

入終冷段煤氣溫度?40℃

終冷后煤氣溫度23?24℃

1#洗氨塔后煤氣溫度23?24℃

—28—

2#洗氨塔后煤氣溫度23?24℃

洗苯塔后煤氣溫度25℃

入洗氨塔蒸氨廢水溫度23℃

入洗氨塔終冷循環(huán)水溫度22℃

入洗苯塔貧油溫度27?30℃

1#洗氨塔阻力1.5kPa

2#洗氨塔阻力1.5kPa

洗苯塔阻力l.OkPa

2#洗氨塔后煤氣含氨0.05g/m3

洗苯塔后煤氣含苯W6g/m3

處理原料氨水量28m3/h

95℃

氨分縮器氨汽出口溫度95℃

氨分縮器氨汽出口壓力（表壓）32kPa

氨分解爐爐溫1100℃

煤氣入分解爐溫度35℃

空氣入分解爐溫度130℃

爐氣冷卻塔后尾氣溫度85℃

3.4.3.4主要設備的選擇

設備名稱及規(guī)格主要材質臺數(shù)

a）洗氨塔DN2800,H=40000碳鋼2

b）洗苯塔DN2800,H=31100碳鋼1

——29——

C）蒸氨塔DN2000H=18300鑄鐵2

d）氨分縮器F=100m2鋁2

e)氨分解爐內裝催化劑碳鋼襯耐火磚2

DN2200H=7620

f）爐氣冷卻塔DN2000H=23600碳鋼2

3.4.4粗苯蒸儲工段

3.4.4.1工藝流程

由氨苯洗滌工段來的富汕，經(jīng)油汽換熱器與脫苯塔頂部來的

93℃油汽換熱后，進入油油換熱器，使富油溫度升至130~135℃,

然后進入管式爐對流段、輻射段，加熱至180℃,進入脫苯塔內進

行蒸儲。從脫苯塔頂部出來的油汽進入油汽換熱器及冷凝冷卻器，

所得粗苯流入油水分離器。分離出水后的粗苯進入回流槽，部分經(jīng)

回流泵送到脫苯塔頂部回流，其余的流入粗苯中間槽，用粗苯產品

泵送至粗苯貯槽，再用粗苯產品裝車泵打入粗苯高位槽裝車外送。

在脫苯塔上部設有斷塔板，將塔板積存的油和水引出，流入到脫苯

塔油水分離器，將水分離后，油進入下層塔板。

從脫苯塔側線引出的茶溶劑油，自流到殘渣、蔡溶劑油揚液

槽，用蒸汽壓送到冷凝鼓風工段。

脫苯塔底部來出的i7(rc熱貧油，經(jīng)油油換熱器換熱后進入熱

貧油中間槽。用熱貧油泵將熱貧油送至貧油一段冷卻器、貧油二段

冷卻器。在貧油二段冷卻器用二次水將其冷卻至27℃后，進入冷

貧油槽，再用貧油泵，將貧汕送到氨苯洗滌工段洗苯塔循環(huán)使用。

—30——

為保持穩(wěn)定的洗油質量，由管式爐加熱后的富油管線上引出

?1.5%的富油進入再生器，用管式爐來的?40（rc過熱蒸汽直接蒸吹

再生。再生器頂部出來的汽體進入脫苯塔下部，再生器底部排出的

殘渣定期排放至殘渣、蔡溶劑油揚液槽，用蒸汽壓送到冷凝鼓風工

段。

粗苯油水分離器、脫苯塔油水分離器分離出來的水，依次進入

第一、第二控制分離器，進一步將油、水分離。分離出來的油流入

油放空槽，用液下泵送到氨苯洗滌工段，分離出來的水流入水放空

槽，用液下泵送到冷凝鼓風工段。

由槽車送來的新洗油進入到洗汕卸車槽，然后經(jīng)泵送入新洗油

槽，再經(jīng)貧油泵送到氨苯洗滌工段。

3.442主要特點

a）脫苯塔上段設有斷塔板，防止塔板積水，利于脫苯塔的操

作。

b）脫苯塔為鑄鐵材質，條型泡罩結構，30層塔板，塔頂打回

流，帶秦側線，保持系統(tǒng)蔡平衡。

c）貧油一段、貧油二段冷卻器采用冷卻效率高，占地少的螺旋

板換熱器，降低了工程投資。

d）本工段各貯槽的放散氣，匯集后接到吸煤氣管道，有利于環(huán)

境保護。

3.4.4.3主要技術操作指標

汕汽換熱器后富油溫度75℃

一31——

貧富油換熱器后富汕溫度135℃

貧富油換熱器后貧油溫度~105℃

管式爐富油出口溫度180℃

脫苯塔頂油汽溫度93~94℃

脫苯塔蔡側線溫度120~140℃

脫苯塔底熱貧油溫度~170℃

脫苯塔回流比3

一段貧油冷卻器后貧油溫度~50℃

二段貧油冷卻器后貧油溫度27℃

再生器頂部油汽溫度~190℃

再生器底部溫度200℃

進再生器直接蒸汽溫度~400℃

脫苯塔底壓力（表壓）30kPa

再生器頂壓力（表壓）35kPa

入管式爐煤氣壓力（表壓）4kPa

富油含苯量~2%(V)

貧油含苯量<0.5%(V)

再生油量富油量的1.5%

3.444主要設備

設備名稱及規(guī)格主要材質臺數(shù)

脫苯塔DN1400H=20200鑄鐵1

管式爐1.86MW-2.5MPa-d）114/d）108碳鋼襯磚1

—32—

再生器DN1200H=9400碳鋼1

油油換熱器FN=2xl42m2碳鋼3

油氣換熱器碳鋼1

粗苯冷凝冷卻器碳鋼1

貧油冷卻器（I）FN125m2碳鋼1

貧油冷卻器（II）FNl55m2碳鋼2

3.4.5外部管道部分

為滿足生產的需要，建設一套外部管道是十分必要的。本外部

管道的設計包括如下內容：

a）連接各工段的煤氣管道；

b）輸送各種物料和產品的工藝管道；

c）部分公共設施管道（僅包括宜于架空敷設的公用設施管

道）。

管道均采用架空敷設的方式，其結構型式為綜合管廊和一般管

架相結合，在管線密集處采用綜合管廊結構，在綜合管廊上還為電

力專業(yè)留有架設電纜的位置，煤氣凈化車間內部外部管廊與車間內

部管廊合二為一，其余的地方則采用一般管架。

由于架空外部管道的設計包含了工廠內諸多外部管線的綜合設

計，因而具有設計合理，結構緊湊，節(jié)約占地，方便施工，利于管

理的特點。

—33—

4總圖

4.1工程位置及概況

山東滕州瑞達焦化有限公司40萬t/a焦化工程由建設單位確定

在公司現(xiàn)有焦化廠的西側進行擴建。該公司位于山東省滕州市城區(qū)

西南。距火車站1.5公里。

本工程場地東面緊鄰現(xiàn)有焦化廠，南面為熱電廠，北面是滕州

市萬通實業(yè)公司及居民區(qū)。用地范圍大部分屬于滕州市第六化工

廠及現(xiàn)有焦化廠，無永久性建、構筑物。

根據(jù)工程地質及水文地質報告，廠址地形屬平原區(qū)，為沖洪積

山前平原，沖積層厚度26.。?26.5m。地勢自東北向西南傾斜，場

地自然標高在61?64m之間。

該廠址位于京滬鐵路線以西，有鐵路專用線直達廠內。同時，

北邊緊靠濟寧一滕州公路，京福高速公路在市區(qū)東1公里處，濟徐

公路在京滬鐵路西邊貫穿南北，交通運輸條件便利。

該廠址工程建設可利用面積為67000m2o

主導風向：東南風。

地震烈度：七度。

4.2總平面布置

本工程的總平面是按建設1x60孔JNDK43-99D型單熱式焦爐

為主體進行配套布置的。

—34—

4.2.1車間組成

本工程是由生產設施，輔助生產設施兩大部分組成。

生產設施：

備煤車間：由受煤坑、配煤室、粉碎機室、煤塔、煤轉運站及

煤皮帶輸送機通廊組成；

煉焦車間：由焦爐、熄焦系統(tǒng)、焦臺、篩貯焦樓、焦轉運站及

焦皮帶輸送機通廊組成；

煤氣凈化車間：由冷凝鼓風工段、脫硫工段、氨苯洗滌及蒸氨

氨分解工段、粗苯蒸儲工段組成。

輔助生產設施：

由循環(huán)水工段、酚氟廢水處理站、制冷站、空壓站（改擴

建）、中央配電所、車間變電所、除塵地面站等組成。

4.2.2總平面布置

總平面布置原則是在滿足生產工藝要求的基礎上，根據(jù)交通運

輸、消防、安全、衛(wèi)生、綠化、綜合管網(wǎng)及施工等要求，結合廠區(qū)

地形、地質、氣象等自然條件，全面地、因地制宜地對工廠建構筑

物、運輸線路、管線、綠化等進行總平面布置，力求緊湊合理，節(jié)

約用地，節(jié)省投資，有利生產，方便管理。同時，在設計過程中根

據(jù)各車間、工段的不同功能進行分區(qū)和組合，本設計將全廠分為備

煤煉焦區(qū)，煤氣凈化區(qū)、輔助生產區(qū)。各區(qū)布置特點如下：

備煤煉焦區(qū)：

煉焦用煤從廠區(qū)西南的受煤坑經(jīng)配煤室、粉碎機室上焦爐煤

—35—

塔。焦爐是煉焦車間的主體工程，設計將焦爐布置在廠址用地的東

側，與現(xiàn)有焦爐平行；濕熄焦系統(tǒng)布置在焦爐的西端，焦炭從焦爐

西側跨過鐵路專用線，上篩貯焦樓。

煤氣凈化區(qū)：

該區(qū)布置在廠區(qū)東南、煉焦區(qū)南面，按生產工藝流程自東向西

布置了冷凝鼓風工段、脫硫工段，將氨苯洗滌及蒸氨氨分解工段、

粗苯蒸儲工段布置在脫硫工段、冷凝鼓風工段的南側，工藝流程合

理，設施集中，管線短捷順暢。

輔助生產區(qū)：

各輔助生產設施盡量靠近其服務對象和負荷中心布置，在設計

上采用集中與分散相結合的原則，以達到節(jié)約用地和方便管理的目

的。

工程占地面積為6