认识实习报告.docx
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认识实习报告
学校代码:
10128
学号:
200810508062
化工学院
本科认识实习报告
(
学生姓名:
系别:
化学工程系
专业:
化学工程与工艺
班级:
化08-1班
实习地点:
校内
指导教师:
高智
二零一零年十一月
目录
前言
1.实习准备
1.1焦炭的简介
1.2焦炭的性能
1.3焦炭的用途
2.炼焦的生产工艺
2.1炼焦的基本原理
2.2焦化厂主要车间
2.3炼焦生产的工艺流程
2.3.1备煤工艺技术
2.3.2炼焦、熄焦工艺技术
2.3.3筛贮焦工艺
2.3.4焦炉煤气净化工艺
2.3.4.1煤气的初冷和焦油的回收
2.3.4.2脱硫工段
2.3.4.3硫铵工段
2.3.4.4终冷洗苯工段
2.3.4.5粗苯蒸馏工段
3.主要设备的构造及工作原理
3.1.焦炉
3.2.离心式鼓风机
3.3横管式初冷器
3.4电捕焦油器
4.“三废”处理情况
5.我国炼焦行业的发展现状
5.1焦炉大型化成为趋势
5.2捣固炼焦技术
5.3型煤炼焦技术
5.4干熄焦技术
6.实习心得体会
前言
化学工程与工艺专业是和实际联系非常紧密的专业,尤其是我校的办学性质决定了我们专业不可能脱离实践。
我校的办学特色决定了我们必须要有很强的实践操作能力,这也是我校办学几十年来的优势所在。
我们大学生已走过的人生旅途大都是在学校中度过的,因而目前对外界的了解只能是很肤浅的。
但是我们能不能等到走出校门后再去深入地了解社会?
熟话说:
“读万卷书,不如行万里路!
”如果我们带着僵硬的书本知识走向社会,必定四处碰壁,耽搁我们大好的青春年华。
认识实习是本专业一个很重要的实践环节,通过认识实习,同学们首次对化工企业的生产安全、工艺、设备的组织管理情况有了一个概况性的了解。
通过对炼焦厂认识实习,使同学们初步了解了炼焦的工艺原理及简单工艺流程,对装置中的一些通用设备如离心式鼓风机、横管式初冷器、焦炉、电捕焦油器等设备的作用、结构和工作原理有所了解,对本专业有了初步的感性认识,为下一步专业学习打下了良好的基础。
只有我们对实际的东西有较为深刻的了解,才能更有意识地在大学期间多学一些对工作生产有用的东西,从而我们走上工作岗位后才能更快地适应工作岗位,更好地进行生产工作。
本次认识实习可以为以后的生产实习打下基础,方便以后的下厂实习。
通过本次认识实习我们可以大概的了解生产原理、工艺流程、主要设备特点、操作控制系统等
1.实习准备
1.1焦炭的简介
焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下,加热到950-1050℃,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭,这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。
炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。
焦炭又分为冶金焦和铸造焦。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。
铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。
其作用是熔化炉料并使铁水过热,支撑料柱保持其良好的透气性。
因此,铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
1.2焦炭的性能
1.2.1焦炭的物理性质
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。
焦炭的主要物理性质如下:
真密度为1.8-1.95g/cm3;
视密度为0.88-1.08g/cm3;
气孔率为35-55%;
散密度为400-500kg/m3;
平均比热容为0.808kj/(kgk)(100℃),1.465kj/(kgk)(1000℃);
热导率为2.64kj/(mhk)(常温),6.91kg/(mhk)(900℃);
着火温度(空气中)为450-650℃;
干燥无灰基低热值为30-32KJ/g;
比表面积为0.6-0.8m2/g
1.2.2焦炭的化学组成
焦炭的化学性质由固定碳,挥发分,水分,灰分,硫和磷分来体现.
1)固定碳和挥发份:
固定碳是焦炭的主要成分.将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上,从中析出挥发物,剩余部分系固定碳和灰分.挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志,挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦),挥发物含量过低表示焦炭过烧(过火焦).生焦耐磨性差,使高炉透气性不好,并能引起挂料,增加吹损,破坏高炉操作制度.过火焦易碎,容易落入熔渣中,造成排渣困难,风口烧坏等现象.
2)灰分:
焦炭燃烧后的残余物是灰分,它是焦炭中的有害杂质,其中主要是二氧化硅和三氧化二铝,还有氧化钙,氧化镁等氧化物.灰分含量增高,固定碳减少.高炉冶炼过程中,为造渣所消耗的石灰石和热量将增加,高炉利用系数降低,焦比增加.因煤在炼焦过程中灰分全部转入焦炭,故焦炭灰分高低决定于煤的灰分,焦炭灰分越低越好,对高炉操作越有利.
3)水分:
焦炭在102-105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分.冶金焦水分一般为3%-5%.焦炭水分力求稳定,因高炉生产一般以湿焦计量,焦炭水分波动,对高炉操作不利,造成炉况波动.
4)硫分:
焦炭含硫占高炉配料中硫来源的80%以上,硫进入生铁造成生铁含硫高,为除去这部分硫,需增加熔剂脱硫,影响高炉正常生产.在炼焦过程中,煤中含硫的70%-90%转入焦炭,故焦炭硫分高低,决定于煤的硫分,一般冶金焦硫分不大于0.9%.
5)磷分:
焦炭中的磷分在炼铁时大部分转入铁中,生铁含磷使其冷脆性变大,用于转炉炼钢时,磷难以除掉,因此生铁中磷分越低越好.煤炼焦时磷分全部转入焦炭.故焦炭磷分高低决定于煤的磷分.
1.3焦炭用途
焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼,起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
炼铁高炉采用焦炭代替木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑。
为使高炉操作达到较好的技术经济指标,冶炼用焦炭(冶金焦)必须具有适当的化学性质和物理性质,包括冶炼过程中的热态性质。
焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼(冶金焦)外,还用于铸造、化工、电石和铁合金,其质量要求有所不同。
如铸造用焦,一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低;化工气化用焦,对强度要求不严,但要求反应性好,灰熔点较高;电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
炼焦化学产品具有极为广泛的用途,是塑料工业,合成纤维,合成橡胶,耐辐射材料,耐高温材料,染料,医药,农药,冶金,化工,轻纺及国防工业的极为宝贵的原料.如:
1)轻工方面的塑料,合成洗涤剂,油墨,电池,皮革加工;
2)化工方面的橡胶,尼龙,染料,油漆,电木粉等;
3)农药方面的杀螟松,速灭威,1605等;
4)医药方面的合霉素,麻黄素,咖啡因,巴必痛,阿司匹林,消炎片,来苏儿,食品防腐剂等;
因此,发展炼焦化学产品生产在国民经济中具有重要的作用,煤化工综合利用有其广阔的前景,开发炼焦化学产品是焦化厂提高经济效益的重要途径.
2.炼焦的生产工艺
2.1炼焦原理
炼焦生产,基本原料是炼焦煤.将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭.这种煤热解过程通常称为煤的干馏.
煤的干馏分为低温干馏,中温干馏和高温干馏三种.它们的主要区别在于干馏的最终温度不同,低温干馏在500℃-600℃,中温干馏在700℃-800℃,高温干馏在900℃-1000℃.目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦,炼焦煤气和炼焦化学产品.这种高温炼焦过程,就是高温干馏.
炼焦煤的热解过程
炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,它具有下列特性:
当被加热到400℃左右,就开始形成熔融的胶质体,并不断地自身裂解产生出油气,这类油气经过冷凝,冷却及回收工艺,得到各种化工产品和净化的焦炉煤气.
当温度不断升高,油气不断放出,胶质体进一步分解,部分气体析出,而胶质体逐渐固化成半焦,同时产生出一些小气泡,成为固定的疏孔.温度再升高,半焦继续收缩,放出一些油气,最后生成焦炭.
2.2主要生产车间
焦化厂各主要车间主要生产设施如下表所示:
序号
系统名称
主要生产设施
1
备煤车间
煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室
2
炼焦车间
煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段(包括焦台、筛焦楼)
3
煤气净化车间
冷鼓工段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施);脱氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施);粗苯工段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施)
4
公辅设施
废水处理站、供配电系统、给排水系统、水泵房、备煤除尘系统、筛运焦除尘系统、化验室等设施、制冷站等
2.3炼焦生产的工艺流程
2.3.1备煤工艺技术
备煤系统采用受煤槽受煤,煤场堆取料机堆取作业,配煤仓电子自动配料秤配煤,先配煤后粉碎的工艺方案。
备煤系统分为备料系统及配煤粉碎系统。
从受煤槽叶轮给料机开始至配煤仓顶为备料系统;从配煤仓下电子配料秤开始至煤塔顶为配煤粉碎系统。
2.3.2炼焦、熄焦工艺技术
炼焦、熄焦工段的任务是将备煤工段配好的洗精煤捣成煤饼,加入焦炉中进行高温干馏,生产出焦炭和荒煤气。
红焦经干熄焦后送筛贮焦工段,或经喷淋冷却后,经晾焦台送筛贮焦工段;荒煤气在桥管、集气管经循环氨水喷洒冷却后被抽吸至冷鼓工段;焦炉装煤采用导烟车、高压氨水喷射装置、机侧炉门密封装置,彻底消除装煤过程中烟尘的逸散;出焦产生的烟尘经由出焦地面除尘站处理后达标排放。
2.3.3筛贮焦工艺
筛贮焦系统的任务是将焦炉生产的焦炭运至筛焦楼或贮焦场进行筛分和储存,并将分级后的焦炭运至火车装焦仓或装汽车外运。
设计范围是从晾焦台下的带式输送机开始至焦炭堆场为止,包括焦炭的筛分、运输及贮存等,主要建(构)筑物有筛焦楼、贮焦场、带式输送机械栈桥及转运站等。
现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。
工艺流程图如下:
1)洗煤
原煤在炼焦之前,先进行洗选。
目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。
2)配煤
将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。
目的是在保证焦炭质量的前提下,扩大炼焦用煤的使用范围,合理地利用国家资
源,并尽可能地多得到一些化工产品。
3)炼焦
将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室,在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏,经过一定时间,最后形成焦炭。
炭化室内成焦过程如图所示:
结焦过程示意图
4)炼焦的产品处理
将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火,然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品,分别送往高炉及烧结等用户。
熄焦方法有干法和湿法两种。
湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔,用高压水喷淋60~90s。
干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内,用惰性气体循环回收焦炭的物理热,时间为2~4h。
2.3.4焦炉煤气净化工艺
2.3.4.1煤气的初冷和焦油的回收
荒煤气的主要成分有净焦炉煤气、水蒸气、煤焦油气、苯族烃、氨、萘、硫化氢、其他硫化物、氰化氢等氰化物、吡啶盐等。
回收生产工艺的组成为:
焦炉炭化室生成的荒煤气在化学产品回收车间进行冷却、输送、回收煤焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品,同时净化煤气。
煤气净化车间由冷凝鼓风工段、HPF脱硫工段、硫铵工段、终冷洗苯工段、粗苯蒸馏工段等工段组成,其煤气流程如下:
荒煤气→初冷器→电捕焦油器→鼓风机→预冷塔→脱硫塔→喷淋式饱和器→洗终冷塔→洗苯塔→净煤气。
回收炼焦化学产品具有重要的意义。
煤在炼焦时,除有75%左右变成焦炭外,还有25%左右生成多种化学产品及煤气。
来自焦炉的荒煤气,经冷却和用各种吸收剂处理后,可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氢、氰化氢及粗苯等化学产品,并得到净焦炉煤气,氨可以用于制取硫酸铵和无水氨;煤气中所含的氢可用于制造合成氨、合成甲醇、双氧水、环己烷等,合成氨可进一步制成尿素、硝酸铵和碳酸氢铵等化肥;所含的乙烯可用于制取乙醇和三氯乙烷的原料,硫化氢是生产单斜硫和元素硫的原料,氰化氢可用于制取黄血盐钠或黄血盐钾;粗苯和煤焦油都是很复杂的半成品,经精制加工后,可得到的产品有:
二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古马隆、酚、甲酚和吡啶盐及沥青等,这些产品有广泛的用途,是合成纤维、塑料、染料、合成橡胶、医药、农药、耐辐射材料、耐高温材料以及国防工业的重要原料。
来自焦炉82℃的荒煤气,与焦油和氨水沿吸煤气管道至气夜分离器,气夜分离后荒煤气由上部出来,进入横管式初冷器分两段冷却。
上段用循环水,下段用低温水将煤气冷却到21-22℃。
由横管式初冷器下部排出的煤气,进入电捕焦油器,除掉煤气中夹带的焦油,再由鼓风机压送至脱硫工段。
由气夜分离器分离下来的焦油和氨水首先进入机械化氨水澄清槽,在此进行氨水、焦油和焦油渣的分离。
上部的氨水流入循环氨水中间槽,再由循环氨水泵送到焦炉集气管喷洒冷却煤气,剩余氨水送至剩余氨水槽。
澄清槽下部的焦油靠静压流入焦油分离器,进一步进行焦油和焦油渣的沉降分解,焦油用焦油泵送往油库工段焦油贮槽。
机械化氨水澄清槽和焦油分离器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣车,定期送往煤场,人工掺入炼焦煤中。
进入剩余氨水槽的剩余氨水用剩余氨水泵送入除焦油器,脱除焦油后自流到剩余氨水中间槽,再用剩余氨水中间泵送至硫铵工段剩余蒸氨装置,脱除的焦油自流到地下放空槽。
2.3.4.2脱硫工段(HPF脱硫法)
煤气→预冷器→脱硫塔→液封槽→(脱硫液)反应槽→再生塔→泡沫塔→(清夜)反应槽
鼓风机后的煤气进入预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触,被冷至30℃,预冷后的煤气进入脱硫塔,与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收煤气中的硫化氢(同时吸收煤气中的氨,以补充脱硫液中的碱源)。
脱硫后煤气被送入硫铵工段。
吸收了H2S、HCN的脱硫液自流至反应槽,然后用脱硫液泵送入再生塔,同时自再生塔底部通入压缩空气,使溶液在塔内得到氧化再生。
再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。
浮于再生塔顶部的硫磺泡沫,利用液位差自流入泡沫槽,硫泡沫经泡沫泵送入熔硫釜中,用中压整齐熔硫,清夜流入反应槽,硫磺装袋外销。
为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果,排出少量废液送往配煤。
2.3.4.3硫铵工段(喷淋式饱和器生产硫铵)
由脱硫及硫回收工段送来的煤气经预热器进入喷淋式硫铵饱和器上段的喷淋室,在此煤气与循环母液充分接触,使其中氨被母液吸收,然后经硫铵饱和器内的除酸器分离酸雾后送至洗脱苯工段。
在饱和器下部的母液,用母液循环泵连续抽出送至上段进行喷洒,吸收煤气中的氨,并循环搅动母液以改善硫铵的结晶过程。
饱和器母液中不断有硫铵结晶生成,用结晶泵将其连同一部分母液送入结晶槽沉降,排放到离心机进行离心分离,滤除母液,得到结晶硫铵。
离心分离出来的母液与结晶槽溢流出来的母液一同自流回饱和器。
从离心机卸出来的硫铵洁净,由螺旋输送机送至沸腾干燥器。
沸腾干燥器所需要的热空气是由送风机将空气送入热风器经蒸汽加热后进行沸腾干燥,干燥后的硫铵进入硫铵储槽,然后由包装磅秤称量、包装送入硫铵仓库。
2.3.4.4终冷洗苯工段
自硫铵工段来的煤气,进入终冷塔分二段用循环冷却水与煤气逆向接触冷却煤气,将煤气冷到一定温度送至洗苯塔。
同时,在终冷塔上段加入一定碱液,进一步脱除煤气中的H2S。
下段排出的冷凝液送至氰污水处理工段,上段排出的含碱冷凝液送至硫铵工段蒸氨塔顶。
从终冷塔出来的煤气进入洗苯塔,经贫油洗涤脱除煤气中的粗苯后送往各煤气用户。
由粗苯蒸馏工段送来的贫油从洗苯塔的顶部喷洒,与煤气逆向接触吸收煤气中的苯,塔底富油经富油泵送至粗苯蒸馏工段脱苯后循环使用。
2.3.4.5粗苯蒸馏工段
从终冷洗苯装置送来的富油进入富油槽,然后用富油泵依次送经油汽换热器、贫富油换热器,再经管式炉加热后进入脱苯塔,在此用再生器来的直接蒸汽进行汽提和蒸馏。
塔顶逸出的粗苯蒸汽经油汽换热器、粗苯冷凝冷却器后,进入油水分离器。
分出的粗苯进入粗苯回流槽,部分用粗苯回流泵送至塔顶作为回流液,其余进入粗苯中间槽,再用粗苯产品泵送至油库
3.主要设备的构造及工作原理
3.1焦炉
焦炉又称炼焦炉,煤炼焦的设备。
是焦化技术中的关键。
煤焦化技术的应用已有200多年的历史,其炉子的结构形式经历了许多变化。
现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。
一般,炭化室宽0.4~0.5m、长10~17m、高4~7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧),两端用炉门封闭。
燃烧室在炭化室两侧,由许多立火道构成。
蓄热室位于炉体下部,分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。
现代化焦炉主要部分用硅砖砌筑,火道温度可达到1400℃。
成焦时间因炭化室宽度和火道温度不同,一般为13~18h。
焦炉机械有装煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等。
由装煤车把煤装入炭化室,炼成的焦炭用推焦车推出,赤热的焦炭经导焦车落入熄焦车内,经水熄或回收热能的干法熄焦。
熄过的焦炭放到焦台上。
焦炭经过筛选后作为产品外送。
为了改善炼焦生产条件,现代焦炉操作除了机械化、自动化之外,还建有防治烟尘和处理污水装置。
电子计算机也已开始用于焦炉操作。
炉子向大型化发展,炭化室有效容积增加到50m3。
为了提高焦炉生产能力,采取降低炉墙厚度和选用导热性能好的炉墙砖等措施,将是发展的趋势。
焦炉系统中常用的控制设备:
PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。
3.2离心式鼓风机
离心式鼓风机由导叶轮、外壳和安装在轴上的工作叶轮所组成。
煤气由鼓风机吸入后做高速旋转于转子的第一个工作叶轮中心,煤气在离心力的作用下被甩到壳体的环形空隙中心处即产生减压,煤气就不断的被吸入,离开叶轮时煤气速度很高,当进入环形空隙中,其动压头一部分转变为静压头,煤气的运动速度减小,并通过导管进入第二个叶轮,产生与第一叶轮相同的作用,煤气的静压头再次被提高。
从最后一个叶轮出来的煤气由壳体的环形空隙流入出口连接管被送入压出管路中。
焦化厂所采用的离心式鼓风机按输送量大小分为150m³/min、300m³/min、750m³/min、1200m³/min等多种规格,产生的总压头为30-35kpa。
3.3横管式初冷器
焦化系统生产中煤气横管式初冷器主要结构是包括初冷器壳体、冷却管管束。
横管式初冷器壳体是由钢板焊制而成的直立的长方形器体,壳体的前后两侧是初冷器的管板,管板外装有封头。
在壳体侧面上、中部有喷洒液接管,顶部为煤气入口,底部有煤气出口。
在横管式初冷器的操作中,除了冷却焦炉煤气外,在冷却器顶部及中部喷洒冷凝液,来吸收焦炉煤气中的萘,并冲刷掉冷却管上沉积的萘,从而有效的提高了传热效率。
3.3电捕焦油器
电捕焦油器器体是由钢板卷制而成的筒体与器顶封头、器底拱形底组合而成。
电捕焦油器的电场有正电极、负电极组合而成。
其正极是又钢管制成,其钢管固定在上下管板上,管板与电捕焦油器筒体焊接而成。
电场的负极,装在由绝缘箱垂下杆悬拉的吊架上,其吊杆吊架均有不锈钢制成,吊杆上装着阻力帽以阻止气体冲击绝缘箱。
电场负极由不锈钢制成,电晕极板下悬吊着铅坠,以拉直电晕极,电晕极下部由不锈钢制成的下吊架固定位置,电晕极线分别穿入电场沉淀焦油饿正极钢管中心。
4.“三废”处理情况
在备煤阶段会产生大量粉尘,对产生粉尘大的设备—粉碎机设有除尘装置,使排出的废气含尘浓度达到国家允许的排放标准。
并且在栈桥及粉碎厂房设有水冲洗地坪设施,在配煤仓和煤塔顶部设有自然通风孔,在精煤堆场设有喷洒水装置,可防止煤尘飞扬,以保护环境.
在筛焦系统在粉尘较大的筛分设备上设置除尘装置,焦仓上设置了自然通风管,在栈桥及筛焦楼上设有水冲洗地坪装置。
经除尘后废气排放浓度达到国家允许的排放标准。
焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物,成分复杂,污染物浓度高、色度高、毒性大,性质非常稳定,是一种典型的难降解有机废水。
它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。
如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题,已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。
目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后进行生物脱酚二次处理。
但是,焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。
针对这种状况,近年来国内外学者开展了大量的研究工作,找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。
这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。
5.我国炼焦行业的发展现状
2006年,我国炼焦行业平稳快速发展,全年焦炭产量达到2.9亿吨,出口焦炭1450万吨,国内焦炭表观消耗量达2.7亿吨,成为世界上焦炭生产和消耗量均为最大的国家。
炼焦规模的提高同时也促进了我国炼焦技术的发展。
近几年来,我国炼焦技术的主要发展可以概括为以下几个方面。
5.1焦炉大型化成为趋势
焦炉大型化是炼焦行业可持续发展的必然要求。
大型焦炉不仅可提高劳动生产率,减少炼焦过程对环境的污染,而且可提高焦炭质量。
我国2004年出台的《焦化行业准入条件》中规定,必须淘汰4.3m以下的焦炉,进一步促进了我国焦炉大型化的发展。
山东兖矿国际焦化公司、太钢焦化厂和马钢煤焦化公司7.63m焦炉的顺利投产,标志着我国已经掌握了特大型焦炉的生产能力,改善了我国焦化行业的技术装备水平。
上世纪80年代末,欧洲焦化工作者提出改变多室式传统焦炉的观念,并将煤预热与干熄焦直接联合的方案进行了巨型炼焦反应器试验(简称JCR),并取得了良好的效果。
焦炭的质量CSR提高4~10个百分点,CRI改善2~4个百分点。
扩大了煤种,可多用高膨胀、低挥发分煤和弱粘结性煤。
节能效果显著,节能8%。
降低污染物排放量50%。
根据JCR工艺的试验结果,推出了已具备工业化的“单室炼焦系统(简称SCS)”。
为提高单位炉容产量、节省投资和大幅度提高炉体结构强度。
5.2捣固炼焦技术
与顶装焦炉相比,捣固炼焦可以更合理地利用和扩大炼焦煤资源、提高焦炭质量和提高劳动生产率。
M40可提高1%~6%,M10可改善2%~4%,CSR提高1%~6%,生产能力提高10%。
由于捣固炼焦技术的优越性,特别针对我国主焦煤的短缺的现状,因而捣固炼焦的发展较快,已经成为一些地区焦化发展的首选。
云南云维集团有限公司的55孔、5.5m捣固焦炉已于2006年底投产,每孔装煤量超过35t,已接近世界先进水平,为我国捣固炼焦技术的发展奠定了基础。
该捣固焦炉甚至可以配入无烟煤炼焦,从而极大地拓展了炼焦煤源,符合我国炼焦技术发展方向,具有广阔的发展前景。
5.3型煤炼焦技术
型煤炼焦技术能改善焦炭质量和减少强粘结性煤的配入量,其重要原因有:
1)型煤内部煤粒接触紧密,在炼焦过程中促进了粘结组分和非粘结组分的结合,从而改善了煤的结焦性。
2)型煤与粉煤混合炼焦时,在软化熔融阶段,型煤本身体积膨胀使煤粒间的接触更加紧密,形成结构坚实的焦炭。
3)配有型煤的装炉煤中,由于型煤致密,其导热性比粉煤好,故升温速率快,可较早达到开始软化温度,延长了粉煤的塑性温度区间。
4)配有型煤的炼焦煤料的散密度高,炼焦过程中半焦收缩小,因而焦炭裂纹也少。
5)装炉煤成型时添加了一定量的粘结剂,对炼焦煤料有一定的改质作用。
国内采用配型煤的炼焦工艺以宝钢为代表。
宝钢一期工程引进了新日铁配型煤的炼焦工艺。
三期工程又引进了新日铁简化流程的配型煤炼焦工艺。
该技术的实施对提高宝钢冶金焦炭质量、缓解华东地区炼焦煤紧张状况起到了积极的作用。
武钢焦化厂、水城焦化厂等采用配入焦油渣的型煤炼焦技术,能够有效处理和利用焦油渣,并改善了焦炭质量。
5.4干熄焦技术(简称CDQ)
干熄焦技术具有突出的环保、节能
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