焦化厂炼焦工艺简述
目录
摘要 (1)
关键词 (2)
1.2. 炼焦生产工艺流程: (3)
2.炼焦工业概况 (4)
2.1.焦炉炉体结构 (5)
2.1.2焦炉分类 (6)
3.炼焦生产工艺操作 (6)
3.1.装煤 (6)
3.1.1.煤塔贮煤 (7)
3.2.从贮煤塔取煤 (7)
3.2.1.煤塔取煤操作过程 (7)
3.2.2.煤塔取煤工艺要求及注意事项 (7)
3.3.装煤与平煤 (7)
3.3.1.装平煤原则 (8)
3.3.2.装煤均匀性 (8)
3.3.3. 少冒烟 (8)
3.4装煤操作过程 (9)
3.4.1.装煤 (9)
3.4.2工艺要求及注意事项 (9)
3.4.3.装煤时的特殊操作 (9)
4.推焦 (9)
4.1.推焦操作 (9)
4.1.1.推焦操作过程 (9)
4.1.2.推焦工艺要求及注意事项 (9)
4.2.3.推焦特殊操作： (11)
4.3.推焦计划制定 (11)
4.3.1.周转时间，操作时间，结焦时间和检修时间 (11)
4.3.2.推焦串序与循环推焦图表 (12)
4.3.2.班推焦计划的编制 (15)
4.3.3.建立清除石墨制度 (16)
4.3.4.推焦电流的监视 (17)
4.3.5.焦炉难推焦的处理 (17)
4.3.6.病号炉的装煤和推焦 (18)
4.3.7.推焦情况的考核 (19)
5.熄焦 (19)
5.1..湿法熄焦 (19)
5.2.熄焦有关的参数 (20)
5.3.湿法熄焦工艺要求及注意事项 (20)
6.焦炭筛分与整粒 (21)
6.1.焦炭的分级与筛分系统 (21)
6.2筛焦工段的工艺流程 (21)
7.1.1.节约资源,降低成本 (23)
8.炼焦及焦处理工艺流程示意图 (25)
致谢: (26)
炼焦生产工艺简述
摘要
简要介绍了当今山西省一些炼焦工艺发展，技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了益隆公司焦化项目所采用设备及工艺，为我们进一步学习炼焦生产工艺，从中发现一些不足以相互学习相互进步。
我国生产焦炭和应用焦炭的历史可以追溯到1650年，经过三个多世纪的发展，已将土炉建成室式焦炉，并且炭化室容量不断扩大，增加焦炭产量；技术不断提升配备煤焦油，硫酸铵，粗笨等回收装置和煤焦油继续蒸馏装置；同时对焦化污水处理和焦炉煤气脱硫脱氰进行了研究，并取得成果，建成环保型行业，与时俱进。
Abstract
(Gave a briefing on some of today's Shanxi coking technology development, technology development and industrialization of the status quo, on the basis of this discussion of the benefits Kolon coking equipment and items used by the process, for us to further study coking production process, which found that some can not learn from each other Mutual progress.
China's coke production and application of Coke's history can be traced back to 1650, after more than three-century development, has completed soil furnace coke-room, and carbonization room constantly expanding capacity, increasing coke production; continuous upgrading technology with coal tar, Ammonium sulfate, Cuben, such as coal tar and Recovery Unit continued distillation unit at the same time the sewage treatment and coking coke oven gas Desulfurization and cyanide were studied and achieve results, build environment-friendly industries, advancing with the times.)
关键词：炼焦工艺(Coking Process)
1. 绪论
1.1.课题背景
山西省是我国煤炭资源最丰富的地区之一，特别是炼焦煤资源储量高、质量好。当今，科技迅速发展焦炭广泛应用于高炉炼铁，铸造，电石，气化及有色金属冶炼方面，炼焦业已成为推动山西省经济和社会发展仅次于煤炭业的第二支柱产业，是山西省的第一创汇产业。炼焦业的发展在推动山西省经济发展的同时，其工艺技术要求更是精益求精。
焦炭是炼铁生产中的主要原料，焦炉煤气是钢铁厂的主要原料，目前虽然高炉大量喷煤，可以取代一部分焦炭作为炼铁的供热、还原剂和增加碳的作用，但是不能取代焦炭在高炉中的料主支撑作用，而且随着高炉喷煤量的增加，对焦炭强度的要求越来越高。焦炭除用于炼焦外，还用于机械加工的铸造，在化学产品中用于生产电石，合成氨工业生产中用于制备氢气。
在煤气的净化过程中，得到硫酸铵可以用作农业化肥，也用于有色金属矿的浮选剂。从煤气中回收出炉的粗笨，经过进一步加工得到的甲苯、二甲苯、溶剂油等，可以做涂料工业的溶剂，也可以做化工合成原料。煤焦油的加工产品，用于染料、医药和有机合成的原料，沥青进一步加工也可以用于铺路。电解工业的电极原料等等。
可见炼焦行业的重要性，以及其运用范围之广。
1.2. 炼焦生产工艺流程:
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：
⑴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。
⑵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。
⑶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）
⑷运焦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，通过皮带输送机分别送往焦仓。
2.炼焦工业概况
2.1.焦炉炉体结构
2.1.1.焦炉炉体结构及其分类
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。初期炼焦仿造烧木炭的过程采用成堆干馏。18世纪中期，开始演变成砖砌的半封闭式长窑炉。1763年开始采用全封闭式圆窑即蜂窝炉。成堆干馏和窑炉干馏共同的特点是内部加热，即炭化和燃烧在一起，靠燃烧一部分煤和干馏煤气直接加热其余的煤而干馏成焦。19世纪中期，焦炉技术发生转折性变革，从窑炉发展到外部加热的炭化室炼焦阶段，出现倒焰炉。这种焦炉是将成焦的炭化室和加热的燃烧室用墙隔开，在隔墙上部设有通道，炭化室内煤的干馏气经此通道直接流入燃烧室，与来自燃烧室顶部风道的空气混合，自上而下地流动燃烧，这种炉子已经具备了现代焦炉最基本的特征。19世纪70年代,建成了回收化学产品的焦炉,使炼焦走向生产多种产品的重要阶段。此后不久，1883年建成了利用烟气废热的蓄热式焦炉，至此，焦炉在总体上基本定型。现代焦炉炉体最上部炉顶，炉定之下为相间配置的燃烧室和炭化室，下部有蓄热室和连接蓄热室语燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。
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。
1.焦炉由多个炭化室组成，相间排列。炭化室是装煤和炼焦的地方，燃烧室
是煤气燃烧的地方，通过语两侧的隔墙向炭化室提供热量。煤在炭化室内经过高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达1300~1400℃，炭化室墙面温度高达1000~1150℃,装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对墙面有腐蚀性。墙面采用硅砖具有导热性好，抗酸性渣侵蚀能力强，高温热稳定性好和无残余收缩等优良性能。
2.蓄热室
为了回收和利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉均为横蓄热室（其中心线语燃烧室中心线平行），以便于单
独调节。
3.斜道区
位于燃烧室和蓄热室之间的通道。斜道区布置着众多通道（斜道和垂直砖煤气道），它们彼此距离很近，并且上升气流和下降气流之间压差较大，容易漏气，所以斜道区设计要合理，以保证炉体严密。
4.炉顶
位于焦炉炉体最上部。设有看火孔，装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层，一般用硅砖砌筑，以保证整个炭化室膨胀一致。为减少炉顶散热，在炭化室顶盖层以上采用粘土砖，红砖和隔热砖砌筑。
2.1.2焦炉分类
可以按装煤方式，加热用煤气种类，空气和加热永煤气的供入方式等方式。只是介绍一种，其他不赘述。
1.按装煤方式
有顶装炉和侧装炉。侧装炉又称捣固焦炉。捣固焦炉是现将煤勇捣固机捣成煤饼，然后从焦炉机侧将煤饼送入炭化室内，顶装炉是将煤从炉顶装入炭化室内。益隆公司采用捣固，装煤型焦炉炼焦。
2.按加热永煤气的种类
有复热式焦炉和单热式焦炉。
3.按空气和加热用煤气的供入方式
有侧入式焦炉和下喷式焦炉
4.按气流调节方式分类
有上部调节式和下部调节式
5.按火道结构形式分类
有水平火道和直立火道
3.炼焦生产工艺操作
3.1.装煤
3.1.1.煤塔贮煤
贮煤塔用作贮存入炉煤料以保证焦炉稳定生产:
贮煤塔按其断面形状可分为方形语圆形两种。为了保证焦炉连续生产贮煤塔需有一定容积，其容积大小应语焦炉生产能力相适应，容积过大，投资增加；容积过小，会给生产操作带来麻烦，往贮煤塔煤次数增多。
特别当遇到运煤系统出现故障时，将影响生产。所以贮煤塔的容量一般应保证16小时的用量，由于贮煤塔四周易积存煤料，尤其是方形煤塔的角部更易挂料，影响煤塔容积的有效利用。当贮煤塔中料装满后，停止供煤，靠自流震煤装置能从下部放出的煤量称有效容量，它往往少于设计容量。有效容量与煤塔下部漏斗的倾角，漏斗斗壁光滑程度有关，震煤装置及效果，水分和放煤制度有关。
在较好的情况下有效容积只有设计容积的60%~70%，也就是说有30%~40%将贮存在煤塔内，这一部分煤贮存时间过长就会产生煤氧化变质，不可再装入炭化室内，因为煤质变化不但造成焦炭质量波动，甚至会出现推焦困难，损坏炉体。每半年要对贮煤塔进行一次彻底清扫。在清扫时为了不影响生产，可采取分格清扫。清扫工作不但费工，劳动条件差而且还带有一定危险。为了改变状态，目前新建焦炉将煤塔的斗嘴部分改成双曲线形状，再加上内壁衬以瓷砖。这样基本上消除了积煤死角和棚料，且加快放煤速度。因此双曲线的煤塔不再强调清扫。其清扫周期可以根据生产需要而定。
3.2.从贮煤塔取煤
3.2.1.煤塔取煤操作过程
空装煤车进入煤塔下部在某一排放煤嘴下停稳，打开放煤嘴，当所有煤斗满后，关闭放煤嘴。
3.2.2.煤塔取煤工艺要求及注意事项
1.必须按照规定顺序进行
2.打开放煤嘴取煤时，应先小后大
3.单斗机的小斗煤只允许分批放在煤车煤斗的上部。
3.3.装煤与平煤
装煤虽然不是一项复杂的技术问题，但操作不好确实影响焦炉生产的管理，产品质量的稳定等等。
3.3.1.装平煤原则
装满煤，就是合理利用炭化室的容积，装煤不满，炉顶空间增大空间温度升高，化学产品高温分解，影响产品质量，使得炭化室顶石墨增加，造成栏焦困难；而且减低焦炉生产能力，增加能耗。装煤太满也不允许。一方面是顶部焦炭加热不足，另一方面会使得炉顶空间过小，荒煤气导出困难，造成炉门炉盖冒烟冒火，严重时堵塞炉口造成推焦困难。装煤会在平煤时带出部分余煤，这是装满煤的标志。
3.3.2.装煤均匀性
装煤均匀性是影响焦炉加热制度，煤饼成熟均匀的重要因素。由于各炭化室供热量一定，装煤不均匀会使得焦炭成熟不均匀，炉温均匀性变差。因此不仅要求各炭化室不准有缺角，塌腰等不正常现象，而且规定不同炭化室装煤量与规定装煤量之差不超过1%为合格。
考核装煤情况可用装煤系数Ｋ来确定。
Ｋ=（M－A）/M
式中：M—班实际装煤炉数
A—于规定装煤量不超过1%的炉数
K一般要求达到0.9以上。
3.3.3. 少冒烟
装煤时冒烟不仅影响化工产品产率，而且污染环境，影响职工身体健康，所以不仅要研究平煤操作及缩短操作时间，减少装煤过程中的冒烟，而且平煤完毕，要立即盖好装煤孔盖，防止冒烟。
装煤过程中要采用高压氨水或者蒸汽消烟。消烟的原理是借助高压氨水或蒸汽的喷射力在炭化室内产生负压，把荒煤气吸入集气管内，减少煤气外泻。高压氨水在喷射过程中容易将煤尘和空气带入集气管中，使得焦油含尘量和游离碳增加，甚至发生焦油乳化，造成焦油与氨水分离困难，影响化工产品质量及焦油深加工。吸入的空气使得焦炉煤气含量增加，因此在使用高压氨水和蒸汽时应尽量控制适当压力，冰采用顺序装煤，装煤时严密装煤孔及小炉门部位有间隙装煤结束后立即关闭高压氨水或蒸汽。高压氨水或蒸汽只允许在装煤时使用，以减少其
带来的副作用。
3.4装煤操作过程
3.4.1.装煤
装煤车在煤塔下按规定取完煤后，开到等待装煤炭化室炉门口，等推焦完毕即可装煤。装完一炉然后继续取煤，等待下一炉。
3.4.2工艺要求及注意事项
禁止将泥土废砖及铁器等杂物带入炉内。
禁止将清扫煤塔的陈煤和余煤装到煤斗下部。
禁止装煤不满，过量，不平煤。
禁止对非装煤炉号打开高压氨水或蒸汽。
严禁炉门未对好装煤
禁止捣固煤饼在炉前倒塌时强行送煤，倒塌煤料不及时运走。
注意装煤车轨道安全档，轨道接头连接及轨距保持正常状态。
3.4.3.装煤时的特殊操作
装煤时，如突然发生停电，应立即关闭全部控制开关，并将制动器开关回零位。
4.推焦
4.1.推焦操作
4.1.1.推焦操作过程
推焦车，拦焦车按推焦计划确认炉号
推焦车，拦焦车用移门机摘开炉门
拦焦车对好导焦槽，并发出信号
熄焦到位，并给出信号
推焦车确认信号无误
推焦杆对准炭化室推焦
推焦车的推焦杆，拦焦车的导焦槽收到位
推焦结束后机焦侧及时关上炉门
4.1.2.推焦工艺要求及注意事项
1.现代焦炉一般采用三车连锁或四车连锁，各辆车司机必须按规定操作发出信号，推焦车司机必须对信号进行确认后，才能推焦。正确使用三车连锁可以避免红焦落地及推错炉号的事故。
2.推焦过程应注意推焦电流的变化，当电流达到一定值仍推不动时应停止推焦。
3.出现二次推焦必须查明原因，待采取措施后方能继续推焦，否则会造成炉墙变形顺坏炉体。
4.每次推焦后，应清扫炉门，炉门框,磨板和小炉门。
5.炉门英关严，冰及时消除炉门出冒烟冒火。冒烟不仅损失荒煤气和化工产品，而且影响作业环境，造成大气污染。炉门冒火会使炉门变形，造成冒烟冒火的恶性循环，而且会对炉柱造成损坏。炉门的灭火只准用蒸汽，压缩空气，湿煤，严禁用水扑灭。
6.敞开的炉门时间不宜超过7分钟。敞开时间过长，大量冷空气进入他还说内，炭化室炉头剥蚀加快，炉头焦炭遇空气燃烧，使得焦炭灰分增加，影响焦炭质量；同时造成大量热量散失，增加炼焦耗热量。
7.推焦司机要认真记录：推焦时间，装煤时间和推焦最大电流。
推焦时间：推焦杆接触焦饼表面开始进行推焦操作的时间。
推焦最大电流：推焦过程中出现的最大电流（一般为焦饼开始走动时的电流）。
推焦时间和装煤时间，是排下一班出炉计划的依据，不得随意填写。准确记录推焦走动电流可以给相关人员提供重要信息，尽量减少二次焦的产生。
8.禁止推生焦和相邻炭化室空炉时推焦。推焦必须按计划进行，禁止提前推焦。焦炭在炭化室里成熟后，焦炭与炭化室墙之间产生一条收缩缝。如果焦炭生，焦炭收缩不够，焦炭与炉墙之间没有间隙，易造成二次焦产生。
9.推焦时要求相邻炭化室处于结焦中期，结焦中期的炭化室处于半焦状态，半焦的焦饼与炭化室无间隙，这样才能保证炭化室不致因推焦引起的侧向力使得炉墙变形损坏。相反如果空炉无焦炭，在推焦力的作用下，容易使得炉墙变形。
炭化室一旦变形，就有容易再次产生难焦饼推焦，形成恶性循环，加剧破坏。因此，在排乱笺炉号和计划时间操作时要注意这一点。
10.禁止用变形的推焦杆或杆头进行推焦。推焦杆平直无弯曲才能保证推焦顺畅，但是推焦杆长期在高温下使用，特别是推焦过程中停电或其他事故等原因，会使推焦杆变形。永变形的推焦杆推焦阻力大，推焦运行不稳定，容易造成困难推焦。推焦杆头在行走过程中有可能刮碰炭化室墙，造成炉墙破损或变形。
4.2.3.推焦特殊操作：
1.当推焦杆在炭化室遇到停电时，应立即将开关回零位，一方面查找原
因，一方面组织人员永手摇装置摇回。
2.当栏焦车正对着敞开的炉门时，突然停电，此时应立即将开关回零位
并急速永手摇装置将其摇走。
3.当焦炭进入导焦槽，但暂不能顺利推焦，应立即报告当班领导，先收
回导焦槽，并将车往前开，用石棉板盖住电机，将炉门挂在旋转架上，在进行下一个炉号推焦时，将槽中的焦炭一并推出。如没有出炉号，则设法将导焦槽内的焦炭扒出。如车不动，可用其它栏焦车将其推，拉走。导焦槽内红焦要及时清除，防止烧坏设备。
4.正在摘门时遇到停电，应急速永手摇装置将炉门对上。
5.对好导焦槽后，遇上停电，应用手摇装置收回导焦槽，用手摇走行装
置，对准炉号，再用手摇移门装置，将炉门对上。
4.3.推焦计划制定
4.3.1.周转时间，操作时间，结焦时间和检修时间
1.周转时间：一个炭化室两次推焦相距的时间，包括煤的干馏时间及推
焦装煤时间等操作时间。
对全炉而言，周转时间是全部炭化室都进行一次推焦所需的时间。
周转时间根据焦炉砖材质，炭化室宽度，炉体及设备状况，材质水平已经焦炭质量等伊苏来确定。
硅砖焦炉一般周转时间为：
炭化室宽 350mm 12小时
407mm 16小时
450mm 18~20小时
500mm 22~小时
焦炉在生产过程中周转时间应保持稳定，不应频繁变动。
2.操作时间：连续两炉推焦的间隔时间，包括前一炉开始摘门到推焦，平煤等到下一炉号开始摘门的时间。又被称作炭化室事件。
每炉操作事件一般为8~12分钟。缩短操作时间有利于保护炉体和减少环境污染。操作事件与操作水平，车辆状况以及各工种之间的配合好坏有关。一般熄焦车操作一炉需要5~6分钟，推焦车需要10~11分钟，装煤车与拦焦车操作一炉事件一般少于推焦车。
因此，对于两座炉共用熄焦车的情况，其操作时间应以熄焦车能否在规定事件内完成操作为标准。
3.结焦时间：煤在炭化室内高温干馏的时间。
4.检修时间：全炉所有炭化室不出炉的时间。
检修时间用于设备清扫。检修时间一般为1.5~2小时为宜，过短不利于检修，过长会造成荒煤气发生量不均衡。因此，当检修时间过长时，可以在一个周转时间内安排多个检修时间。
四个时间存在以下相互关系：
周转时间=结焦时间+操作时间=操作时间*炉孔数+检修时间
4.3.2.推焦串序与循环推焦图表
1.推焦串序
因为在焦炉结构，装煤量，煤料性质和结焦时间一定的情况下，燃烧室加热温度一定，如果不按规定时间推焦，提前或落后，就会使焦炭不成熟或过火。焦炭不成熟时，生焦收缩不好，使焦炭与炉墙间摩擦增大；过火时，焦块碎，推焦时容易将焦饼推胀。这些都容易造成推焦困难。因此推焦操作
必须按一定的顺序进行。
2.制定推焦串序的原则
○1有利于保护炉体
推焦时，焦饼对两面炭化室墙产生一定的压力，炭化室墙如果受力不均就会变形，甚至顺坏。而煤料加热过程中产生膨胀压力，在结焦中期最大。
为了使得炭化室两侧的压力相互抵消，就必须使推焦炭化室两侧相邻的炭化室处于结焦中期。
○2有利于炉温均匀
在结焦过程中，由于吸热不同，对炉温有一定影响，如果结焦末期和新装煤的炭化室集中在焦炉的某个部分，就会使这部分炉温升高或降低，这就降低了炉温的均匀性和稳定性。
○3有利于荒煤气的排出
在处于结焦前期和中期的炭化室荒煤气发生较多，使这样的炭化室分散开才能使荒煤气顺利排出，及气管压力和炭化室压力均匀，这也有利于炉体维护。
○4有利于出炉工人和热修工人的操作，焦炉一定机械行程较短，节省运转时间和节能。
3.他串序的表示方法：
m-n： m表示连续作业两炭化室的间隔；n表示相邻两笺号炭化室的间隔。
9-2串序：9表示推完一孔炭化室，再推其后第九个炭化室；2表示推完一个串序后，再推时，从上次串序号后两个炭化室推起。为方便计算，炭化室编号取消以“0“结尾的数字，如下：
第一串序：1·11·21·31·41·51·61………………..
第二串序：2·12·22·32·42·52·62…………………
第三串序：3·13·23·33·43·53·63………………….
第四串序：4·14·24·34·44·54·64…………………
第五串序：5·15·25·35·45·55·65…………………
第六串序：6·16·26·36·46·56·66………………….
第七串序：7·17·27·37·47·57·67………………….
第八串序：8·18·28·38·48·58·68…………………..
第九串序：9·19·29·39·49·59·69…………………..
5-2串序：5表示推完一孔炭化室，再推其后第五个炭化室；2表示推完一个串序后，再推时，从上次串序后第二个炭化室推起。
第一串序：1·6·11·16·21·26·31………………..
第二串序：3·8·13·18·23·28·33…………………
第三串序：5·10·15·20·25·30·35………………….
第四串序：2·7·12·17·22·27·32…………………
第五串序：4·9·14·19·24·29·34…………………
2-1串序：就是各一个推一个，推完全部单号在推双号。
第一串序：1·3·5·7·9·11·13………………..
第二串序：2·4·6·8·10·12·14…………………
9-2串序优点：推焦炉号相邻两炭化室都处于结焦中期；及气管内压力分布比较均匀。
缺点：空行车距离较长。
5-2串序优点：空行车距离短；及气管压力也比较均匀。可实现推焦机拦焦机一点对位操作。
缺点：相邻炉号结焦时间分布不好。
2-1串序优点：空行车距离短；相邻两炭化室都处于结焦中期；有利于实现推焦机拦焦机一点对位操作。