焦化厂炼焦工艺介绍

1、炼焦工艺炼焦工艺、焦炭的宏观构造与孔孢结构、焦炭的宏观构造与孔孢结构焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其真相对密度约的碳质固体块状材料，其真相对密度约1.801.95，视密度，视密度0.881.08, 堆积密度约堆积密度约450kg/m3。 焦饼沿纵、横裂纹掰开即得焦饼沿纵、横裂纹掰开即得焦块焦块。沿微裂纹分开即得。沿微裂纹分开即得焦体焦体。焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质焦质，其主要成分，其主要成分是碳和矿物质。焦炭裂纹的多少直接影响焦炭的是碳和矿物质。焦炭裂纹的

2、多少直接影响焦炭的粒度粒度和和抗抗碎强度碎强度。焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的。焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的耐磨强度和高温反应性能有密切关系。孔孢结构通常用气耐磨强度和高温反应性能有密切关系。孔孢结构通常用气孔率、气孔平均直径、孔径分布、气孔壁厚度和比表面积孔率、气孔平均直径、孔径分布、气孔壁厚度和比表面积等参数表示。等参数表示。2、高炉内的冶炼过程、高炉内的冶炼过程 炉料：矿石：天然矿、烧结矿、团球矿炉料：矿石：天然矿、烧结矿、团球矿 熔剂：石灰石、白云石、生石灰熔剂：石灰石、白云石、生石灰 焦炭焦炭 从炉顶依次分批、分层装入炉内。从炉顶依次分批、分层装入炉内。 高

3、温空气或富氧空气由风口鼓入，使焦炭在风口前的回旋高温空气或富氧空气由风口鼓入，使焦炭在风口前的回旋区内剧烈燃烧。燃烧产生的热能，是高炉冶炼过程的主要热源，区内剧烈燃烧。燃烧产生的热能，是高炉冶炼过程的主要热源，燃烧反应后产生的燃烧反应后产生的CO作为高炉冶炼过程的主要还原剂。作为高炉冶炼过程的主要还原剂。 焦炭在回旋区内燃烧生成的高温煤气在上升过程中将热能焦炭在回旋区内燃烧生成的高温煤气在上升过程中将热能传给炉料，与焦炭发生吸热反应生成传给炉料，与焦炭发生吸热反应生成CO，随后，随后CO将铁矿石中将铁矿石中的铁氧化物还原。的铁氧化物还原。铁氧化物的还原反应 间接还原： 当温度t570 时， F

4、e3O4+4CO=3Fe+4CO2+17220Kj 当温度t=570800时，铁氧化物还原过程按Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe这一顺序依次进行： 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+37200KJ Fe2O3+CO=3FeO+CO2-20960Kj FeO+CO=Fe+CO2+13650Kj 直接还原： 当温度t1100 时，碳溶反应的平衡常数和反应速度常数均很高，一出现CO2亦即刻与焦炭中的碳相互作用生成CO，即CO2 + C = 2CO，铁氧化物的还原按以下方式进行： CO2+C=2CO-166320Kj FeO+CO=Fe+CO2+13650Kj FeO+C=Fe+CO-15

5、2670Kj 从反应历程来说仍属两步气固反应，但从热力学观点看，恰如铁氧化物被固态碳还原。因此，在1100以上，铁氧化物的还原属于和固态碳反应、生成CO并大量吸热的直接还原。焦炭的作用可以概括为：焦炭的作用可以概括为： 高炉冶炼过程的高炉冶炼过程的热源热源； 矿石中铁氧化物的矿石中铁氧化物的还原剂还原剂； 高炉料柱的高炉料柱的疏松骨架疏松骨架； 高炉铁的高炉铁的渗碳剂渗碳剂。高炉冶炼对焦炭质量的要求 1、具有合适的筛分组成和均匀的块度； 2、较高的机械强度，M40要大，M10要小； 3、水分低且稳定； 4、灰分要低； 5、硫分要低； 6、Vdaf1.9%; 7、CRI要适度低，CSR要高； 8

6、、各向异性程度要高； 9、性能稳定。非高炉用焦炭的特性非高炉用焦炭的特性 1 1、铸造焦、铸造焦 用于冲天炉熔铁。用于冲天炉熔铁。C + OC + O2 2 =CO =CO2 2 + Q + Q 要求：要求：（1 1）粒度大且反应性低；）粒度大且反应性低； （2 2）硫分低、灰分低）硫分低、灰分低 2 2、气化焦、气化焦 用于煤气发生炉生产煤气。用于煤气发生炉生产煤气。 C + COC + CO2 2 = 2CO, C + H = 2CO, C + H2 2O = HO = H2 2 + CO + CO 要求：要求：（1 1）粒度均匀且反应性高；）粒度均匀且反应性高； （2 2）硫分低、灰分低

7、）硫分低、灰分低 3 3、电石焦、电石焦 用于电石生产。用于电石生产。 CaO + 3C = CaCCaO + 3C = CaC2 2 + CO (18002200 + CO (18002200）要求：要求：（1 1）粒度）粒度320mm320mm； （2 2）灰分低、碳含量高）灰分低、碳含量高 （3 3）水分低，）水分低，6%6%第二节炼焦工艺与设备备煤、炼焦生产工艺流程矿山来煤（洗精煤） 接收 贮存 倒运 配合 粉碎 炭化 推焦 （干、湿）熄焦 筛焦 荒煤气 上升管 桥管 集气管 回收车间 气液分离器 吸气管 25mm 高炉焦供高炉炼焦 1025mm 中块焦外销 10mm 粉焦烧结燃料包括

8、：来煤接收、贮存、倒运、配合、粉碎等工序。其生产目的是：包括：来煤接收、贮存、倒运、配合、粉碎等工序。其生产目的是：向焦炉提供数量充够、质量合格的炼焦煤料。向焦炉提供数量充够、质量合格的炼焦煤料。1、来煤接收、来煤接收 就是将来自矿山的煤卸至煤场。就是将来自矿山的煤卸至煤场。 卸煤机械包括：卸车机械和卸船机械。卸煤机械包括：卸车机械和卸船机械。 卸车机械包括：翻车机、螺旋卸车机、链斗卸车机、卸车机械包括：翻车机、螺旋卸车机、链斗卸车机、装卸桥、门式抓斗起重机等。装卸桥、门式抓斗起重机等。 卸船机械就是悬臂抓斗起重机。卸船机械就是悬臂抓斗起重机。2、贮存和倒运、贮存和倒运 就是将来煤储存于煤场，

9、以便随时取用。就是将来煤储存于煤场，以便随时取用。贮存和倒运的目的：贮存和倒运的目的： （1）保证焦炉连续生产；）保证焦炉连续生产； （2）同类单种混匀以稳定煤质；）同类单种混匀以稳定煤质； （3）沥水以稳定水分。）沥水以稳定水分。 倒运机械包括：堆取料机和门式抓斗机等。倒运机械包括：堆取料机和门式抓斗机等。3、配合、配合 就是将不同的单种煤按一定比例配在一起，以便配就是将不同的单种煤按一定比例配在一起，以便配煤炼焦。煤炼焦。 配煤方式：煤场配煤和配煤槽配煤。我国常用配煤配煤方式：煤场配煤和配煤槽配煤。我国常用配煤槽配煤。槽配煤。 配煤设施和设备：配煤槽、配煤盘（园盘给料机）、配煤设施和设备：

10、配煤槽、配煤盘（园盘给料机）、电磁振动给料器等。电磁振动给料器等。1 配煤工艺与设备两种配煤系统：1）配煤槽 2)煤场配煤（1）配煤槽的个数与容量，见表。一般比煤种多23个，生产能力较大的焦化厂，配煤槽数量最好为煤种数的一倍。4、粉碎、粉碎 就是将配合煤粉碎至一定的细度，以便装炉炼焦。就是将配合煤粉碎至一定的细度，以便装炉炼焦。 细度细度配合煤料中配合煤料中3mm粒级的量占总量的百分粒级的量占总量的百分数。一般控制在数。一般控制在7382%。 粉碎设备：粉碎设备： 粉碎机：锤式粉碎机、反击式粉碎机粉碎机：锤式粉碎机、反击式粉碎机5、粉碎工艺、粉碎工艺 包括：包括： 先配后粉、先粉后配、部分硬质

11、煤预粉碎、分组粉碎、先配后粉、先粉后配、部分硬质煤预粉碎、分组粉碎、选择粉碎等流程。选择粉碎等流程。粉碎工艺炼焦煤的工艺必须适应炼焦煤的粉碎特性，使粒度达到或接近最佳粒度分布，由于煤的最佳粒度分布因煤种、岩相组成而异，因此不同煤和配合煤应采用不同的粉碎工艺。先配合后粉碎工艺先将各单种煤按一定配比配合后，再进行粉碎的一种备煤工艺。（1）炭化室和燃烧室 炭化室是煤料隔绝空气进行炭化的地方。燃烧室煤气燃烧向炭化室供给热量的地方。二者相间排列。锥度为了推焦的方便，炭化室的水平截面呈梯形，焦侧宽机侧窄，焦侧与机侧的宽度差，称为炭化室的锥度。机、焦侧宽度的平均值，称为炭化室的平均宽度。加热水平（高度）为了

12、焦饼上下均匀成熟，炭化室高度要高于燃烧室，二者的高度差，称为焦炉的加热水平（高度）。为了燃烧室长向加热的均匀性和提高炭化室的结构强度，将燃烧室分成各个立火道。立火道的连接方式有双联式、二分式、四分式、跨顶式等。改善高向加热均匀性的措施：废气循环、高低灯头、分段加热、不同炉墙厚度等（2）斜道区 位于燃烧室和蓄热室之间，是连接燃烧室和蓄热室的通道。结构复杂。（3）蓄热室 位于焦炉的下部，是回收废气中的废热并用来预热上升的空气和高炉煤气的地方。内填格子砖作为热交换的介质。下部设小烟道，顶部设蓄热室顶部空间。（4）炉顶区位于焦炉的顶部，炭化室盖顶砖以上部分称为炉顶区。内设装煤孔、看火孔、上升管孔、烘炉

13、孔和拉条沟等。（5）烟道和基础蓄热室下部设分烟道，汇集来自蓄热室的废气，分烟道汇于总烟道，再接至烟囟。焦炉基础包括基础结构和抵抗墙两部分。（6）我国主体焦炉的结构特点我国的主体焦炉为JN焦炉，其结构特点为：双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、复热式。二、焦炉机械焦炉机械常称为四大车，用以完成焦炉的装煤、出焦、熄焦等。1）装煤车：置于炉顶，用于从煤塔取煤并装入炭化室。2）推焦车：位于焦炉的机侧，用以完成启闭机侧炉门、推焦、平煤、清扫机侧炉炉门框等。3）导焦车：位于焦侧操作台上，用于启闭焦侧炉门、导焦、清扫焦侧炉炉门框等。4）熄焦车：位于焦侧，用于接收红焦并送至熄焦塔下将其熄灭，然后放在凉焦台上。采

14、用干法熄焦时没有熄焦车，代之焦罐车。三、护炉设备护炉设备又称为所炉铁件，包括：横向有：炉柱（钢柱）、保护板、炉门框、大小弹簧、横拉条、炉门等；纵向有：抵抗墙、纵拉条等。护炉设备的主要作用是：利用可调节的弹簧势能，连续不断地向砌体施加数量足够、分布合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整、严密，从而保证焦炉正常生产。此外，护炉设备还有支撑机焦侧操作台、集气管的作用。保护板、炉门框和炉门之间的配合，完成焦炉的密封，防止荒煤气外漏，造成冒烟冒火。四、煤气设备煤气设备包括干馏煤气导出设备和加热煤气供入设备两套系统。（1）干馏煤气导出设备干馏煤气（俗称荒煤气）导出设备的作用是：一是将荒

15、煤气顺利导出，不致因炉门刀边附近煤气压力过高而冒烟冒火，但又要使全炉各炭化室在结焦过程中始终保持正压；二是将荒煤气适度冷却，不致因温度过高引起设备变形、阻力升高和鼓风、冷凝的负荷增大，但又要保持焦氨水的良好的流动性。其流程和设备如图所示。流程：上升管桥管水封阀集气管门型管吸气管气液分离器回收车间（3）废气导出及换向开闭器（废气盘）换向开闭器是既能供入煤气和空气，又能排出废气，还能调节气体流量的装置，俗称废气盘。焦炉加热用的空气和高炉煤气经过废气盘调节流量后进入蓄热室，蓄热室中废气经废气盘调节流量后进入分烟道。（4）交换系统与交换过程交换系统由交换机、拉条、交换考克、废气盘等组成。交换过程：关煤

16、气空气与废气交换开煤气二二 干法熄焦干法熄焦 所谓干熄焦，是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性所谓干熄焦，是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中，气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中，红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭干熄炉冷却段红焦层内，吸收红焦显热，冷却后的焦炭从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温情性气体流经干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸高温情性气体流经干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生

17、蒸汽，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，惰汽，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭的系统内循环使用。干熄焦在节能、环保性气体在封闭的系统内循环使用。干熄焦在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦。干法熄焦的工艺流程如图所示。干法熄焦的工艺流程如图所示。（一）焦炉装煤过程中产生的烟尘（一）焦炉装煤过程中产生的烟尘焦炉装煤过程中，从装煤口向炭化室装煤时，煤料突遇高焦炉装煤过程中，从装煤口向炭化室装煤时，煤料突遇高温产生大量荒煤气和烟气，炭化室内压力突增，喷出大量温产生大量荒煤气和烟气，炭化室内压力突增，喷出大量的烟尘，炭化室装煤时的烟尘

18、主要来自以下几方面：的烟尘，炭化室装煤时的烟尘主要来自以下几方面：（1）炭化室的煤料置换出大量空气，且装煤开始时空气）炭化室的煤料置换出大量空气，且装煤开始时空气中的氧气和入炉的煤料燃烧生成炭黑而形成黑烟。中的氧气和入炉的煤料燃烧生成炭黑而形成黑烟。（2）装煤时湿煤与高温炉墙接触升温，产生大量水汽和）装煤时湿煤与高温炉墙接触升温，产生大量水汽和荒煤气。荒煤气。（3）上述水蒸气和荒煤气同时扬起的细煤粉以及装煤末）上述水蒸气和荒煤气同时扬起的细煤粉以及装煤末期平煤时带出的细煤粉。期平煤时带出的细煤粉。（4）因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气。）因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气。焦炉生产过程的烟尘控制焦炉生产过程的烟尘控制（二）焦炉出焦过程中产生的烟尘（二）焦炉出焦过程中产生的烟尘焦炉出焦过程中的烟尘主要来自以下方面：焦炉出焦过程中的烟尘主要来自以下方面：（1）炭化室炉门打开后散发出的残余煤气，及由于空气进）炭化室炉门打开后散发出的残余煤气，