SH2007型10万吨a内热式直立炭化炉研发设计

第七届中国炼焦技术及焦炭市场国际大会文稿PAGEPAGE16中国重型机械研究院有限公办）86322537（传）SH2007型10万吨/a内热式直立炭化炉研发设计中国重型机械研究院有限公司陕西冶金设计研究院有限公司高武军摘要：本文重点介绍了本院研发设计的SH2007型内热式直立炭化炉的工艺流程,炉体结构，装备水平等主要设计数据并阐明进一步推广应用SH2007型内热式直立炭化炉，对于科学发展半焦产业，提高半焦产业技术装备水平，对于打造陕北能源重化工基地，对于发展地方经济、增加地方财政收入有着十分重要的意义。关键词：直立炭化炉研发设计1前言我院地处陕西，陕西榆林的神（木）府（谷）地区煤炭资源及其丰富，依靠我院在焦化产业的技术、人才优势和十多年焦化工程设计的经验，根据榆林地区煤炭深加工转化工业的需求，开拓市场，于2000年我院在神木县设立了办事处和焦化技术服务中心，通过市场调查，开发出了一大批单座年产3—5万吨的直立式炭化炉，对于推动民营经济在煤炭加工转化工业中的发展起到了极大的促进和推动作用。在开发承建直立炉的过程中，我院十分重视科学创新和技术进步。2002年我院承担的神华集团神东电力公司焦化厂首次将机焦的备煤、筛焦、煤气净化设备引入到直立炉设计，逐步向规模化、大型化发展。形成了3x5座成组上煤、出焦、建成国内第一家年产15万吨半焦厂，同时回收1．5万吨中温煤焦油和，剩余煤气用于发电，该项目是当时全国最大规模的半焦厂，直到今天仍然在正常运行。近年来我院又成功地研发了单体10万吨/年的直立式炭化炉，并已成功投入使用，效果良好，成为全国第一。2008年我院参与了由中国炼焦行业协会组织的对半焦行业状况的调研工作，为新修订的《焦化行业准入条件》的修订提供了半焦设计、生产、环保等方面的资料及一些建设性意见，使《焦化行业准入条件》（2008年修订）中将半焦的生产炉型纳入准入条件管理的炉型，产量及技术要求有了明确的条件和目标。半焦各类炉型的存在缘于其较强的自身资源和市场优势，其生产过程中，无需使用优质炼焦煤，我省及山西、内蒙古、新疆等地的不粘结性煤炭资源非常适合使用这种炉型，发挥了地区资源优势。此外，半焦及副产中温煤焦油、煤气产品成本较低，其较低的市场价格和较好的使用性能在铁合金、电石冶炼、化肥制气、高炉喷吹等企业中占据了一定的市场份额，但近年来，半焦炉布局分散，其副产品无法集中使用，焦炉煤气大量放散，造成的环境污染问题严重，产业无法健康有序发展，对此，陕西省发改委、陕西省环保局高度重视，我院也积极的协同政府部门开展调研，提出改进措施，使半焦生产企业的产业升级有较快的提升。自2006年起我院设计投产建设的一批较高技术装备水平的60万吨/年规模的半焦生产装置已有9家，采用了我院开发设计的5、6、7.5万吨/a单体直立炉炉型。自2007年设计的第一套6×10万吨/a的半焦生产装置2008年9月投产运行后，全国已经先后有7家企业选择了该种新炉型，同时，对于备煤装置的大型化、自动化，以及焦炭脱水、干燥等装置，我院也在循序渐进的探索中提升其档次。并对企业规模化生产后能耗的降低，焦化副产品的综合利用，走循环经济的各类工艺产品的开发、配套，使半焦行业走向良性循环，提高装备水平，走向持续、健康、稳定的发展道路作出我们最大的贡献。下面，我以神木县大柳塔华盛公司的为例，介绍一下当前中国半焦主流生产工艺技术装备情况。10万吨/年，SH2007型内热式直立炭化炉炉组布置根据总规模及地形来确定，年生产规模120万吨采取每6座为1组（2×6）；年生产规模60万吨采取每3座为1组（2×3）或6座为1组，（1×6）。储煤塔布置在两炉组中间上部。神木县大柳塔华盛机制半焦厂配套建设有洗煤车间，图2-3图中：1.炉顶煤仓，2.电液动平板闸门，3.防爆装置，4.辅助煤箱，5.护炉铁件，6.直立炭化炉炉体，7.测温孔，8.燃烧室，9.布气孔，10.排焦箱，11.炉底水封槽，12.推焦机，13.刮焦机，14.空气风机，15.集气罩，16.上升管，17.桥管，18.集气槽。5.2单座炉体所需用主要耐火材料数量如下：采用间接冷却工艺流程。经气液分离器分离出来的焦油、氨水进入热氨水循环池内，澄清分离出来的氨水进入氨水中间槽，用循环氨水泵打回焦炉炉顶，冷却从来的粗气，循环使用。从直立炉集气管来的80℃的粗气，经气液分离器，进入横管式间冷器一段，用循环冷却水冷却至45℃，再进入横管式间冷器二段，用冷却水循环水冷却至30～35℃，再进入电捕焦油器，脱除焦油雾的煤气用罗茨风机加压，电捕焦油器DN46004罗茨鼓风机6台型号：L105WD转速：580r/min升压：19.6KPa流量：691m3/min间接冷却图中：1.气液分离器，2.横管冷却器，3.电捕焦油器，4.煤气鼓风机，5.氨水循环池，6.剩余氨水泵，7.循环氨水泵，8.焦油中间泵，9.横管冷却器水封槽，10.上段冷凝液槽，11.上段冷凝液泵，12.下段冷凝液槽，13.下段冷凝液泵，14.电捕焦油器水封槽，15.地下放空槽，16.地下放空槽液下泵，17.鼓风机水封槽，18.剩余氨水槽，19.氨水泵，20.焦油贮槽，21.焦油泵。为了减轻或消除其危害程度，在设计中将采取各种可行的控制措施，使污染物的排放符合国家有关标准的要求，最大可能消除或减少对环境的污染程度。本工程在生产过程中对周围环境有一定的影响，在厂区空地、护坡、道路两侧及煤焦等堆场周围进行绿化。绿化系数取20%。8小结按照

中华人民共和国工业和信息化部“总量控制、调整结构、节约能（资）源、保护环境、合理布局”的文件要求我院在提高单炉生产能力，提高技术、装备水平，提高产品附加值，降低污染排放，降低能耗方面做了一些初步的具体工作，SH2007型内热式直立炭化炉实验装置由神木县大柳塔华盛机制半焦厂首家投资建设，于2007年8月正式开工建设，2008年9月16日顺利投产，经调试后主要技术指标基本达到设计要求。与国内几种直立式炭化炉来比较，其优点为单炉产量高；炉体结构形式简单，异型砖数量少；工程造价低，吨焦投资约220元左右；建设周期短，60万吨/a的半焦厂包括环保设施在内10-12个月可建成投产；炉体采用的耐火材料数量少，均为高铝砖和粘土砖，外墙全部采取民用建筑工程普通红砖砌筑，60万吨/a的半焦厂耐火材料总用量为2684.42吨（包括耐火土）；配套的煤气净化系统采用间接冷却工艺流程，相比直接冷却工艺可节约新水用量20%，煤焦油回收率可提高10%，同时循环氨水池面积的面积也有所减小，降低了有害气体污染量；对于节约能源和保护环境具有一定意义，SH2007型内热式直立炭化炉可以在半焦生产中推广应用。9炭化炉相关技术研发信息9.1直立式炭化炉干法出焦装置根据直立式炭化炉的生产实践，结合铁合金和电石生产对半焦水分含量要求小的特点，我院正在研发半焦干法出焦装置。该装置已经确定在山东信发集团新疆五家渠农六师兰炭有限公司60万吨/年半焦项目中进行工业性试验。采用干法出焦装置处理后的半焦水份含量可控制在2%以下，直接供给密闭式电石炉车间应用，能满足其密闭式电石炉工艺技术要求。该工艺装置在原工程总投资的基础上增加费用约600-800万元，可以减少电石炉车间的原料烘干装置。同时，每吨半焦可以节约生产补充新水230kg左右。9.2SH-2009型隧道窑低温干馏工艺“采用隧道窑烧制工艺，低温干馏小于6㎜颗粒粉状物料回收烟气中的油成分”。我院研发的国内首套5.5万吨/a装置将在四川省青川县盛富沥青矿开发有限责任公司沥青页岩综合利用工程项目中进行工业性试验。本项目干馏炉工艺采用新开发的SH-2009型隧道窑式低温干馏工艺，年加工沥青