钢铁焦化厂

关键词：

钢铁焦化厂（精选三篇）

钢铁焦化厂 篇1

改革开放以来, 我国的经济取得了突飞猛进地发展和进步, 以钢铁工业为例, 我国的钢产量已经跃居世界第一, 这极大地促进了我国社会生产和生活的发展。但与此同时我们也要清醒地认识到, 伴随着经济发展而产生的能源浪费和环境污染问题, 已经给国民经济的进一步发展造成了制约。同样以钢铁工业为例, 据相关资料显示, 钢铁业的能耗已经占据了我国工业总能耗的10%以上, 并且这其中存在着相当程度的能源利用率低和浪费现象。与国外先进的生产技术水平相比, 我国钢铁工业的能源利用水平明显较高, 这显然不利于我国钢铁业的持续健康发展, 也与当前我国推进工业生产方式转型和走可持续发展道路的战略目标背道而驰, 必须引起我们的重视。

现实中, 考虑到铁前系统是钢铁工业中的“耗能大户”, 所以铁前系统必须承担起钢铁工业节能降耗的重任。对铁前系统能源流程 (如图1所示) 的分析中不难发现, 焦化工序又是其中的主要能源消耗环节和二次能源制造环节, 所以其节能降耗潜力十分巨大。因此, 有必要加强对焦化工序节能降耗措施的研究和应用工作, 通过引进节能技术和改善生产工艺等措施来提高焦化企业的能源利用率和发展循环经济, 进而促使我国焦化行业取得持续和谐的发展。

2 节能降耗措施探讨

2.1 降低炼焦煤耗

在焦化工序中, 洗精煤消耗与焦炭产量是衡量其能耗的重要指标, 所以降低炼焦煤耗是焦化厂提高节能降耗水平的重要途径之一。首先, 应该采取措施提高炼焦煤的使用效率。一方面要对炼焦煤进行妥善的保管和存放, 避免因暴风雨等自然气候环境影响而带来的炼焦煤损失或变质等问题的发生;另一方面要加强对煤场的均质化管理和尽量降低煤场库存, 通过稳定煤质和降低焦化运行成本来保障炼焦煤的使用效率。其次, 提高单炉装煤量, 稳定单炉产量。对炼焦车间的给料器等装置进行改造, 并结合单种炼焦煤性质, 对不同配比条件下的小焦炉实验以及工业实验产量最大化的粒度分布进行研究, 通过找准规律来确保实际生产中的炭化室煤能够装满、装匀、装实, 进而最大程度地提升单炉产量。

2.2 应用蒸汽回收过滤技术

焦化工序是钢铁业中的二次能源制造环节, 其产生的蒸汽具有非常大的回收利用潜力。在这种背景下, 有必要加强对蒸汽回收过滤技术的应用。实践已经证明, 在焦化工序中应用蒸汽回收过滤技术, 可以有效地将熄焦工序产生的蒸汽加以回收利用, 这促进了焦化企业发展循环经济, 提高了其节能降耗水平。

2.3 其他降耗措施

2.3.1 降低电耗

焦化厂在进行生产过程中会消耗大量的电能, 而这些电能消耗中有一部分是完全可以避免的。首先, 应该对焦化厂的生产车间进行全方位的技术改造和优化, 通过降低皮带空转率和优化各类泵组等措施来降低电能损耗。其次, 对炼焦中用到的各类循环风机和除尘风机等装置加装变频调速装置, 这也可以在不影响焦化厂正常生产的前提下大幅度降低电能损耗。

2.3.2 降低蒸汽消耗

现实中, 焦化厂的蒸汽消耗主要集中在化产回收车间, 其消耗的蒸汽主要被用来进行蒸氨、脱苯、脱硫以及保温。鉴于此, 可以考虑对化产回收车间的相关装置进行改造和升级, 进而达到降低蒸汽消耗的目的。例如可以对蒸氨塔进行技术改造, 通过使用斜孔蒸氨塔代替浮阀蒸氨塔就可以大幅度降低蒸汽消耗。

2.3.3 降低氮气消耗

在焦化厂中, 干熄焦车间的干熄炉通常设计使用氮气来进行充氮。当前虽然很多焦化企业建成并投入使用了干熄焦及发电系统, 但这些系统在使用后却并未充分发挥其应有的作用, 究其根本原因主要在于焦炉、废水处理以及配煤工艺等运行管理方式比较落后, 不能充分支持干熄炉的稳定生产。鉴于此, 必须根据焦化厂的实际生产情况, 及时转变焦炉、废水处理以及配煤工艺等运行方式, 通过降低可燃气体成分及生产负荷波动等措施来达到降低氮气消耗和提高发电量的目的。此外, 焦化企业还可以从焦炉炉温管理、干熄炉内的稀有气体成分控制和干熄焦系统内的温度料位控制这三方面入手, 通过对工艺操作过程进行优化来降低氮气使用量。

2.3.4 降低水耗

除了对电能、蒸汽以及氮气的消耗之外, 焦化厂也是耗水大户。现实中, 焦化厂消耗的水主要被用于冷却, 还有一小部分为活耗水。为了降低水资源的消耗, 焦化厂也应该在节水方面下功夫。具体而言, 首先应该尽量提高水资源的利用率。如炼焦煤气初冷器用工业新水冷却煤气, 而工业水冷却完煤气后完全可以作为焦化厂软水站生产软水, 这样就提高了水资源的循环利用水平, 降低了水资源的消耗。

3 下一阶段节能降耗工作

随着国家对节能降耗工作的重视度不断提高, 各种节能降耗技术措施也在不断被开发出来, 这为焦化厂提高节能降耗水平奠定了技术基础。未来为了促进焦化行业取得持续和谐的发展, 除了继续加强对节能降耗技术的引进和应用外, 还需要加强对现有生产工艺和设备的技术改造力度, 通过加强工艺升级, 比如采用干熄焦发电系统、烟道气余热余能回收利用、焦炉上升管余热回收技术、初冷器上段余热回收技术等等, 来达到提高能源利用率和降低生产成本等目的, 进而实现以最少的能源消耗来实现最大效益的目的。

4 结束语

总的来说, 焦化企业必须提高对节能降耗工作的重视, 一方面要求加强对各种节能降耗技术措施的引进和应用工作, 另一方面还应不断研究各种新技术和新工艺, 通过提高生产过程中的能源利用水平和二次能源的回收率来促进焦化行业的持续健康发展, 进而为整个钢铁业的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]张毅元.焦化厂节能消耗的有效途径[J].水能经济, 2015, (4) :136.

[2]卢元俭, 曹友宝, 张青青.宁钢焦化厂节能环保生产实践[J].燃料与化工, 2014, 45 (3) :14-18.

[3]刘桂龙, 张存桂.焦化厂干熄焦装置节能减排[J].化工管理, 2016, (30) :149.

钢铁焦化厂 篇2

一、毕业实习的目的

毕业实习是毕业设计前的一次重要的实践性教学环节。通过毕业实习，能进一步加强学生所学的理论知识与实践的结合，提高学生的理论应用水平和解决实践问题的能力；同时使学生明了毕业设计所要达到的效果和要求，确保 毕业设计的完成。

二、毕业实习安排 实习时间：第1-2周

实习地点：陕西汉中钢铁集团有限公司焦化厂

实习内容：了解陕西汉中钢铁集团有限公司焦化厂的基本情况，焦煤特点及资源现状，焦炭生产工艺流程及典型装备。

1)生产工艺流程

了解煤干馏生产焦炭各工段工艺流程，主要工艺操作条件及参数。2)主要设备及基本原理

了解炭化工段、化产工段典型设备的结构特点，化学反应原理等。三、公司概况 3.1公司简介

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司是陕西钢铁集团有限公司认真贯彻落实《陕西省钢铁产业调整和振兴规划实施方案》，根据陕西省政府2010年第13次常务会议精神，积极推进汉中钢铁产业整合重组而设立的大型钢铁企业。公司位于中国历史文化名城——三国故地勉县，北临长江最大支流汉江，南依巍巍古战场定军山，京昆高速、十天高速、阳安铁路横亘而过，交通便利，气候温润，环境优美。

公司现注册资本金20.7亿元，总资产63亿元，员工3200余人，占地3600余亩，拥有一座1280m3高炉、一座2280m3高炉、两台265m2烧结机、两座14m2球团竖炉、两座120t转炉及连铸机、一条120万t双高线、一条60万t单高线以及石灰窑、25000m3制氧机、发电厂、330KV变电站、中央水处理等配套公辅设施，已形成300万吨钢，120亿元年销售收入的能力，产品为钢坯、热轧带筋钢筋、热轧圆钢、线材、棒材等，主要销往陕、川、渝、鄂等地区。公司先后荣获：2011年勉县县委、县政府“文明单位”，汉中市委、市政府“2011重点建设项目先进单位”，2012年汉中市委、市政府“文明单位”，汉中市政府“支持工业技术改造先进单位”，陕煤化集团“2010-2011文明单位”，2012年陕西省委、省政府 “陕西省先进集体”。

公司自成立以来始终坚持“包容、共赢、可持续发展”的理念，秉承 “每一天、每一年，我们都要进步”的企业文化，积极发扬“五加

二、白加黑，迎难而上、攻坚克难、敢于胜利”的灾后重建精神，以管理科学、运行规范、装备先进、技术领先、环保一流为发展目标，严格遵循让“上级放心，让同行尊重，下级信赖”的思想，积极按照赵正永省长指示开展“钢铁美丽花”创建和对标挖潜工作，不断提升公司的整体实力和综合竞争力。公司正加速打造汉中500万吨钢铁基地，力争早日形成“南北两翼、比翼齐飞”的陕西钢铁战略新格局。企业的发展离不开各级党委、政府和各界朋友的关心与支持，更离不开全体员工的辛勤努力，“包容、共赢、可续发展”是陕钢集团汉中钢铁有限责任公司永恒不变的宗旨和理念，公司将继续贯彻落实科学发展观，秉承节能减排和循环经济发展理念，走资源节约、环境友好、绿色生态型发展道路，本着企业发展“回馈社会、回馈股东、回馈朋友、回馈员工”的原则，通过自身发展拓宽合作平台、创造合作机会、提升合作效益、建立良好的合作共赢关系，促进企业、员工、社会的和谐、健康、持续发展。3.2、焦化厂简介

（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（3）煤气净化车间：冷鼓工段脱氨工段 粗苯工段

（4）公辅设施：废水处理站 供配电系统 给排水系统 综合水泵房 备煤除尘系统 筛运焦系统化验室等设施 制冷站等

（5）总共序位：备煤——炼焦——化产——污水处理

四、原料煤的准备

备煤车间的生产任务是给炼焦车间提供数量充足、质量合乎要求的配合煤。其工艺流程为：原料煤——卸煤设施——受煤坑——皮带——煤场——配煤槽——配煤设备——粉碎机——贮煤塔——炼焦 4.1、煤的接收与储存

原料煤一般以汽车火车的方式从各地运输过来，焦化厂的原料煤主要来自当汽车、火车到达后，与受煤坑定位后，用螺旋卸煤机把煤卸到料仓里，当送料小车开启料仓开口后，用皮带把煤料运到规定位置。注意：每个料仓一次只能盛放同一种类别的煤。

为了保证焦炉的连续生产和稳定焦炉煤的质量，应根据煤质的类别用堆取料机把运来的煤卸放在煤场的各规定位置。邯钢焦化厂的备煤车间用的气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种，按规定分别堆放在煤场的五个区。4.2、煤原料的特性及配煤原则

①气煤 气煤的煤化程度比长焰煤高，煤的分子结构中侧链多且长，含氧量高。在热解过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂，所以生成了较多的胶质体，但黏度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。在生成半焦时，分解出大量的挥发性气体，能够固化的部分较少。当半焦转化成焦炭时，收缩性大，产生了很多裂纹，大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。

在配煤中，气煤含量多，将使焦炭块度降低，强度低。但配以适当的气煤，可以增加焦炭的收缩性，便于推焦，又保护了炉体，同时可以得到较多的化学产品。由于中国气煤储存量大，为了合理的利用炼焦煤的资源，在炼焦时应尽量多配气煤。

②肥煤

肥煤的煤化程度比气煤高，属于中等变质程度的煤。从分子结构看，肥煤所含的侧链较多，但含氧量少，隔绝空气加热时能产生大量的相对分子质量较大的液态产物，因此，肥煤产生的胶质体数量最多，其最大胶质体厚度可达25mm以上，并具有良好的流动性，且热稳定性也好。肥煤胶质体生成温度为320℃，固化温度为460℃，处于胶质体状态的温度间隔为140℃。如果升温速度为3℃/min，胶质体的存在时间可达50min，因此决定了肥煤黏结性最强，是中国炼焦煤的基础煤种之一。由于挥发性高，半焦的热分解和热缩聚都比较剧烈，最终收缩量很大，所以生成焦炭的类问较多，又深又宽，且多以横裂纹出现，故易碎成小块，耐磨性差，高挥发性的肥煤炼出的焦炭的耐磨强度更差一些。肥煤单独炼焦时，由于胶质体数量多，又有一定的黏结性，膨胀性较大，导致推焦困难。

在配煤中，加入肥煤后，可起到提高黏结性的作用，所以肥煤是炼焦配煤中的重要组分，并为多配入黏结性较差的煤提供了条件。

③焦煤

焦煤的变质程度比肥煤稍高，挥发性比肥煤低，分子结构中大分子侧链比肥煤少，含氧量较低。热分解时产生的液态产物比肥煤少，但热稳定性更高，胶质体数量多，黏性大，固化温度较高，半焦收缩量和收缩速度均较小，所以炼焦出的焦炭不仅耐磨强度高、焦块大、裂纹少，而且抗碎强度也好。就结焦性而言，焦煤是最好的能炼制出高质量焦炭的煤。配煤时，焦煤的配入量可在较宽的范围内波动，且能获得强度较高的焦炭。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的强度。

④瘦煤

瘦煤的煤化程度较高，是低挥发性的中等变质程度的黏结性煤，加热时生成的胶质体少，黏度大。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，但焦炭的熔融性很差，焦炭的耐磨性也差。在配煤时配入瘦煤可以提高焦炭的块度，作为炼焦配煤效果较好。

为了保证焦炭的质量，利于生产操作，配煤应遵循以下原则：

①配合煤的性质与本厂的煤料预处理工艺以及炼焦条件相适应，保证炼出的焦炭质量符合规定的技术质量指标，满足用户的需求。

②焦炉生产中，注意不要产生过大的膨胀压力，在结焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体。

③充分利用本地区的资源，做到运输合理，尽量缩短煤源的平均距离，便于车辆的调配，降低生产成本。

④在尽可能的情况下，适当多配一些高挥发性的煤，以增加化学产品的产率。

⑤在保证煤炭质量的前提下，应多配气煤等弱黏结性煤，尽量少用优质焦煤，努力做到合理利用中国的煤炭资源。4.3、配煤过程

当需要哪种煤时，用堆取料机通过皮带把煤输送到斗槽里，斗槽里的煤再次通过皮带送向配煤盘按要求进行配煤。

配合煤的质量要求：水分9～12%；灰份≤10%；硫份≤0.9%；挥发24～30%；粉碎细度（煤料被粉碎后，omm～3mm粒度级的煤的重量占全部煤料重量的百分数称之为配煤的细度）在90%左右；G值≥68；Y值12～20 焦化厂配煤比一般为：气煤28%，焦煤45%，肥煤18%，瘦煤9%。4.4、煤的粉碎

焦化厂备煤车间的原料煤的精细度为70%～80%，含义为＜3mm的煤料占总重量的百分数。在进入粉碎机之前，一部分达到原料煤细度的煤直接由皮带运往煤塔，另一部分未达标的由配煤工段运来的配合煤则先经除铁装置将煤料中的铁件吸净后进入粉碎机，再由皮带运往煤塔。在焦化厂的配煤车间用的是可逆锤式粉碎机，在粉碎机旁还设有除尘装置。

4.5、备煤车间设备简介

螺旋卸煤机：旋转机构、提升机构、走行机构、机架。

堆取料机：取料机构、回转机构、变幅机构、悬臂皮带机、尾车、走行机构。

斗槽；南斗槽供1#-4#焦炉 有8个仓库 每个仓库500吨；北斗槽供5#-6#焦炉，有8个仓库 每个仓库500吨。

配煤盘：圆盘、刮料机、加减套筒、减速机、电机。粉碎机：转子、锤头。五.炼焦 5.1.炼焦原理

配合煤的高温干馏。即把炼焦配煤在常温下装入炭化室后，煤在隔绝空气的条件下受到来自炉墙和炉底(1000℃一1100 c)的热流加热。煤料即从炭化室墙到炭化室中心方向，一层一层地经过干燥、预热、分解、产生胶质体、胶质体固化、半焦收缩、转变为焦炭的过程。5.2.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：

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。

由备煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90℃左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，又格子赚把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。

◆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。◆在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。

5.3.炼焦工艺流程操作

由备煤车间来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，装煤车行至煤塔下方, 由摇动给料机均匀逐层给料, 用21锤固定捣固机分层捣实, 然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。煤饼在950～1050℃的温度下高温干馏, 经过～22.5小时后, 成熟的焦炭被推焦车经拦焦车导焦栅推出落入熄焦车内，由熄焦车送至熄焦塔用水喷洒熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦车送至凉焦台，经补充熄焦、凉焦后，由刮板放焦机放至皮带送焦场。熄焦塔处设光电自动控制器, 通过控制器中的时间继电器调整喷洒时间, 保证红焦熄灭。

干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管。在桥管和集气管处用压力为～0.3MPa，温度为～78℃的循环氨水喷洒冷却，使～700℃的荒煤气冷却至84℃左右，再经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓工段。在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管一起至冷鼓工段。5.4主要工艺设备简介 5.4.1焦炉

焦炉结构的变化与发展主要是为了更好的解决焦饼高向与长向的加热均匀性，节能降耗、降低投资成本，提高经济效益。为了保证焦炭、煤气的质量和产量，不仅需要有合适的配煤比，而且要有良好的外部条件，而合理的焦炉结构就是用来保证外部条件的手段。为此，需从焦炉结构的各个部位加以分析。一般焦化厂采用的是JN43-58-Ⅱ型焦炉和JN43-80型焦炉。

现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室和燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道连接。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。因此焦炉由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分。因为JN43-80型焦炉是在JN43-58-Ⅱ型焦炉的基础上，通过多年的生产实践，进一步完善改进而来的，所以下面以JN43-58-Ⅱ型焦炉为例将焦炉的以上部分做下分析。1）炭化室

炭化室是接受煤料并对装炉煤料隔绝空气进行干馏焦碳的炉室，一般由硅质耐火材料砌筑而成。炭化室位于两侧燃烧室之间，顶部由3-4个加煤孔，并有1-2个导出干馏煤气的上升管，它的两端为内衬耐火材料的铸铁炉门。JN43-58-Ⅱ型焦炉的炭化室尺寸分为两种宽度，即平均宽为407mm和450mm两种形式，炭化室全高为4300mm，全长为14080mm，有效长为13350mm，炭化室的有效面积为21.7m3,加热水平高度为800mm。2）燃烧室

燃烧室位于炭化室两侧，是煤气燃烧的地方，煤气与空气在其中混合燃烧，产生的热量传给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高温干馏。燃烧室一般用硅砖砌筑。JN43-58-Ⅱ型焦炉燃烧室宽度为736mm和693mm（包括炉墙），炉墙为厚度为100mm的带舌槽的硅砖砌筑。燃烧室属于双联火道带废气循环式结构，它有28个立火道组成，相邻火道的中心距为480mm，立火道隔墙厚度为130 mm。其中成对的隔墙上部有跨越孔，下部取消了边火道的循环孔，防止了短路。立火道底部的两个斜道区出口设置在燃烧室中心线的两侧，在JN43-58-Ⅱ型焦炉基础上加大边斜道口的断面积，保证了两端炉头的供气量。3）蓄热室

蓄热室作用就是利用蓄积废气的热量来预热燃烧所需的空气和贫煤气。JN43-58-Ⅱ型焦炉每个炭化室底部有两个蓄热室，一个为煤气蓄热室，另一个为空气蓄热室。它们同时和其侧上放的两个燃烧室相连。燃烧室正下方为主墙，主墙内有垂直砖煤气道，焦炉煤气由地下室煤气与主管经此道送入立火道底部与空气混合燃烧。由于主墙两侧气流导向，中间又有砖煤气道，压差大容易串漏。故砖煤气道系用内径为50mm的管砖，管砖外用带舌槽的异型砖交错砌成厚为270mm的主墙。蓄热室洞宽为321.5mm，内放17层九孔薄壁式格子砖。为使蓄热室长向气流均匀分布，采用扩散式箅子砖，配置不同孔径的扩散或收缩孔型，蓄热室隔墙均用硅砖砌筑，且其内表面衬有黏土砖。4）斜道区

连接蓄热室和燃烧室的通道为斜道区，它位于蓄热室顶部和燃烧室底部之间，用于导入空气和煤气，并将其分配到每个立火道中，同时排除废气。燃烧室的每个立火道与其相应的斜道相连，当用焦炉煤气加热时，由两个斜道送入空气和导出废气，而焦炉煤气由垂直砖煤气道进入。当用贫煤气加热时，一个斜道送入煤气，另一个斜道送入空气，换向后两个斜道均导出废气。斜道口布置调节砖，在确定斜道断面尺寸时，一般应使斜道口阻力占上升气流斜道总阻力的2/3-3/4；为了保持炉头温度，应使炉头斜道出口断面比中部大50%-60%；斜道口的倾斜角一般不应低于30°，斜道断面逐渐缩小的夹角一般小于7°等等。5）基础平台

基础平台位于炉体底部，它支撑整个炉体，炉体设施和机械的质量，并把它传到地基上。JN43-58-Ⅱ型焦炉基础为下喷式，又底板、顶板和支柱组成，用钢筋混凝土浇铸而成。为了减轻温度对基础的影响，焦炉砌体的下部与基础平台之间有4-6层红砖。6）炉顶区

JN43-58-Ⅱ型焦炉炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、洪炉孔和拉条钩等。炉顶的实心部分由砌炉过程中的废耐火砖砌筑，炉顶表面用耐磨性好、能抵抗雨水侵蚀的缸砖砌筑。

总之，JN43-58-Ⅱ型焦炉的结构特点是：双联火道带废气循环，焦炉煤气下喷，两格蓄热室的复热式焦炉，具有结构严密、炉头不易开裂、高向加热均匀、热工效率高、砖型少、挥发性低等优点。

5.4.2、护炉机械设备

焦炉四大车有：装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车。其中装煤车是在焦炉炉顶上由煤塔取煤并往炭化室装煤的焦炉机械，推焦车的作用是完成启闭机械炉门、推焦、平煤等操作，拦焦车的作用是启闭焦侧炉门将炭化室推出的炉饼通过导焦槽导入熄焦车中以完成出焦操作，熄焦车的作用是用以接受炭化室推出的弘叫，并送往熄焦塔通过水喷洒而将其熄灭，然后再把焦炭卸至凉焦台上。

护炉设备是包括炉柱、保护板、纵横拉条、弹簧、炉门框、抵抗墙及机侧、焦侧操作台等。主要作用是利用可调节的弹簧的势能连续不断的向砌体施加足够的、分布均匀合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整性和严密性，并有足够的强度从而保证焦炉的正常生产。

加热煤气供入设备，大型焦炉一般为复热式，可用两种煤气加热，作用是向焦炉输送和调节加压煤气。荒煤气导出设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气管、焦油盒以及相应的喷洒氨水系统。其作用为：一是将出炉荒煤气顺利导出，不致因炉门刀边附近煤气压力过高而引起冒烟冒火，但又要保持和控制炭化室在整个结焦过程中为正压；二是将出炉荒煤气适度冷却，不致因温度过高而引起设备变形，阻力声高和鼓风、冷凝的负荷增大，但又要保持焦油和氨水良好的流动性。5.4.3、熄焦、筛焦过程和设备

焦化厂采用的是湿法熄焦，其熄焦系统包括熄焦塔、喷洒装置、水泵、粉焦沉淀池及粉焦抓钩等。熄焦过程为：熄焦车开进熄焦塔时，利用红外线感受器，接收红焦本身社出的红外线而发出讯号电流，经电流放大触发电路启动熄焦水泵，并借助电子定时装置控制熄焦时间。熄焦时大约有20%的水蒸发，未蒸发的水流入粉焦沉淀池，澄清后的水流入清水池循环利用。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，停放30-40min,使其水分蒸发和冷却，个别尚未全部熄灭的红焦，再人工用水补充熄灭。

筛焦按粒度大小将焦炭分为60-80mm、40-60mm、25-40mm、10-25mm、﹤10mm等级别，主要设备有辊轴筛和共振筛。一般大型焦化厂均设有焦仓和筛焦楼，将大于40mm的焦炭用辊轴筛筛出，经胶带机送往块焦仓。辊轴筛下的焦炭经双层振动筛分成其他三级，分别进入仓库。

六、化产工艺及主要设备构造、工作原理

6.1、煤气的初冷和焦油的回收

1）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.焦油需外售时，有焦油泵送往装车台装车外售。

冷凝鼓风工段所有贮槽的放散气均经排气风机接至排气洗净塔，由硫铵工段来的蒸氨废水洗涤后排放至大气。塔底废水由排气洗净废水泵送生化处理。6.2、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。6.3、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。6.4、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。6.5、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。6.6主要设备的构造及工作原理 ①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、300 m3/min、750 m3/min、1200m3/min等多种规格，产生的总压头为30-35kpa。②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。

七、实习体会与感想

我们这次去神华蒙西焦化一厂实习参观。主要包括前期的实习准备工作、参观实习阶段和写实习报告三个步骤。前期需要我们先了解焦化厂的概况、准备着装等各种准备工作。我们参观实习两天，参观了炼焦工艺流程和脱硫脱苯流程。接下来是我们查找资料，整理笔记写实习报告。

钢铁焦化厂环保技术物集成优化研究 篇3

关键词：钢铁焦化厂,环保技术,焦炉烟尘,集成优化

我国的钢铁焦化行业发展迅速, 受焦炭产能增长的影响, 资源节约和环境保护问题受到广泛关注。钢铁焦化厂在进行煤加工的过程中, 生产出冶金焦、焦油等化工产品和二次能源, 促进了国民经济增长。但是钢铁焦化厂在生产过程中耗费了大量的水、电、蒸汽、煤气, 进行能源转化时也产生了大量的有害物质。如果未受到有效处理, 将对自然环境造成严重破坏。钢铁焦化厂的污染控制技术薄弱, 新型技术应用范围不广, 设备相对落后且管理水平较低, 此类问题都阻碍了我国钢铁焦化产业的长远发展。

1 焦炉烟尘的集成优化治理

焦炉烟尘主要产生于装煤的过程中、推焦的过程中还有焦炉荒煤气的散失。装煤过程中产生的焦炉烟尘占烟尘总量的50%左右, 推焦过程中产生的烟尘占30%左右, 而焦炉中散失煤气和熄焦过程中产生的焦炉烟尘占10%.应用先进的环保技术对焦炉烟尘进行集成优化治理, 可提高钢铁焦化产业的生态效益。治理焦炉烟尘常用的技术是高压氨水喷射控制技术, 还有利用车载式消烟除尘车进行烟尘的优化治理。不同企业可以根据自身的实际情况选取最佳的焦炉烟尘集成优化治理方案, 双集气管及跨越管式消烟技术和焦炉炉顶的消烟除尘车的使用范围也较为广泛。通过侧吸式无烟装煤技术, 在高压氨水产生负压。在装煤的过程中, 打开装煤号和炭化室的装煤孔盖, 将该过程中产生的烟尘导入集气管内, 达到无烟装煤的效果。集成优化治理推焦烟尘, 当前主要采用干式地面站, 还有湿式地面站和满足装煤推焦2种操作的除尘车。干式推焦地面站中的焦炉系统采用了超重力场两级湿法除尘工艺;湿式推焦地面站, 除尘的前期操作类似于干式推焦地面站, 依靠除尘罩和翻版阀进行推焦, 并将焦炉烟尘导入吸尘干管中, 通过风机将焦炉烟尘吸入洗净塔, 实现除尘后的烟气达标排放。干式推焦地面站中的焦炉系统阻力较小, 除尘风机需要选用功率较小的类型, 降低设备运行成本。为防止焦炉荒煤气的散失, 对煤气的泄漏进行防治处理, 可以采用水封式上升管密封技术。该技术采用平衡水箱, 实现对集气管端部自动补给封水。

2 煤气的集成优化净化

在钢铁焦化生产过程中, 对煤气进行集成优化净化, 应用环保技术, 通过煤气净化系统, 采用先进的净化工艺, 对HPF脱硫、洗苯等工序进行组合, 达到提高对废煤气的利用效率, 降低能源消耗量。在钢铁焦化厂生产过程中对氨气进行除油, 通常采用精致沉降、砂石过滤、气浮式等方法。其中, 气浮式除焦油工艺应用范围广泛, 其利用专利产品将生产中的剩余氨气去除焦油, 加入碱后蒸氨, 达到对氨气除油的效果。应用气浮式除焦油工艺后的氨水含油量满足焦化废水蒸氨的标准, 有利于钢铁焦化厂处理焦化废水。在煤气的集成优化净化过程中的蒸氨工序, 我国当前主要采用内置氨分缩器式蒸氨塔, 通过蒸氨塔顶与分缩器的连接, 形成内置的氨分缩器, 提高了蒸氨工序的工作效率。为延长氨分缩器的使用寿命, 采用钛材料进行设备制作。为避免废水槽中的热废蒸汽直接排向大气, 在塔底建立废水槽, 改善钢铁焦化厂的作业环境。应用环保技术对煤气进行集成优化净化, 回收槽体内的放散气体, 提高焦油槽、氨水槽、富油槽、粗苯贮槽中放散气体的利用效率。通过将放散气体进行集中回收, 在风机中负压煤气管道的方法, 降低了有害气体在大气中的排放量, 进而调节了钢铁焦化厂的车间工作环境。针对分布零散的槽体, 使用带阻火器的呼吸阀, 提高对废气的回收率。由于氨水澄清槽中的放散废气不便进入管道内, 将该类气体用蒸氨废水进行洗涤, 在净化放散废气的同时提高了对废水的利用效率, 降低了有害气体的排放量, 达到了节能降耗的目的。净化脱硫再生塔中的尾气也是集成优化净化煤气的措施之一, 我国钢铁焦化厂进行焦炉煤气脱硫主要采用了苯二酚、硫酸亚铁等成分组成的溶液进行脱硫操作, 将焦炉煤气中的氨气作为吸收剂, 实行湿式氧化法脱硫。在煤气净化的过程中易产生废渣, 妥善处理好废渣也是煤气的集成优化净化的一部分内容, 我国的钢铁焦化厂主要通过分类处理的方法, 对氨水澄清槽中的焦油渣配入炼焦精煤, 二者中和消化。使用排软渣的方式处理粗苯再生器中的残渣。为提高煤的利用效率, 可将脱硫的煤残渣加入炼焦煤中再循环使用, 实现能源的最大利用价值。

3 废水的集成优化处理

钢铁焦化厂中的焦化废水主要包括剩余氨水, 为减少氨水的产生量, 需要通过科学的工艺进行废水的集成处理。首先做好精煤脱水工作, 控制煤的含水量, 通过进口离心机脱水技术将洗精煤的水分含量控制在7%以下, 通过加压过滤方式将浮选精煤的水分控制在16%以下, 洗精煤和浮选精煤的混合煤水分则控制在8%左右。有效控制精煤的水分含量, 将减少氨水的产生量, 减少烟尘的飘散, 进而实现废水的集成优化处理。生物脱氮技术也能有效地降解焦化废水中的氨氮含量, 将处理后的废水再利用于熄焦和洗煤的过程中, 提高了废水的利用效率, 实现了废水的优化处理, 达到零排放的标准。根据国家的标准, 在钢铁焦化厂中实现焦化废水的达标排放, 应用科学的污水处理技术, 提高推广效率, 降低建设成本和运行费用, 其中重点开发的焦化污水处理技术包括超滤或纳滤膜技术、高效静态泥水分离技术等, 实现对焦化污水的深度处理, 通过智能化的自动控制系统, 对焦化污水进行催化氧化净化处理, 通过技术改造使得焦化废水的处理达标了达到国家的标准。

随着人们生活水平的提高, 对生活环境的要求也日益提高, 为改善居民生活环境, 建立环境友好型社会, 我国的钢铁焦化行业需要作出一定贡献。应用环保技术, 实现钢铁焦化行业的污染防治发展。坚持统筹兼顾, 优化钢铁焦化行业的产业结构, 将节能降耗作为钢铁焦化企业发展的重要任务。通过对钢铁焦化厂生产过程进行焦炉烟尘的集成优化治理、煤气的集成优化净化、废水的集成优化处理, 将企业的自身发展与国家的发展结合起来, 实现经济、社会、生态效益的协调统一。

参考文献

[1]胡家斌.环保技术在南钢焦化的应用与实践[J].煤化工, 2015, 43 (3) :50-52.