畢業(yè)設(shè)計（論文） 沁新集團(tuán)年產(chǎn)120萬噸焦化廠初步設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)生姓名：專業(yè)：學(xué)號：指導(dǎo)教師所屬系（部）：二一一年五月iii畢業(yè)設(shè)計評閱書題目： 沁新集團(tuán)年產(chǎn)120萬噸焦化廠初步設(shè)計 系 專業(yè) 姓名 設(shè)計時間：2011 年 3月 13日-2011年 5月 11日 評閱意見：成績： 指導(dǎo)教師：（簽字） 職務(wù)：2011年月日前 言早在16世紀(jì)人們已經(jīng)開始發(fā)展高溫?zé)捊?，它始于煉鐵的需要，幾百年來高溫?zé)捊闺S冶金、化工的發(fā)展而不斷變革。近幾十年隨著高爐技術(shù)的發(fā)展和能源構(gòu)成的變化，高溫?zé)捊辜夹g(shù)有了新的進(jìn)展。隨著科技的發(fā)展，對焦炭質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的冷態(tài)強度、化學(xué)強度、篩分組成等指標(biāo)已不能全面評定焦炭質(zhì)量。焦炭的高溫性能、顯微結(jié)構(gòu)和其他新的檢驗和評定焦炭質(zhì)量的方法逐步得到廣泛的應(yīng)用。焦?fàn)t大型化對焦?fàn)t操作的機械化和自動化提出了更高的要求，焦?fàn)t機械化和自動化為改善環(huán)境污染創(chuàng)造了有利條件。干熄焦不僅利于熄焦過程的環(huán)境保護(hù)，還可以節(jié)約資源，改善焦炭質(zhì)量和擴大次煤用量，是我國焦化行業(yè)的一個方向。在現(xiàn)有的水平室式煉焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭的方法中，焦炭質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度上取決于煉焦煤的質(zhì)量。由于工業(yè)發(fā)展對焦炭的數(shù)量和質(zhì)量提出更高的要求，加之世界優(yōu)質(zhì)焦煤嚴(yán)重缺乏，推動了配煤煉焦大發(fā)展。利用煤干燥、預(yù)熱、選擇粉碎、搗固、配型煤、配人造黏結(jié)煤或抗裂劑等新技術(shù)，用較差煉焦煤煉出優(yōu)質(zhì)焦炭。沁新集團(tuán)焦化廠的建設(shè)位于長治市最大主焦煤基地，靠近原煤產(chǎn)地，采用搗固煉焦、選擇粉碎、加入人造黏結(jié)煤和抗裂劑的方法生產(chǎn)焦炭，灰分小于10%、硫分小于0.5%、水分小于5%，得到符合用戶要求的焦炭。并根據(jù)自身的焦煤優(yōu)勢，在今后的生產(chǎn)中走出一天自己的煉焦道路。 此次畢業(yè)設(shè)計說明書重點闡述了新建焦化廠要注意的問題和建設(shè)焦化廠應(yīng)有的自己的特有優(yōu)勢，為今后焦化廠的建設(shè)提供一個可以參考的依據(jù)和可以借鑒的實例。目錄摘 要1第一章 中國焦炭3一、焦炭行業(yè)現(xiàn)狀3二、焦炭企業(yè)發(fā)展3三、焦炭簡介51、焦炭特性52、焦炭生產(chǎn)過程53、焦炭主要用途54、焦炭分布6第二章 設(shè)計背景7一、沁新集團(tuán)概況7二、可行性研究8第三章 煉焦工藝及主要設(shè)備10一、煉焦生產(chǎn)工藝流程10二、備煤111、備煤設(shè)備112、備煤流程123、備煤煤質(zhì)分析12三、配煤131、配煤理論簡介132、焦炭灰分、硫分預(yù)測133、配合煤質(zhì)量指標(biāo)134、配煤比例14四、煉焦151、煉焦車間的工藝152、焦?fàn)t的爐型選擇153、焦?fàn)t炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程19五、推焦211、推焦操作212、推焦串序213、推焦計劃的編排23六、熄焦241、熄焦方法的選擇242、濕法熄焦應(yīng)符合下列要求243、濕法熄焦設(shè)施與操作24第四章 輔助設(shè)施及配套工程26一、供電26二、傳動261、裝備水平262、操作水平26三、照明26四、防雷接地271、通風(fēng)與除塵備煤車間272、篩貯焦273、煉焦車間27五、給排水271、消防給排水272、生活給排水283、制冷水284、二次利用水285、循環(huán)水286、排水系統(tǒng)28六、污水處理28七、儲運方式28八、工作制度29第五章 項目工程與污染分析30一、項目的工藝污染30二、原料場31三、篩焦過程和設(shè)備31第六章 廠址、廠區(qū)和廠房32一、廠址選擇32二、廠區(qū)布置32三、廠房建筑32附 錄33一、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)33二、項目主要生產(chǎn)設(shè)備35三、主要生產(chǎn)場所建筑物內(nèi)火災(zāi)危險性分類36參考資料37致 謝38畢業(yè)設(shè)計說明書摘 要隨著全球工業(yè)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，借此東風(fēng)我國焦化行業(yè)也有了的迅猛進(jìn)步和長足的發(fā)展。世界資源的格局和煉鋼行業(yè)工藝的進(jìn)步對焦炭質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，國內(nèi)外煉焦?fàn)t建設(shè)了一大批大型機焦?fàn)t，煉焦行業(yè)的研究就越發(fā)顯得重要?，F(xiàn)在以沁新集團(tuán)焦化廠為例探討焦化廠的初步設(shè)計及其主要的工藝指標(biāo)的研究。以自己的實際實習(xí)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識為依托，對他們進(jìn)行系統(tǒng)的整理和科學(xué)的計算，得出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，為今后焦化廠的建設(shè)提供可以借鑒的依據(jù)。本畢業(yè)設(shè)計說明書為年產(chǎn)120萬噸焦化廠，焦?fàn)t為43-58-型、雙聯(lián)火道、焦?fàn)t煤氣下噴、廢氣循環(huán)、復(fù)熱式焦?fàn)t，結(jié)構(gòu)緊密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、調(diào)節(jié)方便、熱工效率高、磚型少。備煤，配煤、搗固煉焦，濕法熄焦等工藝生產(chǎn)低硫分、低灰分高質(zhì)量焦炭。關(guān)鍵詞 焦化廠；工藝指標(biāo)；建設(shè)Abstract With the global industrial technology advance by leaps and bounds ,Take this dongfeng our coking industry also had the rapid progress and considerable development. The world resources pattern and steelmaking industry the technological progress of coke quality request more and more strictly , a large number of domestic and foreign LianJiaoLu construction mainframe coke oven .Coking industry research more and more important . With Qinxin group as an example to discuss wage-earners preliminary design of the plant and the main technical index of research . With my actual practice experience as a foundation , School learning based on the professional knowledge, the systematic arrangement for them and scientific calculations , draw rigorous conclusion, the construction of the plant for the future to provide some useful basis.The graduation design specifications of 1.2 million tons of coking plant , Coke oven for 43-58 - type , Thermodynamic ways, coke oven gas fire under spray, waste gas circulation, after thermal type, compact, coke oven not easy craze, high to heating, convenient adjustment, uniform thermal efficiency high, brick type less . Prepare, blending, stamping coking coal, wet extinguish coke production process such as low sulfur, low ash high quality coke. Key words: coking plant; process indicators; construction第一章 中國焦炭一、焦炭行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國不斷加強煉焦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，建設(shè)了一大批大型機焦?fàn)t，替代了土焦和一些落后的小焦?fàn)t。目前，國內(nèi)焦炭要繼續(xù)推進(jìn)焦化行業(yè)準(zhǔn)入管理，加快調(diào)整煉焦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大淘汰落后焦?fàn)t力度。目前我國機焦?fàn)t年產(chǎn)能為4億多噸，另外，無回收焦?fàn)t產(chǎn)能約為2000多萬噸，半焦焦?fàn)t產(chǎn)能約為3000萬噸，合計焦炭產(chǎn)能約為4.5億多噸。今后焦炭產(chǎn)量要逐年減少，鋼鐵企業(yè)的焦?fàn)t不會減產(chǎn)，減產(chǎn)的都是獨立焦化企業(yè)，一大批獨立焦化企業(yè)的焦?fàn)t將被迫關(guān)停。2009年建設(shè)投產(chǎn)的焦?fàn)t有55座，產(chǎn)能3092萬噸，雖然淘汰的焦?fàn)t能力約2000萬噸，但還是增加了焦?fàn)t生產(chǎn)能力1000多萬噸，這就加劇了焦炭產(chǎn)能的過剩。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計快報數(shù)據(jù)，2009年，全國規(guī)模以上焦炭企業(yè)累計生產(chǎn)焦炭34502萬噸，同比增長10.5%。2009年，預(yù)計全球生產(chǎn)焦炭5.75億噸，比2008年的產(chǎn)量有提高。2009年，我國焦炭產(chǎn)量占世界焦炭產(chǎn)量約60%，我國焦炭的產(chǎn)量仍處于世界絕對領(lǐng)先地位。從2009年焦炭行業(yè)的運行看，2009年上半年受金融危機影響，國內(nèi)焦炭企業(yè)均處于盈虧邊緣，企業(yè)限產(chǎn)較多；隨著鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)逐漸較快，鋼材價格的階段性起伏，焦化企業(yè)的生產(chǎn)和效益才明顯好轉(zhuǎn)。2001-2009年我國焦炭產(chǎn)量及占全球的比重如表1-1。2001-2009年我國焦炭產(chǎn)量及占全球的比重單位：萬噸2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年世界3446535800390344267704770052700544755450357503國內(nèi)焦炭產(chǎn)量131301428017776208732390328284328943235934502焦炭產(chǎn)量占全球比重38.10%39.89%45.54%49.41%50.11%53.67%60.38%59.37%60%表1-1 2001-2009年我國焦炭產(chǎn)量及占全球的比二、焦炭企業(yè)發(fā)展截止2009年11月，我國焦炭行業(yè)內(nèi)共有規(guī)模以上企業(yè)842家，其中大型企業(yè)有18家，占2.14%；中型企業(yè)294家，占34.92%；小型企業(yè)530家，占62.95%。大型企業(yè)的數(shù)量比例很少，中、小型企業(yè)數(shù)量占有較大比例。我國焦炭行業(yè)的企業(yè)規(guī)模分布中，中小企業(yè)的比例較大，而大型企業(yè)的比例很少，行業(yè)規(guī)?；?yīng)還有提升空間。從焦炭行業(yè)的發(fā)展趨勢分析，加大企業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)，培育優(yōu)勢大型企業(yè)，對于整個焦炭行業(yè)的發(fā)展具有積極意義。根據(jù)目前我國焦炭行業(yè)的企業(yè)發(fā)展趨勢，大力推進(jìn)聯(lián)合重組，提高行業(yè)的集中度水平是焦炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要內(nèi)容。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一批大型焦化企業(yè)集團(tuán)迅速崛起，產(chǎn)業(yè)集中度有所提高。中煤焦化、旭陽集團(tuán)、山西美錦、山東鐵雄、山焦集團(tuán)、唐山佳華、陽光集團(tuán)、潞寶集團(tuán)、內(nèi)蒙慶華等企業(yè)，通過自建和兼并重組形成了300萬ta以上的商品焦炭生產(chǎn)基地，并正在逐步延伸產(chǎn)業(yè)鏈。神華集團(tuán)、兗州煤礦、開灤煤礦、冀中能源等煤炭大集團(tuán)加入了焦炭行業(yè)，提高了行業(yè)競爭力和產(chǎn)業(yè)集中度。2010年，是我國繼續(xù)應(yīng)對國際金融危機沖擊、確保國內(nèi)生產(chǎn)總值增長8、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的關(guān)鍵一年，是全面實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃目標(biāo)、為“十二五”發(fā)展打好基礎(chǔ)的重要一年，我國焦化行業(yè)也將繼續(xù)面臨較大的市場機遇、同時面臨著極為復(fù)雜的各種風(fēng)險和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2011年，我國焦炭行業(yè)的發(fā)展趨勢主要有以下幾點：焦化產(chǎn)品仍將有極大市場機遇。根據(jù)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)趨勢看，2011年焦炭生產(chǎn)仍將可能有著3.7億-3.8億噸的市場機遇。資（能）源緊缺和不斷擴張的巨大消費規(guī)模制約。國內(nèi)外煉焦煤資源的較高集中度、鋼鐵-焦化企業(yè)的高度分散以及軟弱無力的市場話語權(quán)和嚴(yán)重過剩的產(chǎn)能較高釋放，不斷攀高的原燃料價格和焦化產(chǎn)品生產(chǎn)成本，低迷不振的產(chǎn)品價格和微弱的企業(yè)盈利空間，嚴(yán)峻考驗著眾多焦化企業(yè)的生存活力。企業(yè)兼并重組將加快推進(jìn)，促進(jìn)焦化產(chǎn)業(yè)集中度提高。我國焦化行業(yè)集中度仍然偏低，尤其相當(dāng)一批獨立焦化企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈尚未實現(xiàn)延伸目標(biāo)，市場競爭力不強。2009年11月、2010年2月，工業(yè)和信息化部、國務(wù)院已先后發(fā)出文件，要求鋼鐵、焦炭等重點行業(yè)2010年加快淘汰落后，焦化行業(yè)在2010年底前淘汰炭化室高度4.3米的小機焦（3.2米及以上搗固焦?fàn)t除外），這必將進(jìn)一步加快我國焦化行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能和企業(yè)的兼并重組，促進(jìn)提高焦化行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度和增強市場競爭力。焦化企業(yè)加快實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。我國現(xiàn)有焦炭生產(chǎn)規(guī)模和實際生產(chǎn)能力足可滿足國內(nèi)鋼鐵等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模對焦炭的需求，而且鋼鐵等產(chǎn)業(yè)節(jié)約焦炭消費的潛力巨大，我國焦化行業(yè)必須努力實現(xiàn)以擴大產(chǎn)能規(guī)模為主的發(fā)展向技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新、不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、努力提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本、高附加值焦化產(chǎn)品研發(fā)深加工為主、“低碳”、“綠色”方向的轉(zhuǎn)變，努力實踐科學(xué)發(fā)展觀，促進(jìn)焦化行業(yè)平穩(wěn)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。三、焦炭簡介1、焦炭特性焦炭呈黑灰色塊狀，有光澤、燃燒時煙氣少，具有不粘結(jié)、不結(jié)塊、低硫、低灰、堅硬、耐磨、耐壓、富于氣孔性等特點。主要用于冶金、化工、鑄造等工藝的燃料，也可作制氣和化工原料。統(tǒng)計時包括各種生產(chǎn)方式生產(chǎn)的全部焦炭，即機械化焦?fàn)t、簡易焦?fàn)t、土焦?fàn)t、煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)的焦炭和半焦炭。2、焦炭生產(chǎn)過程焦炭作為一種固體礦物燃料，屬于二次能源，是將煉焦煤、肥煤、瘦煤經(jīng)配比后置于無空氣的煉焦?fàn)t中加熱至12001400高溫，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段排除揮發(fā)成分后產(chǎn)生的一種多孔物，最終制成焦炭。這一過程叫高溫?zé)捊梗ǜ邷馗绅s）。結(jié)焦機理 ：煤的有機質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單元，是以芳香族稠環(huán)為主體，周圍連接側(cè)鏈雜環(huán)和官能團(tuán)的大分子。煤在結(jié)焦過程中受熱到350480，大分子劇烈分解，斷裂后的側(cè)鏈繼續(xù)裂解,其中分子量小的呈氣態(tài),分子量適中的呈液態(tài),分子量大的和不熔組分呈固態(tài),相互滲透的三相物組成膠質(zhì)體。煤的粘結(jié)性強弱，取決于膠質(zhì)體的數(shù)量以及流動性和熱穩(wěn)定性。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到 450550時,液相產(chǎn)物進(jìn)一步分解，其中一部分又呈氣態(tài)析出,剩余部分逐漸變稠，與分散的固相顆粒融成一體,最后縮聚并固化，形成半焦。在這過程中，氣態(tài)產(chǎn)物通過膠質(zhì)體逸出，產(chǎn)生膨脹壓力，使固體顆粒結(jié)合得更加牢固。聚積在膠質(zhì)體中的氣態(tài)產(chǎn)物則形成氣孔。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到7001000時,半焦主要析出氣體，碳網(wǎng)繼續(xù)縮聚，體積變小，焦質(zhì)變硬，形成多孔的焦炭。這時，熱解產(chǎn)物已無液相出現(xiàn)。由于半焦的收縮，各點的溫度和升溫速度不同，使收縮量和收縮速度不均，產(chǎn)生焦炭裂紋。3、焦炭主要用途煉焦最重要的產(chǎn)品，大多數(shù)國家的焦炭90%以上用于高爐煉鐵，煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，是冶金史上的一個重大里程碑。其次用于鑄造與銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。為使高爐操作達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，冶煉用焦炭（冶金焦）必須具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。焦炭除大量用于煉鐵和有色金屬冶煉（冶金焦）外，還用于鑄造、化工、電石和鐵合金，其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦，一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低；化工氣化用焦，對強度要求不嚴(yán)，但要求反應(yīng)性好，灰熔點較高；電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。在冶煉工業(yè)，也有少量用于制取碳化鈣、二硫化碳、元素磷等。在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦粉還用作燒結(jié)的燃料。焦炭也可作為制備水煤氣的原料制取合成用的原料氣。4、焦炭分布從我國焦炭產(chǎn)量分布情況看，我國煉焦企業(yè)地域分布不平衡，主要分布于華北、華東和東北地區(qū)。我國焦炭行業(yè)的資產(chǎn)主要集中于山西、河北、山東、云南、內(nèi)蒙古和黑龍江等地；我國六成的焦炭企業(yè)主要分布在山西、陜西、河北、山東、貴州、云南。第二章 設(shè)計背景一、沁新集團(tuán)概況沁新集團(tuán)總部位于山西省沁源縣李元鎮(zhèn)，集團(tuán)擁有煤、焦、電、化、材、物流及綠色產(chǎn)業(yè)開發(fā)等七大產(chǎn)業(yè)，李元、沁北兩大生產(chǎn)基地，由下屬24個企業(yè)組成。年生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)主焦煤能力達(dá)435萬噸，洗煤能力400萬噸；發(fā)電裝機容量51MW；焦炭100萬噸；剛玉6萬噸；建材標(biāo)磚1.3億塊；電石4萬噸；主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)已形成了煤洗精煤煤矸石發(fā)電剛玉耐磨耐火材料冶煉加工和粉煤灰建材、煤洗精煤焦化余熱發(fā)電電石、煤礦井下水污水處理洗煤水發(fā)電循環(huán)水三條循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式近年來，公司以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，按照“依托煤、延伸煤、超越煤”的發(fā)展思路，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，走煤炭資源綜合利用之路，現(xiàn)已形成煤洗精煤焦化余熱發(fā)電棕剛玉冶煉，煤洗精煤矸石發(fā)電粉煤灰建材兩條主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈條良性循環(huán)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)新格局。根據(jù)山西省建立新型能源和工業(yè)基地的宏偉目標(biāo)，公司結(jié)合自身改革發(fā)展實際，將以繼續(xù)豐富和完善“依托煤、延伸煤、超越煤”的發(fā)展內(nèi)涵為基礎(chǔ)，大力發(fā)展和延伸循環(huán)經(jīng)濟(jì)，按照“減量化、再利用、資源化”的原則，走出一條科技含量高，資源消耗低，環(huán)保與效益協(xié)調(diào)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)新路子，努力實現(xiàn)做大做強目標(biāo)。按照公司“十一五”規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，公司將以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，著力構(gòu)建兩大工業(yè)園區(qū)，發(fā)展煤焦電、煤化工重點產(chǎn)業(yè)項目，全面建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生產(chǎn)本安型的現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)。 一是建設(shè)李元煤焦電工業(yè)園區(qū)。持續(xù)鞏固發(fā)展現(xiàn)已形成的原煤洗精煤煤矸石發(fā)電粉煤灰建材和原煤洗精煤焦化余熱發(fā)電棕剛玉冶煉乙炔化工兩條循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，形成資源節(jié)約和綜合利用經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈。二是建設(shè)沁北煤化工工業(yè)園區(qū)。主要建設(shè)項目有：300萬噸選煤、20萬噸甲醇、20萬噸聚氯乙烯（PVC）配套熱電聯(lián)產(chǎn)工程等建設(shè)項目。到“十一五”規(guī)劃末，努力實現(xiàn)公司主焦煤生產(chǎn)能力1000萬噸，焦炭產(chǎn)量120萬噸，洗精煤產(chǎn)量700萬噸，發(fā)電量20億度，棕剛玉6萬噸，實現(xiàn)銷售收入100億元，稅金20億元的目標(biāo)。公司主導(dǎo)產(chǎn)品為特低灰、特低硫、強粘結(jié)性、結(jié)焦性好的環(huán)保型優(yōu)質(zhì)主焦煤、五級焦精煤、冶金焦、鑄造焦，主要銷往全國大型煤焦、鑄造焦，主要銷往全國大型煤焦、鋼鐵企業(yè)并遠(yuǎn)銷日本、歐美等世界其他國家和地區(qū)。二、可行性研究世界化石能源（包括煤炭、石油、天然氣）資源比較豐富，在一次能源消費結(jié)構(gòu)中占90，是當(dāng)今的主要能源。石油、天然氣儲量分別可供40年、60年的需求，非常規(guī)的油氣資源有可能進(jìn)一步擴大。煤炭儲量十分豐富，且分布廣泛，探明儲量可供世界開采200年。 近幾十年來，化石能源在中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中占90以上。煤炭是中國的主要能源，也是許多重要化工產(chǎn)品的主要原料。隨著中國會經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速發(fā)展，近年來能源、化工產(chǎn)品的需求也出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領(lǐng)域中已占有重要地位。中國煤化工的發(fā)展對發(fā)揮豐富的煤炭資源優(yōu)勢，補充國內(nèi)油、氣資源不足和滿足對化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實和長遠(yuǎn)的意義。新型煤化工在中國正面臨新的發(fā)展機遇和長遠(yuǎn)的發(fā)展前景。煤炭焦化、煤氣化一合成氨一化肥已是中國主要的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場的巨大需求，煤炭焦化、煤氣化一甲醇及下化工產(chǎn)品等將得到快速發(fā)展;煤制油（直接液化、間接液化）技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將受到關(guān)注，重點項目建設(shè)已啟動?，F(xiàn)代煤化工是屬于技術(shù)密集型和投資密集型的產(chǎn)業(yè)，應(yīng)采取最有利于提高經(jīng)濟(jì)效益的建設(shè)及運行方式?，F(xiàn)代煤化工的發(fā)展要堅持一體化、基地化、集約化、大型化、現(xiàn)代化，真正轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式。堅持一體化。就是把大型煤化工裝置和煤礦結(jié)合起來(當(dāng)然亦可以采取煤-電-化一體化聯(lián)產(chǎn)模式)。把煤氣化裝置建在礦上(或臨近礦區(qū))，力求減少煤炭運耗及運費，實施資源優(yōu)化配置，合理使用煤炭資源(按煤質(zhì)資源優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，劣質(zhì)劣用，各得其所)。只有形成煤化工與煤礦一體化的利益機制，才能減少日后的價格、運輸和布局的風(fēng)險。沁新集團(tuán)焦化廠的建設(shè)，就是源于這樣的大背景。它的廠址建設(shè)選擇在沁水河的支流，地處山丘的向陽面，緊鄰222省道，不在人口聚集區(qū)。周邊20公里范圍內(nèi)有沁新集團(tuán)三大礦區(qū)，是長治市最大的主焦煤基地，主產(chǎn)15號、24號主焦煤。據(jù)廠址25公里處有交口火車站，西北距南同浦鐵路平遙站110公里、介休站105公里，東南距太焦鐵路沁縣站76公里，距309國道屯留張店鎮(zhèn)50公里。沁源至臨汾的沁洪公路從東向西橫穿而過，是沁源縣城通往享譽“華北第一松”美稱的靈空山風(fēng)景名勝區(qū)的必經(jīng)之路。為焦化產(chǎn)品的外運提供了極大地方便，對于其它配煤的運輸也起到保障作用。沁新集團(tuán)與潞安集團(tuán)有長久良好的合作關(guān)系，可以為本集團(tuán)提供優(yōu)質(zhì)的配煤保證原料的需求。廠區(qū)周邊沒有大型的勞動密集型企業(yè)，用工成本低。公司會提供好的福利待遇，引進(jìn)吸收一批具有專業(yè)技術(shù)的人才，提高自身今后的發(fā)展空間。公司生產(chǎn)產(chǎn)品定為特低灰、特低硫、強粘結(jié)性、結(jié)焦性好的環(huán)保型優(yōu)質(zhì)主焦煤、五級焦精煤、冶金焦、鑄造焦，銷售對象為全國大型煤焦、鋼鐵企業(yè)，日本、歐美等世界其他國家和地區(qū)。第三章 煉焦工藝及主要設(shè)備一、煉焦生產(chǎn)工藝流程由備煤車間送來的煤種送入配煤塔再將送來的配合煤裝入煤塔，裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經(jīng)計量后裝入炭化室內(nèi)。煤料在炭化室內(nèi)經(jīng)過一個結(jié)焦周期的高溫干餾制成焦炭并產(chǎn)生荒煤氣。炭化室內(nèi)的焦炭成熟后，用推焦車推出，經(jīng)攔焦車導(dǎo)入熄焦車內(nèi)，并由電機車牽引熄焦車到熄焦塔內(nèi)進(jìn)行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，冷卻一定時間后送往篩焦工段，經(jīng)篩分按級別貯存待運。煤在炭化室干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經(jīng)過上升管、橋管進(jìn)入集氣管。約700左右的荒煤氣在橋管內(nèi)被氨水噴灑冷卻至90左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經(jīng)過吸煤氣管送入煤氣凈化車間。焦?fàn)t加熱用的焦?fàn)t煤氣，由外部管道架空引入。焦?fàn)t煤氣經(jīng)預(yù)熱后送到焦?fàn)t地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進(jìn)入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣經(jīng)過立火道頂部跨越孔進(jìn)入下降氣流的立火道，再經(jīng)蓄熱室，又格子賺把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪排入大氣，生產(chǎn)工藝流程如下圖3-2。綜合上述流程探討各個具體生產(chǎn)過程。焦化生產(chǎn)工藝流程圖3-2 二、備煤1、備煤設(shè)備（一）修建14個配煤槽下部的配料系統(tǒng)，使其得以完全利用，以提高焦化用煤的周轉(zhuǎn)時間。每天消耗的濕煤為4475t，平均每個配煤槽每天處理濕煤量為319.6t，每小時處理量為13.3t/h.（二）煤場建設(shè)10t40m電動雙梁裝卸橋和鏈斗式卸車機各1臺；在配煤倉前新建一條大傾角裙邊皮帶，然后用一條800mm皮帶將2#皮帶和大傾角皮帶連接起來，實現(xiàn)原料煤直接上配煤倉.（三）緊靠新建2#皮帶通廊北部新建一個篩焦樓，既可使焦炭有一定的儲存周轉(zhuǎn)能力，減少落地、降低費用,又可以使粉焦易于儲存，減少裝車費用，減少污染.2、備煤流程根據(jù)煤源、煤質(zhì)情況并結(jié)合煉焦的特點，備煤車間采用單種煤預(yù)粉碎，配煤后混合再粉碎的工藝流程，該流程具有工藝過程簡單、設(shè)備較少、布置緊湊、操作方便的優(yōu)點.各單種煤經(jīng)受煤坑卸運至貯煤場，需要預(yù)粉碎的煤種進(jìn)入預(yù)粉碎機室，預(yù)粉碎后的煤由帶式輸送機送入配煤室；其它不需預(yù)粉碎的煤經(jīng)旁通直接送入配煤室，貯存在配煤室的各單種煉焦煤通過配煤槽出口下部的自動配煤裝置按比例配合后至粉碎機室進(jìn)行再粉碎，粉碎后的煤料送至焦?fàn)t煤塔供焦?fàn)t生產(chǎn)使用.3、備煤煤質(zhì)分析焦化廠主要煉焦煤是山西沁新集團(tuán)能源股份限公司的洗煤和附近礦區(qū)的洗煤，礦區(qū)煤炭儲量豐富，煤層厚、煤質(zhì)好，全礦區(qū)煤種以焦煤為主.沁新集團(tuán)煤種劃分為國家標(biāo)準(zhǔn)15號主焦煤，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)局標(biāo)準(zhǔn)，采用1.4比重液洗選的精煤可燃基揮發(fā)分Vdaf(%)、粘結(jié)指數(shù)GRI(%)、膠質(zhì)層厚度Y（mm）和奧亞膨脹度b(%)四種參數(shù).原料煤的煤質(zhì)分析主要指標(biāo)如下：（1）灰分：按國家技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)評。原煤灰分鉆孔樣7.34%15.21%，平均值為7.92%。（2）硫分：按照GB/T15224.1-94標(biāo)準(zhǔn)，原煤硫分鉆孔樣平均值為0.54%0.63%，屬低硫煤。煤中硫的存在形態(tài)：硫煤以有機硫為主.（3）粘結(jié)性和結(jié)焦性本區(qū)可采煤層正常煤種為中高等變質(zhì)程度的煙煤，七層煤粘結(jié)指數(shù)平均52.083.6%，膠質(zhì)層厚度平均9.753.16mm，奧亞膨脹度平均2.3127.12%，成焦率平均66.3380%，焦渣特性28。1/3焦煤、焦煤均具有較強的粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性，為較好的煉焦用煤和煉焦配煤。（4）煤灰成分各煤層煤灰成分以酸性礦物為主，如SiO2(占39.03%58.13%), Al2O3(占20.11%30.00%),其次為堿性礦物，如FeO3(占7.13%23.24%),CaO(占0.82%8.59%), MgO(占1.13%2.09%),再次為SO3(占0.63%5.39%), TiO2(占0.85%1.71%),K2O(占0.51%1.71%), Na2O、P2O3、MnO2等。焦煤的分類表2-1類別符號數(shù)碼分類指標(biāo)Vdaf（%）GY/mmb/%焦煤JM1510.020.06525.01502420.028.050652520.028.06525.0150三、配煤1、配煤理論簡介當(dāng)前世界各國煉焦煤資源稀缺，高爐的大型化對焦炭質(zhì)量及其穩(wěn)定性的要求越來越高，而煉焦煤資源中強粘結(jié)性煤卻越來越少，這一矛盾在我國尤為突出?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益及現(xiàn)實情況，國內(nèi)外各焦化廠都在致力于配煤方案的研究。雖然方案千變?nèi)f化，而配煤的原理卻不外乎膠質(zhì)層重疊原理、互換性原理、共炭化原理這三種。2、焦炭灰分、硫分預(yù)測在生產(chǎn)狀況穩(wěn)定的條件下，焦炭的灰分、硫分與配合煤的灰分、硫分存在較好的線性關(guān)系。一般預(yù)測模型為：Y=aX+b應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計中最小二乘法確定方程中的回歸系數(shù)a，b，并以此控制配合煤的灰分、硫分，以及調(diào)整單種煤使用的比例和為選擇煤源提供參考。3、配合煤質(zhì)量指標(biāo)水分Mt配合煤水分應(yīng)力求穩(wěn)定，以利于焦?fàn)t加熱制度穩(wěn)定，因此來沒煤應(yīng)避免直接進(jìn)配煤槽，應(yīng)在煤場堆放一定時間，也可通過干燥方法。搗固焦則需考慮煤餅的堅固性，以利于裝爐時不塌煤，一般搗固用煤控制在11%13%。細(xì)度細(xì)度應(yīng)在902%，盡量減少<0.5mm的細(xì)煤粉的含量，以減少裝爐時的煙塵逸散。灰分Ad焦炭灰分對高爐煉鋼影響很大，焦炭灰分增加1%，焦比提高2%，生鐵產(chǎn)量降低2.2%3.0%，由于煉焦時，煤的灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭，配合煤灰分控制可根據(jù)焦炭灰分要求推算。硫分S硫在煤中以黃鐵礦、硫酸鹽及硫的有機化合物三種形態(tài)存在。有機硫與煤中的有機物成化合狀態(tài)存在，因此用洗選的辦法不能把它除去。如果原煤中主要含有機硫，則洗選后精煤的含硫量往往會高于原煤的含硫量，在煤中黃鐵礦的存在如果不是細(xì)分散的，用一般的洗煤法可以部分除去，降低配合煤硫分的根本途徑是降低洗精煤硫分，或配入低硫洗精煤。硫?qū)固抠|(zhì)量影響極大，每增加0.1%，高爐焦比增加1.2%2.0%。配煤中硫分應(yīng)根據(jù)焦炭要求而制定，一般應(yīng)在0.85以下。煤化度目前常用的煤化度指標(biāo)有可燃基揮發(fā)分也稱無濕無灰基揮發(fā)分和鏡質(zhì)組平均最大反射率。前者測定方法簡單，后者可較確切地反映煤的煤化度本質(zhì)，二者在很大煤化度區(qū)域內(nèi)有很好的線性關(guān)系。它是影響焦炭氣孔率，比表面積，光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)，強度和塊度的主要因素。有生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，配合煤宜控制在的Vdaf=26%28%或Rmax=1.2%1.3% 。粘結(jié)性它是影響焦炭強度的重要因素，據(jù)塑性煤的成焦機理，各單種煤的塑性溫度區(qū)間是彼此銜接和依次重疊的，在此基礎(chǔ)上，粘結(jié)性指標(biāo)大致范圍為：最大流動度MF70(或100)103ddpm，奧雅膨脹度bt>50%,膠質(zhì)層最大厚度y=1722mm，粘結(jié)指數(shù)G=5872，不能用單種煤來加和計算。 膨脹壓力單種煤的膨脹壓力有多種因素決定，配合煤中單種煤之間又互相作用，不能加和計算，與粘結(jié)指標(biāo)之間不存在規(guī)律性關(guān)系，添加惰性物質(zhì)時膨脹壓力有所下降或基本不變，添加粘結(jié)劑或強粘結(jié)劑時膨脹壓力不能預(yù)計，只能用實驗測定。4、配煤比例焦煤84%，焦粉16%，其中摻有適量的瀝青。其配煤成份一覽表如表3-1。表3-1 配煤成份一覽表水份灰份硫份揮發(fā)份粘結(jié)指數(shù)備注10%9-10%0.69%24-31%58-72焦煤84%，焦粉16%四、煉焦1、煉焦車間的工藝煤塔內(nèi)的配合煤經(jīng)煤塔漏嘴進(jìn)入裝煤車的煤斗，通過螺旋給料裝入焦?fàn)t炭化室，在炭化室內(nèi)煤經(jīng)18h的高溫干餾，成為焦餅。焦餅用推焦機經(jīng)攔焦車導(dǎo)焦推入熄焦車，熄焦車進(jìn)入熄焦塔濕式熄焦后，將焦炭放入焦臺。焦炭在焦臺涼干后，利用自動刮板機放焦，進(jìn)入焦炭膠帶輸送機送到篩焦樓篩焦。煉焦車間的工藝流程見圖3-3。圖3-3煉焦車間的工藝流程示意圖2、焦?fàn)t的爐型選擇焦化廠的建設(shè)是以產(chǎn)量為基礎(chǔ)確定設(shè)備的，焦?fàn)t的選擇是焦化廠設(shè)計的重要步驟，它決定了在焦化廠在今后的生產(chǎn)過程中對外界環(huán)境改變的適應(yīng)程度。生產(chǎn)中，原煤的數(shù)、質(zhì)量具有不均衡性，隨時有可能產(chǎn)生波動，可能因為市場環(huán)境的突變造成減產(chǎn)，限產(chǎn)，在選型中都要考慮到。沁新集團(tuán)焦化廠項目年產(chǎn)120萬t干全焦，其中冶金焦和鑄造焦111.02萬t，篩下焦8.98萬t。原料每年消耗量為145萬t干煤，日耗用量為4016t；折算成濕煤(含水10%)年耗量為161.1萬t，每天耗濕煤量為4475t。洗精煤中的主焦煤全部來自沁新煤礦、新源煤礦、東坡煤礦、安澤煤礦，運輸工具為汽車。產(chǎn)品產(chǎn)量情況見表3-2表3-2產(chǎn)品產(chǎn)量表序號產(chǎn)品名稱單位產(chǎn)量1焦炭(干全焦)t/a1 200 0002冶金焦t/a860 2003鑄造焦t/a250 0004篩下焦t/a89 800根據(jù)年產(chǎn)量120萬噸焦炭擬定在焦?fàn)t規(guī)劃地應(yīng)建4座42孔的焦?fàn)t，新建高爐煤氣管道，兩臺自動裝煤機，一臺熄焦車。擬定新建42孔焦?fàn)t主要結(jié)構(gòu)尺寸見表3-3，擬定新建焦?fàn)t主要工藝參數(shù)見表3-4。表3-3沁新擬定新建焦?fàn)t主要結(jié)構(gòu)尺寸炭化室全長14080mm炭化室有效長13280mm炭化室全高4300mm炭化室有效高4000mm炭化室平均寬450mm炭化室錐度50mm炭化室中心距1143mm立火道個數(shù)28個表3-4 擬定新建焦?fàn)t主要工藝參數(shù)項目工藝參數(shù)焦?fàn)t規(guī)模(孔)42裝煤堆比重(t/m3)0.75每孔炭化室裝干煤量(t)17.925焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時間(h)18結(jié)焦率(%)83保全系數(shù)0.98年產(chǎn)干焦量(萬t/a)30表3-5碳化室寬度與結(jié)焦速度的關(guān)系碳化室平均寬度/mm500450407350300結(jié)焦時間/h22181612.510結(jié)焦速度/（mm/h）22.72525.52830上述涉及數(shù)據(jù)相關(guān)計算如下:沁新焦化廠的結(jié)焦率為83%，要生產(chǎn)120萬t干全焦則：每年需干煤量1 200 000t83%=1 450 000t；每天需干煤量1 450 000t360=4016 t/d；每年需濕煤量1 450 000t90%=1 610 000t；每天需濕煤量1 610 000t360=4475t/d；由炭化室的主要結(jié)構(gòu)尺寸得出炭化室的有效容積：炭化室的有效容積S炭化室有效長L炭化室有效高H炭化室平均寬D LHD13280mm4000mm450mm 23.90 m3；由上表：裝煤堆比重(t/m3) 0.75；每孔炭化室裝干煤量(t) 23.90 m30.7517.925 t；每孔炭化室出焦量(t) 17.925 t83%14.8 t；有上述計算和結(jié)論得出，本焦化廠應(yīng)該選擇43-58-型焦?fàn)t，結(jié)構(gòu)特征為雙聯(lián)火道、焦?fàn)t煤氣下噴、廢氣循環(huán)、復(fù)熱式焦?fàn)t。特點為結(jié)構(gòu)緊密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、調(diào)節(jié)方便、熱工效率高、磚型少。每部分的具體描述如下：（1）炭化室炭化室是接受煤料并對裝爐煤料隔絕空氣進(jìn)行干餾焦碳的爐室，一般由硅質(zhì)耐火材料砌筑而成。炭化室位于兩側(cè)燃燒室之間，頂部由3-4個加煤孔，并有1-2個導(dǎo)出干餾煤氣的上升管，它的兩端為內(nèi)襯耐火材料的鑄鐵爐門。JN43-58-型焦?fàn)t的炭化室尺寸分為兩種寬度，即平均寬為450mm，炭化室全高為4300mm，有效高為4000mm，全長為14080mm，有效長為13280mm，炭化室的有效面積為23.9m3,加熱水平高度為800mm。（2）燃燒室燃燒室位于炭化室兩側(cè)，是煤氣燃燒的地方，煤氣與空氣在其中混合燃燒，產(chǎn)生的熱量傳給爐墻，間接加熱炭化室中煤料，對其進(jìn)行高溫干餾。燃燒室一般用硅磚砌筑。JN43-58-型焦?fàn)t燃燒室寬度為736mm和693mm（包括爐墻），爐墻為厚度為100mm的帶舌槽的硅磚砌筑。燃燒室屬于雙聯(lián)火道帶廢氣循環(huán)式結(jié)構(gòu)，它有28個立火道組成，相鄰火道的中心距為480mm，立火道隔墻厚度為130 mm。其中成對的隔墻上部有跨越孔，下部取消了邊火道的循環(huán)孔，防止了短路。立火道底部的兩個斜道區(qū)出口設(shè)置在燃燒室中心線的兩側(cè)，在JN43-58-型焦?fàn)t基礎(chǔ)上加大邊斜道口的斷面積，保證了兩端爐頭的供氣量。（3）蓄熱式蓄熱室作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預(yù)熱燃燒所需的空氣和貧煤氣。JN43-58-型焦?fàn)t每個炭化室底部有兩個蓄熱室，一個為煤氣蓄熱室，另一個為空氣蓄熱室。它們同時和其側(cè)上放的兩個燃燒室相連。燃燒室正下方為主墻，主墻內(nèi)有垂直磚煤氣道，焦?fàn)t煤氣由地下室煤氣與主管經(jīng)此道送入立火道底部與空氣混合燃燒。由于主墻兩側(cè)氣流導(dǎo)向，中間又有磚煤氣道，壓差大容易串漏。故磚煤氣道系用內(nèi)徑為50mm的管磚，管磚外用帶舌槽的異型磚交錯砌成厚為270mm的主墻。蓄熱室洞寬為321.5mm，內(nèi)放17層九孔薄壁式格子磚。為使蓄熱室長向氣流均勻分布，采用擴散式箅子磚，配置不同孔徑的擴散或收縮孔型，蓄熱室隔墻均用硅磚砌筑，且其內(nèi)表面襯有黏土磚。（4）基礎(chǔ)平臺基礎(chǔ)平臺位于爐體底部，它支撐整個爐體，爐體設(shè)施和機械的質(zhì)量，并把它傳到地基上。JN43-58-型焦?fàn)t基礎(chǔ)為下噴式，又底板、頂板和支柱組成，用鋼筋混凝土澆鑄而成。為了減輕溫度對基礎(chǔ)的影響，焦?fàn)t砌體的下部與基礎(chǔ)平臺之間有4-6層紅磚。（5）爐頂區(qū)JN43-58-型焦?fàn)t爐頂區(qū)砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、洪爐孔和拉條鉤等。爐頂?shù)膶嵭牟糠钟善鰻t過程中的廢耐火磚砌筑，爐頂表面用耐磨性好、能抵抗雨水侵蝕的缸磚砌筑?？傊?，JN43-58-型焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)特點是：雙聯(lián)火道帶廢氣循環(huán)，焦?fàn)t煤氣下噴，兩格蓄熱室的復(fù)熱式焦?fàn)t，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、爐頭不易開裂、高向加熱均勻、熱工效率高、磚型少、揮發(fā)性低等優(yōu)點。焦?fàn)t結(jié)構(gòu)斷面如圖3-1焦?fàn)t結(jié)構(gòu)斷面圖 3-13、焦?fàn)t炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程（1）成層結(jié)焦過程及煉焦最終溫度 由于單向供熱，炭化室內(nèi)煤料的結(jié)焦過程所需熱能是以高溫爐墻側(cè)向炭化室中心逐漸傳遞的。煤的導(dǎo)熱能力很差（尤其是膠質(zhì)體），在炭化室中心面的垂直方向上，煤料內(nèi)的溫度差較大，所以在同一時間，距爐墻不同距離的各層煤料的溫度不同，爐料的狀態(tài)也就不同，如圖3-2。各層處于結(jié)焦過程的不同階段，總是在爐墻附近先結(jié)成焦炭而后逐層向炭化室中心推移，這就是所謂的成層結(jié)焦。炭化室中心面上爐料溫度始終最低，因此結(jié)焦末期炭化室中心面溫度（焦餅中心溫度）可以作為焦餅成熟程度的標(biāo)志，稱為煉焦最終溫度。據(jù)此，生產(chǎn)上常測定焦餅中心溫度以考察焦炭的成熟程度，并要求測溫管位于炭化室中心線上。圖32 不同結(jié)焦時間炭化室內(nèi)各層煤料的溫度與狀態(tài)（2）炭化室不同部位的焦炭質(zhì)量從圖3-3可以看出，當(dāng)爐料溫度達(dá)到350500時，靠近爐墻的煤料（曲線2）升溫速度很快（約5/min），即使裝爐煤的黏結(jié)性較差，靠近爐墻的焦炭也表現(xiàn)為熔融良好，結(jié)構(gòu)致密，耐磨強度高；距爐墻越遠(yuǎn)，升溫速度越慢，則焦炭結(jié)構(gòu)就越疏松，耐磨強度也更低，炭化室中心部位的升溫速度最慢（約2/min），故焦炭質(zhì)量相對較差。在半焦收縮階段（500以后），爐墻附近半焦升溫速度快，產(chǎn)生焦炭裂紋多且深，并產(chǎn)生“焦花”（與爐墻表面接觸的煤層形成膠質(zhì)體固化后，形體扭曲，外型如菜花，故稱“焦花”）；距爐墻較遠(yuǎn)的內(nèi)層，由于升溫速度較慢，產(chǎn)生焦炭裂紋較少，也較淺。在炭化室中心部位，當(dāng)兩個膠質(zhì)層在中心匯合后，由于熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物不能通過被膠質(zhì)體浸潤的半焦層順利析出而產(chǎn)生膨脹，將焦餅壓向爐墻兩側(cè)，形成與炭化室中心面重合的焦餅中心裂紋；此后，由于外層已經(jīng)形成焦炭，不需要熱能，且焦炭導(dǎo)熱性較好，能迅速將熱量傳向炭化室中心，加以熱氣流直接經(jīng)焦餅中心裂縫通過，使這里的升溫速度加快，故處于炭化室中心部位的焦炭裂紋也較多。圖33 炭化室內(nèi)各層煤料的溫度變化1炭化室表面溫度；2炭化室墻附近煤料溫度；3距爐墻50mm60mm處煤料溫度；4距爐墻130mm140mm處的煤料溫度；5炭化室中心部位的煤料溫度五、推焦推焦(coke pushing)，是把成熟的焦炭推出炭化室的操作。推焦設(shè)備主要是推焦四大車，分別是裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車。1、推焦操作 （一）推焦操作的總體要求是準(zhǔn)時、穩(wěn)推。首先推焦桿頭部應(yīng)該輕輕貼在焦餅正面，防止焦餅塌落，開始推焦時速度要慢，以免對位不準(zhǔn)而沖撞爐門或機焦側(cè)焦餅撞碎，妨礙推焦。 （二）推焦時要注意推焦電流的變化，推焦電流過大，常表現(xiàn)為焦餅移動困難或根本推不動，即所謂的焦餅難推。產(chǎn)生焦餅難推時要及時分析產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)措施后才能繼續(xù)推焦，嚴(yán)禁二次推焦。焦餅難推直接影響焦炭的產(chǎn)量和質(zhì)量，擾亂甚至完全破壞焦?fàn)t的正常加熱制度，嚴(yán)重?fù)p壞焦?fàn)t砌體，縮短焦?fàn)t使用壽命，增加操作人員勞動強度，危害極大。2、推焦串序一座焦?fàn)t的各炭化室裝煤、出焦是按照一定的順序進(jìn)行的，此順序即為推焦串序。它對爐體壽命、熱量消耗、操作效率和機械損耗等方面都有影響。目前通常采用的推焦串序為9-2、5-2、2-1等，通式為m-n，其中m表示一座或一組焦?fàn)t所有炭化室所劃分的組數(shù)，也即相鄰兩次推焦相隔的爐孔數(shù)；n代表兩趟箋號對應(yīng)炭化室相隔的數(shù)。1號箋16111621263136412號箋381318232833383號箋5101520253035404號箋27121722273237425號箋49141924293439沁新集團(tuán)焦化廠是42孔焦?fàn)t，按5-2串序出爐，編排如下表3-6：推焦串序表3-6為了使焦?fàn)t均衡生產(chǎn)，保證各炭化室結(jié)焦時間一致，整個爐組實現(xiàn)準(zhǔn)時出焦，定時進(jìn)行機械設(shè)備的預(yù)防性檢修。因此，焦?fàn)t應(yīng)按一定計劃組織推焦、裝煤和檢修時間。幾個時間的確定：結(jié)焦時間：煤料在炭化室的停留時間。操作時間：本設(shè)計的每孔操作時間為10min兩爐操作時間：10242=840min=14min分兩次出爐：第一次出爐42孔，需7h；第二次出爐42孔，需7h；周轉(zhuǎn)時間又叫小循環(huán)時間，指結(jié)焦時間與碳化室處理時間之和。即某一碳化室兩次推焦或裝煤時間間隔。周轉(zhuǎn)時間（小循環(huán)時間）=結(jié)焦時間+炭化室處理時間，由表3-5可知新建焦?fàn)t的焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時間為18小時。大循環(huán)時間：不同日期在相同時間推同號炭化室的間隔時間。由24小時與焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時間為18小時的最小公倍數(shù)作為大循環(huán)時間，即72小時。即每一個炭化室每3天出4爐焦。每個大循環(huán)出爐數(shù)為：563168424每爐焦出爐時間間隔：24605625.7min每天出焦量為：300，000,360833.3t/d平均每天出焦量為：833.314.456爐檢修時間=周轉(zhuǎn)時間全爐操作時間=18h14=4h，分兩次檢修，每一次2小時。3、推焦計劃的編排推焦計劃的編排原則：根據(jù)推焦作業(yè)所處環(huán)境，分成正常情況、亂簽爐號、結(jié)焦時間變動及事故狀態(tài)三種狀況，分別編制推焦作業(yè)計劃，并且詳細(xì)說明計劃編制規(guī)則。(一)正常情況下推焦計劃的編制原則1)每爐每個炭化室都應(yīng)保持規(guī)定的干餾時間。2)推焦時相鄰炭化室處于結(jié)焦中期，以免推焦時造成護(hù)墻損壞，并且在裝煤后兩邊燃燒室對新裝煤料均勻加熱。3)焦?fàn)t移動機械行程較短，節(jié)省運轉(zhuǎn)時間和節(jié)能。4)保持移動機械有一定的檢修時間。5)煤氣沿集氣管長向均勻排出6。(二)亂簽爐號的處理因各種原因而產(chǎn)生一個或幾個延遲推焦的爐號時，這樣就造成所謂“亂簽”。這時在編排計劃時，就應(yīng)逐步“順簽”，盡量在較短的時間內(nèi)恢復(fù)正常?；謴?fù)正常辦法：一是向前提，即每次出爐時，將亂簽的爐號向前提12爐，以求逐漸達(dá)到其在順序中的原來位置，這種方法不損失爐數(shù)，但調(diào)整慢。二是向后丟，即在該爐號出爐時不出，使其向后丟，逐漸調(diào)整至原來位置，這樣調(diào)整快，但損失爐數(shù)，一般延遲10爐以上可采取向后丟爐的辦法調(diào)整，但延長的結(jié)焦時間不應(yīng)超過規(guī)定結(jié)焦時間的1/4。應(yīng)注意防止高溫事故。(三)結(jié)焦時間變動及事故狀態(tài)下推焦計劃的編制采用循環(huán)推焦的優(yōu)點是每天或每班都有檢修時間。這樣既不破壞結(jié)焦時間，又不影響生產(chǎn)任務(wù)的完成，還可以減少設(shè)備事故的發(fā)生。如果因某種原因而發(fā)生事故時，也可采用循環(huán)圖表法使結(jié)焦時間改變到最小程度。事故后的推焦計劃與事故持續(xù)時間和檢修時間有關(guān)。現(xiàn)將事故時間分二種情況進(jìn)行討論：事故持續(xù)時間小于一段檢修時間事故持續(xù)時間大于一段檢修時間。第一種情況事故持續(xù)時間小于檢修時間時因事故影響的爐數(shù)應(yīng)攆爐的辦法解決，盡快趕回丟失的爐數(shù)。在攆爐時一般規(guī)定1h內(nèi)只能多出兩爐，否則影響出爐操作質(zhì)量，甚至易發(fā)生機械設(shè)備及生產(chǎn)操作事故。第二種情況因事故持續(xù)時間很長，可以采用縮短操作時間和利用檢修時間推焦的辦法趕回一定的產(chǎn)量，如事故時間太長，則該丟爐時，必須丟爐。六、熄焦1、熄焦方法的選擇干法熄焦雖說有利于廢熱的回收和焦炭質(zhì)量的提高，但它的建設(shè)成本即一次性投資過高，切操作復(fù)雜，日常維護(hù)需要有高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的檢修人員。沁新集團(tuán)位于沁河流域，有較為豐富的水資源，且人力成本較低一次投資資金并不充裕。濕法熄焦雖在一定程度影響焦炭質(zhì)量，但仍滿足客戶要求且在國家強制要求以上，建成后設(shè)備日常維護(hù)簡單，熄焦操作簡單，不用專業(yè)性人才，綜上所以選擇濕法熄焦。2、濕法熄焦應(yīng)符合下列要求a.粉焦沉淀池周圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，水溝應(yīng)設(shè)置蓋板；b.涼焦臺應(yīng)設(shè)置水管；c.不應(yīng)使用未經(jīng)二級（生物）處理的酚水熄焦；d.粉焦抓斗司機室宜設(shè)在旁側(cè)或采用遙控操作方式。3、濕法熄焦設(shè)施與操作 濕法熄焦設(shè)施包括熄焦踏、噴灑裝置、水泵、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等。塔的上部安裝有若干排噴水管，熄焦時產(chǎn)生大量的蒸汽由塔頂排放到空氣。熄焦塔與爐端的距離有35m，熄焦踏高18m，熄焦時間一般控制在100s左右。熄焦過程中，熄焦車應(yīng)該來回移動23次，以利于噴灑均勻。熄焦過程為：熄焦車開進(jìn)熄焦塔時，利用紅外線感受器，接收紅焦本身社出的紅外線而發(fā)出訊號電流，經(jīng)電流放大觸發(fā)電路啟動熄焦水泵，并借助電子定時裝置控制熄焦時間。熄焦時大約有20%的水蒸發(fā)，未蒸發(fā)的水流入粉焦沉淀池，澄清后的水流入清水池循環(huán)利用。為了控制焦炭水分穩(wěn)定且不大于6%，熄焦車接焦時行車速度應(yīng)與焦餅推出速度相適應(yīng)，使紅焦均勻鋪在熄焦車整個車廂內(nèi)。熄焦后熄焦車要停留50s左右，將車上多余水分瀝出。熄焦后的焦炭，卸至涼焦臺上停放30分鐘左右。，使水分蒸發(fā)和冷卻。個別尚未全部熄滅的紅焦，再人工用水補充熄滅。焦臺長度的確定應(yīng)根據(jù)焦炭需要停留的時間，每小時的最多出爐數(shù)以及焦車的長度確定。計算公式如下。K焦?fàn)t進(jìn)展操作系數(shù)，一般取1.07；n一座焦?fàn)t的炭化室孔數(shù)；A焦臺所負(fù)擔(dān)的焦?fàn)t座數(shù)；熄焦車車廂有效長度；t焦炭在焦臺上的涼焦時間，一般取0.5h、周轉(zhuǎn)時間，檢修時間，h。帶入數(shù)據(jù)得所以涼焦臺的長度應(yīng)為56m第四章 輔助設(shè)施及配套工程一、供電公司現(xiàn)有110/6KV總降壓變電所1座。110KV有兩個電源點，一是火揚線，另一個是火崗線。所內(nèi)設(shè)兩臺主變壓器，容量均為20MVA，電壓為110/6KV。公司規(guī)劃的項目完成后，公司電力總負(fù)荷將提高到98500kW左右，裝機容量約150000KVA，裝機容量達(dá)2500KVA。為滿足生產(chǎn)用電，公司建設(shè)4臺40000KVA變壓器和相應(yīng)的配套設(shè)施，電源由余熱發(fā)電廠提供。二、傳動1、裝備水平焦化廠區(qū)為多塵、防爆、腐蝕性環(huán)境，所有低壓配電裝置和保護(hù)控制設(shè)施要盡可能地安裝在控制室內(nèi)。機旁控制設(shè)備選型根據(jù)防爆等級和實際需要決定。電纜選擇：除按正常負(fù)荷電流和短路電流熱穩(wěn)定選擇電流外，還應(yīng)按照防爆等級和實際環(huán)境選用鋁芯或銅芯電纜。Q-2級以上的防爆場所選用銅芯電纜。2、操作水平對于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)(如備煤)采用集中連鎖控制；對于單獨用電設(shè)備，根據(jù)工藝要求采用機旁按鈕操作或自動控制。操作電壓為交流220V。三、照明車間、控制站和廠區(qū)照明度按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。照明系統(tǒng)采用380/220V三相四線制，照明系統(tǒng)按以下類型設(shè)計。在防爆場所，如交換和儀表室、鼓風(fēng)機室等，除工作照明外，還設(shè)置事故照明。在地下潮濕場所，如熄焦泵房以及需要設(shè)置安全檢修照明的建筑物內(nèi)，設(shè)置安全檢修照明電源，電壓為36V。根據(jù)環(huán)境要求和實際需要確定采用鋁芯或銅芯，Q-2級防爆場所均采用銅芯。線路敷設(shè)一律采用鋼管配線。四、防雷接地對于Q-2級以上的防爆場所的建筑物、構(gòu)筑物，設(shè)置防直擊雷和感應(yīng)雷的措施。對于第三類建筑、構(gòu)筑物，采取防雷措施。1、通風(fēng)與除塵備煤車間為了防止煤在運輸、破碎過程中產(chǎn)生的粉塵外溢，建立一個明朗而又清新的生產(chǎn)環(huán)境，改善工人工作條件，防止職業(yè)病，采取必要的除塵和通風(fēng)措施。在粉碎機室、配煤室的揚塵設(shè)備進(jìn)行密閉，設(shè)立除塵系統(tǒng)。粉碎機室采用電控脈沖袋