煤化工基础知识:煤炭焦化的产品和工艺①

煤化⼯基础知识:煤炭焦化的产品和⼯艺①
煤炭焦化的产品和⼯艺①楚科奇人
煤炭焦化⼜称煤炭⾼温⼲馏。以煤为原料,在隔绝空⽓条件下,加热到1 000 ℃左右,经⾼温⼲馏⽣产焦炭,同时获得煤⽓、煤焦油并回收其它化⼯产品的⼀种煤转化⼯艺。为保证焦炭质量,选择炼焦⽤煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性;绝⼤部分炼焦⽤煤必须经过洗选,以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦⽤煤时,还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压⼒。⽤低挥发分煤炼焦,由于其胶质体粘度⼤,容易产⽣实⾼膨胀压⼒,会对焦炉砌体造成损害,需要通过配煤炼焦来解决。
产品和⽤途
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煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤⽓和化学产品3类。
(1)焦炭。炼焦最重要的产品,⼤多数国家的焦炭90%以上⽤于⾼炉炼铁,其次⽤于铸造与有⾊属冶炼⼯业,少量⽤于制取碳化钙、⼆硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中,焦粉还⽤作烧结的燃料。焦炭也可作为制备⽔煤⽓的原料制取合成⽤的原料⽓。
(2)煤焦油。焦化⼯业的重要产品,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油⼯业专门进⾏分离、提纯后加以利⽤
(3)煤⽓和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨⽔等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、⼆甲苯都是有机合成⼯业的原料。硫及硫氰化合物的回收,不但为了经济效益,也是为了环境保护的需要。经过净化的煤⽓属中热值煤⽓,发热量为17 500 kJ/m3左右,每吨煤约产炼焦煤⽓300~400 m3,其质量约占装炉煤的16%~20%,是钢铁联合企业中的重要⽓体燃料,其主要成分是氢和甲烷,可分离出供化学合成⽤的氢⽓和代替天然⽓的甲烷。
煤焦化⼯艺
焦化⼚主要⽣产车间:
备煤车间(煤仓、配煤室、粉碎机室、⽪带机运输系统、煤制样室)
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(包括焦台、筛焦楼)
煤⽓净化车间(冷⿎⼯段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施)
脱氨⼯段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施)
第五态粗苯⼯段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施)
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、筛运焦除尘系统、化验室等设施、制冷站)等。
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→受煤坑→煤场→⽃槽→配煤盘→粉碎机→煤塔。
1、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
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。一株紫丁香教学设计
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25 mm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46 0℃,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50 min,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。
⑤褐煤
褐煤是煤化程度最低的煤,变质程度只⽐泥炭⾼,在隔绝空⽓加热时不产⽣胶质体,也没有黏结性。不能单独炼成焦炭,但在配煤中加⼊少量褐煤以增加配煤的挥发分,以取得⼀定的成果。如果采⽤特殊的⼯艺处理,褐煤也可以炼焦,但是⼯艺复杂。深海异种
⑥长焰煤
长焰煤是烟煤中煤化程度最低的煤,变质程度⽐褐煤⾼。其含氧量⾼,⾼沸点液态产物少,胶质层厚度⼩于5mm,因此结焦性能很差,在普通焦炉中不能炼出合格的焦炭。若采⽤压紧、薄装及快速加热的⽅法等,可在⼟焦炉中炼制出细长
结焦性能很差,在普通焦炉中不能炼出合格的焦炭。若采⽤压紧、薄装及快速加热的⽅法等,可在⼟焦炉中炼制出细长条的焦炭。
非理性信念配煤时,加⼊少量长焰煤可起到瘦化作⽤。但长焰煤的配⼊量较⾼时,会使焦炭的耐磨强度降低,特别当配煤中肥煤含量低的时候,焦炭质量会显著变坏,因此在配⼊长焰煤时盐注意dui焦炭质量的影响。长焰煤的脆性⼩,⼀般难以粉碎,若配⼊长焰煤时,最好将其单独粉碎,以免影响焦炭质量的均匀性。
2、配煤过程
配煤炼焦的定义:将两种或两种以上的单独煤,均匀地按适当的⽐例配合,使各种煤之间取长补短,⽣产出优质焦炭,并能合理利⽤煤炭资源,增加炼焦化学产品。
配煤原则:以⽓、肥煤为基础煤种,适当的配⼊焦炭,使粘结成分、瘦化成分⽐例适当,并尽量多配⾼挥发分弱黏结煤。
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。焦化⼚配煤⽐⼀般为:⽓煤28%,焦煤45%,肥煤18%,瘦煤9%。在进⾏配煤时,焦化⼚采⽤的是利⽤核⼦秤进⾏衰减,通过信号的转换传到电脑上进⾏控制的。信号控制流程为:Cs-137
→煤料→(衰减)电离室→(惰性⽓体)电流→放⼤器、变送单元→称重频率信号、变速信号→电脑系统。
3、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。
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本文发布于:2024-09-21 12:35:57,感谢您对本站的认可!

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