焦化厂炼焦工艺流程理论
炼焦工艺理论
一 焦炉的生产工艺及装备介绍
公司焦化厂现有一座42孔58型焦炉和两座共115孔JN60型焦炉，炭化室高分别为4.3m 和6m ，年设计生产能力分别为30万吨和115万吨。老焦炉3#炉建于1984年6月，两座新焦炉1#6m 焦炉于2005年6月投产，2#6m 焦炉于2003年5月投产。
焦化厂的产品除焦炭外，还有焦炉煤气、焦油、粗苯、硫铵。其炼焦工艺流程如下： 一、炼焦流程
1.从原料煤进厂到炼成焦炭流程图如下：
烧结、炼铁
进厂洗精煤通过火车运输由运输部编组站对到焦化厂煤管班以后，由卸煤能力为1200t/h 的翻车机卸煤。
通过皮带运输及堆取料机将炼焦
煤送入焦化煤场，共有3台堆取料机，每台堆煤能力600t/h，取煤能力300t/h。焦化煤场分为两个主煤场和东、西两个副煤场，煤场长均为275m，主煤场宽50m，副煤场宽30m，储煤能力一般情况下为9万吨左右。通过煤场分类堆储后，炼焦煤由堆取料机取煤后经皮带运输送往12个配煤塔，通过圆盘给料机和电子皮带秤按比例进行不同煤种的配合，再送往粉碎机粉碎。有两台可逆锤式粉碎机，每台生产能力500t/h，一开一备。粉碎后的配合煤送入贮煤塔，装入焦炉炭化室炼焦。
煤在焦炉炭化室内隔绝空气加热，两座老焦炉的设计结焦时间为18h，新焦炉结焦时间19h，当焦饼中心温度达到1000℃±50℃时，焦炭成熟，推出炭化室，熄焦后送往筛焦楼，将焦炭筛分成大于40mm，40～25mm，25～10mm，小于10mm，四种规格，分别送炼铁、烧结工序。
2.煤的成焦过程：
烟煤隔绝空气加热到950～1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制得焦炭，这一过程叫做高温炼焦（或高温干馏）。
室温200℃300℃450℃550℃1000℃
煤焦炭
煤在干馏时，首先释放吸附在煤表面的气体和水蒸汽，大部分非结合态的水在低于105℃时释出，因煤种不同，煤热解开始析出气体的温度不同，烟煤为350～400℃，无烟煤为400～450℃，主要是由于含氧量和化学结构不同，热稳定性增加，从而分解温度升高。在温度低于500~700℃时，析出气体是以甲烷为主的低级烷烃，当温度高于750℃以后，析出气体以氢气为主，在1000℃时固体残留屋的挥发份仅为1～2%。烟煤在300℃时开始出焦油，一直到500～600℃时出完。约在350～480℃左右，粘结性煤发生软化、熔融，气、固、液三相形成胶质体，然后，进一步热解、缩聚、粘结固化、收缩产生裂纹而生成焦炭，而非粘结性煤则成为粉状炭或炭块。烟煤的热解过程如上图所示。由图可见烟煤的结焦过程大体可分为粘结过程和半焦收缩二个阶段。
二、焦炉及其设备
1.焦炉炉体结构
焦炉炉体包括焦炉基础、蓄热室、斜道区、燃烧室、炭化室、炉顶区、分烟道、总烟道、烟囱等，其中最主要的部位为燃烧室和炭化室。
燃烧室和炭化室：燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室提供热量。65孔的焦炉共有66个燃烧室，燃烧室在正常工作时，机焦侧的标准温度为1310/1320℃（何为机焦侧），燃烧室墙面温度高达1300--1400℃，距焦炉煤气灯头1.5—2.0米处，
温度最高（比标准温度高200℃左右）。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭，炭化室墙面温度约为1000--1150℃，焦饼成熟时其中心温度约为1000±50℃。本组焦炉采用宝塔型硅砖砌筑，炉头采用高铝砖。炭化室宽度554，锥度20。
一个燃烧室共有32个立火道，共有16组双联火道，煤气和空气经过斜道或者砖煤气道进入该室燃烧，燃烧产生的热量通过炭化室墙传导给炭化室里的煤，使其经过高温干馏的一系列反映而变成成熟的焦炭。
2.护炉设备：
护炉设备包括：炉柱、小炉柱、保护板、纵横拉条、弹簧、机焦侧操作台等
3.煤气设备：
复热式焦炉，既可以使用焦炉煤气加热也可以使用高炉煤气加热（包括混合煤气、发生炉煤气等贫煤气）。
在长期切断煤气时，尤其是检修时，必须安装盲板切断煤气，以保证安全。
焦炉煤气主管上预热器的作用是：为防止萘、焦油等物质从煤气中冷凝析出堵塞管道和管件，并且为了稳定煤气的温度以稳定供热的条件，一般将预热器出口的煤气温度控制在45—50℃。
冷凝液水封槽：管道中煤气冷凝下来的水和焦油自流排入此水封槽，以保证煤气主管内无积液。水封槽的水封高度为1.2米。
自动放散水封槽：换向时，在煤气切断后，焦炉煤气管道中的压
力急速升高，为缓和煤气压力升高后对仪表等设备带来的危害，设子自动放散水封。当煤气压力高于300mm时，煤气便冲破水面由放散管排出。
4. 废气设备
废气设备包括交换开闭器、总分烟道翻板
5.交换设备
交换机
交换机分为机械交换机和液压交换机两种。
交换机操作步骤都是三个：关煤气—交换废气和空气—开煤气。这种程序的目的是，切断煤气后，在没有煤气流通的情况下缓慢地交换空气和废气的流通方向，可避免未燃烧的煤气进入烟道而形成爆炸气体，空气废气正常流通后再向燃烧系统送入煤气，避免产生气流的紊乱甚至产生爆炸气体混合物。
交换传动装置
交换传动装置包括焦炉煤气传动拉条、和废气传动拉条及导轮。
6.荒煤气导出设备：
荒煤气导出系统的设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气管和氨水喷洒系统等。
桥管和上升管
低压氨水对荒煤气喷洒时通过自身汽化带走大量汽化潜热，使炭化室排出的荒煤气冷却到80—100℃。低压氨水压力一般控制在0.25Mpa。高压氨水喷洒只有在装煤时进行，靠高压氨水的喷射力在
炭化室内产生负压以防止烟尘和煤气外逸，高压氨水压力一般控制在2.5Mpa
集气管
集气管中的氨水靠集气管坡度及液体的位差流动。集气管一般按0.006—0.01的坡度安装（多为0.008）。集气管上还设有清扫氨水喷嘴、蒸汽管和补充清水管。
吸气管应为0.01—0.015的安装坡度。
水封阀
当阀盘提起时，盘中因喷洒的氨水而产生约40mm的水封高度阻住炭化室煤气进入集气管。
氨水系统
包括高压氨水喷洒系统和低压氨水喷洒系统，高压氨水最主要是用来无烟装煤，减少装煤时对环境的污染，而低压氨水喷洒系统则是用来冷却荒煤气的温度，为下部回收车间的操作制造条件。
吸气管
多数焦炉已经将焦油盒取消，与集气管相连，是荒煤气导出到回收车间的管道。
7.焦炉四大车：包括装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车。
三.焦炉的三班操作：
1.装煤：
煤塔贮煤
贮煤塔按其断面形状可分为方形与圆形两种。设计贮煤塔容量一般应保证焦炉有16h的用量，在较好的情况下有效容积只有设计容
积的60%--70%，也就是说将有30%--40%的配合煤将贮在煤塔内。所以在规程中规定每半年对贮煤塔要进行一次彻底清扫，煤塔的斗嘴部分为双曲线形状。
从贮煤塔取煤
通过装煤车贮煤塔取煤，同时从同一排放煤嘴，不准连续放几次煤。每装完一个炭化室后，应按规定从另一排放煤嘴取煤，假如不规定取煤顺序，只从某一排放煤嘴取煤，势必造成这排煤被放空。当配合煤再次送入贮煤塔，必然造成煤料颗粒偏析。
2.平煤：
通过推焦车的平煤杆把装入炭化室里的煤给平匀，平通，保证上部必须有空间以便荒煤气的流通。
3.推焦：
通过推焦车把炭化室里的焦炭推出到拦焦车上，通过拦焦车导入熄焦车内。
4、熄焦：
传统的熄焦方法有喷淋式熄焦、低水分熄焦、稳定熄焦，我厂新焦炉采用干法熄焦，老焦炉采用湿法熄焦。干法熄焦是利用冷的惰性气体（燃烧后的废气，如N2等），在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦。