干餾煉焦?fàn)t相關(guān)試驗(yàn)

為了證實(shí)鐘氏爐的運(yùn)行可靠性,由重慶益民煤炭氣化公司牽頭,聯(lián)合重慶市璧山紅旗煤礦、璧山建筑一公司、重慶鋼鐵公司特種機(jī)械廠等單位,在紅旗煤礦建造了一座長(zhǎng)6m、寬1.3m、高1.5m的隧道窯式干餾煉焦?fàn)t進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。試驗(yàn)于1996年10月15日開始,12月底結(jié)束,共進(jìn)行了5次。煉出的焦炭達(dá)到二級(jí)冶金焦標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過冷卻后由葉氏1^#風(fēng)機(jī)排出,在煤氣排氣管口點(diǎn)火燃燒,火焰高達(dá)1.5m,并連續(xù)穩(wěn)燃12h。窯車、煤氣導(dǎo)出裝置、煤氣冷卻裝置、風(fēng)機(jī)等運(yùn)行正常。干餾煉焦?fàn)t加熱,爐溫達(dá)950℃。由于該窯全部用紅磚砌成,因此溫度不能提得太高。這項(xiàng)試驗(yàn)證明,干餾煉焦?fàn)t煉焦是可行的。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,我們進(jìn)行了年產(chǎn)0.5萬(wàn)t和年產(chǎn)1萬(wàn)t焦炭的干餾煉焦?fàn)t工藝設(shè)計(jì)及非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)。

干餾煉焦?fàn)t相同之處

(1)焦炭的質(zhì)量及成焦率相同(達(dá)75%以上),兩者都采用干餾式方法煉焦。

(2)煉焦過程中產(chǎn)生的煤氣、焦油等化產(chǎn)都得到回收。

干餾煉焦?fàn)t不同之處

(1)機(jī)焦?fàn)t是將煤放在炭化室里干餾,而干餾煉焦?fàn)t是將煤放在火管里干餾。

(2)機(jī)焦?fàn)t的炭化室和加熱室(燃燒室)都固定不動(dòng),而干餾煉焦?fàn)t的加熱室固定不動(dòng),炭化室(火管)卻是移動(dòng)的。

干餾煉焦?fàn)t取代優(yōu)點(diǎn)比較

(1)干餾煉焦?fàn)t煉焦使用煤種廣泛。凡是能煉焦的煤,不論膨脹系數(shù)及灰熔點(diǎn)的高低,均可用來煉焦。而機(jī)焦?fàn)t對(duì)煤種要求嚴(yán)格。

(2)干餾煉焦?fàn)t達(dá)到了一爐多用。干餾煉焦?fàn)t既可作為普通煉焦?fàn)t,又可作為實(shí)用型焦?fàn)t,還可作為煤氣發(fā)生爐,把弱粘煤壓成圓形或矩形餅放入干餾煉焦?fàn)t,可冶煉出型焦;把不粘煤裝入干餾煉焦?fàn)t冶煉,可得到煤氣和焦末(未結(jié)焦的粉末),將一部分焦末再返回去加熱,則變成了一個(gè)完整的煤氣爐。而機(jī)焦?fàn)t則不易實(shí)現(xiàn)這些。

(3)干餾煉焦?fàn)t對(duì)環(huán)境的污染低于機(jī)焦?fàn)t機(jī)焦?fàn)t煉焦過程中會(huì)產(chǎn)生有毒廢水,其原因是焦煤中的水分(約10%)在煉焦時(shí)隨煤氣蒸發(fā)后,又隨煤氣冷凝下來,此時(shí)水中已溶解了有毒物質(zhì)。鐘氏爐是將煤先預(yù)熱干燥,除去了其中的水分,所以煉焦時(shí)產(chǎn)生的煤氣中不含水分,也就不存在有毒廢水。機(jī)焦?fàn)t的裝煤和熄焦均在高溫下進(jìn)行,會(huì)產(chǎn)生有毒煙氣和廢水。干餾煉焦?fàn)t裝煤和熄焦均在常溫下進(jìn)行,并采用密閉裝煤,因此不產(chǎn)生污染。

(4)干餾煉焦?fàn)t煉焦時(shí)用煤加熱(也可用煤氣加熱),機(jī)焦?fàn)t只能用煤氣加熱,因此前者可比后者提供更多的煤氣。例如,一般煉1t焦要產(chǎn)生400m³煤氣,機(jī)焦?fàn)t將使用200m³來加熱,剩下的200m³才能外供。而干餾煉焦?fàn)t的煤氣可全部外供,這既為小城市煤氣化創(chuàng)造了條件。又可獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

(5)干餾煉焦?fàn)t的爐型規(guī)模適宜。主要有三種規(guī)格:0.5萬(wàn)t/a、1.5萬(wàn)t/a和3萬(wàn)t/a?；究蓾M足土焦?fàn)t改造的需要。機(jī)焦?fàn)t最小產(chǎn)量為5.5萬(wàn)t/a,顯然不適合大部分土焦?fàn)t的改造。

(6)投資省。干餾煉焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)與燒磚用隧道窯近似,年產(chǎn)2萬(wàn)t的隧道窯投資為300萬(wàn)元,而年產(chǎn)5萬(wàn)t的機(jī)焦?fàn)t需投資2000萬(wàn)元。

(7)經(jīng)濟(jì)效益顯著。鐘氏爐生產(chǎn)1t焦炭比土焦?fàn)t生產(chǎn)1t土焦多獲利160元。計(jì)算數(shù)據(jù):產(chǎn)1t土焦耗煤1.8t,產(chǎn)焦油10kg,無(wú)煤氣產(chǎn)生;鐘氏爐產(chǎn)1t焦炭耗煤1.4t,產(chǎn)焦油50kg,產(chǎn)煤氣200m³(另200m³用于加熱)。后者節(jié)省煤炭0.4t,合80元,多產(chǎn)焦油40kg,合40元,多產(chǎn)煤氣200m3,合40元,三者合計(jì)160元。

①所煉出的焦炭質(zhì)量、成品率、化產(chǎn)回收等指標(biāo)達(dá)到機(jī)焦水平;

②適應(yīng)市場(chǎng)需要,產(chǎn)量可大可小,煉焦?fàn)t可隨開隨停。隧道窯可用煤或煤氣加熱;

③經(jīng)濟(jì)效益高。煉1t干餾焦比煉1t土焦可多獲利150元。

④環(huán)境污染低于機(jī)焦?fàn)t,向外排放的廢水及有害煙氣,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放指標(biāo)的干餾煉焦?fàn)t,只需投入資金300萬(wàn)元(括煤氣凈化設(shè)備)。

用隧道窯燒磚是眾所周知的,而用它來煉焦卻是前所未有的。其煉焦原理如圖《隧道窯式干餾煉焦?fàn)t流程圖》所示:在窯車上裝幾根耐火管(簡(jiǎn)稱火管),火管內(nèi)裝焦煤,密封后推入窯內(nèi)。窯車先進(jìn)入預(yù)熱段,再進(jìn)入干餾段,干餾段的窯溫為1300℃,通過火管將熱傳給焦煤,使之干餾成焦炭。干餾結(jié)束后,窯車進(jìn)入冷卻段,用鼓風(fēng)方法將火管冷卻至100℃出窯,吊開火管,留下來的是一大塊焦炭,最后用切焦機(jī)切成需要的尺寸出廠。將窯車清理后再裝上火管和焦煤,密封后入窯,重復(fù)上述過程。這種焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣從窯車下排出,經(jīng)冷卻、凈化,脫掉其中的焦油、萘等,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)后出廠。這種煉焦流程與現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣流程的最大區(qū)別在于,前者投資很低,后者投資較大。

干餾煉焦?fàn)t具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,建設(shè)周期短、投資省、見效快、無(wú)污染等顯著特點(diǎn),并具有機(jī)焦?fàn)t所沒有的優(yōu)點(diǎn),是取代各地土焦?fàn)t的實(shí)用爐型,具有良好的推廣應(yīng)用前景。

煉焦?fàn)t是生產(chǎn)焦炭、煤氣并提供各種化學(xué)產(chǎn)品原料的工業(yè)爐，它是焦化廠的主要設(shè)備。

煉焦?fàn)t是一個(gè)復(fù)雜的建筑過程，建筑過程中應(yīng)該注意所使用的轉(zhuǎn)體的質(zhì)量。另外為了使煉焦?fàn)t的膨脹性能得到保證，應(yīng)該對(duì)其煉焦?fàn)t溫度的控制管理提出要求，例如，蓄熱室溫度是燃燒室的百分之九十五。合理的溫度可以節(jié)約能源并提高煉焦?fàn)t的使用壽命。

不管是空爐還是爐內(nèi)停止加熱都不可以強(qiáng)行推焦。為了減少焦餅難推的現(xiàn)狀，工作人員應(yīng)該制定合適的推焦計(jì)劃，將爐墻上的石墨采用燃燒法及時(shí)清理干凈，還可以使用涂抹硅酸鈉藥劑的方法來消除表面的薄膜，防止其過于厚重更加難以清理；如果石墨存在于上升管的位置，可以打開頂蓋，從下向上快速的通入空氣，利用燃燒來進(jìn)一步清理。加強(qiáng)對(duì)爐溫的管理工作，推焦計(jì)劃準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行，及時(shí)的將爐門關(guān)閉。及時(shí)的降低爐頂空間內(nèi)的溫度，禁止強(qiáng)行推焦計(jì)劃，防止對(duì)墻面產(chǎn)生異常的橫壓力，進(jìn)而損壞爐體，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此不能強(qiáng)行推焦，必須要在嚴(yán)格的計(jì)劃之下完成。 2100433B

干餾產(chǎn)品：

煤干餾生產(chǎn)過程

當(dāng)煤料的溫度高于100℃時(shí)，煤中的水分蒸發(fā)出；溫度升高到200℃以上時(shí)，煤中結(jié)晶水釋出；高達(dá)350℃以上時(shí),粘結(jié)性煤開始軟化，并進(jìn)一步形成粘稠的膠質(zhì)體（泥煤、褐煤等不發(fā)生此現(xiàn)象）；至400～500℃大部分煤氣和焦油析出，稱一次熱分解產(chǎn)物；在450～550℃，熱分解繼續(xù)進(jìn)行，殘留物逐漸變稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦繼續(xù)分解,析出余下的揮發(fā)物（主要成分是氫氣），半焦失重同時(shí)進(jìn)行收縮，形成裂紋；溫度高于800℃,半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭。當(dāng)干餾在室式干餾爐內(nèi)進(jìn)行時(shí)，一次熱分解產(chǎn)物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸，發(fā)生二次熱分解，形成二次熱分解產(chǎn)物（焦?fàn)t煤氣和其他煉焦化學(xué)產(chǎn)品）。

煤干餾的產(chǎn)物是焦炭、煤焦油和煤氣。

煤干餾產(chǎn)物的產(chǎn)率和組成取決于原料煤質(zhì)、爐結(jié)構(gòu)和加工條件（主要是溫度和時(shí)間）。隨著干餾終溫的不同，煤干餾產(chǎn)品也不同。低溫干餾固體產(chǎn)物為結(jié)構(gòu)疏松的黑色半焦，煤氣產(chǎn)率低，焦油產(chǎn)率高；高溫干餾固體產(chǎn)物則為結(jié)構(gòu)致密的銀灰色焦炭，煤氣產(chǎn)率高而焦油產(chǎn)率低。中溫干餾產(chǎn)物的收率，則介于低溫干餾和高溫干餾之間。煤干餾過程中生成的煤氣主要成分為氫氣和甲烷，可作為燃料或化工原料。高溫干餾主要用于生產(chǎn)冶金焦炭，所得的焦油為芳香烴、雜環(huán)化合物的混合物，是工業(yè)上獲得芳香烴的重要來源；低溫干餾煤焦油比高溫焦油含有較多烷烴，是人造石油重要來源之一。

煤干餾煤工業(yè)發(fā)展

2008年中國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)繼續(xù)有序發(fā)展，煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策逐步完善，煤基甲醇和煤基二甲醚的試點(diǎn)應(yīng)用取得可喜進(jìn)展，產(chǎn)能得到進(jìn)一步釋放，新型煤化工產(chǎn)品逐漸走向市場(chǎng)，并被市場(chǎng)接受。隨著金融危機(jī)影響的加劇，中國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)面臨成本壓力，行業(yè)發(fā)展趨緩。由于國(guó)家政策總體上仍支持煤化工發(fā)展，節(jié)能減排已是大勢(shì)所趨，故中國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)雖短期受困但前景仍十分可觀。

新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它與能源、化工技術(shù)結(jié)合，可形成煤炭——能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國(guó)能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要發(fā)展方向，這對(duì)于中國(guó)減輕燃煤造成的環(huán)境污染、降低中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴均有著重大意義?？梢哉f，煤化工行業(yè)在中國(guó)面臨著新的市場(chǎng)需求和發(fā)展機(jī)遇。