煉焦生產(chǎn)實用技術(shù)

第一章焦炭1

一、高爐生產(chǎn)及焦炭作用1

二、高爐冶煉用焦炭2

三、冶金焦炭的質(zhì)量指標4

第二章煉焦用煤6

第一節(jié)煤的組成與性質(zhì)6

一、煤的元素組成6

二、煤的工業(yè)分析7

三、煤的黏結(jié)性與結(jié)焦性8

第二節(jié)煤炭分類11

一、我國煤炭分類11

二、煙煤的分類11

三、單種煤的結(jié)焦特性12

第三章煉焦用煤的準備14

第一節(jié)備煤工藝14

一、先配合后粉碎工藝流程14

二、先粉碎后配合工藝流程14

第二節(jié)來煤接受和貯存15

一、洗精煤質(zhì)量檢驗15

二、煤巖分析在配煤中的應用16

三、貯煤場類型17

四、來煤的接受18

五、來煤的貯存18

六、貯煤場管理20

第三節(jié)配煤21

一、配煤原則21

二、配合煤質(zhì)量指標及對焦炭質(zhì)量的影響21

三、企業(yè)制定配煤比的步驟25

四、配煤煉焦試驗25

五、擴大煉焦配煤煤源的技術(shù)措施27

第四節(jié)配煤機械設備30

一、翻車機30

二、螺旋卸煤機31

三、堆取料機32

四、粉碎機34

五、膠帶輸送機36

六、配煤系統(tǒng)38

第四章結(jié)焦原理42

第一節(jié)煤的熱解過程42

一、煤分子結(jié)構(gòu)的一般概念42

二、煤的熱解過程42

第二節(jié)煙煤的結(jié)焦過程43

一、煤的黏結(jié)過程43

二、煤的半焦收縮45

第三節(jié)炭化室內(nèi)的結(jié)焦過程46

一、溫度變化與爐料狀態(tài)46

二、炭化室各部位的焦炭特征與質(zhì)量差異47

三、影響炭化室結(jié)焦過程的因素48

第四節(jié)煉焦過程的化學產(chǎn)品48

一、化學產(chǎn)品的生成49

二、煉焦化學產(chǎn)品產(chǎn)率的估算49

第五章焦爐結(jié)構(gòu)及爐型簡介52

第一節(jié)焦爐砌筑材料52

一、焦爐對耐火材料的要求53

二、焦爐用耐火材料的主要性能53

三、焦爐用主要耐火材料55

四、焦爐用耐火泥料56

五、焦爐常用的隔熱保溫材料58

第二節(jié)爐體結(jié)構(gòu)59

一、蓄熱室59

二、斜道62

三、炭化室64

四、燃燒室65

五、爐頂區(qū)67

六、基礎平臺與煙道68

第三節(jié)爐型分類68

一、按裝煤方式69

二、按加熱用煤氣種類69

三、按煤氣的供入方式69

四、按氣流調(diào)節(jié)方式69

五、按火道結(jié)構(gòu)形式69

六、按拉長火焰方式70

第四節(jié)現(xiàn)代焦爐簡介71

一、國內(nèi)目前常用爐型71

二、JN型焦爐簡介73

三、爐組選擇與生產(chǎn)能力的確定78

四、爐型選擇的原則78

五、大容積焦爐的比較79

第六章護爐鐵件與煤氣設備81

第一節(jié)護爐鐵件81

一、護爐鐵件的作用81

二、護爐鐵件81

三、爐體膨脹87

四、護爐鐵件的檢測內(nèi)容及頻次88

第二節(jié)荒煤氣導出設備89

一、上升管89

二、橋管90

三、集氣管91

四、氨水噴灑裝置93

第三節(jié)焦爐加熱設備93

一、加熱煤氣管道及設施93

二、廢氣設備100

三、交換設備102

第七章焦爐機械105

第一節(jié)側(cè)裝煤焦爐機械105

一、裝煤車105

二、推焦車107

三、攔焦車110

四、熄焦車112

五、搗固機113

六、導煙車115

第二節(jié)頂裝煤焦爐機械116

一、頂裝煤裝煤車117

二、推焦車的平煤裝置117

第三節(jié)機車聯(lián)鎖118

一、電氣聯(lián)鎖118

二、通話聯(lián)鎖119

三、γ射線聯(lián)鎖119

四、激光聯(lián)鎖119

第八章出爐操作120

第一節(jié)裝煤操作120

一、從貯煤塔取煤120

二、往炭化室裝煤121

第二節(jié)推焦操作127

一、推焦計劃的制訂127

二、推焦操作131

三、推焦操作的考核137

四、推焦過程中的特殊操作137

第三節(jié)熄焦138

一、濕法熄焦138

二、干法熄焦142

第四節(jié)焦爐操作管理144

一、焦爐“五字”操作方針145

二、執(zhí)行焦爐技術(shù)管理規(guī)程145

三、焦爐操作的檢查和評定146

第九章煤氣燃燒147

第一節(jié)煤氣性質(zhì)與燃燒147

一、煤氣性質(zhì)147

二、煤氣燃燒148

第二節(jié)熱效率與耗熱量150

一、焦爐的熱效率150

二、煉焦耗熱量150

第十章焦爐的加熱制度153

第一節(jié)溫度制度153

一、標準溫度與直行溫度154

二、焦餅中心溫度160

三、橫排溫度161

四、爐頂空間溫度165

五、爐頭溫度165

六、冷卻溫度166

七、蓄熱室頂部溫度167

八、小煙道溫度167

第二節(jié)壓力制度168

一、確定壓力制度的基本原則168

二、集氣管壓力168

三、炭化室底部壓力的測量169

四、看火孔壓力170

五、蓄熱室頂部吸力170

六、蓄熱室阻力的測量174

七、全爐壓力(五點壓力)分布174

八、橫管壓力174

九、分煙道吸力175

第三節(jié)焦爐加熱調(diào)節(jié)175

一、全爐煤氣量的供給175

二、全爐空氣量的供給177

第四節(jié)廢氣分析178

第五節(jié)溫度壓力測量的常用儀器179

一、U形壓力計179

二、斜形微壓計180

三、熱電偶180

四、光學高溫計181

五、紅外測溫儀182

第六節(jié)熱調(diào)故障及處理182

一、焦爐熱調(diào)的常見問題182

二、焦爐熱調(diào)事故的處理185

三、地下室煤氣管道著火186

四、煤氣爆炸事故186

第十一章焦爐的特殊操作187

第一節(jié)焦爐的停送煤氣操作187

一、焦爐停止加熱187

二、送煤氣操作188

三、停送煤氣時的注意事項189

第二節(jié)焦爐更換煤氣操作189

一、更換煤氣前應具備的條件189

二、焦爐煤氣更換高爐煤氣的操作189

三、高爐煤氣更換為焦爐煤氣的操作189

第三節(jié)帶煤氣鉆眼190

一、鉆眼前的準備190

二、鉆眼操作190

三、鉆眼操作注意事項190

第四節(jié)帶煤氣抽堵盲板191

一、抽堵盲板安全要求191

二、準備工作191

三、抽堵盲板操作191

四、操作要點及注意事項192

第五節(jié)焦爐強化生產(chǎn)192

一、結(jié)焦時間192

二、溫度管理193

三、壓力制度193

四、煉焦耗熱量及煤氣流量194

五、加強三班操作194

第六節(jié)延長結(jié)焦時間195

一、延長結(jié)焦時間，焦爐管理應遵循的

原則195

二、最長結(jié)焦時間195

三、焦爐的管理196

四、結(jié)焦時間的恢復198

第七節(jié)焦爐燜爐保溫操作199

一、焦爐燜爐保溫的方法選擇199

二、燜爐保溫的原則200

三、燜爐保溫操作200

四、帶焦保溫操作注意事項201

五、空爐保溫操作注意事項202

第八節(jié)焦爐停產(chǎn)操作203

一、確定降溫計劃203

二、護爐鐵件的測量與管理203

三、停爐企業(yè)應制定詳細地實施方案和

成立組織指揮部203

第十二章焦爐爐體維護204

第一節(jié)焦爐損壞的原因204

一、非正常損壞的原因204

二、正常損壞的原因205

第二節(jié)焦爐砌體的日常檢查、維護206

一、對熱修泥料的基本要求206

二、日常維護的泥料配制206

三、焦爐各部位的檢查207

四、焦爐維護的主要措施207

五、焦爐各部位的日常維護操作208

第三節(jié)焦爐砌體的大中修211

一、檢修依據(jù)211

二、檢修內(nèi)容212

三、焦爐燃燒室修理212

四、焦爐冷爐修理214

第四節(jié)焦爐維修新技術(shù)—陶瓷焊補215

一、陶瓷焊補技術(shù)簡介215

二、陶瓷焊補工作原理216

三、陶瓷焊補操作與控制216

四、陶瓷焊補技術(shù)的應用217

五、陶瓷焊補的技術(shù)優(yōu)勢218

第十三章煉焦生產(chǎn)安全220

第一節(jié)煉焦車間的安全技術(shù)220

一、煉焦車間一般安全技術(shù)規(guī)則220

二、煤氣使用安全規(guī)則220

第二節(jié)煤氣事故應急預案223

一、指導思想和原則223

二、煤氣重大事故現(xiàn)場應急處理224

三、煤氣泄漏的應急處理224

四、煤氣著火事故應急處理225

五、煤氣爆炸事故應急處理226

六、煤氣中毒事故的應急處理227

七、應急救援組織指揮機構(gòu)227

八、事故報告和現(xiàn)場保護228

第三節(jié)全公司停電、焦爐系統(tǒng)的應急預案228

一、因全公司大停電可能引發(fā)的生產(chǎn)故障228

二、突然停電(停水、停汽)時各崗位的應急措施228

第四節(jié)煉焦其他安全問題231

一、焦爐機械傷害231

二、高空墜落傷害231

三、滑觸線觸電傷害231

四、燒燙傷害232

第十四章焦爐地面除塵站233

第一節(jié)地面站煙塵控制技術(shù)233

一、密封膠帶提升小車形式233

二、固定接口閥對接導通煙氣形式233

第二節(jié)煙塵的治理234

一、搗固煉焦過程中煙塵的治理234

二、搗固焦爐裝煤過程中的煙塵治理235

第三節(jié)地面除塵站的維護237

一、焦爐除塵地面站的點檢與維護237

二、焦爐除塵地面站的常見故障及處理237

附錄238

附錄1焦爐用硅磚的技術(shù)標準(YB/T 5013—2005)238

附錄2黏土質(zhì)耐火磚的技術(shù)標準(YB/T 5016—1993)240

附錄3硅火泥技術(shù)要求242

附錄4黏土火泥技術(shù)要求242

參考文獻243 2100433B

本書的編寫本著內(nèi)容淺顯易懂，力求緊密結(jié)合實際的原則、以反映當前生產(chǎn)實用工藝為重點，同時廣泛地介紹比較成熟的新工藝、新技術(shù)。內(nèi)容包括煉焦用煤的準備、焦爐結(jié)構(gòu)、焦爐機械、出爐操作、熱調(diào)技術(shù)、爐體維護、煉焦生產(chǎn)安全及事故應急預案等，使學生和煉焦職工更多地掌握生產(chǎn)操作技能，更緊密地與生產(chǎn)實際相結(jié)合。

本書可作為高職高專煤化工專業(yè)的教材，也可作為焦化企業(yè)生產(chǎn)崗位操作人員參加國家職業(yè)技能鑒定的培訓考試用教材，同時也可作為焦化企業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員的參考用書。

有下述程序：煉焦煤料的制備簡稱備煤，是將煤礦運來的各種精煤（或低灰分原煤）制備成配比準確、粒度適當、質(zhì)量均一、符合煉焦要求的煤料。一般包括：卸煤、貯存和混勻、配合、粉碎和混合，并將制備好的煤料送到焦爐貯煤塔。嚴寒地區(qū)，還應有解凍庫和破凍塊設備。煉制優(yōu)質(zhì)焦炭，必須對備煤操作給予足夠的重視。把煤混勻好，提高配煤的準確度，使煤質(zhì)波動最小，保證焦炭的化學成分和物理機械性能的穩(wěn)定，以穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。因此配煤設備必須準確地按給定值配煤；配煤槽要均勻連續(xù)下煤。煤中雜物要除凈，水分不能過高。煤料的合理粉碎，可以有效地提高焦炭的機械強度。必須根據(jù)具體情況對不同的煤料確定最適宜的粉碎粒度。

改進備煤流程，是擴大煉焦煤源和改善焦炭質(zhì)量的途徑。中國絕大多數(shù)焦化廠都采用先按規(guī)定比例配合的混合粉碎流程。這種流程不能根據(jù)各種煤的硬度差異分別進行處理，因此只適用于粘結(jié)性較好、煤質(zhì)較均勻的煉焦煤料。較新的備煤流程有三種：①單獨粉碎流程，是將各種煤先單獨進行粉碎，然后按規(guī)定的比例配合，再進行混合；②分組粉碎流程，是先將硬度相近的各煤種，按比例配合成組，各組分別送往各自的粉碎機粉碎到要求的粒度，再進行混合；③選擇粉碎流程，是將粉碎到一定程度的煤過篩，將篩出的粗粒級組分進行再粉碎，這樣可使粘結(jié)性差、惰性物含量高的粗粒級組分粉碎得較細，避免粘結(jié)性好的巖相組分過度粉碎。

已經(jīng)制備好的煤料從煤塔放入裝煤車，分別送至各個炭化室裝爐。干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)集氣系統(tǒng)，送往化學產(chǎn)品回收車間加工處理。經(jīng)過一個結(jié)焦周期（即從裝爐到推焦所需的時間，一般為14～18小時，視炭化室寬度而定），用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦后，將焦炭卸入涼焦臺；然后篩分、貯藏。

煉焦車間一般由兩座煉焦爐組成一個爐組。兩座煉焦爐布置在同一中心線上，中間設一個煤塔。一個爐組配有相應的焦爐機械──裝煤車、推焦機、攔焦機、熄焦車和電機車；還配備一套熄焦設施，包括熄焦塔、熄焦泵房、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等，布置在爐組的端部。熄焦塔中心與爐端炭化室中心的距離一般不小于40米。如采用干法熄焦，則需設干熄焦站。煉焦車間還裝備有必要的管道和換向系統(tǒng)。

煉焦煤料的制備簡稱備煤，是將煤礦運來的各種精煤(或低灰分原煤)制備成配比準確、粒度適當、質(zhì)量均一、符合煉焦要求的煤料。一般包括:卸煤、貯存和混勻、配合、粉碎和混合，并將制備好的煤料送到焦爐貯煤塔。嚴寒地區(qū)，還應有解凍庫和破凍塊設備。煉制優(yōu)質(zhì)焦炭，必須對備煤操作給予足夠的重視。把煤混勻好，提高配煤的準確度，使煤質(zhì)波動最小，保證焦炭的化學成分和物理機械性能的穩(wěn)定，以穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。因此配煤設備必須準確地按給定值配煤;配煤槽要均勻連續(xù)下煤。煤中雜物要除凈，水分不能過高。煤料的合理粉碎，可以有效地提高焦炭的機械強度。必須根據(jù)具體情況對不同的煤料確定最適宜的粉碎粒度。

改進備煤流程，是擴大煉焦煤源和改善焦炭質(zhì)量的途徑。中國絕大多數(shù)焦化廠都采用先按規(guī)定比例配合的混合粉碎流程。這種流程不能根據(jù)各種煤的硬度差異分別進行處理，因此只適用于粘結(jié)性較好、煤質(zhì)較均勻的煉焦煤料。較新的備煤流程有三種：①單獨粉碎流程，是將各種煤先單獨進行粉碎，然后按規(guī)定的比例配合，再進行混合；②分組粉碎流程，是先將硬度相近的各煤種，按比例配合成組，各組分別送往各自的粉碎機粉碎到要求的粒度，再進行混合；③選擇粉碎流程，是將粉碎到一定程度的煤過篩，將篩出的粗粒級組分進行再粉碎，這樣可使粘結(jié)性差、惰性物含量高的粗粒級組分粉碎得較細，避免粘結(jié)性好的巖相組分過度粉碎。

已經(jīng)制備好的煤料從煤塔放入裝煤車，分別送至各個炭化室裝爐。干餾產(chǎn)生的煤氣經(jīng)集氣系統(tǒng)，送往化學產(chǎn)品回收車間加工處理。經(jīng)過一個結(jié)焦周期(即從裝爐到推焦所需的時間，一般為14~18小時，視炭化室寬度而定)，用推焦機將煉制成熟的焦炭經(jīng)攔焦機推入熄焦車；熄焦后，將焦炭卸入涼焦臺；然后篩分、貯藏。

煉焦車間一般由兩座煉焦爐組成一個爐組。兩座煉焦爐布置在同一中心線上，中間設一個煤塔。一個爐組配有相應的焦爐機械──裝煤車、推焦機、攔焦機、熄焦車和電機車；還配備一套熄焦設施，包括熄焦塔、熄焦泵房、粉焦沉淀池及粉焦抓斗等，布置在爐組的端部。熄焦塔中心與爐端炭化室中心的距離一般不小于40米。如采用干法熄焦，則需設干熄焦站。煉焦車間還裝備有必要的管道和換向系統(tǒng) 。2100433B

裝爐煤經(jīng)過高溫干餾轉(zhuǎn)化為焦炭、焦爐煤氣和化學產(chǎn)品的工藝過程。即煤炭焦化。指主要從硬煤和褐煤中生產(chǎn)焦炭、煤氣、干餾炭及煤焦油或瀝青等副產(chǎn)品的煉焦爐的操作活動。

根據(jù)最終溫度，有高溫煉焦(900～1100℃）、中溫煉焦(660～750℃）和低溫煉焦(500～580℃）。通常指高溫煉焦。

現(xiàn)代煉焦生產(chǎn)在焦化廠煉焦車間進行。煉焦車間一般由一座或幾座焦爐及其輔助設施組成，焦爐的裝煤、推焦、熄焦和篩焦組成了焦爐操作的全過程，每個爐組都配備有裝煤車、推焦車、攔焦機、熄焦車和電機車，一側(cè)還應設有焦臺和篩焦站。開發(fā)的煉焦新工藝還有：配入部分型煤煉焦的配型煤工藝、用搗固法裝煤的煤搗固工藝、煤預熱工藝等。

煉焦產(chǎn)品

⑴焦炭。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，其次用于鑄造與有色金屬冶煉工業(yè)，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。

⑵煤焦油。焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%，其組成極為復雜，多數(shù)情況下是由煤焦油工業(yè)專門進行分離、提純后加以利用

⑶煤氣和化學產(chǎn)品。氨的回收率約占裝爐煤的0.2%~0.4%，常以硫酸銨、磷酸銨或濃氨水等形試作為最終產(chǎn)品。粗苯回收率約占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有機合成工業(yè)的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但為了經(jīng)濟效益，也是為了環(huán)境保護的需要。經(jīng)過凈化的煤氣屬中熱值煤氣，發(fā)熱量為17500kj/Nm3左右，每噸煤約產(chǎn)煉焦煤氣300~400 m3，其質(zhì)量約占裝爐煤的16%~20%，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的重要氣體燃料，其主要成分是氫和甲烷，可分離出供化學合成用的氫氣和代替天然氣的甲烷。

煉焦簡史

中國明代以前就已采用土窯煉焦，并用焦炭冶鐵。到20世紀初，經(jīng)過發(fā)展的土窯有圓窯和長窯兩種，前者適用于地下水位不高、煤結(jié)焦性較好的地區(qū)；后者因爐底高于地面，操作受地下水的影響較小，結(jié)焦時間較短，適用于多雨而煤結(jié)焦性略差的地區(qū)。土窯的特點是結(jié)焦室和燃燒室不分開，煉焦熱源靠煤干餾時產(chǎn)生的煤氣和部分煤料燃燒提供，因而成焦率低，焦炭灰分高，結(jié)焦時間長（約8～12晝夜），化學產(chǎn)品不能回收利用，對大氣污染嚴重。后經(jīng)改進，出現(xiàn)一種帶固定拱頂?shù)膱A窯，稱為蜂窩式煉焦爐（圖1）。每孔爐的裝煤量5～7噸，結(jié)焦時間48～72小時。焦炭在爐內(nèi)熄火，最初用人工出焦，后來改為機械化出焦。

19世紀中葉出現(xiàn)了倒焰式煉焦爐。倒焰爐的炭化室和燃燒室用磚墻分開，但上部相通，使炭化室發(fā)生的煤氣轉(zhuǎn)入燃燒室，并從燃燒室上部引入空氣，使煤氣燃燒，火焰由上“倒焰”而下，經(jīng)爐底煙道排入煙囪。這種煉焦爐不回收化學產(chǎn)品，加熱用煤氣量不能調(diào)節(jié)，結(jié)焦末期煤氣產(chǎn)量小，供熱不足。