年产140万吨焦化厂煤气初冷工艺设计(编辑修改稿)

年产140万吨焦化厂煤气初冷工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

...................... 50 采暖通风条件 ................................................................................................... 52 给排水设计条件 ............................................................................................... 53 分析化验设计条件 ........................................................................................... 54 爆炸和火灾危险场所等级 ............................................................................... 54 供汽设计条件 ................................................................................................... 54 供汽方式 ................................................................................................ 54 河南城建学院本科毕业设计 目录 iii 供汽条件 ................................................................................................ 54 设备维修 ........................................................................................................... 55 结 论 ............................................................................................................................. 56 参考文献 ......................................................................................................................... 57 附 录 ............................................................................................................................. 58 致 谢 ............................................................................................................................. 59 河南城建学院毕业设计 引言 1 引 言 在炼焦过程中，荒煤气从焦炉炭化室经上升管逸出的温度为 650750℃ ，需要经过初步冷却才能往后续工段进行输送，同时煤气由炭化室出来经集气管、吸气管、冷却及净化设备直到煤气储罐或送回焦炉，要通过很长的管道及各种设备。 为了克服这些设备和管道阻力及保持足够的煤气剩余压力，还要对煤气进行加压。 初步冷却工艺是焦化厂的心脏，初冷工段投产成功与否决定了焦化厂是否能够顺利投产。 煤气的初步冷却分两步进行： 第一步是在集气管及桥管中用大量循环氨水喷洒，使煤气冷却到 8090℃ ； 第二步再在煤气初冷器冷却，可将煤气冷却到 25℃ ~65℃。 煤气初冷的目的： 一是冷却煤气， 二是使焦油和氨水分离，并脱除焦油渣。 河南城建学院本科设计 文献综述 2 1 文献综述 煤 化工工业发展简史 世界化石能源（包 括煤炭、石油、天然气）资源比较丰富，在一次能源消费结构中占 90%，是当今的主要能源。 石油、天然气储量分别可供 40 年、 60 年的需求，非常规的油气资源有可能进一步扩大。 而煤炭储量十分丰富，且分布广泛，探明储量可供世界开采 200 年。 全球化石能源供应前景的不确定因素之一是成本、价格。 技术进步和生产效率的提高推动着生产和运输成本的降低，但廉价资源储量枯竭等因素又导致成本和价格提高。 预计从 2020 年 2020 年，化石能源在一次能源消费结构中，石油将从 39%降 至 38% ，煤炭将从 26%降至 24%，天然气将从23%提高至 27%。 近几十年来，化石能源在中国一次能源消费结构中占 90%以上。 煤炭是中国的主要能源，也是许多重要化工产品的主要原料。 随着中国社会经济持续、高速发展，近年来能源、化工产品的需求也出现较高的增长速度，煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。 中国煤化工的发展对发挥丰富的煤炭资源优势，补充国内油、气资源不足和满足对化工产品的需求，保障能源安全，促进经济的可持续发展，具有现实和长远的意义。 新型煤化工在中国正面临新的发展机遇和长远的发展前景。 煤炭焦化、煤气化一合成氨一化肥已是中国主要的煤化工产业，随着技术、经济 的发展和市场的巨大需求，煤炭焦化、煤气化一甲醇及下游化工产品等将得到快速发展；煤制油（直接液化、间接液化）技术的开发和产业化将受到关注，重点项目建设已启动。 目前和今后较长一段时期，建设大型煤化工工厂正在成为发展趋势，如百万 t级的煤液化工厂， 300kt 或以上的合成氨、甲醇工厂，炭化室高度 5m 以上的大型炼焦炉等。 在大型工厂建设的基础上，规划建成大型煤化工产业基地，如神华煤液化、煤化工产业基地，宁夏宁东能源重化工基地，山东充矿煤化工基地等。 在产业基地规划中一般包括有不同煤化工单元工艺，如煤焦化、煤液化、煤基甲醇及下游产品等。 以往煤化工工厂的产品以向用户提供终端产品或其他工业原料 (或燃料 )为主，如煤气化 合成氨 化肥、煤焦化一焦炭等，目前产品结构向多元化发展，通过煤化工生产可替代石油的发动机燃料或替代燃料和化工产品（如乙烯、丙烯等）逐渐成为重要的产品方向。 随着技术进步、市场发展和企业运行机制的变化，煤化工技术集成与联产在项目规划、设计中得到重视，如煤炭焦化与焦炉河南城建学院本科设计 文献综述 3 煤气发电或制取甲醇联产，煤气化 合成氨、合成甲醇与热电联产等。 煤化工联产的特点是 :以成熟单元技术为基础。 以提高能源和资源利用效率、优化产品结构、增强企业经济 竞争力、减少污染物排放为目标。 产品结构以化工产品或可替代石油的燃料为主、联产发电为辅，生产的电力主要供给工厂自用。 建立煤化工生态工业是未来发展趋势通过采用先进技术、不同工艺的集成联产发展大型煤化工，形成产业链的有效延伸和综合利用，提高资源、能源的利用效率，减少污染物排放，规模化集中治理污染，达到环境友好，建立煤化工生态工业。 煤化工生态工业的含义是 :将煤化工与建材、材料、发电、废热利用（包括种植、养殖等）等不同产业的工艺技术集成联产，形成资源和能源的循环利用系统，使整体系统具有灵活、高效的调整和运行功能，同时 不对区域生态环境造成破坏和污染。 中国未来煤化工的发展方向是在传统煤化工稳定发展的同时，加大力度发展可替代石油的洁净能源与化工品的新型煤化工技术，并建成技术先进、大规模、多种工艺集成的新型煤化工企业或产业基地。 先进的催化合成技术、分离技术、生物化工技术、节能与环保技术、材料与大型工业装备制造技术等是新型煤化工的发展基础。 在引进和吸收工业发达国家先进技术的同时，发展适合国内需求的、具有自主知识产权的新技术和新装备制造能力，是实现跨越式技术发展和产业化持续发展的战略需求。 目前，中国新型煤化工总体上还处于发展初期 ，未来 20 年是其技术开发、工业化建设和产业发展的重要时期。 焦炭是炼钢的重要辅料，因此焦化工业随着钢铁工业的发展而发展。 世界焦炭产量于 20 世纪 70 年代达到顶峰，即 亿吨左右。 从 80 年代初以来，世界焦炭产量呈下降趋势， 90 年代曾下降到 亿吨。 到 20 世纪末，各国焦炭生产增减幅度已明显变小， 21 世纪初期世界焦炭产量基本稳定在本世纪 亿吨上下，与焦炭需求量是基本平衡。 近几年世界焦炭产量略有回升，但总量变化不大。 焦炭产量大幅度增长的主要是中国、韩国、巴西等几个发展国家。 世界炼 焦工业近几十年来取得了长足发展。 大容积焦炉、捣固焦炉、干法熄焦等开发较早的先进工艺技术在工业化实际生产运行中日臻完善；日本的型焦工艺、德国的巨型炼焦反应器、美国的无回收焦炉、前苏联的立式连续层状炼焦工艺等近 30 年来开发的新工艺新技术则加快了工业化进程。 河南城建学院本科设计 文献综述 4 中国是世界焦炭生产大国，焦炭产量占世界焦炭量的 36%左右。 焦炭出口量占世界焦炭出口贸易有国际 20 世纪 80 年代先进水平的大型机械化焦炉 ,但中国焦炉的大型化和平均装备水平低于西方发达国家 ,焦油和粗苯的加工水平也落后于国外。 除钢铁联合企业的 焦化厂和供应城市煤气的焦化厂外 ,许多独立焦化厂所产的焦炉煤未得到合理有效的利用。 进入 21 世纪 ,结构调整和技步仍是中国焦化工业发展的主题。 近十多年来 ,中国的焦炭总产量翻了一番还多， 1997 年达到了历史最高峰的13902 万吨。 从 1993 年起 ,中国的焦炭产量已连续居世界第一位。 中国也是世界焦炭出口大国 ,2020 年中国出口焦炭 1520 万吨，占世界焦炭出口总量 2510 万吨的60%以上。 由以上可见，焦化工业在在我国国民经济中占有重要地位。 如何提高焦炭质量 通常情况下提高焦炭质量主要集中在对炼焦原料煤的选 择和预处理，改善煤在焦炉内的成焦工艺和对焦炭进行后序处理，同时加强焦炉生产过程管理也是稳定焦炭质量的关键因素是提高焦炭质量的工艺技术。 焦炭质量的提高受多种因素影响并与焦炭生产的每一个环节息息相关，为了全面探究提高焦炭质量的技术措施我们从焦炭生产的各个环节进行了分析研究。 ① 原料煤的预处理技术 捣固炼焦技术装炉煤料捣固成煤饼后，从焦炉的机侧装入炭化室，其密度可以提高到 1150kg/m。 增加炼出的焦炭比顶装煤焦炉生产的焦炭抗碎强度提高耐磨强度改善反应 后强度，提高在相同焦炭质量下可多用的高挥发分弱黏结性煤使入炉煤料中高挥发分弱黏结性煤的配入量高达 70%80%。 ② 配型煤炼焦技术 在配煤比相同的条件下，配型煤炼焦生产的焦炭与常规粉煤炼焦生产的焦炭比较，提高 2%3%，变化不大或稍有改善，转鼓试验指标提高降低，提高焦炭筛分组成有所改善，产率有所下降 80mm80m，级显著增加一般可增加 25mm。 因而提高了焦炭粒度的均匀系数煤调湿技术。 采用煤调湿技术将入炉煤的水分降低至6%7%，使炼焦耗热量降低， 如果按正常入炉煤水分为 11%，则采用煤调湿技术后水分降低了以干煤为 5%/1kg，基准炼焦耗热量降低约 300kJ350kJ。 由于装炉煤河南城建学院本科设计 文献综述 5 水分的降低，堆密度增加约 %。 焦炭的产量也将有所增加。 同时，由于入炉煤的堆密度增加和炭化室装初期升温速度的提高都能促使焦炭品质的提高，焦炭的粒级分布更趋均匀粉焦率约提高 2%%。 ③ 配添加剂 所谓配添加物就是在装炉煤中配入适量的黏结剂和抗裂剂等非煤添加物，以改善其结焦性的一种焦煤准备特殊技术措施。 配黏结剂 工艺适用于低流动度的弱黏结性煤料，有改善焦炭机械强度和焦炭反应性的功效，配抗裂剂工艺适用于高流动度的高挥发性煤料，可增大焦炭块度，提高焦炭机械强度，改善焦炭气孔结构，改进结焦工艺。 ④ 焦炉容积大型化 焦炉的大型化是实现我国炼焦行业协调健康可持续发展的一条重要途径，炭化室加宽、加高，提高单孔炭化室产焦量，是炼焦技术的长远发展方向。 由于增大焦炉炭化室的容积在同等生产规模及外部环境下使得结焦时间延长可以大大减少出炉次数减少装煤和推焦的阵发性污染，改善炼 焦生产操作环境大容积焦炉的自动化水平较高，炼焦工序能耗大大降低，劳动生产率也显著提高，大型焦炉的装炉煤密度得到提高降低了，结焦速率使焦炭成熟均匀冶金焦炭的质量便得到改善，以包钢焦炉为例在同种配煤比及焦炉生产均正常的情况下 JN60 型焦炉，提高了焦炭质量，降低了炼焦能耗，炼焦成本也减少了。 另外，焦炭质量提高后，在高炉炼铁生产中产生的延伸效益更是巨大的。 ⑤ 采用焦炉加热自动控制系统 在传统炼焦生产管理中，一旦加热制度制定后一般不会轻易改变，但因装煤不足、 煤的水分波动煤气的压力波动、天气变化、个别炉号因某种原因延长或缩短结焦时间等，均对煤的炭化过程有一定的影响。 如不及时调整，可使。