马鞍山钢铁焦化厂详细工艺流程PPT演示文档

.,钢铁厂炼焦工艺,.,前 言,马鞍山钢铁股份有限公司是一个拥有烧结、焦化、轧钢、动力等机构。年产200万吨综合生产能力的特大型钢铁联合企业。该企业初创于50年代，60年代被盛誉为“江南一枝花”。,.,马鞍山焦化厂是马鞍山钢铁股份有限公司下属的主体生产厂之一，主要承担生产优质冶金焦供炼铁高炉使用，输出高热值的焦炉煤气供公司后部轧钢系统，同时回收化工产品，加工转化后直接外销市场等任务。马鞍山钢铁股份有限公司焦化厂是全国十大煤焦化工企业之一。,1、焦化厂工艺简介,.,内容提纲：,一、原料二、备煤工艺三、炼焦工艺四、化产工艺五、产品,.,炼焦工艺,外购洗精煤处理,焦炉,25mm（冶金焦）,1025mm（小焦）,10mm（焦粉),粗煤气去化产回收工段净化,净煤气,运输处理,.,第 1 部 分 原 料 - 煤,.,1.1 原料： 煤,通过上面的简单流程大家可以看出，煤炭是炼焦的主要原料，它也是我们日常生活中的重要能源之一，被誉为工业的“食粮”、黑色的“金子”，所以我们必须合理地利用煤矿资源。根据成煤的原始物质条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤在自然界中分布最广，储量最大，而且在煤炭利用和化学加工方面占有主要的位置。,.,1.2 煤的形成,大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细胞低等植物存在了。在整个地质年代中的某些时期内，出于地球的气候温暖、潮湿，而且有丰富的矿物养料，因此植物生长得持别高大和繁茂。这些落群生长的陆生植物，构成丁成煤的物质基础。在漫长的地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的变动，使有些落群生长的植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。在多水缺氧的情况下，堆积在水中的植物残骸受一种“厌氧细菌”(不靠空气而靠夺取植物遗体里的养分而生成的微生物)的作用，脱去不稳定的含氧物质(一般以二氧化碳和水的形式除去)，使残留物的氧和氢的含量减少，碳含量相对增高。与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的腐植酸及沥青类物质。这种既合有植物残骸未被分解的族组成部分(如根、茎、叶、树皮等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水分比较大的物质称为泥炭。 在泥炭形成的过程中，往往出现植物生死交替和地壳不断变动的情况。如果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间的推移。泥炭层的上面就会 被沙土覆盖而形成顶板，顶板预厚，泥炭受压力和地热的作用愈大，地热和压力的作用，使得大分子缩合和构化程度 提高，C/H原子比增大氢和氧含量减少，久而久之泥炭全部转变成变质程度不同的煤。,.,煤中除了一些稀有元素和矿物质外，其主要化学成分是:1） 碳(C)是煤的主要组成部分,以氢、氧、氮、硫构成化合物的形态存在；2）氢(H)是煤的第二重要组成，位于炭环原子网周围，它的含量随煤变质程度的加深而减少；3）氧(o)是煤中的重要元素之一，是反映能力最强的元素，再煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质。煤在变质过程中不断放出二氧化碳和水，故煤中含氧量随变质程度的加深而迅速降低。从泥炭到无烟煤，含氧量由3040%逐渐降到25%；4）氮(N)是构成煤有机物的次要元素，主要由成煤植物的蛋白质转化而来，其含量通常在0.81.8%；5）硫(S)是煤中的杂质，通常分为有机硫和无机硫，总称全硫，煤含硫量一般在1.5%以下，但高的也可达78%。,1.3 煤的物质组成,.,1.4 常用的煤指标,煤的工业分析（水分、灰份、挥发份、固定炭）它们测定方法简便、迅速，所以较常用；除此之外还有硫份、G值、Y值、 X值、b值等，用于评定煤质量好坏和变质程度。其中： a 硫份：洗精煤硫分是指洗精煤所含硫分在洗精煤中所占重量的百分比。其计算公式为： 洗精煤硫分（%）= 洗精煤含硫分总量（吨） 100%； 洗精煤产量（干基）（吨） b G值：也叫粘结指数，表征烟煤粘结性的一种指标， G值越大，表明结焦性越好； C Y值：也叫最大胶质层厚度， Y值随煤的变质程度呈有规律的变化，一般当煤的Vdaf为30%左右时， Y值出现最大值， Vdaf小于13%或者大于50%时Y值都几乎为零， Y值越大一般表明煤的粘结性越好； d X值：也叫最终收缩度，它表征煤料成焦后的收缩情况，在生产中有很好的指导作用； e b值：表示膨胀度，它的大小取决于煤胶质层不透气性和塑性期间的气体析出速度，同时与煤的岩相组成有密切关系，它是一个综合性指标，变动幅度大，对粘结性中等以上的煤，特别是当煤料偏肥时， b值可做较好的区分。,.,1.5 我国煤的分类,分类指标： (1)干燥无灰基挥发分Vdaf；(2)粘结指数G(3)胶质层最大厚度y(4)奥亚膨胀度b。煤类的划分和编码 种类煤用两位阿拉伯数码表示。十位数系按煤的挥发分分组，无烟煤为0，烟煤为14，褐煤为5。个位数，无烟煤类为13，表示煤化程度；烟煤类为16，表示粘结性；褐煤类为12，表示煤化程度。 按中国煤炭分类表和图进行编码和分类。 煤炭分类见下表：,.,1.5 煤的分类,.,1.5 煤的分类,.,人类利用煤炭资源的方法：（1）燃烧（2）气化：将煤控制在一定条件下不完全燃烧以生产煤气。（3）液化：将煤在高温高压的条件下进行裂解和精制制取液体燃料，如汽油等。（4）干馏：将煤在隔热空气条件下加热使其分解，生产焦炭、煤气和各种化工产品。,.,焦炭和煤气是钢铁生产、机械制造和化工合成工业的重要原料和燃料。从煤气中回收的化合物主要有氨、粗苯、硫磺和焦油等。炼焦化学工业是煤炭的综合利用工业，在煤的各种利用方法中，炼焦工艺对煤的利用程度最高。煤在炼焦时，约有75%变成焦炭，另外25%左右变成煤气和化工产品。,.,一、 煤焦化工艺流程简图,.,焦化厂工艺流程简图,.,.,进厂煤经过采样、化验分析、验收后，带入贮煤罐。各罐储煤按一定比例混合，经过粉碎机粉碎后，由皮带送至贮煤塔，装入焦炉炼焦。焦炭晾焦后（或干熄炉），由皮带运送，经过滚条筛，振动筛，把焦炭分为大块、中块及粒焦产品，供炼铁和烧结厂。焦炉煤气经过横管冷却器冷却后，煤气中带入的焦油，进入焦油氨水分离槽分离，得到成品焦油。焦炉煤气通过鼓风机输入到饱和器，将煤气中的氨吸收，生成硫铵产品。焦炉煤气经过终冷塔冷却后进入洗苯塔，吸收煤气中的苯，洗苯塔后的富油，通过蒸馏，生产轻苯和重苯两种产品，煤气经脱硫塔后送到发电厂。,焦化厂工艺流程简介,.,第 2 部 分 备 煤 工 艺,.,备煤工艺,备煤：对进厂的洗精煤进行处理，以达到炼焦要求，通常把原料煤在炼焦前进行的工艺处理过程称为备煤工艺过程。这个过程是在备煤作业区来进行完成的。主要经过堆放、配合、粉碎、调湿、除杂等一系列过程使之达到炼焦要求之后，通过皮带被输送到煤塔供炼焦作业区使用。流程：洗精煤(80mm)由汽车运来（预留火车卸料系统），由螺旋卸料机卸入卸煤槽。按煤的种类分别由不同的运煤皮带输送机转运至堆取料机主皮带，由堆取料机进行堆存作业。上煤时由堆取料机取煤经带式输送机送入配煤仓，配煤仓下的电子自动配料秤将各种煤按相应比例配给到仓下皮带并经除铁器除铁后进入可逆反击锤式粉碎机被粉碎至25mm及25mm以下两级. 筛上物（25mm的焦炭）通过焦3带式输送机及可逆配仓带式输送机进入25mm的焦仓内；筛下物（25mm的焦仓可贮存焦炉10小时的产焦量，约950t。,.,图片8 焦炭及凉焦台,.,图片9 筛焦楼及焦仓,.,3.11 冶金焦炭及标准,焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其真相对密度约180一195，堆积密度约400一520kgm3。由C、H、0、N、S、P等元素组成,.,焦炭在炼铁中的作用：1）骨架作用2）提供热源3）还原剂4）渗碳剂,3.12 焦炭作用,.,第 4 部 分化 产 工 艺,.,从炼焦工段来的焦油氨水与煤气的混合物约80入气液分离器，煤气与焦油氨水等在此分离。分离出的粗煤气进入横管式初冷器，初冷器分上、下两段，在上段，用23化产循环水将煤气冷却到45，化产循环水升温到40，然后煤气入初冷器下段与16制冷水换热，煤气被冷却到22制冷水升温到23，冷却后的煤气进入煤气鼓风机进行加压，加压后煤气进入电捕焦油器，捕集焦油雾滴后的煤气送往脱硫及硫回收工段。 初冷器的煤气冷凝液由初冷器上段和下段分别流出,分别进入各自的冷凝液循环槽，由冷凝液循环泵送至初冷器上下段喷淋，如此循环使用，多余部分由泵抽送至机械化氨水澄清槽,4.1 冷鼓、电捕,.,从气液分离器分离的焦油氨水与焦油渣去机械化氨水澄清槽。澄清后分离成三层，上层为氨水，中层为焦油，下层为焦油渣。分离的氨水至循环氨水槽，然后用循环氨水泵送至炼焦车间冷却荒煤气及初冷器上段和电捕焦油器间断吹扫喷淋使用。多余的氨水去剩余氨水槽，用剩余氨水泵送至脱硫工段进行蒸氨。分离的焦油至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时，用焦油泵将其送至焦油槽, 焦油需外售时, 用焦油泵送往焦油槽车外售。分离的焦油渣定期送往煤场掺混炼焦。,.,左：初冷器 右：电捕焦油器,.,初 冷器,气液分离器,电捕焦油器,离心鼓风机,气液混合物,来自炼焦,冷凝液,机械化氨水澄清槽,冷凝泵房,油品库区,循环氨水槽,去炼焦,氨水,循环氨水,气相,煤气去脱硫工段,焦油,4.1 冷鼓工段流程图,剩余氨水槽,去蒸氨,剩余氨水泵,.,4.2 脱硫工艺,来自冷鼓工段的粗煤气进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后，煤气中H2S含量小于0.2g/Nm3，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫铵工段。 从脱硫塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液至溶液循环槽，用溶液循环泵抽送至再生塔下部与空压站来的压缩空气并流再生，再生后的脱硫液返回脱硫塔塔顶循环喷淋脱硫。硫泡沫则由再生塔顶部扩大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加压后送至连续熔硫釜外售。 在脱硫塔中的主要反应为: H2S+2NH3=(NH4)2S,.,蒸氨工艺,由冷鼓来的剩余氨水经与从蒸氨塔底来的蒸氨废水在氨水换热器换热、加碱后，进入蒸氨塔。在蒸氨塔中被蒸汽直接蒸馏，蒸出的氨汽入氨分缩器用循环水冷却，冷凝下来的液体入蒸氨塔顶作回流，未冷凝的含NH3（10%）氨汽进入氨冷凝冷却器，用制冷水冷凝成浓氨水送脱硫工段作为脱硫补充液。蒸氨塔塔底排出的蒸氨废水在氨水换热器中与剩余氨水换热后，入废水槽，然后与洗脱苯工段来的粗苯分离水一并由废水泵加压经废水冷却器用循环水冷却后送生化处理。,.,脱硫塔,.,脱 硫 塔,再生塔,蒸氨塔,溶液循环槽,硫泡沫槽,压滤机房,煤气来自冷鼓,硫膏外售,煤气去硫铵工段,脱硫工段流程图,溶液循环泵,压缩空气来自空压站,焦炭过滤器,剩余氨水来自冷凝泵房,废水罐,去生化,浓氨水,硫膏含水约2540%,.,4.3 硫铵工艺,由脱硫及硫回收工段送来的煤气经煤气预热器后进入喷淋式硫铵饱和器上段的喷淋室，在此煤气与循环母液充分接触，使其中的氨被母液吸收。然后经硫铵饱和器内的除酸器分离酸雾后送至洗脱苯工段。 在饱和器下部的母液，用循环母液泵连续抽出送至上段进行喷洒，吸收煤气中的氨，并循环搅动母液以改善硫铵的结晶过程。饱和器母液中不断有硫铵结晶生成，用结晶泵将其连同一部分母液送至结晶槽，排放到离心机内进行离心分离，滤除母液。离心分离出的母液与结晶槽溢流出来的母液一同自流回饱和器。从离心机卸出的硫铵结晶，由螺旋输送机送至振动流化床干燥器，分别经由送风机送入热空气干燥、冷风机送入的冷空气冷却后进入硫铵贮斗，然后由包装磅秤称量、包装送入硫铵仓库。,.,4.3 硫铵工艺,沸腾干燥器所用的热空气，经热风器加热后送入。沸腾干燥器排出的废气经旋风除尘器捕集夹带的细粒硫铵结晶后，由排风机抽送至雾膜水浴除尘器进行湿式再除尘，最后排入大气。 硫铵饱和器喷淋室溢流的母液入满流槽，将少量的酸焦油分离，分离酸、焦油后的母液入母液贮槽，由小母液泵加压后送喷淋室喷淋。 外购来的硫酸卸至硫酸槽用硫酸泵送至硫酸高位槽，经控制流量自流入满流槽，调节硫铵饱和器内溶液的酸度。 饱和器法生产硫铵的主要反应有： 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,.,饱和器,离心机,结晶槽,外购硫酸,螺旋输送机,沸腾干燥器,硫铵储斗,硫酸储槽,硫酸储槽,硫铵流程图,煤气来自脱硫,热风器,送风机,旋风除尘,引风机,湿式除尘器,硫铵包装外运,空气,母液泵,煤气去洗脱苯,.,4.4 洗脱苯工艺,来自硫铵工段的粗煤气， 经终冷塔上段的循环水和下段的制冷水换热后,将煤气由55C降至23C. 然后从洗苯塔底部入塔，由下而上经过洗苯塔填料层，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，再经过塔的捕雾段脱除雾滴后离开洗苯塔，其中一部分送焦炉做回炉煤气、一部分送粗苯管式炉作燃料、一部分送制冷站作燃料、一部分送锅炉房作燃料，剩余煤气送气柜加压站，供居民用气或工业用气。,.,富油流程,洗苯塔底富油由贫富油泵加压后送至粗苯冷凝冷却器，与脱苯塔塔顶出来的粗苯汽换热，将富油预热至60C左右，然后至油油换热器与脱苯塔底出来的热贫油换热，由60C升到110C左右，最后进入粗苯管式加热炉被加热至180C左右，进入脱苯塔。从脱苯塔顶蒸出的粗苯油水混和汽进入粗苯冷凝冷却器分别被从洗苯塔底来的富油和16C制冷水冷却至30C左右，然后进入粗苯油水分离器进行分离，分离出的粗苯入粗苯回流槽，部分粗苯经粗苯回流泵送至脱苯塔塔顶作回流，其余部分送往粗苯贮槽，用粗苯输送泵定期送粗苯计量槽外售。油水分离器分离出的油水混合物入控制分离器，在此分离出的洗油送入贫油槽，分离出的粗苯分离水送至脱硫工段，与蒸氨废水一并送生化处理。,.,贫油及蒸汽流程,脱苯后的热贫油从脱苯塔底流出，自流入油油换热器与富油换热，使其温度降至120C左右，入贫油槽并由贫富油泵加压送至一段贫油冷却器和二段贫油冷却器，分别被32C循环水和16C制冷水冷却至约30C，送洗苯塔循环喷淋洗涤煤气。 0.5MPa（表）蒸汽被粗苯管式加热炉过热至400C左右，作为洗油再生器和脱苯塔的热源。粗苯管式炉所需燃料由洗苯后的煤气经煤气过滤器过滤后供给。,.,洗油再生流程,在洗苯脱苯的操作过程中，循环洗油的质量逐渐恶化，为保证洗油质量采用洗油再生器将部分热贫油进行洗油再生。洗油再生量为循环洗油量