清洁生产论文-炼焦原理与工艺流程-污染及治理.docx

学院：环境与资源学院专业：环境工程学号：2009333048姓名：周思宇 清洁生产论文简述炼焦原理及工艺过程，以及以近三年的数据为基准，分析能源消耗的重要环节，产生污染的环节及污染种类，并提出你的洁净生产方案。一、 炼焦原理 1,炼焦原理 炼焦生产，基本原料是炼焦煤。将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。这种煤热解过程通常称为煤的干馏.。煤的干馏分为低温干馏，中温干馏和高温干馏三种。它们的主要区别在于干馏的最终温度不同,，低温干馏在500-600，中温干馏在700-800，高温干馏在900-1000。目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉，主要生产冶金焦，炼焦煤气和炼焦化学产品。这种高温炼焦过程，就是高温干馏.。2,炼焦煤的热解过程 炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭，它具有下列特性：当被加热到400左右，就开始形成熔融的胶质体，并不断地自身裂解产生出油气，这类油气经过冷凝，冷却及回收工艺，得到各种化工产品和净化的焦炉煤气。当温度不断升高，油气不断放出，胶质体进一步分解，部分气体析出，而胶质体逐渐固化成半焦，同时产生出一些小气泡，成为固定的疏孔。温度再升高,半焦继续收缩，放出一些油气，最后生成焦炭。二、炼焦工艺流程介绍高炉生产前的准备除了准备铁矿石（烧结矿和球团矿）外，还需要准备好必需的燃料-焦炭。焦炭是高炉冶炼的主要燃料，焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。（一）焦炭在高炉冶炼中的作用:1.发热剂。焦炭在风口前燃烧放出大量热量并产生煤气，煤气在上升过程中将热量传给炉料，使高炉内的各种物理化学反应得以进行。2.还原剂。焦炭燃烧产生的C0及焦炭中的固定碳是铁矿石的还原剂。3.料柱骨架。焦炭在料柱中占1/31/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。4.渗碳剂。5.炉料下降提供自由空间。（二）炼焦生产工艺流程:现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。工艺流程图如下：1.洗煤原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。2.配煤将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。3.炼焦将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。炭化室内成焦过程如图所示。4.炼焦的产品处理 将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。熄焦方法有干法和湿法两种。湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋6090s。干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为24h。在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。（三）主要工艺设备简介:焦炉：现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭化室宽0.40.5m、长1017m、高47.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。1.捣固焦炉简介:捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。2.熄焦车（或干法熄焦装置） 接受推出的赤热焦炭，运到熄焦塔内喷水（或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽），将赤热焦炭熄灭，然后卸在凉焦台上冷却。3.配煤槽简介：炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。4.粉碎机简介:粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至要求尺寸的机械。根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为粗碎机、中碎机、细磨机、超细磨机。三、炼焦污染分析（一）大气污染及治理措施1. 焦炉装煤过程的烟尘控制 炭化室装煤时，装入炭化室的煤料置换出炉内大量空气，并且装炉开始时空气中的氧和入炉的细煤粒燃烧生成碳黑，以及装炉煤与高温炉墙接触，产生大量水蒸汽和荒煤气。另外，随气体带出的细煤粒等。以上形成装煤烟尘污染。焦炉装煤时，外逸的烟尘量大约占总烟尘量的60%。目前，装煤烟尘控制方法一般有以下几种。（1） 上升管喷射（2） 顺序装煤（3） 带强制抽烟和净化设备的装煤车（4） 连通管2. 岀焦过程的烟尘控制岀焦过程中烟尘主要来自炭化室两侧炉门打开后散发车的炉内残余煤气；推焦时导焦槽上部炉门处散发的粉尘；焦炭从导焦槽落到熄焦车中时散发的粉尘等。（1） 固定棚罩-固定式气体净化系统（2） 移动罩一-移动式气体净化系统（3） 移动罩-固定式气体净化系统（二）炼焦废水及治理1.干熄焦工艺本身不消耗工业水，仅熄焦室顶部环形水封耗水为6立方米/小时。其废水来源主要为湿法除尘排水。主要污染物有SS、COD、挥发酚等。2.冷鼓、脱硫过程设备水封和管道水封装置，冲洗地坪及其他水，含有焦油、NH3-N、COD、BOD5、硫化物等污染物质。3.蒸氨工段油水分离器等设备排出的污染水，含有NH3-N、COD、氰化物、挥发酚等污染物质。4.硫铵工段油水分离器等设备排出的污染水，含有NH3-N、COD、氰化物、挥发酚等污染物质。5.粗苯工段油水分离器等设备排出的污水，主要成分为焦油、苯、COD、BOD5等。6.分析化验排水7.冷却循环系统排出的循环冷却水，因其仅与物料间接接触，除含有盐类物质外，污染成分较少。8.生活污水，污染物为COD、BOD5、SS、NH3-N、石油类等。9.煤气管道冷凝水，含有酚、CN、NH3、硫化物等成分。（三）固体废弃物序号产生工段固废名称废物种类排放去向1炼焦焦粉一般出售2冷凝、鼓风焦油渣危险废物炼焦3冷凝、鼓风冷鼓洗油残渣危险废物掺煤炼焦4脱硫脱硫废液危险废物掺煤炼焦5洗苯洗脱苯渣危险废物掺煤炼焦6污水站生化污泥危险废物掺煤炼焦7生活垃圾一般指定的垃圾处置场四、治理措施上升管盖、桥管承插口采用水封装置；上升管根部采用纺织石棉绳填塞，特制泥浆封闭；炉门采用弹簧刀边炉门、厚炉门框、大保护板、综合强度大，以有效防止炉门泄漏，以上措施可使外溢烟尘量减少95%