炼焦与化产回收..doc

名词解释高炉炼焦的焦比:指每炼一顿生铁焦炭的消耗量,用公斤/吨生铁表示.M25(M40): 当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称焦炭的抗碎性或抗碎强度。用M25（M40）表示。M10:当焦炭表面承受的切向摩擦力超过气孔壁的强度时，会产生表面薄层分离现象形成碎屑或粉末，焦炭抵抗此种破坏的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10值表示。备煤的细度: 是指配合煤中 机侧，两侧宽度之差称锥度荒煤气:炼焦煤于炼焦炉内在隔绝空气高温加热条件下,煤质发生一系列变化,裂解生成挥发性产物净焦炉煤气:经回收化学产品和净化后的煤气轻苯和重苯:粗苯工段生产的粗苯,经两苯塔分馏为轻苯和重苯循环氨水:氨水由澄清槽上部满流至氨水中间槽,再用循环氨水泵送回焦炉集气管以冷却荒煤气,这部分氨水称为循环氨水.剩余氨水:在氨水循环系统中，由于加入配煤水分和炼焦时产生的化合水，使氨水量增多而形成所谓的剩余氨水。重质焦油:在用循环氨水于集气管内喷洒荒煤气时，约60%的焦油冷凝下来，这种集气管焦油是重质焦油.轻质焦油:煤气在初冷器中冷却,冷凝下来的焦油为轻质焦油.混合焦油:轻质焦油和重质焦油的混合物.饱和器母液:饱和器中被硫酸铵和硫酸氢铵所饱和的硫酸溶液.饱和器母液酸度:溶液中酸式盐和中式盐的比例取决于母液中游离硫酸的浓度，这种浓度以质量百分数表示，称之为酸度。晶比:悬浮于母液中的硫铵结晶的体积对母液与结晶总体积的百分比，称为晶比。粗苯：是由多种芳烃和其他混合物组成的复杂混合物，粗苯中主要含有苯，甲苯，二甲苯和三甲苯等芳香烃，还含有不饱和化合物，硫化物，饱和烃，酚类和吡啶碱类。轻苯：苯，甲苯，二甲苯的绝大部分，硫化物的大部分和近50%的不饱和化合物都集中在轻苯中。重苯：苯乙烯，古马隆，茚等高沸点不饱和物集中在重苯中。回收率：煤气中的苯族烃在洗苯塔内被吸收的程度。富油：吸收了煤气中的苯族烃的洗油。贫油：将富油脱苯后的循环洗油称为贫油。一次汽化法：是将液体混合物加热，并使其部分汽化，一直达到指定温度，才将处于平衡状态的汽液两相一次分开。一次汽化温度：指经管式炉加热后的焦油进入二段蒸发器闪蒸时，汽液两相达到平衡状态时的温度。改质沥青：以中温沥青为原料进行加热改质处理时，沥青中的芳烃发生热聚合和缩合，产生氢、甲烷和水。同时，沥青中原有的-树脂的一部分转化为二次-树脂，苯不溶物的一部分转化为二次-树脂。这种沥青称为改质沥青1.表征焦炭外观和孔结构的性能指标:通常用裂纹度,气孔率,气孔平均直径与孔径分布,比表面积等参数表征.2.焦炭的工业分析包括哪些内容:水分、灰分、挥发分和固定碳.4.焦炭的化学反应性能及影响因素:焦炭与CO2、氧和水蒸气等进行化学反应的性质.影响因素:原料煤性质,炼焦工艺,反应速率参数5.简述焦炭的主要用途级各种焦炭的质量要求: 主要用于高炉炼铁、铸造、气化、电石和有色金属冶炼.高炉焦要求灰低、硫低、强度高、粒度适当且均匀、气孔均匀、致密、反应性适度、反应后强度高。第二章1.我国主要炼焦煤产地有哪些?什么变质程度的煤适合用作炼焦煤:山西、安徽、山东、江苏、江西和河南等. 中等变质程度的烟煤.2.炼焦煤的特性:变质程度、煤岩组分、黏结性、结焦性、化学组成和可选性等3.简述配煤炼焦的意义和原则:意义:使各种煤之间性质上取长补短，符合焦炉的生产要求，生产出满足质量要求的优质焦炭，并副产炼焦化学产品，实现煤炭资源的合理利用。原则:a.配煤质量应与煤料的预处理工艺及炼焦条件相适应，使焦炭的质量达到规定的指标，同时控制配煤的成本。b.符合本区域内煤炭资源的组成，有利于扩大炼焦煤源，同时缩短平均运距。c.在保证焦炭质量的前提下，尽量多配高挥发分煤，以利于增产化学产品和煤气。d.煤源的数量可靠、质量稳定。4.名词解释5.简述配煤的三大原理:胶质层重叠原理 互换性原理 共炭化原理6.预测配煤炼焦质量的方法:(1)挥发分黏结性参数预测法(2)Gb因子预测法(3)CBI SI预测法(4)煤岩参数和黏结性参数预测法第三章1.简述煤分子结构的一般特性:(1)大分子：芳香结构为主的环状化合物 (2)小分子：链状结构为主的化合物2.简述煤热解过程的三个阶段:(1)干燥脱吸阶段：室温300 (2)黏结形成半焦阶段：300550 (3)成焦阶段：5501000 3.煤在热解中要形成粘结好的煤炭，必备条件有哪些:（1）有足够数量的液相，能使分解的煤粒表面润湿并充满颗粒间的空隙；（2）胶质体的温度间隔足够大；（3）胶质体的流动性好；（4）胶质体有一定的黏度，能产生一定的膨胀压力，将软化的煤粒压紧；（5）液相分解缩聚所形成的固相产物和未分解为液相的固体颗粒，本身应具有足够的强度；（6）黏结性不同的煤粒在空间要均匀分布。 4.煤的成焦机理有哪些，简述胶质层和中间相理论:(1)成焦机理:溶剂抽提理论,物理黏结理论,胶质体理论(塑性成焦机理),中间相理论,传氢机理。 (2)胶质体理论: 假设焦炭的形成是由三个依次相连的反应表示,即解聚反应,裂解缩聚反应,二次脱气反应. 中间相理论:可分为热缩聚,成球,小球体长大,接触,融并,重排, 增黏,变形,固化等过程.5.名词解释6.简述工艺条件对炼焦过程的影响: （1）加热速度,合理的加热速度应是黏结阶段快，收缩阶段慢。（2）煤料细度,细粉碎有利于得到裂纹少、块度大、质量均一的焦炭（3）堆密度,只有当黏结性差的气煤配用量较大时，采用增加堆密度的方法来提高焦炭的强度。（4）填加物,煤黏结性不好：加入沥青等黏结剂，增加结焦过程中的液相以改善黏结性。煤收缩性很大：加入经细粉碎的无烟煤粉、焦粉等瘦化剂以减少收缩内应力，从而提高焦炭块度。7.简述热解过程中的化学反应: 煤热解中的裂解反应 一次热解产物的二次热解反应 煤热解中的缩聚反应第四章1.焦炉的基本结构包括哪些部分:焦炉由三室两区组成：即炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分。2.名词解释3.解决高向加热均匀性的方法:a. 高低灯头b.分段燃烧 c.不同厚度的炉墙 d. 废气循环 4.焦炉附属设备的作用和主要设备名称:焦炉附属设备是指除焦炉机械外的直接为焦炉服务的其他所有设备。包括护炉设备、焦炉炉门、上升管、集气管、废气盘、焦炉加热设备等。5.焦炉机械主要包括:顶装焦炉用装煤车、推焦车、导焦车、熄焦车(焦炉四大车)和交换机。侧装焦炉用装煤推焦车代替装煤车和推焦车，增加了捣固机和消烟车6.简述蓄热室的主要作用: 利用蓄积废气的热量来预热燃烧所需的空气和贫煤气。7.简述炭化室长度，宽度和高度对炼焦的影响: 炭化室长度有利于提高产量，基建投资和生产费用。 宽度，焦炉的容积，装煤量，因煤料传热不良，结焦速度，结焦时间 ,宽度不宜过大也不宜过窄，否则会降低生产能力高度，生产能力8.简述我国目前主要的炼焦炉型号和特点: 58-型焦炉,双联火道带废气循环，焦炉煤气下喷，两格蓄热室的复热式焦炉。 JNX43-83型焦炉,双联火道，废气循环，焦炉煤气下喷，蓄热室分格及下部调节的复热式焦炉。 JNX60-87型焦炉, 双联火道，废气循环，富煤气设高低灯头，蓄热室分格，下部调节的复热式焦炉。 新日铁M型焦炉, 双联火道，蓄热室沿长向分格，三段加热，焦炉煤气和贫煤气(混合煤气)均为下喷式。 TJL4350D型捣固焦炉, 单热式、宽蓄热室焦炉。废气循环和高低灯头结构9.简述现代焦炉结构的发展方向: 增大炭化室的几何尺寸 采用下喷及下调式焦炉结构 研制大容积高效焦炉 研制节能焦炉第五章1.焦炉加热的气体燃料主要有:焦炉煤气和高炉煤气，某些厂也采用发生炉煤气2.煤气燃烧过程的三个阶段: 煤气和空气混合 极限浓度可燃混合气体加热点火燃烧 着火温度 可燃物与氧气发生化学反应 连续稳定的燃烧3.不同种类煤气的燃烧特性: 焦炉煤气可燃成分浓度大，发热值高，提供一定热量所需煤气量少，理论燃烧温度高。高炉煤气中不可燃成分占70，热值低，所需煤气量多，产生的废气量也多。4.焦炉的物料平衡指: 物料入方 各级焦炭产量 无水焦油、粗苯、氨的产量 水汽量 干煤气产量 5.焦炉的热效率: 热效率表示理论上可被利用的热量占供入总热量的百分比。6.降低炼焦热量提高焦炉热工效率的途径: 降低焦饼中心温度 降低炉顶空间温度 降低配煤水分 选择合理的空气过剩系数 降低废气排出温度 提高炉体的严密性和改善炉体绝热第六章1炼焦新技术主要包括:(1)煤预热炼焦技术(2) 煤干燥与煤调湿技术(3) 配型煤炼焦技术(4) 捣固炼焦技术(5)配加物共炭化炼焦技术2.简述煤预热炼焦技术的原理和意义:原理:将装炉煤在惰性气体热载体中快速预热到煤软化温度以下(150250 )，此时，装炉煤所固有的煤的性质并无明显变化。但预热后的煤在焦炉炭化室内随结焦过程的进行，其软化、熔融、热解、固化、收缩的过程发生了显著变化。意义:扩大了炼焦煤资源,改善和提高了焦炭质量,增加生产能力和降低炼焦能耗等3.简述煤干燥与煤调湿技术的原理和意义:原理:煤干燥与煤调湿的基本原理是利用外加热能将炼焦煤在炼焦炉外进行干燥、脱水以降低入炉煤的水分或对入炉煤的水分进行调节，以控制炼焦耗热量、改善焦炉操作、提高焦炭质量或扩大弱黏结性煤用量的炼焦技术。意义:有利于稳定焦炉操作、降低炼焦耗热量、提高焦炭机械强度和改善焦炭质量等4.简述配型煤炼焦的原理: 配型煤炼焦新工艺是将一部分装炉煤在装入焦炉前配入黏结剂加压成型块，然后与散状装炉煤按比例混合后装炉的一种炼焦煤准备的特殊技术措施。5.捣固炼焦的意义: 扩大炼焦用煤煤源 提高焦炭质量 降低炼焦成本，提高经济效益 6.配加物共炭化炼焦技术的原理: 添加黏结剂，可以提高配合煤的流动度，改善煤的黏结性和焦炭的显微结构，提高焦炭冷热强度，降低焦炭反应性。而且黏结剂来源广泛第一章1.分别画出正负压下操作的焦炉煤气处理系统流程图2.名词解释第二章1.焦炉煤气出炉后为什么要冷却:在较低的温度下(2535)才能保证较高的回收率; 含有大量水汽的高温煤气体积大,所需输送煤气管道直径、鼓风机的输送能力和功率均增大，不经济;部分硫化物，氰化物等腐蚀性介质溶于冷凝液中，从而可减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀。2.为什么使用氨水在集气管中喷淋冷却焦炉煤气: 因冷水温度低不易蒸发，使煤气冷却效果不好，所带入的矿物杂质会增加沥青的灰分。此外，由于水温很低，使集气管底部剧烈冷却、冷凝的焦油黏度增大，易使集气管堵塞。氨水又有润滑性，便于焦油流动，可以防止煤气冷却过程中煤粉、焦粒、焦油混合形成的焦油渣因积聚，而堵塞煤气管道。 3.名词解释4.焦炉煤气在初冷器中冷却的三种工艺及优缺点:间接冷却,直接冷却和间直混合冷却三种.同煤气间接初冷相比，直接初冷还具有冷却效率较高， 煤气压力损失小，基建投资较少等优点。但也具有工艺流程较复杂。动力消耗较大，循环氨水冷却器易腐蚀易堵塞、各澄清池污染严重，大气环境恶劣等缺点。间直混合冷却不仅冷却了煤气，且具有净化煤气效果良好、设备结构简单造价低及煤气阻力小等优点。5焦炉煤气冷却和冷凝的主要设备有哪些:冷却:立管式间接冷却器,横式管间接冷却器,直接式冷却塔.冷凝:冷凝液水封槽和接受槽第三章1.简述两种常用鼓风机的特点:离心式鼓风机:叶轮的转速越高，煤气的密度越大，作用于煤气的离心力即越大，则出口煤气的压力也就越高。罗茨鼓风机:具有结构简单、制造容易、体积小，在转速一定时，压头稍有变化其输气量可保持不变，即输气量随着风压变化几乎保持一定。可以获得较高的压头。此种鼓风机必须用循环管调节煤气量，在压出管路上需安装安全阀，以保证安全运转,噪音较大.2.荒煤气在经过初冷器和电捕焦油器前后的焦油蒸汽含量: 荒煤气中所含焦油蒸气80120g/m3，初冷器后煤气中焦油雾的含量一般为25g/m3或1.02.5g/m3,经电捕焦油器后煤气中所含焦油量低于0.02g/m33.电捕焦油器的工作原理:根据板状电容的物理原理，如在两金属板间维持很强的电场，使含有尘灰或雾滴的气体通过其间，气体分子发生电离，生成带有正电荷或负电荷的离子，当电位差很高时，发生碰撞电离，使两极间大量气体分子均发生电离作用。离子与雾滴的质点相遇而附于其上，使质点带有电荷，即可被电极吸引而从气体中除去。4.管式电捕焦油器的工作电压和电流范围: 管式电捕焦油器的工作电压为50000V60000 V，工作电流依型号不同分别为200mA和300mA.第四章1.简述硫酸吸氨法的生产原理:硫铵生成的化学原理：用适量的硫酸和氨进行反应时，生成的是中式盐(NH4)2 SO4,当硫酸过量时,则生成酸式盐NH4H SO4,饱和器中同时存在两种盐时，由于酸式盐较中式盐易溶于水或稀硫酸中，故在酸度不大的情况下，从饱和溶液中析出的只有硫酸铵结晶。结晶原理：经过两个阶段，晶核的形成和晶核的长大。2.名词解释3.生产硫酸铵的三种方法的特点:半直接法：工艺过程简单，生产成本低，在国内外焦化厂已得到广泛应用。间接法：这种方法得到的硫铵质量好，但要消耗大量的蒸汽，而且蒸馏设备较庞大，生产上应用受到一定的限制直接法：没有剩余氨水产生，因而可省去蒸氨设备和节省能量。但由于处于负压状态下的设备太多，要求设备性能好，在生产上不够安全4.饱和器法和无饱和器法硫铵生产工艺的特点和主要设备: 饱和器法:喷淋式饱和器法生产硫铵工艺，采用的喷淋式饱和器，材质为不锈钢，设备使用寿命长，集酸洗吸收、结晶、除酸、蒸发为一体，具有煤气系统阻力小，结晶颗粒较大，平均直径在0.7mm，硫铵质量好，工艺流程短，易操作等特点。主要设备:饱和器,除酸器,煤气预热器,离心机,干燥器.无饱和器法生产的硫铵，结晶颗粒大，宜于机械施肥.主要设备：真空蒸发结晶器，空喷酸洗塔5.简述磷酸吸氨法的生产原理：磷酸与焦炉煤气接触发生的吸收反应具有选择性，只吸收煤气中的碱性组分氨，而不吸收酸性组分二氧化碳、硫化氢和氰化氢等。因此，焦炉煤气无需化学净化，便可生产出极纯的磷酸二铵。在焦化厂常利用磷酸一铵溶液作为吸氨剂来回收焦炉煤气中的氨。6.粗轻吡啶的组成：吡啶40%50%；-甲基吡啶10%15%；2,4二甲基吡啶5%10%；含有残油（中性油）15%20%。7.简述从硫铵母液中制取粗轻吡啶的工作原理：在饱和器或酸洗塔中，吡啶与母液中的硫酸作用生成酸式盐或中式盐，当提高母液酸度时，有利于生成硫酸吡啶的反应，会有更多的吡啶被吸收下来。硫酸吡啶不稳定，在母液中主要以酸式硫酸吡啶盐形式存在，此盐在温度升高时极易离解，并与硫酸铵反应而生成游离吡啶8.简述剩余氨水加工制取黄血盐的工作原理：在蒸氨塔内用直接蒸汽蒸馏剩余氨水，将其中氨、硫化氢、氰化氢、二氧化碳等成分以气态蒸出，通入具有铁刨花填料的氰化氢吸收塔，在吸收塔内氰化氢被碳酸钠水溶液选择吸收，并与铁发生复杂的化学反应生成黄血盐钠，最后经过冷却、结晶、分离后即为产品。第五章1.干法脱硫的原理和特点：原理：将焦炉煤气通过含有氢氧化铁的脱硫剂，使硫化氢与脱硫剂中的有效成分Fe(OH)3反应生成Fe2S3或FeS。当含硫量达到一定程度后，使脱硫剂与空气接触，在有水存在下，空气中的氧将铁的硫化物氧化使之又转变成氢氧化铁，脱硫剂得到再生，再重复使用。特点：干法脱硫的脱硫净化度很高，可使煤气硫含量降至0.10.2g/100m3煤气，因脱硫反应速度较慢，煤气需与脱硫剂接触较长时间。2.改良ADA法脱硫的原理和特点：原理：脱硫吸收液的制备，煤气中硫化氢的清除，ADA吸收液的再生特点：具有脱硫效率高(可达99.5%以上)、对硫化氢含量不同的煤气适应性大、脱硫溶液无毒性、对操作温度和压力的适应范围广、对设备腐蚀性小，所得副产品硫磺的质量较好等优点。3.栲胶法脱硫的原理和特点：原理：大多数栲胶都可用来配制脱硫液，其主要成分是多种水解型丹宁。脱硫过程中，酚类物质经空气再生氧化成醌态，将低价钒氧化成高价钒，进而使吸收溶液中的硫氢根氧化、析出单质硫。特点：运行费用低，无硫磺堵塔问题4.HPF脱硫的特点,HPF是什么的缩写：（1）具有较高的脱硫脱氰效率，而且流程短，不需外加碱，催化剂用量少，脱硫废液处理简单，操作费用低，一次性投资省。（2）脱硫塔中可填充聚丙烯填料，不易堵塞，脱硫塔操作阻力较小。（3）脱硫塔、再生塔、反应槽、泡沫槽、废液槽、事故槽等易腐蚀设备材质可用碳钢，内壁涂防腐涂料；输送脱硫液的泵类、管道、管件及阀门为耐腐蚀不锈钢。（4）脱硫废液送往配煤，工艺简单，对周边环境无污染。（5）再生过程排放的尾气量少，排放的尾气含氨量远远低于国家有关标准。 对苯二酚（H），PDS(双环酞氰钴六磺酸铵)，硫酸亚铁(F)组成的水溶液5.氨水法脱硫的原理：是用喷洒的循环氨水于脱硫塔内与焦炉煤气逆流接触，氨与煤气中所含的硫化氢等酸性气体反应生成相应的盐。第六章1.简述洗油吸收煤气中的苯族烃的原理：用洗油吸收煤气中的苯族烃是典型的多组分吸收，为了叙述问题方便，视其为单组分吸收，同时洗油吸收煤气中苯族烃又是物理吸收过程，服从拉乌尔定律和道尔顿定律。当煤气中苯族烃的分压pg大于洗油液面上苯族烃的平衡蒸汽压pL时，煤气中的苯族烃即被洗油吸收。2.简述富油脱苯的原理：富油是洗油和粗苯完全互溶的混合物,通常将其看作理想溶液，汽液平衡关系服从拉乌尔定律，为了降低富油的脱苯温度采用水蒸汽蒸馏。3.名词解释4.简述影响粗苯回收率大小的因素：煤气和洗油中的苯族烃的含量，吸收温度，洗油循环量及相对分子质量，洗苯塔的类型和构造，煤气流速及压力等。第七章1.粗苯精制方法和特点：酸洗精制法和加氢精制法。酸洗精制法具有工艺流程简单、操作灵活、设备投资少，材料易得，常温、常压下运行，但有液体废物产生。加氢精制法工艺复杂，对设备材质要求较高，所得产品质量好，用途广，售价较高，没有液体废物产生，有利于环境保护，宜在粗苯集中加工厂采用。2.简述轻苯初步蒸馏的目的：将低沸点的二硫化碳和环戊二烯、戊烯等不饱和化合物与苯族烃进行分离，得到初馏分和苯、甲苯、二甲苯等组成的苯类混合馏分。3.简述酸洗净化的作用：除去苯类混合馏分中含有沸点与苯族烃相