学习情境一任务三配煤炼焦工艺65课件

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学习情境一任务三配煤

《炼焦工艺》

授课教师：陆津津2任务三配煤

主要内容123

单元一配煤的原则和意义单元二扩大炼焦配煤的途径单元三炼焦用煤的粉碎与配合单元四备煤的工艺流程43单元一配煤的意义和原则配煤炼焦：将两种或两种以上的单种煤，均匀地按适当的比例混合，使各种煤之间取长补短，生产出优质焦炭，并能合理利用煤炭资源，增加炼焦化学产品。配煤的意义炼焦工业的发展，炼焦煤储量明显不足高炉的大型化对冶金焦质量提出了更高的要求单种煤炼焦的矛盾日益突出中国煤炭资源现状4一、单种煤的结焦特性气煤分子结构：侧链多且长，含氧量高。热解特征：在热分解过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂。胶质体：量较多，黏度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。焦炭质量：收缩性大，裂纹多，大部分为纵裂纹，细长易碎。在配煤中作用：可以增加焦炭的收缩性，便于推焦，又保护了炉体，同时可以得到较多的化学产品。5肥煤分子结构：所含的侧链较多，但含氧量少。热解特征：能产生大量的相对分子质量较大的液态产物，热分解和热缩聚都比较剧烈。胶质体：数量最多，其最大胶质体厚度可达25mm以上，膨胀性较大，具有良好的流动性能，热稳定性能也好，粘结性最强。焦炭质量：裂纹较多，又深又宽，多以横裂纹出现，易碎成小块，耐磨性差。在配煤中的作用：提高配煤的黏结性。6焦煤分子结构：大分子侧链比肥煤少，含氧量较低。热分解特征：生成的液态产物较多。胶质体：数量较多，热稳定性高，胶质体数量多，黏性大，温度间隔大。焦炭质量：耐磨强度高、焦块大、裂纹少，抗碎强度也好。在配煤中的作用：增加焦炭的强度。7瘦煤分子结构：大分子侧链少，含氧量很低。热分解特征：生产的液态产物少。胶质体：数量少，热稳定性高，黏性大。焦炭质量：块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，熔融性很差，耐磨性能也差。在配煤中的作用：提高焦炭的块度。8二、配煤原则

①保证炼出的焦炭质量符合规定的技术质量指标，满足用户的要求。②焦炉生产中，不要产生过大的膨胀压力，结焦末期要有足够的收缩度，避免推焦困难和损坏炉体。③充分利用本地煤炭资源，合理运输，降低生产成本。④尽可能多配一些高挥发分的煤，增加化学产品的产率。⑤在保证焦炭质量的前提下，少用优质焦煤，合理利用我国的煤炭资源。9三、配煤理论与焦炭质量预测

图3-1黏结组分与纤维质组分的配合关系示意图

Ⅰ─强黏结煤；Ⅱ─黏结组分多的弱黏结煤；Ⅲ─弱黏结煤；Ⅳ─非黏结煤；Ⅴ─无烟煤10四、配合煤的质量指标及计算方法1、水分配合煤收到基水分控制在10%左右；水分每增加1%，结焦时间延长10~15min；水分可以直接测定，也可以用加和法计算。煤料堆密度与水分关系112、灰分焦炭的灰分为配煤灰分的1.3~1.4倍；配合煤灰分可直接测定也，可以用加和法计算中国规定：一级冶金焦的灰分不大于12%，按成焦率75%计算，配合煤的灰分应不大于12%×75%=9%。例：12例某焦化厂配煤情况见下表，求配合煤的灰分。解：配合煤的灰分为133、硫分在配煤炼焦中，可通过控制配煤比以调节配合煤的硫分含量，使硫分控制在1.1左右；配合煤硫分可直接测出，也可将各单种煤的硫分按加和性计算。4、挥发分配合煤适宜的Vdaf=26~28%；配煤挥发分的高低对焦炭的强度有影响；配煤的挥发分可直接测定，也可根据加和性计算。145、配合煤的黏结性指标黏结指数G=58~72，胶质层厚度Y=16~20mm；配合煤的粘结性指标不能用加和性计算，需测定。6、配合煤的膨胀压力膨胀压力的极限值应不大于10～15kPa；膨胀压力不能用简单的加和性来计算，只能通过实验的方法加以测定。157、煤料细度常规炼焦煤料细度要求为80%左右，捣鼓炼焦细度一般大于85%；相邻班组细度波动不应大于1%；细度过低，配合煤混合不均匀，焦炭内部结构不均一，强度降低；细度过高，不仅粉碎机动力消耗增大，设备生产能力降低，而且不利于黏结，影响焦炭质量。16单元二扩大炼焦配煤的途径扩大炼焦煤源的基本途径：（1）为了利用大量高挥发分弱黏煤，常采用炉外干燥、预热、捣固的方法炼焦，对高挥发分弱黏结煤，可采用选择粉碎，改善配煤比等方法；（2）为了提高化学产品的产率，改善焦炭质量或制取特殊用焦，可以配入添加物炼焦；（3）为了利用高硫煤炼焦，可采用炼制缚硫焦等。17一、捣固炼焦捣固炼焦：将配合煤在入炉前在捣固机内捣实成体积略小于炭化室的煤饼后，从焦炉的机侧推入炭化室内的炼焦方法。捣固炼焦目的：煤饼捣实后堆密度增大。捣固机工作画面18

捣固炼焦的特点及效果①原料范围宽②提高焦炭强度③提高焦炭产量

④环保方面19

捣固炼焦的缺点：①捣固机比较庞大，操作复杂，投资高。②煤饼尺寸小于炭化室，炭化室的有效率低。③焦饼与炭化室墙面有空隙，影响传热，结焦时间长。

④有区域性20捣固炼焦的要求及影响因素(1)水分控制捣固炼焦的煤料水分控制在9%～11%较为合理。(2)细度要求细度小于3mm的煤应控制在90%左右(3)增加瘦化组分配煤中，为提高捣固炼焦的M40，需加入一定数量和品种的瘦化组分，因瘦化组分可减少焦炭的裂纹形成。21二、配入添加物炼焦添加改制黏结剂炼焦由于优质炼焦煤短缺，造成炼焦煤料中黏结组分的比例下降，惰性组分相应增加，必然导致焦炭质量下降。若添加适当的黏结剂或人造煤来补充低流动度配合煤的黏结性，就可以提高焦炭的质量。（1）黏结剂的种类（2）黏结剂的要求（3）配入黏结剂的效果二、配型煤炼焦

1.配型煤炼焦的原理型煤块的堆密度为1.1～1.2t/m3

，而一般粉煤装炉仅0.7～0.75t/m3，装炉煤的堆密度约增加10%，装炉煤料堆密度的提高，不仅可以降低结焦过程中半焦阶段的收缩速度，从而减少焦块裂纹；而且高密度型煤块与粉煤配合炼焦时，在熔融软化阶段，型块本身产生的膨胀压力对周围软化煤粒施加的压紧作用大大地超过了常规粉煤炼焦，促进了煤料颗粒间的黏结，使焦炭结构更加致密。型煤块中有一定量的黏结剂，从而可改善煤料的黏结性能，对提高焦炭质量有利。型煤中煤粒间的距离比粉煤小的多，在结焦过程中增加了煤料的温度间隔，延长了胶质体存在的时间，提高了黏结组分和惰性组分的黏结作用和效果，从而也就提高了煤料的结焦性能。2.配型煤炼焦的特点

(1)在配煤比相同的条件下，配型煤工艺所生产的焦炭与常规配煤生产的焦炭比较，耐磨强度M10值可降低2～3%,抗碎强度M40变化不大或稍有提高，转鼓试验指标值可提高3～4%。

(2)在保持焦炭质量不降低的情况下，配型煤工艺强黏结性煤的用量较常规炼焦工艺可减少10～15%。

(3)焦炭筛分组成有所改善，大于80mm级产率有所降低，80～25mm级显著增加,一般可增加5～10%，﹤25mm级变化不大，因而提高了焦炭的粒度均匀系数。3.影响配型煤炼焦的因素(1)型煤配比的影响(2)原料煤性质的影响(3)型煤强度和密度的影响(4)配型煤工艺对焦油、煤气产率的影响(5)配型煤工艺对焦炉操作的影响(6)配型煤工艺对膨胀压力和推焦电流的影响三、煤调湿技术1.定义煤调湿技术（CoalMoistureControl简称CMC）是“装炉煤水分控制工艺”的简称，是一种炼焦用煤的预处理技术，即通过加热来降低并稳定、控制装炉煤的水分。2.煤调湿的效果(1)采用煤调湿技术后，煤料含水量每降低1%，炼焦耗热量就降低62.0MJ/t(干煤)。(2)由于装炉煤水分的降低，干馏时间缩短，因此，在保证焦炭质量合格的情况下，焦炉生产能力可以提高11%；(3)煤料水分的降低可减少1/3的剩余氨水量，剩余氨水蒸氨消耗蒸汽量相应减少1/3，减轻了废水处理装置的生产负荷。(4)因煤料水分稳定在6%的水平上，使得煤料的堆密度和干馏速度稳定，这样有利于改善焦炉的操作状态，有利于焦炉的降耗高产。此外，煤料的水分稳定还可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉的使用寿命。（1）黏结剂的种类四、配入添加物炼焦

1.配入黏结剂炼焦类型原始材料处理方法概要工艺名称石油系石油沥青丙烷萃取后加入配煤—石油沥青经分馏、蒸汽热处理后配加尤里卡—住金法石油沥青真空裂解处理后配加日本矿业法和日本钢管法煤系焦油沥青经热处理后配加大阪煤气公司Cherry-T法非黏结煤溶剂加氢裂解处理后配加SRC法煤—石油混合系煤—石油沥青溶剂萃取分解处理后配加九州工业研究所法煤—石油沥青溶剂萃取分解处理后配加大阪煤气公司Cherry-T法（2）黏结剂具备条件①黏结剂需有一定的黏结机能;②黏结剂需有溶剂效能;③黏结剂需有适宜的供氢性能（3）各种黏结剂的性质总结在配合煤中配入黏结剂，会改善焦炭的强度和反应性。配入黏结剂的煤可代替强黏结煤或增加非黏结煤的用量。不影响焦炭质量的前提下，配煤中加入一定量的黏结剂，可改善配煤的黏结性能，热解时，生成的液相物质的量增多，流动度增大，可熔融黏结更多的非黏结性煤。（4）添加黏结剂的效果图几种黏结剂添加量与强度的关系图几种黏结剂与反应性的关系（1）瘦化剂的作用:

瘦化剂可以吸附一定数量的煤热解生成的液相物质，使流动度和膨胀度降低，气体产物易于析出，黏鲒度提高，气孔壁增厚，同时减慢了结焦过程的收缩速度，减少了焦炭的裂纹(故也称为抗裂剂)，因可提高焦炭的强度和块度。

2．添加瘦化剂炼焦种类无烟煤粉延迟焦粉

焦粉半焦粉降低配煤的挥发分，减弱气体析出量，增大块度和抗碎强度提高焦炭的耐磨性

降低焦炭气孔率，提高块度和抗碎强度，降低焦炭灰分和反应性。提高焦炭的块度和抗碎强度（2）瘦化剂的种类（3）瘦化剂选用原则当配煤中挥发分和流动度均很高，加入瘦化剂以降低配煤的挥发分，减弱气体析出量，增大块度和抗碎强度，用焦粉。当配煤中挥发分和流动度中等，并且希望耐磨性好，可选用无烟煤粉或挥发分约15％的半焦粉。若要求降低焦炭气孔率，提高块度和抗碎强度，还希望降低焦炭的灰分、反应性，可选用延迟焦粉。31日本粘结剂的开发状态32三、干煤炼焦干煤炼焦是将装炉煤预先干燥，使其水分降到6%以下，然后再装炉炼焦。常用的煤干燥器：转筒干燥器、直立管气流式干燥器和流化床干燥器。

转筒干燥器33

直立管气流式干燥器34

流化床干燥器35四、预热煤炼焦预热煤炼焦：装炉煤在装炉前用气体载热体或固体载热体将煤预先加热到150～250℃后，再装入炼焦炉中炼焦。预热煤炼焦改善焦炭质量的实例36普列卡邦法煤预热工艺流程图37五、配型煤炼焦配型煤炼焦：以弱黏结煤或不黏结煤为原料加入一定量的有机黏结剂混捏，成型后制成型煤，按一定的比例和粉煤混装炼焦。作用：配型煤使煤料堆密度增加，型煤内部煤粒间隙小，使煤料在炭化时的塑性阶段黏结组分与惰性组分充分作用，从而显著提高了煤料的黏结性。38六、缚硫焦缚硫焦：在高硫煤中加入缚硫剂后炼出的焦炭。缚硫焦特性：（1）缚硫焦改变了焦炭中的硫的存在形式；（2）缚硫焦的灰分与挥发分增高；（3）改善了加热制度，提高了焦炭质量。39单元三炼焦用煤的粉碎与配合

一、粒度控制①各种煤的粉碎性②各种煤的粒度组成对焦炭质量的影响③装炉煤的粒度分布原则40二、配煤工艺与设备

1．煤槽个数和容量在配煤过程中，配煤槽是用来贮存所需的各单种煤料的，一般设在给料设备之上。它的数目和容量与煤料及焦化厂的生产规模有关，参看下表。41配煤工艺图

配煤仓43

2．定量给料设备

有配煤盘和电磁震动给料机两种型式。（1）配煤盘配煤盘由圆盘、调节套筒、刮煤板及减速传动装置等组成。如图为配煤盘示意图1—圆盘；2—调节套筒；3—刮煤板；4，5—铁盘44（2）电磁振动给料器电磁振动给料器是一种利用电磁铁和弹性元件配合作为振动源，使给料槽作高频率的往复运动，槽上的物料以某一角度被抛出的一种给料机械。其结构如图所示。如图为电磁震动给料机结构示意图1—减震器及吊杆；2—给料槽体；3—激振器壳体；4—板弹簧组；5—铁芯的压紧螺栓；6—铁芯的调节栓；7—密封罩；8—铁芯；9—衔铁；10—检修螺栓；11—顶紧螺栓；12—连接叉453．配煤比的控制配煤比是根据对配煤的质量要求确定的，通常用百分比来表示。配煤比控制的准确与否，将和稳定焦炭质量密切相关。4．自动配煤系统用人工跑盘的方法检查煤料的配比并调整配煤操作，