煤化工工艺学课件3.4 现代焦炉

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煤化工工艺学第三章-炼焦幻灯片PPT

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焦炭挥发分过高,说明焦炭没有完全成熟, 出现“生焦”。焦炭挥发分过低时,说明焦 炭过火,焦炭裂纹增多,易碎。
(4)硫分:焦炭的硫分是受炼焦煤料影响 的,它是生铁的主要有害杂质。
(5)磷分:焦炭的磷分含量很少,焦炭的 含磷量多少取决于炼焦煤料,煤中的含磷 几乎全部转入焦炭中,一般焦炭含磷量约 0.02%。磷在炼铁过程中,进入生铁中使生 铁产生冷脆性。
1.煤的基本结构单元
煤是以有机体为主,并具有不同的分子量,不同化学结构 的一组“相似化合物”的混合物。
它不象一般的聚合物,是由相同化学结构的单体聚合而成 的。因此构成煤的大分子聚合物的“相似混合物”被称作基 本结构单元。也就是说,煤是许许多多的基本结构单元组合 而成的大分子结构。基本结构单元包括规则部分和不规则部 分,规则部分为结构单元的核心部分,由几个或十几个苯环、 脂环、氧化芳香环及杂环(含氮、氧、硫)组成;在苯核的 周围连接着各种含氧基团和烷基侧链,属于基本结构的不规 则部分。
(1) 物理研究法 如红外光谱、核磁共振波谱、射线衍射、 显微分光光度法扫描电镜和各种物理性质研究以及利用物理 常数进行统计结构分析;
(2) 物理化学方法 如溶剂抽提和吸附性能研究等; (3) 化学研究方法 如氧化、加氢、卤化、水解、热解和 官能团分析等方法。
长期以来,对煤的结构研究,始终未能获得突破性的结 论,只是根据实验结果分析推测,提出了煤的分子结构模 型——化学结构模型和物理结构模型。近年来,对煤的结构 研究取得一些进展。由于煤的显微组分中往往以镜质组分为 主,再加上它在成煤过程中变化比较均匀以及矿物质含量低 等优点,一般采用煤的镜质组分作为研究结构的对象。
煤中的氧相当一部分是以非活性状态(即比较不易起化学反 应和不易热分解的那部分氧)存在,主要是醚键和杂环中的氧, 它们整个存在于成煤过程中,这一部分氧无法用直接方法测定。 有人认为,有一部分非活性氧经KOH的酒精溶液水解之后,可 以转化为活性氧,因为,它们变成了羟基或羧基。在褐煤阶段 含氧官能团含量最高,在烟煤阶段其含量就大大降低,而且以 非活性氧为主,到无烟煤阶段,含氧量则更低。煤中除含氧官 能团之外,还存在着含氮官能团和含硫官能团。煤中含氮量在 1~2%,主要是以胺基、亚胺基、五元杂环,六元杂环,吡啶 和咔唑等形式存在。含硫官能团主要以硫醇、硫醚、二硫醚、 硫醌及杂环硫等形式存在。煤的基本结构单元上连接着烷基侧 链。烷基侧链的平均长度,是随煤化程度的增加而迅速减少。

化工煤焦工艺培训课件

化工煤焦工艺培训课件
装入煤塔的配合煤经过装煤车取煤后,装入高温的焦炉内,进行高温干馏,制成焦炭,供高炉冶炼使用.下面介绍炼焦工艺技术.由于生产的大型化及连续化,故以我厂具有代表性的6米焦炉为例进行说明。
炼焦工艺
六米焦炉工艺技术
概述 工艺流程 工艺分解
1概述
化工总厂现有六米焦炉8座,每2座为一组,即 2×55孔设计年产110万吨,每2座焦炉配一套设计能力140t/h干法熄焦。一、二、四、六炼焦各有6米焦炉2座及一套干熄焦,四期正在建设的6.98米焦炉2座及配套干熄焦(高温、高压锅炉)一套。
3 工艺分解 3.1备煤部分
炼焦用配合煤质量指标
项 目
配合煤质量指标
与理论计算相比允许波动范围
灰分(Ag), % 挥发分(Vg), % 硫分(SgQ) % 水分(WQ) % 细度, % 胶质层厚度, mm
Y4-73-11
99500
100
6
立山老解冻所
Y4-73-11
206000
220
2
立山新解冻所
Y4-73-11
158000
190
2
煤场解冻所
Y4-73-14D
158000
220
2
立山西区解冻所
Y4-73-11
158000
220
2
3、相关知识
1)高炉煤气:无色、无味、有毒的可燃气体。密度是1.3kg/m3,及空气的密度(1.293kg/m3)相近,含有25~30%的CO,故毒性很强。易燃、易爆,着火点为700℃,与空气混合的爆炸极限为40~70%,低发热值为3.15~4.0MJ/m3,理论燃烧温度为1500℃左右。
5)开大门后要及时关好大门,防止热量损失。 6)已解冻好的煤车,应及时联系取出,以防烤坏车皮。 7)解冻所操作工要根据煤车冻层厚度、烤车室温度来掌握烤车时间。 8)焦炉煤气压力低于500Pa,高炉煤气压力低于1200Pa,混合煤气低于1500Pa时,解冻所燃烧室停止加热。 9)每批煤车烤好送出后,要及时了解卸车情况,掌握烤车效果,及时调节操作。 10)煤车进烤车室时,要检查车体情况,防止车皮着火。 11)煤车进烤车室前,要确认被解冻煤的牌号、名称,并做好记录。

煤化工工艺学第三章 炼焦

煤化工工艺学第三章 炼焦

3.2 焦炭及其性质
由烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料,在隔绝
空气条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭,且随 干馏温度的高低又有高温(950~1050℃)焦炭和低温 (500~700℃)焦炭之别,后者也称半焦。
根据原料煤的性质、干馏的条件等不同,可形成不同
规格和质量的高温焦炭,其中用于高炉炼铁的称高炉 焦,用于冲天炉熔铁的称铸造焦,用于铁合金生产的 称铁合金用焦,还有非铁金属冶炼用焦(以上统称冶金 焦),以及气化用焦、电石用焦等。
3.1.1.3煤焦油 荒煤气经过冷却析出的煤焦油,分两步进行处理。首先用蒸
馏的方法,将沸点相近的组分集中在各种混合馏分中,然后再 对各混合馏分进一步精制得纯产品,焦油蒸馏所得的馏分如下。 (1)轻油馏分 可提取苯、甲苯、二甲苯、重苯等。 (2)酚油馏分 可提取酚、甲酚、二甲酚等。 (3)萘油馏分 生产萘、精萘、工业喹琳等。 (4)洗油馏分 主要用作苯类吸收剂。
当焦炭承受冲击力时,焦炭裂纹或缺陷处碎成小块,
焦炭抵抗这种破坏的能力称抗碎性或抗碎强度,用M40 (或M40)表示。
3.2.2、焦炭的化学组成 (1)水分 焦炭水分一般为2~6%。焦炭水分要稳定,否



则将引起高炉的炉温波动,并给焦炭转鼓指标带来误差。 (2)灰分 灰分是焦炭中的有害杂质,主要成分是高熔点 的SiO2和Al2O3。因此焦炭的灰分越低越好,焦炭灰分每增1 %,高炉焦比约提高2%,渣量约增加2.5%,高炉产量约下 降2.2%。 (3)挥发分 挥发分是焦炭成熟度的标志,它与原料煤的 煤化度和炼焦最终温度有关,一般成熟焦炭的挥发分为1% 左右;当挥发分>1.9%时,则为生焦。 (4)硫分 在冶炼过程中,焦炭中的硫转入生铁中,会大 大降低生铁的质量。一般硫分每增加0.1%,高炉熔剂和焦 炭的用量将分别增加2%,高炉的生产能力则降低2~2.5%。 (5)磷分 焦炭中的磷主要以无机盐形式存在,煤中所含 的磷几乎全部残留在焦炭中。高炉炉料中的磷全部转入生 铁中,因此焦炭的磷分一般<0.02%。

《煤化学与工艺》PPT课件

《煤化学与工艺》PPT课件

煤 的 结 构
第 一 节
一、煤煤的的组物成理结构
煤的组成
– 有机质
– 矿物质
煤的结构
– 网络结构模型-整体
– 平均结构单元模型-有机质
Fig.1 Diagram of the major constituents in coal: organic material, fragments of plant debris (macerals), inorganic inclusions, and an extensive pore net work.
1H NMR和FTIR联合解析
1H NMR FTIR

朔பைடு நூலகம்





子 馏


联平
合均
解分
析子



三、统计结构解析方法—— D W Krevelen(荷兰)首先
将统计结构解析法引入煤的结构研究,创立煤化学结构的统计解析法
• 应用结构解析法的原理,根据煤的加和性 质与结构的内在联系,在不使煤质发生破 坏的前提下,通过统计计算和图解,求取 平均结构单元的结构参数,并根据煤的结 构性质对计算结果进行校正,来定量地描 述煤的结构特征
化学结构一般以镜质组作 为研究对象
– 含量多 – 组成均匀,变化平稳
煤的大分子结构
第一煤节的煤大的分大子分结子构结构
煤大分子结构的基本概念 煤的结构参数 基本结构单元的核 基本结构单元周围的烷基侧链和官能团 煤中的杂原子 连接基本结构单元的桥键 煤中的低分子化合物
煤大分子结构的现代概念示意图
煤大分子结构的现代概念
煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物 结构单元的核心是缩合芳香核 结构单元的周边有不规则部分 结构单元之间由桥键连接 氧、氮、硫的存在形式 低分子化合物 煤化程度对煤结构的影响

焦化工艺及原理讲稿2013.8

焦化工艺及原理讲稿2013.8

倒焰式焦炉结构由五部分组 成,分别是: ①炉顶区 ②炭化室区 ③斜道区 ④蓄热室区 ⑤烟道区。 由几百种砖型、 上万吨耐材建成。
3.2

炭化室
炭化室是对煤料隔绝空气进行干馏的炉室。由硅 质耐火材料砌筑而成。炭化室顶部有3~4个装煤孔, 并有1~2个导出粗煤气的上升管。它的两端为内衬 耐火材料的铸铁炉门。靠推焦车一侧称为机侧,另 一侧称为焦侧。 顶装煤的焦炉,为顺利推焦,炭化室的焦侧宽度 大于机侧,两侧宽度之差称锥度,一般焦侧比机侧 宽20~70mm,炭化室愈长,此值愈大,大多数情 况下为50mm。捣固焦炉由于捣固煤饼的机、焦侧 宽度相同,故锥度为10~20mm 。炭化室宽度一般 在400~550mm之间,宽度减小,结焦时间能大大 缩短,但劳动效率降低,焦炉抗弯强度降低。
1、煤的成焦过程示意图
2、焦化工艺流程
单种煤 煤塔
装煤 车
<3mm
粗破碎 粉碎机
<80mm
配煤仓 电子秤 化产净化
按比例 配合 气液 分离
氨水 降温
粗煤气
焦炉
推焦 车
高温焦炭
净煤气、硫铵、粗苯、焦油
氮气
干熄焦
筛分
冶金焦 粉焦、小块
3、现代炼焦炉的结构
焦炉是炼制焦炭的工业窑炉,自16世纪开始,焦 炉结构的发展大致经过四个阶段,即土法炼焦、 倒焰式焦炉、废热式焦炉和现代的蓄热式焦炉。 我国早在明代就出现了用简单的方法生产焦炭的 工艺,它类似于堆式炼制木炭,将煤置于地上或 地下的窑中,依靠干馏时产生的煤气和部分煤的 直接燃烧产生的热量来炼制焦炭,称为成堆干馏 或土法炼焦。土法炼焦成焦率低,焦炭灰分高, 结焦时间长,化学产品不能回收,还造成了环境 污染,综合利用差。

《煤化工工艺学》教学大纲

《煤化工工艺学》教学大纲

《煤化工工艺学》教学大纲中文名称:煤化工工艺学英文名称:Chemical Technology of coal授课专业:应用化工技术,煤炭深加工,化工设备专业学时:56一、课程的性质和目的:煤化工工艺学是煤化工专业学生的专业课,是为了适应现代化工行业的发展需要,培养具有化工设计基本思想和产品开发能力的专门人才,为毕业生尽快适应就业后工作要求、今后进一步的学习而设立的。

可供从事煤化工利用专业设计、生产、科研的技术人员及有关专业师生参考。

通过对煤低温干馏、炼焦、炼焦化学产品回收和精制、煤的气化、煤的间接液化、煤的直接液化、煤的碳素制品和煤化工生产的污染和防治等的生产原理、生产方法、工艺计算、操作条件及主要设备等的介绍,使学生具备煤化工工艺学的坚实基础,对煤化学工业的原料选择、工艺路线的选择、典型单元操作及化工工艺的实现等有深刻的理解,具备对工艺过程进行分析、改进、开发新产品等能力,以掌握煤化工工艺的开发思想和思路为重点,增强其独立思考的能力、分析问题、解决问题的能力,为学生就业和进一步的发展奠定良好基础。

二、课程的教学内容、各章内容及相应学时数本课程由下列7章组成:1章绪论2学时2章煤的低温干馏8学时3章炼焦12学时4章炼焦化学产品的回收与精制10学时5章煤的气化10学时6章煤间接液化8学时7章煤直接液化6学时根据本课程的特点,组成为下列内容:1绪论§1.1 煤炭资源§1.2 煤化工发展简史§1.3 煤化工的范畴§1.4 本书简介了解煤化工工业发展历史、煤化工工业在国民经济中的地位,煤化工发展趋势。

掌握化学加工工业的基本概况、特点,掌握石油、煤、天然气等能源概况。

重点:煤化工的范畴。

2煤的低温干馏§2.1 概述§2.2 低温干馏产品§2.3 干馏产品的影响因素§2.4 低温干馏主要炉型§2.5 立式炉生产城市煤气§2.6 固体热载体干馏工艺理解煤的热解基本规律和特点。

现代焦炉工艺基本知识课件

现代焦炉工艺基本知识课件

8
炭化室和燃烧室的关系(1)
• 炼焦炉主要由炭化室、燃烧室、蓄热室和炉 顶区组成
• 炭化室和燃烧室:炭化室是煤隔绝空气干馏 的地方;燃烧室是煤气燃烧的地方,两者依 次相间,其间的隔墙要严格防止干馏煤气泄 漏,还要尽快传递干馏所需热能。
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9
炭化室和燃烧室的关系(2)
• 每座焦炉的燃烧室都比炭化室多一个。燃烧室用隔 墙分成若干个立火道,以便控制燃烧室温度从机侧 到焦侧逐渐升高。火道个数随炭化室长度增加而增 多,58型焦炉为28个,我国的大容积焦炉为32个。 火道中心距大体相同,一般为460~~480毫米,火道 宽度则因炭化室中心距增大而变宽,这有利于火道 内废气的辐射传热。煤气和空气口在立火道底部, 一般复热式焦炉每个立火道底部有两个斜道出口和 一个烧嘴。用焦炉煤气加热时,烧嘴走焦炉煤气, 两个斜道均走空气;用高炉煤气加热时,一个斜道 走高炉煤气,另一个走空气。
• 1、标准温度—是指机、焦侧测温火道平均温度的控制 值,是在规定结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标;
• 2、直行温度—实际测量出的火道温度就叫直行温度;
• 3、蓄热室顶部温度—为了防止因蓄热室高温而将格子 砖烧熔,应严格控制其温度,对于双联火道焦炉来说, 蓄热室温度与立火道温度存在着一定的关系,大概差 150℃;
又分为捣固焦炉) • 2、按加热用煤气分类:有复热式焦炉和单热式焦炉; • 3、按空气和加热用煤气的供入方式分类:有侧入式焦
炉和下喷式焦炉; • 4、按气流调节方式分类:有上部调节式焦炉和下部调
节式焦炉;
• 5、按拉长火焰方式进行分类:有多段加热式、高低灯 头式、废气循环式等;
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3
我国焦炉炉型简介
• 5、环境保护—主要是焦炉的大气污染和化产片的污水处理强制措 施的加大;

煤焦化工讲座课件

煤焦化工讲座课件

2.1.2 饱和器法生产硫铵工艺
(1)焦炉煤气系统 :煤气预热—分配伞—除酸器—
二苯回收工段 (2)母液循环系统 :硫酸(高位槽) —饱和器—溢
流液返流喷射管,形成循环。保持酸浓度4-6%
(3)结晶干燥系统 :结晶泵抽出—离心分离及洗
涤—沸腾床干燥
2.2 粗苯的回收
2.2.1 粗苯的回收方法
(1)洗油吸收法 (2)吸附法 (3)凝结法
2.教学计划:6学时
项目
内容
方式 学时
讲座
煤焦化工工艺
授课
3
文献学习 1.我国合成氨煤制气现状及发展前景
3
2.21世纪炼焦新技术—SCOPE21工艺 指导学习
3.煤焦油加工技术进展和发展对策
与讨论
4.变压吸附技术在合成氨厂的应用
5.合成氨催化剂技术进展及工业应用
6.合成氨工艺技术的现状及其发展趋势
C与O2反应 ,C与H2O反应 及副反应
煤气发生炉设备
3.1.2 造气工艺:
固定层气化制造煤气,首先是空气通过燃料层发生反应 放热以提高炉温,随后是蒸汽通过燃料层发生吸热反应,反 复循环的生产方法。生产煤气的工艺及各阶段的时间安排随 燃料的性质和工艺操作的具体要求不同而异。一般情况下, 两次上吹的空气吹净,以排净下部空间和上部空间的残存煤 气为原则。吹风时间的分配,以燃料层具有较高的温度为原 则,达到高温所需时间的长短,以提高空气流速为主要手段, 即强风吹。但不能使燃料层发生破坏为限,分配给适当时间。
典型煤焦化工工艺
氨水
硫酸
选煤
配煤
炼焦
熄焦
中和
分离
焦炭
硫铵
煤焦化工工艺流程示意图
焦炉气 二苯 焦油
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★一般,炭化室宽0.4~0.5m、
长10~17m、高4~7.5m,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,炭化室 机侧窄焦侧宽(有一定的锥度), 炭化室顶部留有顶部空间以便导出粗煤气。
★燃烧室由许多立火道构成,
燃烧室比炭化室多一个。

蓄热室位于炉体下部,分空
气蓄热室和贫煤气蓄热室
a:双联式火道
b:二分式火道
c:过顶式火道
②按加热煤气种类的不同 a:单热式焦炉(用贫煤气) b:复热式焦炉(能用焦炉煤气或贫煤气加热) ③ 按煤气入炉的方式不同 a:下喷式焦炉 加热用的富煤气由炉体下部通过下喷管垂直地进入炉内,空气和 贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。 b:侧入式焦炉 加热用的富煤气由焦炉机焦两侧水平砖煤气道引入炉内,空气和 贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内。
(例如:58型焦炉的全称应为:双联火道,废气循环, 加热煤气下喷的复热式焦炉。)

4.解决焦炉高向加热均匀的措施 ⑴高低灯头 火道中灯头高低不等 ⑵废气循环 活到中混入废气,拉长火焰 ⑶分段燃烧 火道分段供入空气,增长燃烧区 × ⑷按炭化室高度采用不同厚度的炉墙。 (延长结焦时间,已不再采用)
b:废气循环 a:高低灯头
C:分段燃烧
2.焦炉的结构与特点 ⑴炭化室和燃烧室 两侧是燃烧室,炭化室与燃 烧室依次相间,一墙之隔。 顶部由3-4个加煤孔,并有12个导出干馏煤气的上升管, 它的两端为内衬耐火材料的 铸铁炉门。 例:JN43-58-Ⅱ型焦炉 炭化室尺寸分为两种宽度,即 平均宽为407mm和450mm两种形 式,炭化室全高为4300mm,全 长为14080mm,有效长为 13350mm,炭化室的有效容积 为21.7m3,加热水平高度800mm。 焦炉燃烧室宽度为736mm和 693mm(包括炉墙)。
⑵焦炉附加机械(四大车) ①加煤车 顶装焦炉的装煤车设在炉顶,其作用是从煤塔取出一定重量的煤料, 通过炭化室顶部装煤孔卸入炭化室内. ②推焦车 炭化室装煤完毕后,煤落在室内成锥形,由推焦机上的平煤杆将煤 推平;打开,清扫与关闭机侧的炉门;将成熟的焦炭从炭化室的机侧 推到焦侧的导焦车上. ③导焦车(拦焦车) 拦着从炭化室推出来的焦炭落到熄焦车上,并打开,清扫与关闭焦 侧的炉门. ④熄焦车 接受推出的赤热焦炭,运到熄焦塔内(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.

⑵斜道区 连接蓄热室和燃烧室的通道为斜道区,它位于蓄热室顶部和 燃烧室底部之间,用于导入空气和贫煤气,并将其分配到每个立火 道中,同时排除废气。 ⑶蓄热室 位于焦炉炉体的下部,上部经过斜道与燃烧室相连,下部经 废气盘分别与分烟道、贫煤气管和大气相通。
燃烧室正下方为主墙,主墙内有垂直砖煤气道,焦炉煤气 (富气)由地下室煤气与主管经此道送入立火道底部与空气混合燃 烧。 ⑷焦炉加热系: 燃烧室、斜道区、蓄热室。 变换时间:20~30min(气流换向)
3.焦炉炉型 ⑴焦炉炉型的分类 ①按火道结构形式的不同 a:双联火道: 燃烧室设计成偶数个立火道,每两个分为一组,一个火道走上升 气流,另一个走下降废气,换向后气流反向流动。 b:二分式: 燃烧室火道分成两半,彼此以水平集合烟道相连,一半走上升气 流,另一半走下降废气,换向后气流反向流动。 c: 过顶式: 两个燃烧室为一组,彼此借助炭化室顶部且与水平集合烟道相连 的过顶烟道相连,形成一个燃烧室全部火道走上升气流,另一个 全部走下降废气,换向后气流呈反方向流动。
⑸炉顶区 炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、洪炉孔等。
⑹基础平台 基础平台位于炉体底部,它支撑整个炉体,炉体设施和机械的质量, 并把它传到地基上。
例:JN43-58-Ⅱ型焦炉基础为底板、顶板和支柱组成,用钢筋混 凝土浇铸而成。为了减轻温度对基础的影响,焦炉砌体的下 部与基础平台之间有4-6层红砖。
§ 3、炼焦
§ 3.4 现代焦炉
§ 3.4 现代焦炉
1.焦炉概述 ⑴焦炉主要部分构成(三大室) ①炭化室 煤隔绝空气干镏的地方,焦炭形成的场所。
②燃烧室 是煤气燃烧的地方,煤气与空气在其中混合燃烧,产生的热量传 给炉墙,间接加热炭化室中煤料,对其进行高温干馏。 ③蓄热室 回收燃烧室废气的热量来预热空气和贫煤气的地方。
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