炼焦工艺课件.ppt

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1、第四章 炼焦炉,1,ppt课件,第一节 炉体构造,一、炼焦炉的发展阶段及现代焦炉的基本要求焦炉是炼制焦炭的工业窑炉。炼焦炉的发展大致经过了四个阶段，即土法炼焦、倒焰式焦炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉。我国早在明代就出现了简单的炼焦工业，将煤置于地上或地下的窑中，依靠干馏产生的煤气和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。,2,ppt课件,3,ppt课件,土法炼焦的焦炭质量差，结焦时间长，化学产品不能回收，而且造成了环境污染。,4,ppt课件,为了克服以上缺点，19世纪中叶出现了将炭化室和燃烧室分开的焦炉，但隔墙设有通道，炭化室内煤干馏产生的煤气流入燃烧室，同来自燃烧室炉顶的空气混

2、合，自上而下边流动边燃烧，故称为倒焰式焦炉，燃烧室的热量又经炉墙传给炭化室供煤料干馏。随着化学工业的发展，要求从干馏煤气中回收化学产品。1881年德国建成了第一座回收化学产品的焦炉，就是将炭化室和燃烧室完全隔开，炭化室内产生的荒煤气送回收车间回收化学产品后，净煤气在送燃烧室燃烧。由于燃烧产生的高温废气直接排入了大气，故称为废热式焦炉。,5,ppt课件,由于废热式焦炉，高温废气带走的热量相当可观，为了回收这部分热量，使能源利用更加合理，后又发展了可以回收废热的蓄热式焦炉。近年来，焦炉向大型化、高效化发展。目前，一些技术较发达的国家，焦炉高多为67.5米。,6,ppt课件,7,ppt课件,现代焦炉

3、的发展应满足下列要求：1、生产优质产品。2、生产能力大3、热工效率高，能耗低。4、炉体坚固，使用寿命长。5、劳动条件好。,8,ppt课件,二、现代焦炉炉体主要部位,现代焦炉最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。因此，也可以说焦炉是由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区和炉顶区。,9,ppt课件,10,ppt课件,1、炭化室炭化室是接受煤料，并对装炉煤隔绝空气干馏制焦炭的炉室。一般由硅质耐火材料砌筑而成，它的顶部有三到四个加煤孔，煤从炉顶加入，并有12个导气孔。整座焦炉靠推焦车的一

4、侧为机侧，另一侧为焦侧。为顺利推焦，炭化室水平面呈梯形，焦侧宽度大于机侧，宽度之差称为锥度，一般为2070mm，炭化室越长锥度越大。炭化室宽度一般在400550mm之间，宽度减小，结焦时间缩短，但不小于350mm,因为宽度太窄会使推焦困难；炭化室长度通常为1316m，高度一般为46m，增加长度和高度，可增加生产能力，但受到长向、高向加热均匀性的限制。,11,ppt课件,2、燃烧室燃烧室位于炭化室两侧，煤气和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。燃烧室的数量比炭化室多一个。长度与炭化室相等，燃烧室的锥度与炭化室相等但方向相反，以保证焦炉炭化室中心距相等。

5、燃烧室用横墙分隔成若干个立火道，一般大型焦炉有2632个，中小型焦炉1216个，燃烧室墙面温度高达3001400.燃烧室顶部空间低于炭化室顶部，二者之差称加热水平高度，这是为了保证炭化室顶部空间温度不至于过高，防止二次裂解过度，影响化学产品的产率。,12,ppt课件,3、蓄热室蓄热室位于炭化室的正下方，其上经斜道同燃烧室相连，下经交换开闭器分别与烟道、贫煤气管道和大气相通，其作用是利用、蓄积废气的热量来预热燃烧所需的空气和贫煤气。当下降废气通过蓄热室时，将热量传给格子砖，废气温度有12001300降到300400，然后经烟道排出，再经交换开闭器换向，冷空气和贫煤气进入蓄热室，吸收格子砖蓄积的热

6、量，并将气体预热到10001100后进入燃烧室燃烧，这样就有效地利用了废气的显热，提高了焦炉的热效率。,13,ppt课件,4、斜道区连通蓄热室和燃烧室的通道称为斜道，用于导入空气和煤气，并将其分配到每个立火道中，同时排出废气。燃烧室的每个立火道与相应的斜道相连。斜道的倾斜角一般大于30，因为坡度太小，容易积灰，存物，导致斜道堵塞。,14,ppt课件,5、炉顶区炭化室盖顶砖以上部位即为炉顶区。炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔等。基础平台与烟道焦炉的基础平台位于炉体的底部，它支撑着整个炉体重量，大型焦炉的基础一般采用钢筋混凝土浇灌而成。,15,ppt课件,第二节 炉型特性,一、火道形式燃烧室是焦

7、炉加热系统的主要部分，其加热是否均匀对焦炉生产影响很大。现代焦炉大多采用直立火道式，根据组合方式不同，分为两分式、四分式、过顶式、双联火道式和四联火道式5种。,16,ppt课件,二、解决高向加热均匀性的方法,当火道中煤气在正常条件下燃烧时，炭化室沿高度方向的温差一般在50200之间，高度越高，加热均匀性越难达到，这将影响焦炭的质量。为确保沿炭化室高度方向加热均匀，即实现燃烧室纵向加热均匀性，在不同结构的焦炉中，采取了不同的措施，如高低灯头、分段燃烧、调整炉墙厚度、废气循环等手段。其中废气循环是使燃烧室纵向加热均匀最简单而有效的方法，被广泛采用。,17,ppt课件,三、煤气入炉方式,煤气入炉方式

8、有侧入式和下喷式两种。侧入式焦炉，加热用煤气由焦炉侧面引入炉内。这种煤气入炉方式，由于无法调节进入每个立火道的煤气量，而不利于横向加热。下喷式焦炉加热用煤气由炉体下部通过下喷管垂直进入炉内。采用下喷式可调节进入每个立火道的煤气量，有利于实现加热均匀性。,18,ppt课件,第四节 焦炉结构的发展方向,今后焦炉的发展方向，主要趋向以下几方面：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。,19,ppt课件,一、增大炭化室的几何尺寸,焦炉大型化优点：1、基建投资省 5、热效率高2、劳动生产率高 6、提高焦炭质量3、占地面积少 7、减少环境污染4、维修费用低但是焦炉

9、大型化，并不意味着焦炉结构可以任意扩大，必须是从工艺实践，经济效益等方面全面衡量后的合理扩大。,20,ppt课件,二、采用下喷及下调式焦炉结构,在研究发展大容积焦炉的同时，必须解决焦炉高向、长向加热均匀性的问题。采用下喷和下调式焦炉结构是改善焦炉长向和高向加热均匀性最有前途的办法。,21,ppt课件,三、研制大容积高效焦炉,大容积高效焦炉指的是这样的焦炉，它采用了高导热性能的炉墙砖，减薄炉墙砖的厚度以及采用较高的火道温度，从而使生产能力提高。1、降低炭化室炉墙的厚度试验结果表明，70mm厚的炉墙完全能满足焦炉的稳固性。薄壁炉墙焦炉优点：结焦时间缩短，耗热量降低，废气中氮氧化物减少，节省材料，投

10、资降低。2、研制高比换热面积的格子砖这种高比换热面积的格子砖具有单位体积换热面积大，蓄热效率高的特点。,22,ppt课件,3、研制高导热性能的炉墙砖该研究工作主要集中在致密硅砖以及镁砖和刚玉砖在焦炉上的应用。致密硅砖又称高密度硅砖，美国研制出一种含2%CuO的致密硅砖，密度为1.93 t/m3(普通硅砖密度1.71.8 t/m3)，其导热系数是普通硅砖的128%；我国研制了含Fe2O3 2.22%的硅砖，比普通硅砖焦炉的结焦时间缩短了4060min，生产能力提高1012%.除硅质材料，比较有前途的还有刚玉砖和镁砖。刚玉砖，含Al2O3 97.6%，它的导热性和热稳定性比硅砖好，导热系数是硅砖的

11、1.72.5。镁砖，主要成分MgO，试验表明镁砖焦炉的结焦时间可以缩短4小时，但由于镁砖的膨胀率较大，因此它的使用前景不如刚玉砖。,23,ppt课件,四、研制节能焦炉现代炼焦，在整个结焦周期内，是用同样的煤气量在加热，即“恒定加热”。但实际上在整个结焦周期内，煤料所需的热量是变化的。在装煤后最初的23小时内，湿冷的煤料所需的热量大于供给的热量；之后煤料所需的热量与炉墙供给的热量大致、平衡；到结焦末期，由于焦炭的放热效应，传入煤料的热量比煤料所需的热量多，常使生成的焦炭过火。,24,ppt课件,如果按照煤料实际所需热量的变化情况来供热，可以节省相当部分的热量。德国首先在这方面进行了研究试验，将整个结焦过程分为5个加热阶段，称为“程序加热”。1、装煤后3h，供热量为恒定供热量的170%。2、第34h阶段，中断加热。使从炉墙到炭化室中心的煤料温度趋于平衡。3、第48h阶段，以恒定供热量的120%供热。该阶段耗热量为耗热总量的40%。4、第812h阶段，停止加热。主要是利用焦炭的放热效应产生的热量。5、最后2h，供入少许热量，使焦炭完全成熟。,25,ppt课件,