炼油厂焦化装置生产问答.doc
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1、 中煤焦化信息 1、目前我公司己投产焦炉的规格型号是什么?生产能力为多少?答:目前我公司己投产的两座焦炉规格型号为:JNDK43-99D、单热式、捣固型焦炉,每座焦炉有72孔炭化室,73个燃烧室,每个燃烧室有28个立火道,机侧有14个,焦侧有14个。年生产一级冶金焦100万吨。2、我公司的焦炉有何特点?答:我公司焦炉特点为捣固型,双联火道废气循环,单热式,下喷式。捣固炼焦:将配合煤在入炉前用捣固机捣实成体积略小于炭化室的煤饼后(煤饼高3.90m-4.00m宽450mm),推入炭化室内炼焦。煤饼捣实后堆密度可由原来散装煤的0.7-0.75t/m3提高到0.95-1.15t/m3,通过这种方法可扩
2、大气煤用量,可以多配入高挥发份煤和弱粘结性煤,减少焦煤用量,同样规模的炉孔和炭化室尺寸相等时,可以提高焦炭产量,降低生产成本,且保持所生产焦炭的强度符合标准要求。双联火道废气循环:就是把燃烧室立火道的总数设计为一偶数,并把全部立火道的每相邻两个构成一组,使一个火道为上升气流,另一个火道为下降气流,换向后气流呈相反的方向流动。此种形式的焦炉主要的优点是:气流沿整个燃烧室长度方向的分配比较均匀,而且气流阻力小,加热均匀,砌体强度大,特别是在立火道隔墙上除有跨越孔外,还在下部开设循环孔,利用上升气流的喷射力和上升气流与下降气流的浮力差,使部分的废气转回到上升气流的立火道去,利用废气循环可以降低煤气中
3、可燃成分和空气中氧的浓度并增加气流速度,使燃烧反应速度减慢从而拉长火焰,它有利于焦饼上下加热均匀,改善了焦炭质量。单热式:从炉体结构上只能用一种煤气加热的称单热式。下喷式:是焦炉煤气由炉下经垂直砖煤气道进入火道。3、焦炉主要由哪些部份组成?各部位的作用及其结构如何?答:焦炉主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、炉顶区、烟道(烟囱)、基础等部份所组成。炭化室是将炼焦煤装入后在隔绝空气的条件下受热生成焦炭的部位。有效长度:炭化室长度减去机焦侧炉门砖深入的距离。有效高度:炭化室高度减去炭化室顶部空间高度即装煤高度。有效容积:炭化室有效长度、有效高度和平均宽度三者之乘积。炭化室结构尺寸:炭化室全长14
4、280mm 有效长13280mm全高4300mm 有效高4170mm机侧宽495mm 有效容积27.68m3焦侧宽505mm 一次装入干煤量约23.05t平均宽500mm 周转时间约22.5小时左右锥度10mm 结焦率75%中心距1200mm 除尘孔直径4003在炭化室两侧有炉门,炉顶有上升管,三个除尘孔。燃烧室:位于炭化室两侧,煤气与空气在此混合燃烧,产生和提供炼焦过程所需热量的部位。由26个立火道和一个水平焰道构成,燃烧室与炭化室相间布置。每个立火道底部有一个斜道出口和一个煤气烧嘴,斜道走空气,烧嘴走煤气,立火道两个为一组,一个上升,煤气和空气在其中燃烧,生成的高温废气从火道中间隔墙上部的
5、跨越孔流入另一火道而下降,每隔30分钟交换一次,一组火道中,其中一个与另一侧的蓄热室相连。另一火道与另一侧的蓄热室相连。燃烧时单数火道上升,相应单数蓄热室也上升,双数火道下降,相应双数蓄热室也是下降气流。一侧的废气开闭器工作状态,一个上升进空气,一个下降走废气,30分钟交换一次。蓄热室:位于斜道下部,通过斜道与燃烧室相通,是废气与空气进行热交换的部位。蓄热室下部经废气盘分别同分烟道相通。在蓄热室里装有格子砖,燃烧后的废气通过时,将热量回收储存,冷空气进入后将得到预热。斜道区;位于炭化室及燃烧室下面,蓄热室上面,用以联通蓄热室和燃烧室,是空气和废气的通道。炉顶区:炭化室与燃烧室之上的部分,设有除
6、尘孔、上升管、看火孔及拉条沟。炭化室盖顶砖一般用硅砖砌筑,以保证整个炭化室膨胀一致。为减少炉顶散热,炭化室盖顶砖以上采用粘土砖、红砖和隔热砖砌筑。炉顶表面一般铺砌缸砖,以提高炉顶面的耐磨性。烟道与烟囱:蓄热室下部设有分烟道,来自下降蓄热室的废气流经各废气盘,分别汇集到机侧或焦侧分烟道,进而在炉组端部的总烟道汇合后导向烟囱根部,借烟囱抽力排入大气。每座焦炉分机、焦侧两条分烟道,四条分烟道汇集于两座炉中间的总烟道。烟道用钢筋混凝土浇灌制成,内砌粘土衬砖。分烟道与总烟道衔接部之前设有吸力调节翻板,总烟道与烟囱根部衔接部之前设有闸板,用以分别调节吸力。焦炉基础包括基础结构与抵抗墙构架两部分。基础结构是
7、一个地下室,由底板、顶板和构架柱组成,支承着整个炉体、设备、炉料和车辆的荷载。抵抗墙设在焦炉两端部位,抵抗墙上留有纵拉条孔,依靠抵抗墙及纵拉条紧固炉体,对炉体的纵向膨胀起一定的约束作用,限制炉体纵向膨胀变形,约束抵抗墙柱顶的位移。4、炼焦为什么要配煤?配煤原则是什么?焦煤、肥煤、气煤、瘦煤各有何结焦特性?配煤炼焦有何好处?答:由于炼焦工业的发展,焦煤的储量逐渐供不应求,我国煤炭资源虽然十分丰富,但煤种的储量资源分布不均,单种煤炼焦还存在着所炼的焦饼收缩小,推焦困难,焦煤膨胀压力很大容易胀坏炉体,挥发份小炼焦化学产品产率小等缺点,为了克服这些不足采用配煤炼焦。配煤应遵循以下原则:配合煤性质与本厂
8、煤预处理工艺及炼焦条件相适应,焦炭质量按品种要求能达到规定指标。 符合本地区煤炭资源条件,有利扩大炼焦资源。 有利增加炼焦化学产品,防止炭化室中煤料结焦过程中产生的侧膨胀压力超过炉墙极限负荷,避免推焦困难。 缩短煤源平均运距,便于调配运输车辆,避免煤车对流。 来煤数量稳定,质量均匀。 在上述前提下,尽量降低生产成本,以期提高经济效益。焦煤受热能形成热稳定性好的胶质体,结焦性能好,单独炼焦时能得到块度大、裂纹小耐磨性好的焦炭。焦煤膨胀压力大,焦饼收缩小,推焦困难。肥煤的粘结性很高,在配煤中它可以起到提高粘结性的作用,且肥煤挥发份高,在配煤中配入后可以提高化学产品产率和煤气产率,肥煤炼焦时能形成与
9、炉墙平行的横裂纹,生产的焦炭较碎,强度不好。肥煤灰分硫分高较难洗选。气煤挥发份含量高,粘结性低,收缩大能形成垂直于炉墙的纵裂纹,气煤含量高时焦炭碎,强度低,适当配入气煤可使推焦容易,降低膨胀压力,提高煤气和化学产品产率。瘦煤粘结性不高,加入瘦煤能提高配煤的焦炭强度,但粘结性差,形成半焦时收缩裂纹少。瘦煤过多时会使配煤的粘结性过度低下,焦炭耐磨性能差,易生成焦粉。配煤炼焦有以下优点: 节约优质焦煤,扩大炼焦煤源。 充分利用各单种煤的结焦特性,改善了焦炭质量。 在保证焦炭质量的前提下增加炼焦化学产品的产率和煤气的产量。 对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有好处。5、我公司配煤指标有哪些?答:水分在9%-
10、11%,灰份不大于10%,硫份不大于0.7%,挥发份23%-25%,细度(小于3mm粒度煤占配合煤总量的百分比)大于90%,粘结指数G60。6、什么是膨胀压力?影响膨胀压力因素有哪些?答:煤在一定体积的炭化室中受热分解时,不能自由膨胀因而对炭化室墙壁产生一定的压力,此压力称为膨胀压力。影响因素有: 煤的种类,气煤的膨胀压力为3Kpa15 Kpa,肥煤为5Kpa20 Kpa,焦煤为15Kpa35Kpa(有的可达5060Kpa),瘦煤为20Kpa80Kpa。 加热速度越快,膨胀压力越大。 煤料堆密度越大膨胀压力越大。 煤的氧化,能降低膨胀压力。 加入瘦化剂可以降低煤的膨胀压力。7、影响焦炭质量的因
11、素有哪些?答: 配合煤的成分和性质:配合煤的成分和性质决定了焦炭中的灰分、硫分的含量,而且焦炭的块度和强度在很大程度上也决定于原料煤的性质,如配煤中硫分和灰分低,炼出的焦炭也是低灰低硫的,在配煤中增加高挥发份的气煤就会使焦炭变得细长,块度变小,如在配煤中增加焦煤、瘦煤就会使焦炭的收缩裂纹减少,块度增大。配合煤中矿物杂质多会影响焦炭的强度,配合煤的细度也影响焦炭的强度。 炼焦的加热制度:加热速度和结焦末期温度。加快结焦速度可以使胶质体的流动性增加,炼出比较坚固的焦炭,但是也会使焦炭的收缩裂纹增加,块度变小。提高结焦末期的温度可以增加焦炭的耐磨性,但是会降低焦炭的块度,因为焦炭最终收缩增加,势必使
12、小裂纹增加,因而焦块容易沿着这些裂纹裂开。 炭化室内煤料的堆密度:增大煤料堆密度也即减少煤粒间的空隙,可以减少结焦过程中为填充空隙所需的胶质体液相产物的数量即可用较少的胶质体液相产物把分散的煤粒结合在一起。同时结焦过程所产生的气相产物由于煤粒间空隙减少而不易析出,增大了胶质体的膨胀压力,使变形煤粒受压挤紧进一步加强了煤粒间的结合,还有利于热解产生的游离基与不饱和化合物相互缩合产生分子量适当,化学性稳定的不挥发液相产物,这些都有利于改善煤料的粘结性。但另一方面,在成层结焦条件下,提高煤料堆密度使相邻层间结合牢固,减少了收缩应力的松驰作用,使相邻层间的剪切应力增大,容易使焦炭产生横裂纹。在相同细度
13、下,适当提高配煤水分可提高堆密度,但水分过高会使煤饼强度明显降低。在相同水分下,提高装炉煤细度使堆密度和抗压强度均降低,但抗剪强度提高。由于煤饼的稳定性主要取决于抗剪强度,故捣固煤料应有较高的细度,降低细度时为达到煤饼的稳定需消耗较高的捣固功。所以一般捣固煤水分应控制在9%-11%,细度小于3mm的应占90%以上。8、为什么燃烧室要分成许多立火道?答: 把燃烧室分成许多立火道,可迫使燃烧后的热气流沿燃烧室方向均匀分布,以达到对炭化室均匀加热的目的。把燃烧室分成许多“格”,可以增加炉体的结构强度,并且因为增加了辐射传热的面积而有利于辐射传热。9、蓄热室为什么能回收热量?回收热量又有何好处?答:在
14、蓄热室内放着许多层格子砖,这些格子砖起着传热和吸热的媒介作用。当加热炭化室后的废气流经蓄热室时,格子砖吸收废气的热量,使废气的温度降低,而当冷气通过蓄热室进入燃烧室立火道时,格子砖再把热量传给空气,使空气预热后把热量又带回到燃烧室内,回收了热量,同时排往烟囱的废气的温度可以降低到400以下,可以防止烟囱因高温产生变形,裂纹等危险,还有空气被预热后,可提高煤气的燃烧温度,有利于燃烧室的传热。10、焦炉为什么需要护炉铁件?答:焦炉是由各种形状的砖砌成的,这样的砌体长期处于高温下工作,由于炉温波动,炼焦加热制度经常变化等,砌体会产生热胀冷缩的情况,如:当缩短结焦时间时,要提高立火道的温度,炉体产生膨
15、胀,同理延长结焦时间时,炉体要产生收缩,在一胀一缩的过程中有的砖缝结合较差,经受不了这些缩胀产生的应力,灰缝便拉开了,这时如果有些灰尘石墨之类的东西落入灰缝内或将灰缝填满,在炉温又升高炉体膨胀的情况下,灰缝就再也不能合拢了,如此反复缩胀便会使砌体松动,最后出现裂缝。此外焦炉经常受到启闭炉门和推焦时焦饼的挤压等引起的机械力的撞击也会使砌体产生松动或损坏。为了减少这类破损,砌体外部必须配置护炉设备,利用护炉设备上可调节的弹簧势能,连续不断地向砌体施加数量足够,分布合理的保护性压力,使砌体在外力作用下保持完整和严密,并具有足够的强度。护炉设备分炉长向(纵向)和燃烧室长向(横向)二部分,纵向有两端抵抗
16、墙,并配有弹簧组的纵拉条,横向有两侧炉柱,上下横拉条、弹簧、保护板和炉门框等。11、焦炉护炉铁件包括哪些?作用是什么?答:护炉铁件包括:炉柱、横拉条、纵拉条、弹簧、保护板和炉门框等。它们的作用分述如下:炉柱:炉柱是护炉铁件中最主要的部分,有焦炉“脊骨”之称。它通过弹簧把压力传递给炉体,以控制炉体自由膨胀。同时由于炉门框和保护板均依靠炉柱和弹簧的压力,因此在摘挂炉门和推焦时炉柱还承受推焦车和推焦杆所产生 的震动和冲击。此时炉柱还支撑集气管、装煤车的摩电线架和操作平台等设备。横拉条:其作用是与炉柱一起组成“骨架”固定护炉铁件,防止炉柱倾斜,拉条多用44mm-48mm圆钢。纵拉条:砌体作纵向膨胀时,
17、由于各层膨胀缝的滑动面间有很大的磨擦阻力,单靠抵抗墙不能克服该磨擦阻力使砌体内部发生相对位移而使膨胀缝变窄,而且砌体纵向膨胀对抵抗墙产生的推力,会使抵抗墙向外倾斜以致开裂破坏,因此炉顶配置的纵拉条,其两端穿过抵抗墙,并靠两端的弹簧组和螺栓提供纵向保护性压力。弹簧:其作用是把通过保护板传递给炉柱的压力传给焦炉砌体,使砌体在设计的范围内能有效地膨胀。保护板和炉门框:其作用是保护整个燃烧室炉头砌砖不直接受机械碰撞和冷空气袭击,同时传递炉柱上弹簧的压力,使压力均匀地分布在燃烧室炉头砌体上,不让砌体自由膨胀而且还起到保护炉柱的作用。12、炉柱变形的原因有哪些?如何防止炉柱变形?答:炉柱变形的原因有:管理
18、不严,在改变炉温后,没有及时回松加压的弹簧,以致炉柱产生永久变形。炉门框或炉门清扫不干净,造成炉门不严,冒烟冒火烧坏炉柱。操作不小心,炉门没有对正,造成炉门不严,冒烟冒火烧坏炉柱。焦饼难推或者焦饼夹在炉门框或导焦栅内,没有及时排除,这样一方面对炉柱产生较大的作用力,另外赤热的焦炭会烧坏炉门框导焦栅和炉柱。推焦后的炉头焦没有清扫干净,在炉柱附近燃烧也会烧坏炉柱。为防止炉柱变形,应力求做到加热制度稳定,定期测量炉柱的弯曲度,及时调节炉柱上的弹簧,维持正常的集气管压力制度,消灭炉门冒烟冒火,推焦后及时把炉头焦清扫干净,炉头火道的温度控制适当,以免炉头砖开裂产生冒烟冒火。13、焦炉出炉煤气设备有哪些?
19、它们有什么作用?答:主要设备有:上升管、桥管、水封阀阀体、集气管、吸气管、n型管和焦油盒等。上升管:导出荒煤气通道。桥管:内设有氨水喷嘴,氨水喷嘴的作用是把温度为70-75的氨水喷成雾状,由于部分氨水迅速蒸发大量吸热,使荒煤气温度急剧降至80-100,同时煤气中约60%的焦油蒸汽冷凝。水封阀体:又称翻板座,由铸铁制成的内有一碟形水封翻板,它的主要作用是在出焦时阻止集气管的煤气流入炭化室内,碟形翻板在关闭时,由于桥管内氨水喷洒,氨水流满碟形翻板后形成水封,多余的氨水溢流回到集气管去。这样的水封能很严密地防止荒煤气倒流回炭化室。集气管:为了便于氨水和焦油导出,集气管按一定的斜度安装,管内设有氨水喷
20、嘴、冷水管用来冷却煤气,集气管的主要作用是汇集各炭化室导出来的荒煤气、氨水和焦油等。型管:作用是使煤气氨水焦油分开,以便使控制集气管压力的翻板使用灵活,在型管上有两个翻板,一个为手动调节的,另一个由调节机带动,自动调节集气管压力。焦油盒:内有两块隔板,使焦油盒内构成一水封,使煤气不能通过和逸出。焦油盒的作用是使冷凝下来的焦油和氨水从集气管直接进入吸气管,使煤气绕到型管后才进入吸气管去。焦油盒上设有清扫孔,可以清除堵塞的煤粉或焦油渣等。14、叙述加热煤气导入系统及各部位作用。答:来自回炉煤气总管的煤气经预热器预热后进入地下室的焦炉煤气主管。由此经各煤气支管(其上设有调节旋塞、孔板盒和交换旋塞)进
21、入各煤气横管,再经小横管(设有调节煤气量的小孔板或喷嘴)下喷管进入直立砖煤气道,最后从立火道底部的焦炉煤气烧嘴喷出,与斜道来的空气混合燃烧。设置煤气预热器的目的是为了防止焦炉煤气中的焦油和萘凝结堵塞管道。因为焦炉煤气中含有一些未被回收的焦油和萘物质,这些物质温度低的时候会冷凝下来,往往在煤气旋塞孔板或管径较小的地方堵塞管道,这样便会严重地影响炼焦炉均匀加热,所以必须设有煤气预热器来预热焦炉煤气。煤气支管上的调节旋塞主要起闭启作用,需要时也可改变开度以调节煤气进入一个燃烧室的量。孔板盒内装有孔板,用以控制煤气进量。交换旋塞通过交换搬把、交换拉条由交换机带动。15、我公司生产的一级冶金焦的质量标准
22、是什么?什么叫抗碎强度?什么叫耐磨强度?答:焦炭的质量标准为:灰份12%,挥发份1.8%,硫份0.6%,强度抗碎M4080%,M10耐磨7.5%,水份5%。取试样60mm的块焦50Kg放入转鼓内转动对焦炭施加磨擦力和冲击力作用,当焦炭外表承受的磨擦力超过焦炭气孔壁强度时,产生表面薄层分离现象,产生碎屑和粉末。焦炭抵抗此种破坏的能力称为焦炭的耐磨性或耐磨强度。当焦炭承受冲击力时,焦炭沿裂纹或缺陷处碎成小块,焦炭抵抗此种破坏的能力称为焦炭的抗碎性或抗碎强度。转鼓内大于40mm焦块的重量占试样重量的百分比就是M40抗碎,转鼓内小于10mm的粉焦重量占试样重量的百分比就是M10耐磨。16、煤的热解过程
23、分哪几个阶段?答:装入炭化室的煤料,在隔绝空气的条件下,进行高温干馏,最后生成焦炭,全过程大体经历以下几个阶段:、干燥预热阶段:煤从常温加热到200时,煤在炭化室中主要是干燥预热,并放出吸附于煤表面和气孔中的CO2和CH4等气体。、开始分解阶段:加热至200-300煤开始分解,产生气体和液体。主要分解出化合水、CO2、CO、CH4等气体,还有微量焦油。、生成胶质体阶段:煤加热到300-450时,煤剧裂分解,析出大量焦油和气体,焦油几乎全部在这一阶段析出。在此阶段由于热解,生成气、液(焦油)、固(尚未分解的煤粒)三相为一体的胶质体,使煤发生了软化、熔融、流动和膨胀。、胶质体固化阶段:450-55
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