200万吨焦炭焦化厂炼焦车间设计

“连体改良焦炉”，另有很少量的蜂窝式焦炉，工艺落后，生产环境恶劣。

表1 2000年底全国焦炉构成

炭化室高/m 座数/座 能力/万t

6.0 34

5.5 9

5.0 4

4．3 135

4.0 3.8-2.5 ＜2.5 捣固 合计 18

324 1949

632 1328

18

1174 100

267 10211

1559 338 200 4205 365

占总能力/% 15.27 3.31 1.96 41.18 3.56 19.09 13.01 2.62

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第二章 工艺设计

2.1 炉型的确定

当前焦炉的主要向大型化、高效化发展，以扩大容积，采用致密硅砖，减薄炭化室墙和提高加热火道标准温度等方面为主要的技术发展方向。

根据设计任务书，要求设计的生产能力为200万吨/a焦炭，综合焦炉主要特性比较，大容积焦炉的优点，以达到设计生产能力的要求，且合理利用资源，合理利用焦炉机械，提高劳动生产率，故采用JN60-82型6m大容积焦炉。

JN60-82型炉体结构特点：双联火道、带废气循环、下喷复热式。主要结构尺寸：炭化室全长15980mm；炭化室全高6000mm；炭化室平均宽450mm；炭化室锥度60mm；炭化室有效容积38.50m3；炭化室中心距1300mm；32个立火道；燃烧室墙厚100mm；装煤孔4×50×2个。

2.2 配煤比的确定

2.2.1 配煤的目的和意义

所谓配煤就是将两种以上的单煤料，按适当比例均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。

冶金焦的质量要求是：灰分低、硫分少、强度高、各向异性程度大，要满足上述要求，在常规炼焦方法条件下，用单种煤炼焦是很难实现的。而且由于煤种的相对储量、分布和开采能力的制约，不可能进行大规模的单种煤炼焦生产[22]。

配煤的意义在于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，并增产炼焦化学产品，实现煤炭资源的合理利用，扩大了炼焦用煤。

2.2.2 配煤的基本原则及要求

配煤方案是焦化厂规划的重要组成部分，是焦化厂设计的基础，为了保证焦炭质量，有利于生产操作，在确定配煤方案时，应遵循下列原则：

1、配合煤性质与本厂煤预处理工艺及炼焦条件相适应，焦炭质量按品种要求达到规定标准。

2、符合本地区煤炭资源条件，有利扩大炼焦煤源。

3、有利增加炼焦化学产品，防止炭化室中煤料结焦过程产生的膨胀压力超过炉墙极限负荷，避免推焦困难。

4、缩短煤源平均运距，便于调配车辆，避免“违流”现象。

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5、来煤数量均衡，质量均匀。

6、在上述前提下，尽量降低生产成本，以期提高经济实效。

炼焦配煤需因地而异，根据华北煤炭资源以及生产特点，炼焦配煤以焦煤作基础煤，在保证焦炭质量的前提下，适当兼配低灰、低硫的弱粘结煤和一定量的瘦煤。

2.2.3 种煤的结焦特性

气煤变质程度低，挥发分含量较高，粘结性低，这种煤加热后生成胶质体，结焦性比焦煤和肥煤差，膨胀压力小，收缩大，挥发分高，单独炼焦时，焦炭裂纹多，块度小，作为配煤组分，它可减少膨胀压力，增加收缩度，使推焦顺利并增加化产和煤气的作用。

肥煤是中等变质程度的煤，粘结性最强的炼焦煤，单独炼焦时可产生大量胶质体，热稳定性好，但在固化阶段焦炭会产生较多的横向裂纹，它和焦煤一样是炼焦配煤的基础煤种。配煤中有肥煤时，可以适当的配入粘结性差的煤。

瘦煤粘结性不高，配煤中适当配入瘦煤可降低半焦收缩，增大焦炭块度，在配煤中起瘦化作用，但配入量过多时，使配煤的粘结性过低，焦炭的耐磨性下降，焦炭质量下降。

焦煤在受热时能形成热稳定性很好的胶质体，单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、耐磨性好的焦炭，配入煤料中可以起到提高焦炭机械强度的作用，因此，焦煤是配煤中的重要成分。但是，焦煤在结焦过程中收缩度小、膨胀压力大，单独炼焦或配量过多时，会发生推焦困难并引起焦炉的损坏。

从以上各单种煤的结焦特性可以看出，各单种煤在一般的工艺条件下，都不适宜于单独炼焦。为了合理利用资源，改善焦炭质量，必须使用配合煤炼焦。

2.2.4 配煤的工业分析数据及配煤比的确定

现有单种煤的工业分析数据见表2-1。 则配合煤的各项指标如下：

Ad=9.6（干煤） St，d=0.84（干煤） Vdaf =26.71 焦炭质量：Ad=12.8 St，d=0.672

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表2-1 单种煤的工业分析数据

产地 赵各庄 唐 山 晋华宫 介 休 五 阳

Ad St，d Vdaf Y(mm) 煤种 比例（%） 10.75 1.03 31.21 26 肥煤 25 10.53 0.56 33.42 17 1∕3焦煤 20 4.43 0.34 29.98 5 弱粘煤 9 9.67 1.13 21.55 16 焦煤 35 9.3 0.41 18.07 9 瘦煤 11

在炼焦过程中，煤的灰分全部转入焦炭，焦炭灰分可按下式计算：

% [2]…………………………………………（2-1） A煤?K?A焦， 式中： A煤，A焦——煤、焦炭的灰分，%； K ——全焦率，%。

焦炭硫分可按下式计算： K S煤? ?S焦，%[2]…………………………………………（2-2）

?S 式中：S煤，S焦——煤、焦炭的硫分，%

?S——煤中硫分转入焦炭的百分率。 本设计中设定K=75%，?S=65%，则

9.6 A焦??12. 875e% S焦??0.84?0.728

75%2.3 炉孔数的确定

对于一定的生产能力的炉孔数取决于炭化室的尺寸和相应的周转时间。 计算公式如下：

?2nuN4 G?365V?干K

t年,/[23]……………………………（2-3）

?式中 G-----干全焦年产量，吨/年 n------每个炉组的焦炉座数，个 N------每座的炉孔数，个

u------考虑的减产系数，一般取0.95 V------碳化室有效容积，m3

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