煤焦化焦化厂炼焦工艺知识汇总炼焦生产实用技术.docx

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煤焦化焦化厂炼焦工艺知识汇总炼焦生产实用技术

（煤焦化）

焦化厂炼焦工艺知识汇总

（炼焦生产实用技术）

1、炼焦工艺流程图

2、炉体的结构

炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区和炉顶区组成。

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，每一个燃烧室有32个火道组成；斜道区位于蓄热室与燃烧室之间，是连接两者的通道。

蓄热室位于炉体的下部，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气盘分别同烟道、贫煤气管道和大气相同。

蓄热室用来回收焦炉燃烧废气的热量并预热贫煤气和空气。

炉顶区是指炭化室盖顶砖以上的部位，设有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。

3、装煤和出焦

装煤要求装满、装实、装平和装匀。

装煤不满不仅影响焦炭产量，且使炉顶空间温度升高，加速粗煤气的裂解和沉积炭的形成，易造成推焦困难和堵塞上升管。

但装煤也不宜过满，以防堵塞装煤孔，使粗煤气导出困难而大量冒烟冒火，装煤过满还会使上部供热不足而产生生焦，这两种情况都会影响焦炭质量。

装实不但可以增加装煤量，还有利于改善焦炭质量。

装平，以利于粗煤气的畅通导出。

装匀，以保证焦炭产量和炉温稳定。

出焦，出焦前要先观察焦饼收缩和成熟情况，推焦过程中时刻注意推焦电流的变化，出现推焦困难后要组织原因分析。

装煤和出焦要严格按计划进行。

为评定推焦操作的均匀性，用推焦计划系数K1和推焦执行系数K2。

K1=（M－A1）/M；M班计划推焦炉数；A1计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。

K2=（N－A2）/N；N班实际推焦炉数；A2计划与规定结焦时间相差大于±5min的炉数。

反应整个焦炉操作管理水平的指标：

K3系数。

K3=K1×K2。

每次推焦后，应清扫炉门、炉框、保护板、小炉门等上的积炭和焦油渣，以确保炉门严密。

4、熄焦

分干法熄焦和湿法熄焦。

湿法熄焦主要要注意控制焦炭水份。

接焦要均匀，喷洒要均匀，熄焦时间要严格按规定执行，熄焦后熄焦车应停留30s，在焦台上应尽可能多停留一段时间。

干法熄焦是用惰性气体氮气来将焦炭熄灭并冷却，同时将惰性气体回收的热量传给蒸汽锅炉用于发电。

干法熄焦可大大改善焦炭质量。

这是由于焦炭在干熄过程中缓慢冷却，降低了内部的热应力，网状裂纹减少，气孔率低，因而机械强度提高，真密度也增大。

此外，干熄焦过程不发生水煤气反应，焦炭表面有球状组织覆盖，内部闭气孔多，故耐磨性改善，反应性降低。

干熄过程中料层相对运动，增加了焦块间的相互摩擦和碰撞，起到了焦炭的整粒作用，故块度均匀性提高。

焦炭在预存室中保温相当于在焦炉中的焖炉，进一步提高了焦炭成熟度，使其结构致密化，也有利于降低焦炭的反应性，提高强度。

5、筛焦

要保证筛分效率，供料连续均匀，筛板经常检查，不堵眼、筛板不损坏。

炉前焦库、筛焦楼保持高料位。

6、焦炉温度制度

6.1标准温度与直行温度

焦炉燃烧室的火道数量较多，为了均匀加热和便于检查、控制，每一个燃烧室的机、焦侧各选择一个火道作为测温火道，其温度分别代表机、焦两侧温度，这两个火道称为测温火道和标准火道。

其所测得的实际温度称为直行温度。

为保证全炉各燃烧室温度均匀，各测温火道温度与同侧直行温度的平均值不应超过±20℃，边炉相差不超过±30℃，超过此值的测温火道为温度不合格火道，并以均匀系数K均表示：

K均=［（M－A机）+（M－A焦）］/2M；

M焦炉燃烧室数；

A机、A焦：

机、焦侧测温火道温度不合格数。

直行温度不但要求均匀，还要求直行温度的平均值保持稳定，并用安定系数K安考核。

K安=〔2N－（A＇机+A＇焦）〕/2N；

N直行温度的测量次数；

A＇机、A＇焦：

全炉机、焦测直行平均温度与加热制度规定的该测标准温度相差超过±7℃的测量次数。

6.2橫排温度

同一燃烧室的各火道温度，称为横排温度。

每一个燃烧室各火道温度，应当由机侧向焦侧逐渐增高，要求从机侧第2火道至焦侧第2火道的温度均匀上升。

横排温度均匀系数=（考核火道数-不合格火道数）/考核火道数。

6.3边火道温度

燃烧室两端的炉头火道，由于散热量大，温度较低。

为防止炉头焦炭不熟，以及装煤后炭化室头部降温过多，引起炉砖开裂变形，一般要求边火道温度低于标准温度的值在100℃以内。

为评定炉头温度的好坏，要求每一个炉头温度与该侧炉头平均温度差不超过±50℃。

6.4蓄热室顶部温度

为防止因蓄热室高温而将格子砖烧熔，应严格控制蓄热室温度。

对于硅砖蓄热室，其顶部温度应控制在1320℃以下。

在一般情况下，蓄热室的高温事故应不容易发生，但是，当炭化室窜漏，荒煤气被抽到蓄热室内燃烧，砖煤气道煤气漏入蓄热室内燃烧，立火道煤气燃烧不充分，继续到蓄热室燃烧以及废气循环发生短路等，仍可能引起蓄热室高温事故，特别是当炉体衰老时容易出现上述情况。

故应加强对蓄热室温度及串漏忣况的检查监督。

（一般低于立火道温度150℃）。

6.5小烟道温度

小烟道温度即废气排出温度，它决定于蓄热室格子砖型式、蓄热面积、炉体状态和调火操作等。

6.6炉顶空间温度

炉顶空间温度是指炭化室顶部空间荒煤气温度。

顶空间温度应控制在800±30℃，且不应超过850℃。

炉顶空间温度与装煤、平煤、调火操作以及配煤比有关。

它对化产品产量与产率以及炉顶石墨的生长有直接关系。

6.7焦饼中心温度

焦饼中心温度是焦炭成熟的指标。

焦饼中心温度要达到1000±50℃时焦饼已成熟。

7、焦炉压力制度

7.1集气管压力：

是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦未期不低于5Pa来确定的。

7.2看火孔压力：

看火孔压力应保持在-5Pa～+5Pa。

如果看火孔压力过大，不便于观察火焰和测量温度，而且炉顶散热也多；如果压力过小即负压过大时，冷空气被吸入燃烧系统，使得火焰燃烧不正常。

7.3蓄热室顶部吸力：

蓄热室顶部吸力大于30Pa。

7.4分烟道吸力：

分烟道吸力的波动会直接影响蓄热室顶部吸力，因此，控制的分烟道吸力大小应尽量使蓄热室顶部吸力稳定。

8、焦炭质量要求

8.1焦炭水分（Mt）：

作为冶金焦炭供给高炉炼铁生产，焦炭水分波动主要是给高炉入炉焦炭重量的称量造成误差，带来炉况波动，焦炭水分过大还会将焦粉带入高炉使高炉冶炼时透气性不好，所以保持焦炭水分稳定能为高炉炉温稳定创造条件，一般湿熄焦要求焦炭水分控制在4—6%。

8.2焦炭灰分（Ad）：

焦炭主要组成是碳和灰分，焦炭含碳愈高则含灰就愈少，在高炉冶炼中灰分是有害物质，吸收热量变成炉渣排出。

也就是说焦炭中的灰分越高，炼铁的焦比就越高。

一般焦炭灰分波动1%，高炉的焦比要波动2.5—3.0%，焦炭灰分的高低，主要取决于原料煤的灰分，煤的灰分在炼焦过程中也是完全转入焦炭中，另外在炼焦生产过程中混入杂质和炼焦不良操作，也会增加焦炭中灰分，炼铁要求焦炭中灰分愈少愈好。

8.3焦炭挥发分（Vdaf）：

焦炭挥发分是焦炭被二次加热后，气态析出物的含量，这种含量取决于煤料的变质程度和焦饼最终温度，一般将焦炭挥发分视作焦炭成熟程度的标志。

但也不能完全作成熟标志，就是焦饼完全成熟时焦炭的挥发分也含有1.0%左右，这是因为成熟的焦炭它可以吸附CO和O2，在试样干燥后，仍会吸收空气中水气，这些少量水气也是挥发分。

在炼焦过程中，未被挥发出来的C、H化合物是极少的，因为在一定温度下，C、H化合物各种形态必然以挥发分析出，冶金焦新国标规定：

Vd≤1.8%。

8.4焦炭的固定碳（Fc）：

焦炭的固定碳是煤经过高温干馏后残留的固态可燃物质，它是焦炭中的主要可燃成分，含碳（C）愈高就表明焦炭热值愈高，使用价值就愈大，它的工业分析计算方法：

Fc=100-（Vd+Ad）%；

8.5焦炭的粒度：

焦炉生产出的焦炭，经过筛焦系统分级后，应达到GB1996—2003标准，焦炭块度种类要求即：

>60mm大块焦，

>40mm大中块焦，

25—40mm中块焦。

各级产品具有不同粒度组成。

高炉用主要是>25mm的冶金焦，所谓冶金焦率就是>25mm粒度焦炭占焦炭试样总重的百分数为冶金焦率，余下的为冶金的焦末含量指标。

8.6焦炭的机械强度：

焦炭的机械强度是冶金焦物理性能的最重要指标，评定焦炭机械性能多种试验方法，目前大都选择转鼓试验。

采用米库姆焦炭在转鼓内破坏的机理：

A.米库姆转鼓测定得到的两个指标：

M10、M40（或M25）确能很好地表示焦炭的耐磨强度和抗碎强度，也就是我们称之为焦炭机械强度。

M10、和M40两个指标既是两个互不相干的因素过程造成的，又是有相关联的，因为一方面是因存的裂纹而破碎成小块时可能产生小于10mm的，也就作为M10考核了。

另一方面，因转鼓试验结果得到各粒级的焦炭总和必须等于100%，则M10的波动大了，必然会影响M40指标。

B.影响米库姆转鼓测定的准确性的因素：

（1）焦炭水份过大能使焦粉粘在大块焦上，影响M10、和M40指数失真，所以要求试验应将焦样水份控制在5%以下。

（2）转鼓检验焦炭质量是一种经验性的方法，从试验取样、称量、入鼓、出鼓、筛分等操作方法都应在严格规定的条件下进行结果才真实可靠，所以存在着不同操作人员是有误差的。

（3）对块度相对较小，耐磨性又差的焦炭M10、和M40指标也会失真。

8.7焦炭的物理化学性质

焦炭的物理化学性质有两项指标表示，即：

焦炭的反应性和焦炭的反应后强度，这两项指标都影响高炉生产，在冶金焦炭质量新标准中规定：

一级冶金焦CRI≤30%，CSR≥55%。

A.焦炭的反应性（CRI）：

焦炭在高温条件下与CO2和水蒸气相作用的能力称焦炭的反应性，用CRI表示。

C+CO2=2CO；

C+H2O=CO+H2。

通常用焦炭和CO2反应一定时间后焦炭消耗量占焦炭试样的百分比表示。

目前高炉冶炼对焦炭的反应性十分关注，故在《冶金焦炭》新国标中列为其中，要求：

CRI%Ⅰ级焦为≤30%，Ⅱ≤35%。

B.焦炭在高炉冶炼过程中的几点：

（1）焦炭反应性愈低，在风口回旋区与鼓风反应愈慢，回旋区断面积就增大，炉料下降更均匀。

（2）焦炭反应性愈高，在较低温度下就与CO2反应，得不到有效利用。

（3）焦炭反应性高最主要的是在高炉中，下部焦炭要经受CO2以及铁氧化物等作用，即产生碳熔反应和焦炭龟裂，结果耐磨性大大降低，形成焦粉进入炉渣中，降低炉渣流动性，使炉内料柱的透气性降低，这就说明：

高炉容积愈大，对焦炭的反应性要求愈低，一般要求CRI<30%。

C.焦炭的反应后强度（CSR）:

焦炭的反应后强度是高炉下部焦炭反应后性能的要求，通常将反应后强度指标称之为热强度。

从生产实践证明：

焦炭的反应性与反应后强度有着较好的相关。

关系是：

反应性高的焦炭孔孢壁碳熔损大，其反应后强度低；

通俗的说：

就是焦炭的反应性愈高，则反应后强度就愈低。

焦炭反应后强度与高炉内处于软融带强度相一致，它在与高炉下部的透气性有着良好的相关性，一般来说反应性高的焦炭其冷态转鼓指数M10就差，反之，反应性低的焦炭M10就好。

若反应性相近似值的焦炭，冷态转鼓强度高，反应后强度也高。

9、高炉冶炼对焦炭质量的要求

焦炭在高炉冶炼过程中，起着发热剂、还原剂和支撑炉料的三大作用，故此对焦炭的质量要求是：

（1）、固定碳（C）含量要高，即灰分和挥发份要低。

（2）、有害的杂质硫、磷含量要低。

（3）、耐磨和抗碎强度要好。

（4）、反应性要低，反应后强度要高。

（5）、水份要低而稳定。

（6）、焦炭块度要均匀，40～80mm级含量要高，<25mm级含量要低。

满足上述要求，可以保证高炉生产达到高产、优质、低耗，还可有效提高利用系数，冶炼强度高，焦比低，得到低硫、磷的优质的生铁。

表：

冶金焦炭的质量标准：

种类

大块（>40mm）

大中块（>25mm）

中块（25—40mm）

灰份Ad%

Ⅰ

≤12.0