200万吨焦炭焦化厂炼焦车间设计毕业设计Word下载.doc

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1.3.4日本SCOPE21的炼焦技术 6

1.3.5捣固焦炉 6

1.3.6干法熄焦（CDQ）技术 7

1.3.7型焦工艺 7

1.3.8配型煤炼焦 8

1.3.9立式连续层状炼焦工艺 8

1.3.10煤预热 9

1.4中国炼焦工业的现状 9

1.4.1焦炉煤气净化现状 9

1.4.2焦炉煤气利用现状 10

1.5焦炉构成现状 10

第二章工艺设计 12

2.1炉型的确定 12

2.2配煤比的确定 12

2.2.1配煤的目的和意义 12

2.2.2配煤的基本原则及要求 12

2.2.3种煤的结焦特性 13

2.2.4配煤的工业分析数据及配煤比的确定 13

2.3炉孔数的确定 14

2.4焦炉物料衡算 15

2.4.1物料平衡的入方 16

2.4.2物料平衡的出方 16

2.5焦炉热平衡 17

2.5.1炼焦耗热量的计算 17

2.5.2入炉高炉煤气以及废气的计算 17

2.5.3热量衡算 18

2.6蓄热室的计算 20

2.6.1原始数据 21

2.6.2蓄热室的高向温度分布 24

2.6.3格子砖蓄热面及水力直径计算 24

2.6.4煤气蓄热室热平衡 24

2.6.5热交换系数的计算 25

2.6.6蓄热室上部和下部气体温度差的对数平均温度 29

2.6.7格子砖的高度计算 29

2.7炉体压力计算 29

2.7.1计算公式 29

2.7.2数据计算 32

2.8烟囱高度计算 49

2.8.1计算烟囱高度的基本公式 49

2.8.2烟囱高度计算 50

第三章机械选型及热工仪表参数设计 59

3.1焦炉炼焦的主要机械及其性能指标 59

3.1.1装煤车 59

3.1.2拦焦机 61

3.1.3推焦机 62

3.1.4熄焦车 65

3.1.5电机车 66

3.1.6交换机 67

3.1.7拉条规格 68

3.1.8格 69

3.2焦炉仪表设计参数及要求 69

3.3大型焦炉集气管主要尺寸 71

结论 73

谢辞 74

参考文献 75

.参考资料.

摘要

针对我国冶金焦需求的不断扩大，对焦炭质量不断提高，炼焦炉趋向大型化的现状，进行焦炉的初步设计。

根据设计任务要求，大容积焦炉的优点确定焦炉炉型为JN60-82型。

6m大容积焦炉与传统焦炉相比，在保持焦炭质量不变的情况下，可多配入弱粘结性煤炼焦，扩大炼焦煤源。

根据华北地区的煤炭资源分布状况，确定配煤比；

计算使用的焦炉孔数；

进行焦炉工艺计算，包括焦炉的物料衡算和热量衡算、蓄热室的传热和尺寸的计算、炉各点水压阻力和浮力的计算和烟囱高度的计算等。

根据所选炉型确定炼焦的主要机械设备（装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车、电机车和液压交换机）的型号和焦炉附件（炉柱、炉门和拉条）的规格。

关键词：

炼焦；

大容积焦炉；

工艺计算；

设计

Abstract

China'

smetallurgicalcokedemandcontinuestoexpand,continuouslyimprovethequalityofcoke,cokeovenstendtothestatusoflarge-scale,thepreliminarydesignofcokeoven.Accordingtothedesigntaskrequirements,theadvantagesofthelargevolumeofcokeoventodeterminethecokeovenfurnaceJN60-82model.6mcokeovenoflargevolumecomparedtoconventionalcokeoven,inthecaseofthesametomaintainthequalityofcoke,andmorewithintoweaklycakingcoalcokingandexpansionofcokingcoalsource.

DistributioninNorthChina'

scoalresources,todeterminetheblendingratio;

calculatedusingthenumberofcokeovenKong;

cokeovenprocesscalculation,includingcokeovenmaterialbalanceandheatbalance,thecalculationofregeneratorheattransferandthesizefurnacewaterpressureresistanceandbuoyancycalculations,andthechimneyheightcalculation.Selectedfurnacetodeterminethecokingmachineryandequipment（coalchargingcar,cokepusher,cokeguidecars,cokequenchingcars,motorvehiclesandhydraulicswitch）Model,andcokeovenaccessories（furnacecolumn,doorandpullthebar）specifications.

Keywords:

coke;

largevolumeofcokeoven;

processcalculation;

design

引　言

近年来，随着高炉的大型化以及喷煤和强化冶炼措施的实施，高炉对焦炭质量提出了更高的要求。

焦炭必须具备更高的强度才能满足高炉炼铁的需要，保证生产顺利高效。

我国炼焦工业近10余年的发展较快，但炼焦煤资源恶化，环境污染严重，焦炉产量和热效率下降等问题远远没有解决。

炼焦炉是炼焦的主要设备，焦炉的技术水平对焦炭质量有很大的影响，从而限制高炉冶炼的发展。

炼焦炉经历了成堆干馏、倒焰炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉和巨型反应器五个发展阶段。

现代焦炉的主要结构形式以多室的蓄热室焦炉为主，并将向大型化、高效化发展。

我国现有的炉型主要有：

58型、e80型、JN43型、JN60型、JN捣固焦炉。

本人根据指导老师给定的设计任务，结合在签约单位中化煤化工公司毕业实习的容，最终确定年产200万吨焦炭焦化厂的6m大容积焦炉进行初步设计。

第一章文献综述

1.1炼焦工业在国民经济中的意义

炼焦工业是国民经济的一个重要部门，不仅为钢铁工业提供燃料（焦炭、焦炉煤气），而且也为国防、农业、交通运输、有机合成工业等一系列国民经济部门提供重要的化工原料和燃料，同时焦炉煤气也可作城市煤气[1]。

炼焦化学工业是煤炭化学工业的一个重要部分[1]。

煤炭主要加工方法是高温炼焦（950～1050℃）和回收化学产品。

产品焦炭可作高炉冶炼的燃料，也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气；

可用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用来制造电石，以获得有机合成工业的原料。

在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工可以提取焦油、氨、萘、粗苯、硫化氢、氰化氢等产品，并获得净焦炉煤气。

煤焦油、粗苯经精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、古马隆、酚、萘、蒽、吡啶盐基等，这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。

净焦炉煤气可供民用和做工业原料。

煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。

炼焦化学工业的产品已达数百种，我国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取100多种化学产品，这对我国的国民经济发展具有十分重要的意义。

1.2炼焦炉的发展历史及现状

1.2.1中国焦炉发展史

中国生产和应用焦炭的历史，根据对出土文物的考证，可以追溯到宋代。

最早文字记载焦炭见于1650年前后方以智（1611～1671）所著《物理小识》一书。

工业规模焦炭生产，是从清政府于1898年开办的煤矿开始的，当年生产焦炭2.9万t。

同期，开滦煤矿也生产焦炭。

1908年组建的汉冶萍煤铁厂矿公司，在建有各种成堆干馏窑164座，年产焦炭14万t，1916年达26.6万t。

第一次世界大战后，在、、等地开始建设可回收化工产品的现代焦炉，如建成的考贝斯捣固焦炉、建成的奥托废热式焦炉和亨塞尔曼两分式焦炉，建成黑田式焦炉等。

1931年后在、又建成奥托复热式焦炉，1938年在石景山铁厂建成侧入式索尔威型焦炉。

一直到中华人民国成立后的第一个五年计划前，中国的现代大型焦炉全都是外国人设计的，炼焦技术的发展十分缓慢。

解放初期，中国的焦炉一部分是解放前遗留下来的外国焦炉，如奥托式焦炉，

解放后恢复继续生产;

另一部分是引进原苏联的现代化焦炉，如ПВР式焦炉、ΠΚ式焦炉;

没有自行设计的焦炉。

在第一个五年计划期间，由于优先发展重工业的政策，使我国的钢铁技术包括炼焦技术在很快发展起来。

当时有引进原苏联的技术作为基础，而原苏联当时的炼焦技术已处在世界前列，所以我国炼焦技术发展也很快。

我国炼焦研究、设计、基建等相应的专门组织相继建立并得到很快发展。

1952年，在黑色冶金设计院设立炼焦专业设计部门和煤焦研究室，开始自行设计焦炉和进行煤焦研究。

后于1958年组建为焦化耐火材料设计研究院（以下简称焦耐院）。

中国自行设计焦炉的起步是解放初期恢复战争期间停产的焦炉和引进原苏联焦炉建设中的设计工作。

这些焦炉的基建、投产及生产调整工作的各种经验，给自行设计焦炉作了技术准备工作。

1954年，我国自行设计了双联火道废气循环下喷式本-54型焦炉。

这种焦炉吸收了ПВР型焦炉废气循环拉长火焰原理和奥托式焦炉煤气下喷结构在调节上的方便及竖直砖煤气道的优点，克服了ПВР型焦炉调节不便及结构上的弱点，形成了全新形式的焦炉。

实践证明，这种结构开创了世界焦炉结构的新的主导方向。

本-54型焦炉于1956年在本钢焦化厂投产，当时是世界上最早的双联火道废气循环下喷式焦炉。

1.2.2发展历史及现状

炼焦炉的发展大体可分为成堆干馏、倒焰炉、废热式焦炉、蓄热式焦炉和巨型反应器五个阶段[2-4]。

最早的炼焦方法是将煤成堆干馏，后来发展成为砖砌的窑，此类方法的特点是成焦和加热合在一起，靠干馏煤气和一部分煤的燃烧将煤直接加热而干馏成焦炭，所以焦炭产率低、灰分高、成熟度不均。

到了19世纪中叶出现了将成焦的炭化室和加热室用墙壁隔开的窑炉，隔墙上部设通道，炭化室煤的干馏气经此直接流入燃烧时，同来自炉顶通风道的空气会合，自上而下底边流动边燃烧，故称倒焰炉[1]。

干馏所需热从燃烧室经炉墙传给炭化室煤料。