冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì)書.doc

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1、冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì)書1文獻(xiàn)綜述1.1概述煤在焦?fàn)t隔絕空氣加熱到1000℃左右，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制得焦炭，這一過程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊埂Ｓ筛邷責(zé)捊沟玫降慕固靠捎糜诟郀t冶煉、鑄造、氣化和化工等工業(yè)部門作為燃料或原料；煉焦過程中得到的干餾煤氣經(jīng)過回收、精制得到各種芳香烴和雜環(huán)化合物，可供合成纖維、染料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防等工業(yè)作為原料；經(jīng)凈化過的焦?fàn)t煤氣既是高熱值燃料，又是合成氨、合成燃料和一系列有機(jī)合成工業(yè)的原料。因此，高溫?zé)捊故敲壕C合利用的重要方法之一。1.2發(fā)展前景1.2.1世界焦炭生產(chǎn)發(fā)展

2、趨勢(shì)世界焦炭產(chǎn)量于20世紀(jì)70年代末發(fā)展到頂峰,達(dá)到318億t/a左右。從80年代初開始世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢(shì),90年代初曾下降到313億t/a左右。若不包括中國(guó)焦炭產(chǎn)量,世界焦炭產(chǎn)量呈明顯下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)橐恍┙固可a(chǎn)大國(guó),如美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家由于焦炭需求減少、焦?fàn)t老化、嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)限制等因素,大批關(guān)停焦?fàn)t和成倍地削減焦炭產(chǎn)量。近幾年世界焦炭產(chǎn)量略有回升,這是幾個(gè)發(fā)展國(guó)家(如國(guó)、巴西等)主要是我國(guó)焦炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)的結(jié)果。這樣,一些發(fā)達(dá)國(guó)家焦炭減產(chǎn),而另一些發(fā)展國(guó)家焦炭增產(chǎn),世界焦炭產(chǎn)量總的變化不大。20世紀(jì)

3、末,各國(guó)焦炭生產(chǎn)增減幅度已經(jīng)明顯變小,新世紀(jì)初期世界焦炭產(chǎn)量將基本穩(wěn)定在315億t/a上下,與焦炭需求量是基本平衡的。1.2.2我國(guó)焦炭生產(chǎn)和煉焦技術(shù)發(fā)展的展望焦炭是高爐煉鐵不可步發(fā)展缺少的原料。在鋼鐵生產(chǎn)過程中,焦炭生產(chǎn)提供的焦炭和焦?fàn)t煤氣約占其總能源消費(fèi)量的50%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)70%焦炭用于冶金行業(yè),主要用于高爐煉鐵。我國(guó)焦炭生產(chǎn)始終是與鋼鐵生產(chǎn)同步發(fā)展。從1993年起,我國(guó)焦炭總產(chǎn)量和機(jī)焦產(chǎn)量都居世界第一位。近幾年來,焦炭生產(chǎn)與鋼鐵生產(chǎn)一樣,我國(guó)現(xiàn)有大量高爐仍是我國(guó)煉鐵生產(chǎn)的最主要的裝備,高爐用焦仍將是焦炭消費(fèi)的主渠道。

4、21世紀(jì)高爐將繼續(xù)向大型化、氧煤強(qiáng)化煉鐵方向發(fā)展,噴煤要大幅度增加,焦比要下降。現(xiàn)在有條件的大鋼鐵企業(yè)高爐噴煤已接近或達(dá)到200kg/t鐵左右。因此預(yù)計(jì)21世紀(jì)初期國(guó)高爐用焦在總量上將有減無增,即使鋼鐵總產(chǎn)量有所增加,焦比下降所節(jié)約的焦炭也將補(bǔ)償新增所需焦炭量。2煉焦工藝的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1入爐煤的選擇我國(guó)煉焦用煤主要指肥煤、焦煤、氣煤、瘦煤。根據(jù)單種煤結(jié)焦性質(zhì)、我國(guó)煤資源分布以及本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量和工藝設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)采用的配煤方案見表2-1，所選煤的工業(yè)分析與元素分析見表2-2。表2-1設(shè)計(jì)配煤方案焦煤肥氣煤肥煤氣煤弱粘煤22

5、.3%14.6%13.2%37.8%12.1%表2-2所選煤的工業(yè)分析與元素分析項(xiàng)目工業(yè)分析%元素分析%組成水分灰分揮發(fā)分碳?xì)溲醯獞?yīng)用基干基干基可燃基符號(hào)入爐煤107.99.7627.6330.479.95.3510.982.282.2焦?fàn)t爐型選本設(shè)計(jì)所選擇爐型為JNX43-83型焦?fàn)t，焦?fàn)t設(shè)計(jì)尺寸見表2-3。表2-3JNX43—83型焦?fàn)t尺寸爐型容單位數(shù)值炭化室全長(zhǎng)mm14080炭化室有效長(zhǎng)mm13280炭化室全高mm4300炭化室有效高mm4000炭化室寬度機(jī)側(cè)焦側(cè)平均錐度mmmmmmmm45744345050炭化室中心

6、距mm1143立火道中心距mm480加熱水平高度mm800炭化室有效容積m323.9炭化室墻厚度mm100爐頂厚度mm1178結(jié)焦時(shí)間立火道數(shù)h個(gè)/孔/燃燒室1828為了合理利用焦?fàn)t機(jī)械，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，一個(gè)爐組多為兩座或四座焦?fàn)t組成，本設(shè)計(jì)根據(jù)年產(chǎn)焦能力選定為每個(gè)爐組四座焦?fàn)t。(1)每座焦?fàn)t最多炭化室孔數(shù)式中——檢修時(shí)間，h；——最緊焦?fàn)t機(jī)械所承擔(dān)操作的焦?fàn)t座數(shù)；——最緊焦?fàn)t機(jī)械每操作一爐的時(shí)間，min。JNX43-83-2型焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間為18.2h，檢修時(shí)間為2h，當(dāng)兩座焦?fàn)t合用一臺(tái)熄焦車時(shí)，該車為最緊機(jī)械，其操作時(shí)間為

7、6min，則：，孔(2)根據(jù)焦?fàn)t生產(chǎn)能力計(jì)算定額爐孔數(shù)焦?fàn)t生產(chǎn)能力公式如下：式中G——每個(gè)爐組的年生產(chǎn)焦炭能力，本設(shè)計(jì)中G=600000t/a；n——每個(gè)爐組的焦?fàn)t座數(shù)，取為2；N——每座焦?fàn)t的炭化室孔數(shù)；μ——考慮炭化室檢修等原因的減產(chǎn)系數(shù)，取為0.95；V——炭化室有效容積，m3/孔；ρ干——裝爐煤堆積密度（干基）取為0.75t/m3；K——干煤全焦率，取為75%；τ——周轉(zhuǎn)時(shí)間，h。則每座焦?fàn)t炭化室孔數(shù)N為：孔考慮到設(shè)計(jì)能力要稍大于實(shí)際生產(chǎn)能力，則N取為8<。(3)一座焦?fàn)t一天裝煤量2.3工藝流程的選定本次設(shè)計(jì)所選用的

8、工藝流程見設(shè)備連接圖。如圖所示，原料煤自貯煤場(chǎng)運(yùn)至配煤場(chǎng)，以設(shè)計(jì)比例配合后送去粉碎，粉碎后的濕煤由斗槽經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥以一定的給料速度送入干燥管下部，被來自預(yù)熱管的熱氣體流化、干燥并運(yùn)輸，在干燥管上部，用初次旋風(fēng)分離器將干燥煤和氣體分離，再由初次旋風(fēng)分離器、旋轉(zhuǎn)閥將干燥煤粒送入預(yù)熱管下部，在此被來