圖文并茂，化工廠實例詳解焦化生產工藝及設備！

【本期內容，由深圳瑞升華冠名播出】

首先看一張簡圖來了解焦化廠整理的工藝流程：

總工藝流程圖

接下來，小七將從原料，備煤工藝，煉焦工藝，化工生產工藝及產品5個方面綜合講述焦化廠整體的工藝流程及相關設備。

通過上面的簡單流程大家可以看出，煤炭是煉焦的主要原料，它也是我們日常生活中的重要能源之一，被譽為工業的“食糧”、黑色的“金子”，所以我們必須合理地利用煤礦資源。根據成煤的原始物質條件不同，自然界的煤可分為三大類，即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。腐植煤在自然界中分布最廣，儲量最大，而且在煤炭利用和化學加工方面占有主要的位置。下表列出煤炭主要種類及相關的性質參數：

備煤流程

備煤：對進廠的洗精煤進行處理，以達到煉焦要求，通常把原料煤在煉焦前進行的工藝處理過程稱為備煤工藝過程。這個過程是在備煤作業區來進行完成的。主要經過堆放、配合、粉碎、調濕、除雜等一系列過程使之達到煉焦要求之后，通過皮帶被輸送到煤塔供煉焦作業區使用。

流程：洗精煤(<><3mm占85%以上后送焦爐煤塔內供煉焦用。>

螺旋卸車機

煤場和堆取料機

1、卸料：汽車來煤如自卸車直接卸入卸煤槽，非自卸車采用橋式螺旋卸車機卸車，螺旋卸車機的卸車能力約800噸/小時，設一臺。

2、精煤堆場：煤場貯煤面積～34000m2,可貯存7.4萬噸精煤。約為焦爐17天的用煤量, 精煤堆場設兩臺DQ3025型堆取料機，單臺堆料能力為600t/h,取料能力300t/h,煤場設推土機庫，用兩臺推土機輔助堆取料機作業。在精煤煤場設有噴灑水和噴灑覆蓋劑裝置, 可防止煤塵飛揚造成對周圍環境的污染。

配煤倉

煤塔

3、配煤：配煤是將不同煤種, 按比例配合, 使配合煤達到符合煉焦用煤的要求, 配煤倉為直徑8米的雙曲線斗嘴倉7個。每個倉的儲量約為500t。煤倉雙曲線鋼漏斗內襯超高分子塑料板,防止棚料。倉下配煤設備采用配料穩定, 配比準確, 自動化程度高的電子自動配料秤, 電子自動配料系統控制為PLC 控制。

 4、粉碎：粉碎設備選用可逆反擊錘式粉碎機PFCK兩臺, 其單臺設備破粹能力為250t/h, 一開一備。該粉碎機是在吸收德國、日本同類設備先進技術基礎上開發而成, 具有破碎比大、能力大、轉速低、粉塵少、對煤的水分適應性強等優點；采用液力偶合器, 能有效防護過載且能軟啟動；機體外殼開閉與反擊板調節均采用液壓裝置, 檢修及更換錘頭方便；采用組合式錘頭, 使用壽命長,維護、檢修費用低, 節約生產成本。

1、所謂配煤煉焦是把幾種牌號不同的單種煤按—定的比例配合起來煉焦。

2、為什么要配煤？主要原因如下：

a、節約優質煉焦煤，擴大煉焦煤源；

b、充分利用各種煤的結焦特性取長補短，改善冶金焦炭質量；

c、也能合理利用煤炭資源，在保證焦炭質量的前提下，增加煉焦化學產品的產率和煉焦煤氣的發生量；

d、充分利用本地資源，因地制宜發展焦化企業。

3、配煤工藝包括兩種：即先粉后配和先配后粉，大多數焦化廠包括我公司的焦化廠都采用后者。

4、配煤的基本原則：

a、焦炭質量達到規定指標，滿足使用部門的要求；

b、不會產生對爐墻有危害的膨脹壓力和引起推焦困難；

c、在滿足焦炭質量的前提下，盡量多配氣煤，增加化產品產率，盡量少配優質煤，多配劣質煤； 

d、盡可能降低配煤中的灰份和硫份；

e、充分利用本地資源，作到運輸合理，降低成本，最大限度實行區域配煤；

f、力求達到配煤質量穩定，有利于生產和操作。

5、配合煤的質量要求：水分9～12%；灰份≤10%；硫份≤0.9%；揮發24～30%；粉碎細度（ 煤料被粉碎后，omm～3mm粒度級的煤的重量占全部煤料重量的百分數稱之為配煤的細度）在90%左右；G值≥68；Y值12～20

達到煉焦要求的配合煤被送到煉焦工段進行煉焦。    

 煉焦原理：配合煤的高溫干餾。即把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后，煤在隔絕空氣的條件下受到來自爐墻和爐底(1000℃一1100 c)的熱流加熱。煤料即從炭化室墻到炭化室中心方向，一層一層地經過干燥、預熱、分解、產生膠質體、膠質體固化、半焦收縮、轉變為焦炭的過程。

焦爐結構簡圖

焦爐爐頂

焦爐機側

焦爐橫切面

由備煤車間來的洗精煤，由輸煤棧橋運入煤塔，裝煤車行至煤塔下方, 由搖動給料機均勻逐層給料, 用21錘固定搗固機分層搗實, 然后將搗好的煤餅從機側裝入炭化室。煤餅在950～1050℃的溫度下高溫干餾, 經過～22.5小時后, 成熟的焦炭被推焦車經攔焦車導焦柵推出落入熄焦車內，由熄焦車送至熄焦塔用水噴灑熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦車送至涼焦臺，經補充熄焦、涼焦后，由刮板放焦機放至皮帶送焦場。熄焦塔處設光電自動控制器, 通過控制器中的時間繼電器調整噴灑時間, 保證紅焦熄滅。

干餾過程中產生的荒煤氣經炭化室頂部、上升管、橋管匯入集氣管。在橋管和集氣管處用壓力為～0.3MPa，溫度為～78℃的循環氨水噴灑冷卻，使～700℃的荒煤氣冷卻至84℃左右，再經吸氣彎管和吸氣管抽吸至冷鼓工段。在集氣管內冷凝下來的焦油和氨水經焦油盒、吸氣主管一起至冷鼓工段。 

裝煤推焦車

焦炭及涼焦臺

篩焦樓及焦倉

冶金焦炭及標準

焦炭在煉鐵中的作用：

1、骨架作用；

2、提供熱源；

3、還原劑；

4、滲碳劑。　

從煉焦工段來的焦油氨水與煤氣的混合物約80℃入氣液分離器，煤氣與焦油氨水等在此分離。分離出的粗煤氣進入橫管式初冷器，初冷器分上、下兩段，在上段，用23℃化產循環水將煤氣冷卻到45℃，化產循環水升溫到40℃，然后煤氣入初冷器下段與16℃制冷水換熱，煤氣被冷卻到22℃制冷水升溫到23℃，冷卻后的煤氣進入煤氣鼓風機進行加壓，加壓后煤氣進入電捕焦油器，捕集焦油霧滴后的煤氣送往脫硫及硫回收工段。        初冷器的煤氣冷凝液由初冷器上段和下段分別流出,分別進入各自的冷凝液循環槽，由冷凝液循環泵送至初冷器上下段噴淋，如此循環使用，多余部分由泵抽送至機械化氨水澄清槽。

從氣液分離器分離的焦油氨水與焦油渣去機械化氨水澄清槽。澄清后分離成三層，上層為氨水，中層為焦油，下層為焦油渣。分離的氨水至循環氨水槽，然后用循環氨水泵送至煉焦車間冷卻荒煤氣及初冷器上段和電捕焦油器間斷吹掃噴淋使用。多余的氨水去剩余氨水槽，用剩余氨水泵送至脫硫工段進行蒸氨。分離的焦油至焦油中間槽貯存，當達到一定液位時，用焦油泵將其送至焦油槽, 焦油需外售時, 用焦油泵送往焦油槽車外售。分離的焦油渣定期送往煤場摻混煉焦。 

初冷器 

電捕焦油器

冷鼓工段流程圖

脫硫設備及工藝流程圖

來自冷鼓工段的粗煤氣進入脫硫塔下部與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸洗滌后，煤氣中H2S含量小于0.2g/Nm3，煤氣經捕霧段除去霧滴后全部送至硫銨工段。

從脫硫塔中吸收了H2S和HCN的脫硫液至溶液循環槽，用溶液循環泵抽送至再生塔下部與空壓站來的壓縮空氣并流再生，再生后的脫硫液返回脫硫塔塔頂循環噴淋脫硫。硫泡沫則由再生塔頂部擴大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加壓后送至連續熔硫釜外售。

在脫硫塔中的主要反應為：H2S+2NH3=(NH4)2S

由冷鼓來的剩余氨水經與從蒸氨塔底來的蒸氨廢水在氨水換熱器換熱、加堿后，進入蒸氨塔。在蒸氨塔中被蒸汽直接蒸餾，蒸出的氨汽入氨分縮器用循環水冷卻，冷凝下來的液體入蒸氨塔頂作回流，未冷凝的含NH3（～10%）氨汽進入氨冷凝冷卻器，用制冷水冷凝成濃氨水送脫硫工段作為脫硫補充液。蒸氨塔塔底排出的蒸氨廢水在氨水換熱器中與剩余氨水換熱后，入廢水槽，然后與洗脫苯工段來的粗苯分離水一并由廢水泵加壓經廢水冷卻器用循環水冷卻后送生化處理。

沸騰干燥器所用的熱空氣，經熱風器加熱后送入。沸騰干燥器排出的廢氣經旋風除塵器捕集夾帶的細粒硫銨結晶后，由排風機抽送至霧膜水浴除塵器進行濕式再除塵，最后排入大氣。

硫銨飽和器噴淋室溢流的母液入滿流槽，將少量的酸焦油分離，分離酸、焦油后的母液入母液貯槽，由小母液泵加壓后送噴淋室噴淋。

外購來的硫酸卸至硫酸槽用硫酸泵送至硫酸高位槽，經控制流量自流入滿流槽，調節硫銨飽和器內溶液的酸度。

飽和器法生產硫銨的主要反應有：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 

來自硫銨工段的粗煤氣， 經終冷塔上段的循環水和下段的制冷水換熱后,將煤氣由55?C降至23?C. 然后從洗苯塔底部入塔，由下而上經過洗苯塔填料層，與塔頂噴淋的循環洗油逆流接觸，煤氣中的苯被循環洗油吸收，再經過塔的捕霧段脫除霧滴后離開洗苯塔，其中一部分送焦爐做回爐煤氣、一部分送粗苯管式爐作燃料、一部分送制冷站作燃料、一部分送鍋爐房作燃料，剩余煤氣送氣柜加壓站，供居民用氣或工業用氣。

洗苯塔底富油由貧富油泵加壓后送至粗苯冷凝冷卻器，與脫苯塔塔頂出來的粗苯汽換熱，將富油預熱至60?C左右，然后至油油換熱器與脫苯塔底出來的熱貧油換熱，由60?C升到110?C左右，最后進入粗苯管式加熱爐被加熱至180?C左右，進入脫苯塔。從脫苯塔頂蒸出的粗苯油水混和汽進入粗苯冷凝冷卻器分別被從洗苯塔底來的富油和16?C制冷水冷卻至30?C左右，然后進入粗苯油水分離器進行分離，分離出的粗苯入粗苯回流槽，部分粗苯經粗苯回流泵送至脫苯塔塔頂作回流，其余部分送往粗苯貯槽，用粗苯輸送泵定期送粗苯計量槽外售。油水分離器分離出的油水混合物入控制分離器，在此分離出的洗油送入貧油槽，分離出的粗苯分離水送至脫硫工段，與蒸氨廢水一并送生化處理。

脫苯后的熱貧油從脫苯塔底流出，自流入油油換熱器與富油換熱，使其溫度降至120?C左右，入貧油槽并由貧富油泵加壓送至一段貧油冷卻器和二段貧油冷卻器，分別被32?C循環水和16?C制冷水冷卻至約30?C，送洗苯塔循環噴淋洗滌煤氣。

0.5MPa（表）蒸汽被粗苯管式加熱爐過熱至400?C左右，作為洗油再生器和脫苯塔的熱源。粗苯管式爐所需燃料由洗苯后的煤氣經煤氣過濾器過濾后供給。

在洗苯脫苯的操作過程中，循環洗油的質量逐漸惡化，為保證洗油質量采用洗油再生器將部分熱貧油進行洗油再生。洗油再生量為循環洗油量的1?1.5％，用過熱蒸汽加熱，蒸出的油汽進入脫苯塔，殘渣排入殘油池定期送往煤場或外售。

為了降低洗油中的含萘量，脫苯塔中部進行側線采萘，萘油流入萘揚液槽，用蒸汽壓出送冷鼓機械化氨水澄清槽。外購來的新洗油卸入新洗油地下槽后, 再用新洗油地下槽液下泵送入貧油槽，作循環洗油的補充。由終冷塔冷凝所得的煤氣冷凝液由冷凝液輸送泵送至冷鼓工段。

來自洗脫苯的凈煤氣經進氣柜水封進入儲量2.3萬m3，從氣柜出來的煤氣經出氣柜水封進羅茨風機加壓到5~15KPa，大部分送總廠作為燃氣使用，另一部分送到石灰作業區作為石灰窯用燃料。

該焦化廠氣柜為浮頂式氣柜，有效高度為21.2m，安全高度為7~18m。

上圖所示是焦化廠主要生產產品，整體分析由以下幾個部分組成：

１噸煤（干基）可以生產:

1、~0.75噸焦炭；

2、~0.18噸焦爐煤氣；

3、~0.04噸煤焦油；

4、~0.01噸粗苯；

5、~0.0085噸硫銨；

6 、~0.02噸其它(包括硫膏)；

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