4 工艺技术方案(小)

4 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择本工程年产100万吨干全焦。

工艺技术方案的选择是本着利用公司自有及公司附近煤矿的煤炭资源，保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总量控制，做到清洁生产，以减少对环境的污染。

按照上述原则，本工程的备煤采用先配后粉工艺，配煤仓下设电子自动配料秤配煤；炼焦采用炭化室高5.5m 的侧装捣固煤饼高温炼焦技术，炉组规模2×50孔；熄焦采用二次熄焦工艺；煤气净化设有冷鼓电捕、脱硫及硫回收（含蒸氨）、硫铵、洗脱苯，罐区等，剩余煤气作城市煤气。

4.1.1 备煤工艺方案的选择1. 备煤工艺方案的选择备煤工艺方案的选择，主要在煤料的粉碎加工方式，可分为：先配煤后粉碎的工艺和先粉碎后配煤的工艺。

先配煤后粉碎是指将原料煤按一定比例配合后再进行粉碎的工艺，此工艺是我国目前普遍采用的工艺。

其优点是工艺过程简单，设备较少，布臵紧凑，操作方便。

缺点是不能根据不同煤种进行不同的粉碎细度处理，配煤中硬度较大的煤得不到细粉碎。

先粉碎后配煤的工艺是将炼焦煤中的单种煤先根据其性质进行分别粉碎，然后按规定的比例配合混匀再送入煤塔的工艺。

该工艺的优点是各种煤料可按不同细度要求进行粉碎，避免了大颗粒集中和过细粉碎，对提高配煤准确度，改善焦炭质量具有一定作用，这种流程适用于煤种硬度差别较大的情况，缺点是流程复杂，设备多，投资大。

本工程炼焦煤采用先配煤后粉碎的工艺方案。

2. 备煤工艺流程的确定炼焦用洗精煤汽车运来，采用自卸的方式或人工卸煤，受煤坑受煤，煤场采用推土机和装载机堆取作业，配煤仓下设电子自动配料秤配煤，先配煤后粉碎的工艺流程。

4.1.2 炼焦工艺方案的选择目前国内外的机械化炼焦工艺基本相同，仅在炉型选择、工艺参数、工艺布臵、机械布臵、环保措施上有所不同。

从焦炉装煤方式上可分为炉顶重力装煤焦炉和侧装煤捣固焦炉；从焦炉的加热方式上可分为下喷和侧喷；从焦炉的加热气源上可分为复热式和单热式；从焦炉的加热火道结构形式上可分为双联火道和二分火道。

捣固焦炉即侧装焦炉，与常规顶装煤焦炉相比,有如下优点:(a). 原料范围宽。

可以多配入高挥发份、弱粘结性煤或中等粘结性煤，生产优质高炉用焦，还可以掺入焦粉或石油焦粉生产优质高炉用焦和铸造焦，以及用100%高挥发分煤生产气化焦。

(b).同样配煤比,焦炭质量可以得到改善。

M40可提高1～6%，M10可改善2～4%，反应后强度（CSR）提高1%～6%。

(c). 在生产质量相同的焦炭时,捣固炼焦的配合煤中，可以多配入20～25%的高挥发份、弱粘结性煤，可使入炉煤料中高挥发份、弱粘结性煤的配入量高达70%～80%，降低炼焦成本。

(d). 在同样的炉孔数和炭化室尺寸时,可以提高焦炭的产量。

但在相同炉组规模时，捣固侧装煤饼焦炉的投资较炉顶重力装煤焦炉稍高。

为了拓宽工程的炼焦煤源，为了充分利用本地区的煤源以降低产品成本，增强产品的市场竞争力，本工程选用双联火道、废气循环、下喷、单热式2×50孔TJL5550D捣固焦炉，该焦炉满足国家发改委发布的《焦化行业准入条件》要求。

4.1.3 熄焦工艺方案的选择目前的熄焦工艺有湿法熄焦和干法熄焦两种。

湿法熄焦除传统的喷淋式熄焦外，还有低水分熄焦、二次熄焦、稳定熄焦等。

1.湿法熄焦A. 低水分熄焦低水分熄焦可以替代目前在焦化行业广泛使用的传统的喷淋式熄焦。

低水分熄焦工艺一般采用高位水槽供水，可使每次熄焦的供水压力和供水量保持恒定，达到均匀熄焦和保持焦炭水分稳定的目的。

在低水分熄焦过程中，熄焦水先以正常流量的40%～50%喷洒到熄焦车内的红焦上（约10～20s）以冷却顶层的红焦，之后熄焦水以正常流量呈柱状水流喷射到焦炭层上，大量的水流迅速穿过焦炭层到达熄焦车倾斜底板。

水流在穿过红焦层时产生的蒸汽快速膨胀并向上流动通过焦炭层，由下而上地在车内焦炭层进行熄焦。

熄焦后焦炭的水分可控制在2～4%。

该项技术须由美国引进。

B. 二次熄焦二次熄焦是我院在传统的喷淋式熄焦基础上，借鉴了低水分熄焦工艺而开发的一种熄焦工艺。

其优点是在熄焦车上、下部位的焦炭水分均匀稳定，水分可控制在2.5～4%，降低了炼铁焦比和耗热量。

与传统的喷淋式熄焦不同之处，将原熄焦泵房与熄焦塔之间增加了高位水槽，熄焦水泵选用了小功率的水泵。

C. 稳定熄焦稳定熄焦是用一点定位熄焦车，可通过控制熄焦水的喷洒量与喷洒时间，从而将焦炭的水分控制在3～3.5%范围内，与低水分熄焦有异曲同工之处，不同的是熄焦车的结构和熄焦水与焦炭层的接触方式。

该项技术须由德国引进。

2. 干法熄焦干法熄焦是利用冷的惰性气体，在干熄炉内与炽热红焦换热从而冷却红焦。

吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给回收热量的锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉内冷却红焦，惰性气体如此循环。

回收废热锅炉产生的中压蒸汽可并入蒸汽管网供全厂工艺装臵使用，当工程使用不了这些蒸汽时就需要设臵发电装臵来利用这些蒸汽。

干法熄焦能源综合利用较好，环境效益好；在煤源不变的条件下，可使焦炭的M40提高3～8%，M10改善0.3～0.8%，可大大降低焦炭的水分，不但满足了高炉对焦炭的强度要求，也保证了高炉连续、稳定地运行。

但干法熄焦与湿法熄焦相比，产量降低约0.3%，并使冶金焦率降低，粉焦率增高，另外投资较高，同时还需要增设制氮装臵补充氮气。

3. 熄焦工艺方案的确定综上所述，湿法熄焦技术成熟可靠，投资省。

但环境效益较差，能源浪费较严重；干法熄焦焦炭质量好，环境效益好，能源得到综合利用，但技术复杂，投资高,不利于生产废水的平衡，而且部分设备和仪表需要引进并需要增设制氮装臵，目前国内焦化企业难以承受。

综合比较，因此本工程的熄焦采用我院开发设计的二次熄焦工艺。

4.1.4 筛贮焦工艺方案的选择本工程生产的焦炭分为四级：>80mm、80～30mm、30～10mm、10～0mm。

焦炭由焦台经带式输送机运至筛焦楼分级后外售或运贮焦场储存。

4.1.5 煤气净化工艺方案的选择根据焦炉煤气的用途及环保要求，焦炉煤气净化系统设有冷鼓电捕、脱硫及硫回收（含蒸氨）、硫铵、洗脱苯，二次脱硫。

净化后的焦炉煤气一部分作为回炉煤气返回焦炉作燃料，一部分作为洗脱苯装臵管式加热炉的燃料，剩余煤气作城市煤气。

4.1.5.1冷鼓电捕工艺方案的选择从焦炉来的焦炉煤气的冷凝、冷却和加压输送；焦油、氨水和焦油渣的分离、贮存和输送；煤气中焦油雾滴及萘的脱除是在本装臵实现的。

焦炉煤气的初冷国内外都分为直接冷却和间接冷却两大类。

直接冷却投资小，但环境效益差，占地面积大。

间接冷却传热效率高、环境效益好、节约用水、占地面积小,但投资较高。

煤气的输送常用的有罗茨鼓风机和离心鼓风机两类。

罗茨鼓风机的输送量随风压变化几乎保持一致，易于维修，温升小，投资省，但噪音大，分离焦油雾的效果差，维修频繁。

离心鼓风机转速高，分离焦油雾的效果好，运转平稳，单机送风量大。

为减少环境污染，降低初冷器出口煤气温度，本工程煤气的初冷采用间接冷却，冷却器采用横管冷却器；煤气加压选用离心鼓风机；为了最大限度地脱除煤气中的焦油雾滴及萘，从而更好地保护鼓风机，将电捕焦油器设在鼓风机之前。

4.1.5.2 脱硫及硫回收工艺方案的选择为了保证脱硫后的焦炉煤气含硫化氢≤20mg/m3,达到城市煤气使用标准，焦炉煤气脱硫有如下的方案可供选择：煤气中H2S的脱除方法有干法脱硫和湿法脱硫。

干法脱硫工艺简单，但处理煤气量较小，设备笨重，劳动强度大、占地面积大，废脱硫剂难处理。

湿法脱硫国内焦化行业常用的有以Na2CO3为碱源的PDS+栲胶法（或A.D.A）脱硫简称后脱硫；以焦炉煤气中的氨为碱源的PDS+栲胶法脱硫简称前脱硫。

前脱硫是以煤气中的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂的脱硫方法，不必外加碱源，可节省原料费用。

后脱硫需外加Na2CO3作碱源使操作费用提高，但脱硫效果较好。

本工程煤气最终要供城市煤气，要求煤气中H2S≤20mg/m3,本工程拟采用两套脱硫系统。

先采用以氨为碱源的前脱硫，使煤气中H2S≤200mg/m3；煤气再经过洗氨、洗苯后，其中一部分送焦炉做回炉煤气，一部分送粗苯管式炉作燃料，剩余部分以Na2CO3作碱源进行二次脱硫，使煤气中H2S≤20mg/m3, 供城市煤气外送。

由于场地有限，在本工程界区内只建设前脱硫部分，二次脱硫部分需另辟场地建设，具体内容不在本次可研讨论范围内。

全厂工艺方框流程见附图4.2工艺流程说明4.2.1 备煤4.2.1.1 设计范围及分工备煤系统的设计范围是从汽车受煤坑开始至焦炉煤塔为止；包括原料煤的堆存、取料、配煤、粉碎及煤的输送。

4.2.1.2 概述备煤系统的来煤方式为附近洗精煤由汽车运来。

备煤系统分为备料系统和配煤粉碎系统，从精煤堆场的受煤坑开始至配煤仓顶为备料系统；从配煤仓下电子自动配料秤开始至煤塔顶为配煤粉碎系统。

备煤系统是按100万吨/年产焦炭焦炉的生产能力而配套设计的，备料系统能力为400t/h，配煤粉碎系统能力为280t/h。

煤场贮煤量约为30000吨，约为焦炉7天的贮煤量；配煤仓由共7个直径为8米的双曲线斗嘴仓组成，每个仓的贮量约为500t，总贮量约为3500t。

因5.5米捣固焦炉对配合煤粒度要求较高，为满足其粒度要求，备煤系统采用预破碎和粉碎相结合的两级破碎方案。

为保证入厂煤的质量，特设有入厂煤质采样站。

外购精煤由汽车运来后，人工卸入堆场。

上料采用不同煤种轮番上料。

上料时，推土机从煤场将精煤推入受煤坑,经受煤坑下往复式给料机将精煤给入备1带式输送上, 并由其上的除铁器除铁后，炼焦煤进入预破碎厂房内的可逆反击锤式破碎机内，炼焦煤被破碎至<10mm占80%以上后，由备2、备3、备4带式输送机送至配煤仓。

贮存在配煤仓内的洗精煤由配煤仓下的电子自动配料秤将煤按相应的比例配给到备5带式输送机上，并由其上的除铁器除铁后，配合煤进入粉碎厂房内的可逆反击锤式破碎机内，配合煤被破碎至<3mm占90%以上，其中<1mm 大于50%后，由备6、备7及可逆配仓带式输送机将煤运入焦炉煤塔顶的煤仓内供焦炉使用。

详见工艺流程图4.2.1.4 控制方式系统采用PLC集中控制与就地控制相结合的控制方式。

配料设备选用自动化程度高的电子自动配料秤,在备4带式输送机上设有电子皮带秤对系统能力进行计量。

4.2.1.5 工作制度系统年工作日为365天，备料系统为两班工作制，配煤粉碎系统为三班工作制。

4.2.1.6 动力消耗本系统总装机容量: 电压380V的约为500kW,电压10000V的约为3200kW（其中备用电量约为1600kW）。

4.2.1.7 环境保护及三废处理对噪音大且震动大的可逆反击锤式破碎机采用建筑物隔离安装，安装基础采用独立基础与粉碎厂房框架分离，以减少机器振动对粉碎厂房的影响。