焦炉基础（精选9篇）
焦炉基础 篇1
在世界经济快速发展的年代,工业发展迅速,焦化工程普遍作为大型冶炼工程的配套项目,为冶炼提供焦炭原料。而焦炉作为大型的煤炭干流工程,工艺复杂、技术要求高,其中土建施工过程中焦炉基础为核心工程,焦炉顶板预埋大量下喷管和吹扫管且安装要求精度高,极限偏差基本为 ± 3mm以内,所以预埋管安装是焦炉顶板施工的重点,其质量直接影响到炉底管道、焦炉耐火砖的砌筑及炉体的热态工程。本研究的先进性主要体现在: 1不需要加工零星加固件,加固材料也易得; 2加固下喷管整个加固过程中不需要焊接,不损坏角钢和螺杆,可重复使用,一座焦化厂只需一套固定架; 3省时、省工、加固效果好; 4利于文明施工及现场管理,该固定架所用材料种类单一,规格少,虽然数量多,但现场堆放整齐,无凌乱之感,且处于国内先进水准,具有极强的推广价值。
1适用范围
焦炉作为大型的煤炭干流工程,工艺复杂、技术要求高, 其中土建施工过程中焦炉基础为核心工程,焦炉顶板预埋大量下喷管为 ± 3mm以内,所以预埋管安装是焦炉顶板施工的重点,其质量直接影响到炉底管和吹扫管且安装要求精度高, 极限偏差基本道、焦炉耐火砖的砌筑及炉体的热态工程。
2关键技术原理
焦炉中心线挑至两端抵抗墙上,边炭化室中心线分别引至基础以外埋桩布点,以备随时查验; 辅助用具的制作,预先在角钢上进行开槽定位; 安装角钢和对拉螺杆固定架系统。 采用角钢对拉螺杆进行快速安装固定,然后可对螺杆调节以满足不同规格管径下喷管设计要求。通过全站仪的施工监控量测,监视平面结构的稳定,随时调整相对间距。
3施工流程及操作要点
3. 1施工流程
施工准备→测量控制→下喷管加固处理辅助用具制作安装→下喷管的安装。
3. 2操作要点
3. 2. 1大型下喷管定位测量控制网技术
根据测量控制点、在焦炉顶板模板安装完毕后测放焦炉中心线及两端碳化室中心线,控制中心线误差在1毫米范围内。根据焦炉中心线及碳化室中心线用检验过的钢尺分出纵横方向下喷管中心线,控制下喷管中心线相对误差及与焦炉中心线误差在1mm以内。
3. 2. 2确定大型焦炉下喷管加固处理技术制作安装
下喷管的安装方法: 通过对侧翼角钢开槽,采用可调节螺杆严格依据模板上弹出的中心线安装下喷管,单根下喷管水平和垂直安装偏差控制在1mm以内,任意两管中心公差在 ± 3 ㎜以内,同时满足横向、竖向与轴线累积公差在 ± 3 ㎜以内。 下喷管安装好后进行全面检查,出现偏差后松动扣件,用锤子轻敲扣件调整下喷管位置。
具体施工方法: 对角钢进行开100mm槽,将下喷管固于相对的角钢之间,并用对拉螺杆卡扣住,最后检查下喷管顶部纵横向间距,再精确调整下喷管位置,拧紧对拉螺杆,锁死下喷管。
注:图中1.∠40×40×4的角钢2.下喷管(φ48×3.5,1.5〞)3.角钢中的开槽4.螺杆5.六角头螺母
3. 2. 3焦炉下喷管加固处理关键技术施工工艺
1焦炉顶板底模及梁侧模的铺设必须准确,且有足够的刚度和稳定性、平整度、垂直度,模板下的方木铺设要避开所有预埋管。待板底模和侧模固定完后,用全站仪在板底模上放出焦炉中心线和两端炭化室中心线,然后依据这三条中心线用同一把校对过的钢尺放出各管中心线,误差控制在1mm以内。
2下喷管底部的固定,通过调整角钢与螺杆的位置对准下喷管顶部横向中心线,检查下喷管顶部横向间距控制在设计要求范围内将卡扣拧紧。
3下喷管顶部纵向中心线通过调整下喷管与角钢之间的螺杆进行调整,最后检查下喷管顶部纵横向间距,控制在设计要求范围内后将螺杆全部拧紧。
4砼浇注时避免振动棒与下喷管及其固定架接触。
4质量控制措施
根据设计工艺和规范要求,相临两根下喷管之间间距正负误差不能超过3mm,并且保证不能有累计误差。在施工中我们严格要求,从测量放线开始认真校准,在安装工程中也逐步控制,确保了安装质量。
5施工效果分析
笔者所在公司采用此法施工,较传统方法施工有诸多优点。采用角钢对拉螺杆固定施工,均一次安装合格,工期大大缩短,取得良好的技术经济效果。传统架管固定需一个月,此方法只需6d,净缩短24d; 传统方法约需450工日,此法只需150工日,节省300工日; 此法加固过程无需焊接,不损坏角钢和螺杆,可重复利用,因此达到省时、省工、省料。
6结语
下喷管安装位置尺寸准确,很少产生偏移现象,标高、垂直度、中心距均满足设计和规范要求,避免二次返工处理造成的损失,节约人工费及材料费,提高了筑炉工效,使焦炉运行的稳定性、可靠性、安全性增加,社会和经济效益明显。实践证明这套施工工艺经济可靠、简单易行,具有很好的效果。
焦炉基础 篇2
现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。
1.洗煤
原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质。
2.配煤
将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。
目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。
3.炼焦
将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。
4.炼焦的产品处理
将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。
熄焦方法有干法和湿法两种。
湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。
干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。
在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。
炼焦工艺主要设备
1、焦炉简介:
现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成。一般，炭化室宽0.4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管(在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧，由许多立火道构成。蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。
焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。
2、捣固焦炉简介:
捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。
3、熄焦车（或干法熄焦装置）
接受推出的赤热焦炭，运到熄焦塔内喷水（或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽），将赤热焦炭熄灭，然后卸在凉焦台上冷却。
4、配煤槽简介：
炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。
5、粉碎机简介:
粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至要求尺寸的机械。
根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为粗碎机、中碎机、细磨机、超细磨机。
炼焦车间生产工艺简介
(一)、备
煤
筛
焦
车
间
：
备煤工段主要由受煤坑、配煤室、粉碎机室、贮煤塔顶、煤焦制样室及带式输送机、转运站等设施组成。原料洗精煤从洗煤厂由8条带式输送机送至备煤车间，经配煤和2台破碎机粉碎后，煤被破碎到小于3mm以下（占85%以上）由带式输送机送至塔顶，用犁式卸料器卸到煤塔中，供焦炉使用。
(二)、炼焦车间：
炼焦车间建设36和42孔JN43-98型宽炭化室、双连火道、废气循环、下喷、单热式捣固焦炉，年产冶金焦60万吨。采用捣固煤饼，侧装高温干馏，湿法熄焦工艺。
炼焦基本工艺参数：
配煤炼焦生产工艺流程由备煤工段来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，由煤塔通过摇动给料器将煤装入装煤推焦机的煤箱内，由装煤推焦机按作业计划从机侧送入炭化室内，煤饼在炭化室内经过一个结焦周期在9500C～10500C的高温干馏炼制成焦炭和荒煤气。装煤时产生的烟尘由炉顶上的消烟除尘车经吸尘孔抽出，在车上进行燃烧、洗涤后，尾气放散。炭化室内的焦炭成熟后，用装煤推焦机推出，经拦焦机导入熄焦车内，熄焦车由电机车牵引至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段。煤在干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，进入上升管，经桥管进入集气管，700℃左右的荒煤气被桥管和集气管内喷洒的循环氨水冷却至84℃左右。荒煤气中焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油同氨水一起，经吸煤气管道并经气液分离器分别进入冷鼓工段。
焦炉加热用的回炉煤气，由外部管道架空引入每座焦炉。煤气经地下室管道进入焦炉燃烧室，同时空气通过废气开闭器进入蓄热室，空气经预热后进入焦炉燃烧室的烈火道汇合后燃烧。燃烧后的废气通过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经过蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱，最后排入大气。上升气流的煤气和空气与下降气流的废气由加热交换传动装置定时进行换向。
(三)、煤气净化
化产车间是为年产60万吨干全焦炉配套设计,化产车间由冷凝鼓风工段、脱硫工段、硫铵工段、蒸氨工段、粗苯工段、油库工段、生化工段等组成。
(1)冷凝鼓风工段：
来自82～ 83℃的荒煤气，带着焦油和氨水沿吸煤气管道至气液分离器，气液分离后荒煤气进入横管初冷器，在此分两段冷却：上段采用32℃循环水、下段采用16℃制冷水将煤气冷却至22℃。冷却后的煤气进入煤气鼓风机加压后进入电捕焦油器，除掉其中夹带的焦油雾后煤气被送至脱硫工段。
初冷器中段和下段排出的冷凝液进入冷凝液循环槽，由冷凝液循环泵送入初冷器下端循环喷洒，如此循环使用，多余部分送机械化氨水澄清槽。
从气液分离器出来的焦油、氨水进入机械化焦油氨水澄清槽，经澄清分离后，上部氨水送至循环氨水槽，由循环氨水泵及高压氨水泵送往炼焦工段供冷却荒煤气和集气管吹扫及无烟装煤使用。剩余氨水则由剩余氨水泵送至硫铵工段蒸氨。分离出的焦油至焦油中间槽贮存，当达到一定液位时，用焦油泵将其送至焦油槽。焦油需外售时，有焦油泵送往装车台装车外售。
机械化氨水澄清槽和机械化焦油澄清槽底部沉降的焦油渣，排入焦油渣车，定期送往煤场配煤。
冷凝鼓风工段所有贮槽的放散气均经排气风机接至排气洗净塔，由硫铵工段来的蒸氨废水洗涤后排放至大气。塔底废水由排气洗净废水泵送生化处理。
(2)脱硫工段：
鼓风机后的煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，穿过轻瓷填料及塔顶的除沫网由顶部出来，以吸收煤气中的硫化氢、HCN。脱除硫化氢的煤气去洗涤工段。
吸收了硫化氢、HCN的脱硫液从塔底流出，经液封槽进入反应槽，用循环泵经加热（冬）或冷却（夏）后送入再生塔，同时自再生塔底部通入压缩空气，使溶液在塔内得以氧化再生，再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。浮于再生塔顶部的硫磺泡沫，利用位差自行流入硫泡沫槽。硫泡沫由硫泡沫槽下部自流入熔硫釜，用蒸汽加热，加热后熔硫釜内硫泡沫澄清分离，分离后的清液排入反应槽，熔硫后硫磺放入硫磺冷却盘，冷却后装袋外销。
为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液定期送往配煤。
(4)终冷洗苯工段
从硫铵工段来的55℃煤气经过横管煤气终冷器温度降至25～27℃，进入洗苯塔与塔顶喷洒的由粗苯工段来的贫油逆流接触，将煤气中的苯洗至4mg/m3以下，然后将净煤气送往各用户（焦炉加热、粗苯管式炉等）。
横管煤气终冷器底的冷凝液由泵打至终冷器顶循环喷洒，防止焦油及萘的积存。富余的冷凝液送生物脱酚。洗苯塔底富油送粗苯蒸馏。
(5)粗苯蒸馏工段：
来自硫铵工段含苯的焦炉煤气，经终冷器冷却后从洗苯塔底部入塔，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，从塔顶出来的煤气含苯小于2g／N m3，然后供用户使用。考虑外供煤气输送对萘含量的要求，在脱苯塔第20～25层塔板上切取萘馏分，切取的萘油汇兑焦油中，以保证焦炉煤气萘含量。煤气含萘夏季＜200mg／Nm3，冬季＜100mg／Nm3。
由终冷洗苯工段来的富油，经油汽换热器与脱苯塔顶部来93℃油汽换热后，进入二段贫富油换热器和一段贫富油换热器，使富油温度升至130-135℃，然后进入管式炉对流段、辐射段，加热至180℃，进入脱苯塔内进行蒸馏。从脱苯塔顶部出来的油汽进入油汽换热器及冷凝冷却器，所得粗苯流入油水分离器。分离出水后的粗苯进入回流槽，经粗苯回流泵送至脱苯塔顶部作为回流用，其余的流入粗苯中间槽，用粗苯产品泵送往油库工段装车外送。
在脱苯塔上部设有断塔板，将塔板积存的油和水引出，流入到脱苯塔油水分离器，将水分离后，油进入下层塔板。
从脱苯塔侧线引出的萘溶剂油，自流到萘溶剂油槽，用泵压送到油库工段的焦油贮槽。
脱苯塔底部采出的170℃热贫油，经一段贫油换热器换热后进入脱苯塔下部的热贫油槽。用热贫油泵送至二段贫富油换热器、贫油一段冷却器、贫油二段冷却器，冷却至30℃后，送到终冷洗苯工段洗苯塔循环使用。
为保持稳定的洗油质量，同管式炉加热后的富油管线引出1.5%的富油进入再生器，用管式炉来的被加热到400℃的过热蒸汽直接蒸吹再生，再生器顶部出来的汽体进入脱苯塔下部，再生器底部排出的残渣定期排放至残渣槽，用泵送到油库工段的焦油贮槽。
粗苯油水分离器、脱苯塔油水分离器分离出来的水进入控制分离器，进一步将油水分离。分离出来的油流入油放空槽，用液下泵送到富油槽，分离出来的水流入水放空槽，用液下泵送到冷凝鼓风工段。
(6)油库工段
从冷凝鼓风工段和粗苯蒸馏工段送来的焦油和粗苯分别进入焦油贮槽和粗苯贮槽中，定期用焦油装车泵和粗苯装车泵送往各自高置槽，经汽车装料管自流分别装入汽车槽车外运。
焦炉基础 篇3
1 捣固炼焦的优越性
与顶装焦炉相比, 捣固炼焦具有很大的优越性。煤源方面, 捣固炼焦对于煤源的要求相对更宽松;产量方面, 捣固炼焦的单炉焦炭的产量相对更高;质量方面, 捣固炼焦所产出的焦炭的质量相对更高;清洁方面, 捣固炼焦的除尘效果更好。在我国现阶段的焦化工业发展中, 捣固炼焦已经成为主要的发展方向。
另外, 需要指出的是, 我们之所以要将顶装焦炉改造为捣固焦炉机械设备还有一个重要的现实原因。20世纪90年代, 我国投产了一大批顶装炼焦焦炉, 顶装炼焦焦炉的一般寿命为三十年。现今, 若是将这些顶装炼焦焦炉提前拆除掉, 那么必将会造成巨大的经济损失, 所以我们倡导顶装焦炉改捣固焦炉机械设备的环保改造。
2 捣固装煤车的改造
装煤传动主链轮是在侧平台上工作的。而与顶装焦炉机的侧平台相比, 捣固焦炉机的侧平台要宽80cm。为了能够使捣固装煤车正常的运行, 我们进行必要的改造。改造的方法主要有两种, 分别详述如下:
2.1 拆除原机侧平台
将原机的侧平台拆除, 同时, 将侧平台下的水管线, 暖管线, 点管线, 气管线等加以调整, 把可以改装到焦侧的管线改装到焦侧, 并且充分利用好钢结构框架, 对侧平台进行重新制作。但是采取拆除原机侧平台的改造方法, 无疑会改动多个部件, 因此投入的成本大大增加, 而且, 在进行相关改造时, 推焦机与拦焦机等社会的顺畅运行可能受到影响。
2.2 在前端梁结构内部安装装煤传动主链轮
在前端梁结构内部安装装煤传动主链轮。主链轮的嵌入在一定程度上削弱了前端梁的强度。采取相关措施能够有效加强前端梁的强度。前端梁本为箱形结构, 现将其分解为两箱的结构, 将前箱体设计为半敞开式, 以便于支撑传动主链轮, 将后箱体设计为主梁, 以便连接车体的各个部分。而且, 要将装煤车煤壁的支柱连接为一个整体, 使得煤壁支柱在支撑煤壁的同时, 能够有效加强前端梁的强度。在设计前端梁时留出合理的空间, 能够使传动主链轮得到维修与保养。这种改造方法的投资成本相对较小, 而且焦化厂运行不受到影响, 运行顺畅。
捣固装煤车在装煤的过程中, 会产生大量污染环境的烟尘。将除尘密封门装置安装在装煤车上, 能够将烟尘封堵在炭化室内, 有效减少了对环境的污染。
3 拦焦机的改造
在出焦的时候, 虽然大部分的烟尘会被除尘拦焦机所收集, 但是仍然会有一小部分的烟尘外溢到大气中。关于这些从导焦栅与炉门框缝隙处溢出的烟尘, 我们应该采取有效的措施加以处理, 将一个小烟罩安装在导焦栅的上部, 小烟罩要靠近焦炉的侧面。小烟罩应安置在导焦栅与炉框上方, 其尾部则与集尘罩相连接通。小烟罩的头部设计成可伸缩结构。可使其所配备的轴流风机适时将缝隙处的烟尘等废弃物质吸导入集尘罩内处理。
4 导烟车改造方法
捣固炼焦通常会采取侧装煤的填煤方式。这种装煤方式会使机侧的炉门完全敞开, 直接导致了溢出大量的荒煤气。现阶段的除尘方式主要有: (1) 采用消烟除尘车; (2) 采用双U形导烟管导烟车。
消烟除尘车除尘技术有其弱点, 因为消烟除尘车体积庞大, 而且可能出现清扫不彻底的现象, 另外, 消烟除尘车一旦发生故障, 维修工作十分繁琐。而且, 从除尘原理上分析, 消烟除尘车本身不具备完全解决烟气中所含的苯丙比等有害物质, 因此在实际生产中很快便被淘汰。
目前较常见的是采用双U形导烟管导烟车进行除尘, 工作原理是先使烟气经过U形管, 然后再导入与之相邻的炭化室。最后经炭化室导入集气管。采用双U形导烟管导烟车除尘, 操作的方法相对来说更为简单, 而且其维护与保养的工作相对来说更为容易。由于自动揭炉盖与水封炉盖密封技术的引入, 双U形导烟管导烟车除尘的除尘效果变得更好了。
5 煤塔及除尘地面站的改造
顶装改捣固焦后, 由于同时增加了捣固机和摇动给料器, 煤塔下煤口也需要同时进行改造, 通常采用焊接钢结构的形式在构建新的下煤口和捣固机轨道, 给料机接口。同时需要考虑捣固装煤车和推焦机可通过煤塔实现互换。
由于顶装煤与捣固焦出烟量不同, 需要根据实际调整地面站的除尘能力, 从而保证可以安全有效的对生产过程中产生的烟气进行收集。
顶装焦炉经过环保的方式改造为捣固焦炉机械设备之后, 各个方面都取得了巨大的进步。产量质量方面, 无论是在焦炭产量, 还是在焦炭质量方面, 都有了极大的提高;成本方面, 在对捣固装煤车进行了改进后, 顶装装煤车走形装置与钢结构骨架实现了循环再利用, 使企业的生产成本大大降低;在节能环保方面, 经过改进完善后的装煤车、拦焦机、导烟车等相关除尘设备, 为生产过程中减少污染气体排放起到了重要作用。可以说, 顶装焦炉改捣固焦炉机械设备的环保改造有效推动了炼焦技术的高效与清洁的发展。
参考文献
[1]姚润生, 任慧琴.捣固炼焦在中国焦化工业发展中的前景与展望[J].煤化工, 2004 (08) .
[2]梁鸿飞.顶装焦炉改捣固焦炉分析[J].煤化工, 2008 (05) .
焦炉施工安全技术措施有哪些？ 篇4
1.施工道路畅通，施工危险区域设警戒标志，如龙门架设置严禁坐人，防止高空坠落等，
2.进入施工区说域必须戴安全帽，穿劳动服，进入2m以上高空作业，必须系安全带并且拴在牢固可靠的地方。
3.高空作业人员事先体检，患有高血压.心脏病等不适于高空作业的人员不得从事高空作业。
4.禁止由高空向下扔物品，如需往下运送物料时，应使用吊框往下送
5.在光线不足的地方，施工应设置足够的照明，电线不能有破皮，
6.脚手架立杆间距不得超过2m，横杆间距不得大于1.2m，底部应垫木块，马道的外侧和上下坡道的两侧应设栏杆。
7.马道的跳板要绑牢，不得有探头板。
8.机电设备的装置均应设保护罩，并有专人操作，开动机械前应对机械设备重点部位进行检查，如有问题停止使用。
9.机械运转中不得清扫或注油，检修设备时必须切断电源，所有机电设备必须接地。
10.卷扬机和龙门架应固定牢结，钢丝绳不能与其他物体发生摩擦，龙门架吊框必须设置上升到位的保护卡。
焦炉煤气脱硫工艺研究 篇5
焦炉煤气若没有经过净化处理, 则含有各种结构复杂的有机硫及多种化学元素, 如硫化氢、氢化氧、萘、焦油等。同时因为焦炉煤气CO含量低, 而热量值较高, 所以在城市民用比较广泛。但因为炼焦原料煤中煤气是硫以硫化氢的形式转入的, 所以一经燃烧就会产生大量的二氧化硫, 对人体会产生相当大的毒害作用, 对环境也会产生极大的污染, 对煤气管道及相关设备也会产生严重的腐蚀, 所以要经过严格的脱硫处理。它的重要性具体体现在:一是使回收产品质量得到提高, 使生产成本降低, 设备维修费用减少、设备免受腐蚀;二是周边环境得到保护, 煤气燃烧产生的有害物质如二氧化硫对环境造成的污染降低, 焦炉煤气的品质得到有效提高;三是使钢铁企业煤气中硫化氢含量降低, 进而生产出更多优质钢材;四是在化工、医药领域, 能够应用回收后的硫磺。
2 焦炉煤气脱硫工艺几种方法的比较
因为焦炉煤气具有不同的周边环境、用途和产量, 所以不同的焦化企业, 焦炉煤气的脱硫方法也会有所不同, 从目前来看, 常用的有干法脱硫和湿法脱硫两种脱硫方法。
2.1 干法脱硫
2.1.1 干法一次脱硫
其原理为:采用含有氢氧化铁的脱硫剂, 将焦炉煤气脱硫, 和硫化氢发生化学反应, 最终生成硫化亚铁和硫化铁, 一旦饱和, 在有水分存在的前提下, 和空气充分接触, 含铁的硫化物被氧化为氢氧化物, 在连续使用再生的脱硫剂。此方法适用于的焦化企业往往规模较小, 荒煤气产量在8000m3/s以下。
其优点是:脱硫效率高、投资省、占地少, 对操作指标进行合理的控制, 能够满足城市煤气的需求。
干法脱硫常常采用两种方式, 既塔式脱硫和箱式脱硫。箱式脱硫的特点是投资省, 更换脱硫剂简便, 操作环境差、占地面积大;塔式脱硫投资稍大、但占地面积小、操作环境好。二种方式都在实际生产中应用, 但往往对环境的二次污染比较严重, 同时废弃脱硫剂的处理相对困难, 脱硫剂的再生效果也不是很好。
2.1.2 干法二次脱硫
主要应用于严格要求煤气中的H2S含量及后续处理一次脱硫的场合。多数采用的是活性炭吸附二次脱硫剂。经过二次脱硫, 显著降低了H2S含量, 利用此煤气可合成甲醇。
2.2 湿法脱硫
其工作原理是送入脱硫塔后的煤气逆流接触塔顶喷洒下来的脱硫剂, 吸收溶液吸收煤气中的硫化氢之后, 从塔顶排出。硫化氢和脱硫剂发生化学反应生成化合物。脱硫剂在接触空气后发生氧化反应, 进而析出单质硫、使脱硫剂再生。由于采用不同的脱硫剂, 所以工艺路线也不一样, 依据处理煤气的先后顺序, 包括两种方式, 既后脱硫和前脱硫。
2.2.1 前脱硫
其工作原理是:经过冷凝鼓风处理之后, 煤气先进入脱硫工段, 在被粗笨和氨等化学产品回收, 将氨作为碱源, 采用PDS+栲胶作为常用催化剂。
其优点是:一是使设备所遭受的煤气所含的H2S腐蚀降低, 后续工段的腐蚀相应减少, 既降低了生产成本、也减少了维修费用。二是不另外加碱, 只将煤气中的氨作为碱源, 能够使脱酸液PH值保持在8~9之间, 脱硫效果好。
其缺点是:一是H2S经过脱硫处理后质量浓度无法保证不超过200mg/m3。二是为了保障脱硫精度, 只有在另加二次脱硫设备的前提下, 才可正常供城市煤气使用。
2.2.2 后脱硫
其工作原理是:先通过粗笨、氨等化学产品的回收, 在进入脱硫工段, 采用ADA作为常用的催化剂, 碱源为碳酸钠。
其优点是:H2S质量浓度经过脱硫后, 可达到20mg/m3以下, 能够为城市直接提供供气。
其缺点是:一是增加了设备投资;二是加大了操作成本;三是设备腐蚀严重;四是动力消耗大。在实际使用过程中, 各厂应该根据当地的实际情况及煤气的用途来选择适合自己的脱硫工艺。
3 焦化厂脱硫工艺改进措施
3.1 煤气洗涤脱硫
将H2S从煤气中脱除是煤气洗涤脱硫的最终目的, 所以从工艺角度出发, 应该从以下几个方面入手:一是选择合适的液气比和喷淋密度;二是调料比面积要足够大;三是为保证脱硫液及煤气的传质效果良好, 气液分布要均匀。脱硫塔是煤气洗涤脱硫的关键, 其效果的好坏是由液体再分布器及填料所决定。目前应用较广的是气液再分布器, 有着显著的使用效果, 适用于大循环量及大塔径的脱硫, 可以调节液体喷洒高度, 保证液体均匀喷洒到塔截面。
3.2 脱硫液再生
随着脱硫催化剂的发展, PDS系列催化剂已经开始普遍应用, 其特点是氧化反应速度快。目前国内普遍采用的两种方式为:一是采取加热熔硫方式;二是采取压滤方式。加热熔硫分为间歇和连续两种方式, 应用比较广泛。压滤方式的优点是耗能低, 缺点是污染严重后果, 增加了工人的劳动强度, 不容易处理压滤的硫泡沫。
4 结语
作为炼焦过程中的副产物, 焦炉煤气已经被广泛的应用在化工原料、燃料等各个方面。伴随环境法规的颁布, 对焦炉煤气脱硫工艺也有了越来越严格的要求, 资源化、无污染及高效已经成为目前脱硫工艺发展的趋势。比较目前应用较广的两大脱硫工艺, 既干法脱硫和湿法脱硫, 湿法脱硫应用广、可满足高负荷的脱硫要。可根据催化剂和不同的工艺, 选择不同的脱硫塔的个数, 以为社会创造更多的社会效益和经济效益。而在脱硫催化剂的选择上, 也是非常关键的环节。好催化剂能产生较小的脱硫费液量, 同时也能提高脱硫效果, 在催化剂的使用上, 还有待于我们在今后是生产实践中做进一步的研究和探讨。
参考文献
[1]程晓辉.半焦煤气脱硫工艺的探讨[J].燃料与化工.2011, (06) [1]程晓辉.半焦煤气脱硫工艺的探讨[J].燃料与化工.2011, (06)
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焦炉设备的装配设计 篇6
装配作为产品生产过程中的一个重要环节,直接影响到产品的质量、性能、可靠性以及成本等方面,是产品具有市场竞争力的有力保证。然而传统的二维设计方法具有很大的局限性,在没有物理样机时很难发现设计过程时出现的疏忽和错误,这样的产品开发过程效率低、周期长、成本高。装配设计(Assembly Design)是高效管理装配的设计方法,它提供了在装配环境下可由用户控制关联关系的设计能力。以计算机为平台,实现了产品三维实体模型的设计,同时可以对产品模型进行干涉分析、优化、校核。不再需要进行产品样机的多次试制。
焦炉设备作为焦炉炼焦的服务设备,在设计时,必须跟炉体的土建设计进行密切的配合。由于每个项目工程的炉体设计或多或少都会发生一些变化,故针对不同的项目工程,需要设计与之相对应的焦炉设备。为了高效准确地对其进行开发,提出面向焦炉设备的UG NX装配设计方法具有重要的意义。
1 装配设计方法分析
装配设计是面向装配的一种设计方法,通过对模型的定位和约束关系的限制在部件之间建立关联关系,可实现装配设计与零件设计之间的并行工程。目前主要分为TopDown和Down-Top两种方法。
1.1 Top-Down设计技术
Top-Down设计方法是以产品本身作为设计对象而不是将单个零件作为设计对象最后进行组装,此方法从初始设计就开始考虑所有零部件的位置,包括配合等。图1为TopDown设计流程。
通过分析上述流程图可以得到:Top-Down设计方法跟现有的二维设计方法完全一致,能够完全运用到新产品研发中;其次此方法总体控制意识强、效率高,当主参数修改后,设计变更能够自动传递到相关零部件,确保了设计的一致性。但是也存在设计难点:即因零部件间存在大量的关联参考,相应的零部件的复杂程度高,这样就要求工程师不仅要熟练应用软件,还要对产品设计流程和变化趋势有一定深入的理解。
1.2 Down-Top设计技术
Down-top设计方法是三维设计中最基本的设计方法,其首先单独设计零件,之后再装配成整体。图2为Down-Top设计流程。
通过对上述设计流程分析得到:down-top设计方法简单,可作为三维设计的入门方法;同时对工程师的要求低。但是其存在设计缺陷:它的设计流程与产品的设计流程相互矛盾,不符合新产品研发思路;同时其设计修改仅仅局限在单个零部件,不能够对全局进行设计修改。
通过前面对两种方法的分析可以得到:Top-down设计方法较Down-top具有明显的优势,是产品设计方法的一次重大改进,是进行大型结构件装配设计的高效方法。尤其是在重型工业中,Top-down设计方法成功地解决了因产品构造复杂而带来的装配设计困难的问题。表1为两种设计方法的比较。
一台焦炉设备具有较多的大部件,整个装配模型结构及装配工艺非常复杂,所以在进行三维设计时采用不同的装配设计方法。目前本公司应用的三维设计软件为UG NX软件,它是一款功能强大的三维CAD/CAM/CAE软件系统,能够完成产品从概念设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真到生产加工等产品的整个过程。结合焦炉设备的特点及不同装配设计的优缺点,提出以UG NX为平台的焦炉设备装配设计方法。图3为焦炉设备装配设计方法的总体框架及工作流程。
从图中可以看到整个装配设计流程由总装配、第一级大部件、零部件及干涉检验4个模块组成。总装配采用了Top-Down与Down-Top相结合的装配设计;第一级大部件采用了Top-Down的装配设计。之后,采用了UGNX软件强大的干涉检验功能进行硬接触干涉检验,这一过程可以排除大部分干涉,大大减少了后续人工校核图纸的工作量。
3 实例应用
6.25米捣固焦炉设备SCP一体机是6.25米捣固焦炉机械的主要设备,它采用了世界上最先进的SCP一体机技术,可同时完成捣固、装煤、推焦全过程,在同一车体中,3个工艺过程交叉作业能够缩短操作时间,提高效率,是未来发展的主要机型。
3.1 6.25米SCP一体机的装配设计
通过对6.25米SCP一体机的总体结构分析,确定了进行Top-Down设计的总体控制参数。图4为6.25米SCP一体机TopDown设计控制结构图。
如图4所示,控制SCP一体机的总体参数主要由基准和草图组成。3个基准面分别控制了一层平台、走行梁A的走行装置和走行梁B的走行装置;3个草图分别控制了一层平台各子部件间的安装位置尺寸、走行梁A走行装置的各铰接点位置和走行梁B走行装置的各铰接点位置。
利用UG NX特有的WAVE功能将总体控制结构中的控制参数关联复制到相关的子部件中,进行产品的细节设计。图5为建立的各子控制结构,并关联了总体控制结构中相应的控制参数。图6为装煤装置子控制结构,它从总体控制结构中关联了装煤中心、装煤减速机中心、装煤传动中心和一层平台的基准。图7为装煤装置的装煤驱动装置的子控制结构,它从装煤装置的子控制结构关联了装煤减速机中心、装煤传动中心和一层平台的基准。最后进行装煤装置最底层零件的详细设计。图8为设计完成的装煤装置。
同样,按照上述装煤装置的设计规则进行其他部件的设计,在此不一一详述。
3.2 6.25米SCP一体机产品装配
运用UG NX的装配设计方法进行产品设计时将产生3个设计文件,分别是产品设计控制文件、产品零件设计文件和产品最终装配文件。三者之间关系为:产品装配由产品零件组成,产品零件的形状和位置完全受控于控制结构,因此产品装配也受控于控制结构。上述设计中完成了产品设计控制文件和产品零件设计文件,最后运用UG NX强大的虚拟装配功能,完成产品装配文件。图9为6.25米SCP一体机装配图。
4 结论
对UG NX装配设计技术进行了分析,针对焦炉设备的特点,提出了一种面向焦炉设备的UG NX装配设计方法。利用此方法对6.25米捣固焦炉设备SCP一体机进行了三维设计,表明此方法具有实际使用价值,比传统的三维、二维设计方法更为先进。
摘要：通过对UGNX装配设计技术以及焦炉设备特点的分析,提出了一种面向焦炉设备的UGNX装配设计方法,在此基础上以6.25米捣固焦炉设备SCP一体机为平台进行了实例验证。通过实例验证表明:此方法可行,并且相对于传统设计方法具有明显的优势。
关键词：焦炉设备,装配设计,UG NX
参考文献
[1]展迪优.UGNX8.0快速入门教程[M].北京:机械工业出版社,2012.
[2]潘立慧,魏松波.炼焦新技术[M].北京:冶金工业出版社,2006.
焦炉煤气管路工艺设计 篇7
进行焦炉煤气管路设计时, 首先要严格执行国家法律、法规、部门规章、行业标准及规范;了解建设单位现状、业主对建设项目的想法和要求;其次, 注意现场的实地勘察, 选择最佳线路方案, 提高设计方案的合理性。
1 煤气管路设计的原则
煤气管道项目既要保证安全、有利输送焦炉煤气, 又要能与建筑物、构筑物、公路、铁路、绿化、美化设施等相协调。在总平面布置上, 要根据工艺要求和特点, 合理安排布局, 防止火灾诱因, 避免火灾爆炸事故的发生;煤气及助燃系统方面按防爆设计, 各操作现场均核配灭火器材;煤气管道设有可靠的避雷或防雷接地设施。设计时应遵循以下原则:
(1) 严格执行相关规范, 紧密结合建设单位实际情况, 充分考虑建设单位项目所在地地理环境, 严格按“安全第一、预防为主、综合治理”的方针, 确定设计方案。
(2) 以“环保、高效, 优质, 低耗, 长寿, 安全, 清洁”作为设计指导思想和预期实现的目标。
(3) 充分利用建设单位现有的建设场地和主要生产设施, 尽量减少技改工程量;优化设计, 采取有效措施, 因地制宜, 降低工程造价, 节省工程投资。
(4) 采用先进、成熟的技术, 在提高生产技术指标的同时, 合理利用能源, 做好环境保护、防火和安全卫生工作, 使“三废”排放符合国家标准, 消防、安全、卫生符合国家有关规定。
2 焦炉煤气管路工艺设计
2.1 分析焦炉煤气输气来源
本文以山西介休市荣昌昇耐火材料有限公司煤气管道项目 (以下简称“荣昌昇项目”) 设计为例, 该工程项目气源是山西介休昌盛煤化有限公司煤气分配站所输送的焦炉煤气。
焦炉煤气是用气煤、肥煤、焦煤、瘦煤配成炼焦用煤, 在炼焦炉中经高温干馏后, 在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体, 是炼焦的气体副产品。主要用作燃料和化工原料。焦炉煤气是一种清洁的二次能源。
2.2 研究焦炉煤气的组分
焦炉煤气不同于高炉煤气、转炉煤气, 焦炉煤气主要成分为氢气 (55%~60%) 和甲烷 (23%~27%) , 具体成分如表1所示。
焦炉煤气为无色、微有臭味的有毒气体, 属于中热值气, 其热值为每标准立方米17~19MJ, 适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气含氢气量高, 分离后用于合成氨, 其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。当焦炉煤气与空气或氧气气混混合合到到一一定定比比例例, , 遇遇明明火火或或555500℃℃以以上上高高温就会发生强烈着火或爆炸。
2.3 分析焦炉煤气质量是否符合要求
该项目输送的焦炉煤气是经净化处理后的焦炉煤气, 其质量指标符合现行国家标准《人工煤气》 (GB13612-2006) 的规定: (1) 低位热值>14.71MJ/m3, (2) 杂质允许含量:焦油及灰尘<10mg/m3;萘, 冬季<50mg/Nm3, 夏季<100mg/Nm3;CO<10%。
2.4 焦炉煤气参数的选择计算
(1) 考虑建设单位煤气用户点使用状况, 分析其流量、压力、煤气用户设备情况。该项目焦炉煤气经常用气量Q工=7000m3/h (通常煤气流速v=15 m/s) ;工作压力:P工=0.006~0.010MPa;温度:常温。则设计流量选取:Q=10000m3/h, 设计压力取:P=0.015MPa。
(2) 根据煤气设计流量、允许的阻力损失, 选定合适的流速及考虑成本然后选择煤气管径、管道材质。荣昌昇项目主管道管径的选择:
据:
式中d为管道直径, m;v0为煤气流速, 12~20m/s。
则:
主管道管径可确定为DN400mm。
根据《低压流体输送用焊接钢管》 (GB/T3091-2008) , 管道材质可选用Q235B型输送用螺旋缝埋弧焊钢管。
直管段管壁厚度应按下式计算:
式中Pj为管道压力, MPa;D为管道外径, mm;бs为屈服强度, MPa;F为管线强度设计系数, 取0.72;￠为焊缝强度系数, 取0.85;C为管线腐蚀余量, 取2 mm。
则
根据《输气管道工程设计规范》 (GB50251-2003) 壁厚规定, DN400管最小壁厚为5.0mm, 故荣昌昇项目煤气管道选用φ426×6mm螺旋缝埋弧焊钢管。
2.5 焦炉煤气管路线路敷设及附属设备的选择
2.5.1 线路敷设
分析焦炉煤气管道项目建设周围的环境条件:地表、地形、困难段、气象条件、地震状况, 确定对策, 选择最佳线路。
(1) 线路要短, 以节省投资成本, 流向要顺, 以减少管路阻力损失;平面布置要满足工艺要求、消防要求和业主的需求。
(2) 管路竖向设计根据沿途场地自然标高及四邻情况确定管道标高, 以满足管网敷设、雨水排放等的需要。
(3) 埋地管道埋深必须敷设于土壤稳定层内且应在冰冻层以下, 埋地敷设时管道的管顶覆土深度满足规范中的规定 (管顶至地面距离必须>500mm) 。
(4) 采用支架架空敷设时其管底与道路的垂直净距须满足规范要求, 架空焦炉煤气管线不允许穿过爆炸危险品的房间、配电间、变电所、易使管道腐蚀的车间、通风道等场所;架空焦炉煤气管线与架空高压线交叉时一般煤气管应在下层, 两者间须有保护格网, 交叉处焦炉煤气管道须可靠接地, 其净距随电压不同而异, 应为1.5~4m;与通信电缆照明电线和其他管线相交叉则其垂直净距不小于0.15m, 采取低支架敷设时管底至地面的垂直净距不小于0.35m。架空管道支架采用钢结构支架或砼支架。管径较小的支架应以刚性滑动为主, 直径较大、高度较高的管道应以柔性铰接支架为主。在布置支架时应符合支架间的距离不超过允许的最大跨距 (如Φ426×6mm净煤气管无附加荷重时最大允许跨距16.5m) 且最好采用等距离, 两相邻固定支架间的距离一般不超过300m, (必须按当地冬季最低温度而定) ;合理设置补偿器和固定支架以减少土建工程的投资, 尽可能使用自然补偿以减少管道工程的投资。
(5) 煤气管道敷设时采用冷弯弯管 (R≥4D管道外径) 、热煨弯管 (R≥3.5D) 型式来满足管道变向安装要求。在满足最小埋深要求的前提下, 管道纵向曲线尽可能少设弯管。管沟开挖对不同的土质, 在开挖时应考虑施工机械的侧压、震动、管沟暴露时间等因素。
(6) 煤气管道的一切焊缝应在过程中, 进行严密程度试验, 试验方法可采用缝外白垩, 内部塗煤油的方法, 如超过30min, 在塗白垩的表面未发现暗黑色的油点, 表示焊缝是合格的;如出现暗黑色的油点, 在有缺陷的地方, 必须铲掉重焊, 再做试验, 直到合格。
(7) 煤气管道直管段上两环缝距离当DN≥150 mm时, 不应小于150mm, 当DN<50mm时, 不应小于管子外径;环焊缝距支吊架净距离不应小于50mm, 需热处理的焊缝距支吊架不得小于焊缝宽度的5倍, 且不得小于100mm, 管道焊缝离支吊架边缘最少不小于300mm, 最好在两支架间距的1/5~1/10处, 管道的纵焊缝应在托架上, 便于检修。
例:焦炉煤气气源点在山西介休昌盛煤化有限公司 (以下简称“昌盛煤化公司“) 煤气分配站, 煤气用户点是荣昌昇公司烧制铝矾土的导焰窑;通过实地考察、研究论证选择了一条较好的线路, 煤气管道采用管径为φ426×6mm钢管, 煤气管道架空与埋地敷设相结合, 煤气管道全长约2531m。
该煤气管道项目设计按8度抗震设防;煤气管道位于介休市东偏北方向的义安镇与连福镇, 线路走向与道路、建、构筑物之间的安全距离均符合国家相关规范要求;线路敷设远离人群活动区域;煤气管道放空排放口布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧。荣昌昇公司厂区位于居住区常年最小频率风向的上风侧, 厂区与居住区之间的卫生防护距离符合国家相关规范要求。
本项目采取污染防治措施, 尤其对沿线环境敏感点严格控制, 减少对环境的影响, 在确定线路走向时, 充分重视对生态环境的保护, 尽量避绕敏感区域、水源保护区, 避免和减少对环境的影响。管道埋地敷设施工后恢复地貌和沿线植被。故该项目从环境保护、防护距离、消防、地质条件、工艺流程等方面是合适的, 线路走向选择较为合理, 建设条件良好。该项目的选址地不存在破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农田的情况。线路敷设地安全范围内无电磁辐射危险和火、爆、有毒物质等危险源。
2.5.2 线路附属设备的选择
为了保证焦炉煤气管路安全供气, 满足用户用气的要求, 在其管路上安装相应的闸阀 (或蝶阀) 、隔断阀、爆破阀 (安全保护设施) 、大水封、冷凝排水器、地下凝水缸、煤气放散装置及压力表、流量计、温度计等设备。
所有现场电气仪表和设备均选用相应等级的防爆、防护产品。防爆标志为ExdⅡBT4, 防护等级不低于IP65;主要的现场检测仪表应具有防雷、防浪涌保护功能;生产现场的照明、仪表、电气设备应使用防爆型的。厂区内设有安全泄放装置, 在空气总管和焦炉煤气总管的末端安装泄爆阀 (如防爆铝板+挡板, 习惯称之为“防爆板”) ;煤气管道、设备的泄爆装置, 不要对着站、室或人员密集场所, 一旦发生泄爆现象要及时进行处理。
焦炉煤气系统的水封要保持一定的高度, 运行中的水封要经常保持溢流。水封的有效高度设计:室内为计算压力加1000mm水柱, 室外为计算压力加500mm水柱;煤气系统的水封、排水器溢流管不能直接插入下水管道, 防止煤气击穿通过下水道穿入其它站、室而造成煤气中毒事故;为了定期清除焦炉煤气凝结水, 焦炉煤气管道敷设时顺着流动方向应有一定的坡度, 坡度不小于0.003;在埋地管道的低点设置地下凝水缸;架空的管道在管道坡度最低点设置冷凝排水器;一般每隔200~250m设置一个凝水缸 (或排水器) 。
为便于检修和清扫管道, 一般人孔安设在闸阀及膨胀器等设备后面 (按煤气流向) , 小于φ600mm的煤气管道, 安装手孔。焦炉煤气管道上或管道手孔上安有蒸汽吹刷管, 用来吹刷管道内的沉淀物 (如萘及焦油) 及空气或煤气, 焦炉煤气管道上的蒸汽吹刷管上不准采用铜制的闸阀。钢管道在试验前还要进行吹扫, 确认吹净为止。吹扫完以后, 焦炉煤气的蒸汽吹扫管要与煤气管道分开, 防止蒸汽压力低于煤气压力时, 煤气串入蒸汽管道;焦炉煤气管道上的放散管在通煤气和停煤气时, 用来排出管道中煤气或空气;为了防止雨水落入放散管中, φ150mm以下的放散管, 头部做成斜管或T形而大于φ150mm的放散管应装设防雨帽。放散管的安装高度设计:经常放散的放散管高度应超出厂房最高点4m, 不经常放散的则可视具体情况而定;放散管设置于管道的最高点和最末端。
例:荣昌昇项目上, 焦炉煤气管路按相关规范、标准规定安装了一定数量的D373P-10型手动蜗轮传动煤气密闭蝶阀、LC44W型手动隔断阀、H44T-10型止回阀、H44T-10型手动闸阀、Q41F-16P型手动球阀、大水封 (煤气隔断装置) 、冷凝排水器、地下凝水缸 (规格φ0.63m×H0.769m×L1.03m) 、煤气放散装置、手孔、蒸汽吹刷管、FBF-1型防爆阀 (爆破压力设定值13k Pa) 、及YE-150型膜盒式压力表 (0~16 k Pa) 、HQLGB孔板流量计 (0~12000m3/h) 、WZP-230型温度计 (0~50℃) 、GAS-LOKSNG-1型气体低压压力报警器 (报警定值4k Pa) 。
2.6 焦炉煤气管道防雷接地问题
为了防雷及静电, 焦炉煤气管道每隔一定距离必须设计安装接地装置, 接地连线可沿支架接地极, 接地电阻值不得大于10Ω。埋地或地沟内的金属管道在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连, 每一根引出地面的煤气矮立管和煤气高立管, 都应就近与接地装置或引下线相连。
2.7 焦炉煤气管道穿越工程的设计
焦炉煤气管道当穿越公路、铁路时, 必须按《油气输送管道穿越工程设计规范》 (GB50423/2007) 执行。如荣昌昇项目:该焦炉煤气管道穿越东夏公路 (S221省道) 、汾介线 (S242省道) 各一次, 穿越南同蒲铁路一次;穿越铁路、公路方式均采用套管穿越, 钢套管长度伸出路堤坡脚、路边外沟外边缘2.5m;钢套管的底部放置在均匀的土层上, 穿越公路钢套管的管顶最小覆土层不小于1.2m (钢套管顶至公路顶面) , 穿越铁路钢套管的管顶最小覆土层不小于1.7m (钢套管顶至铁路路肩) ;管道上的焊缝不应在套管内, 套管采用φ630×10mm钢管, 套管两端与燃气管的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封。
2.8 线路标识问题
管道建成投产后, 为了方便运行人员的长期维护管理, 需在管道沿线设置明显、准确的线路标记。管道线路标记主要包括里程桩、转角桩、穿 (跨) 越桩、交叉桩、结构桩、设施桩、警示牌等。生产厂区主要焦炉煤气管道应标有明显的煤气流向和种类的标志。所有可能泄漏煤气的地方均应挂有提醒人们注意的警示标志。
2.9 焦炉煤气管道的试验与防腐
管道安装完毕, 应按有关规范对管道各连接处和焊缝进行外观检验, 无损探伤射线照相抽样检验, 抽检比例不少于5% (但对埋地部分的管道对接焊缝应进行100%检验) , 焊缝等级不得低于Ⅲ级;经检验合格后, 先采用氮气进行管道强度试验, 试验按规范执行, 试验前应制定试验方案, 附有试验安全措施和试验部位的草图, 征得安全部门同意后才能进行, 各种管道附件、装置等, 应分别单独按照出厂技术条件进行试验;试验前应将不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件等加以隔断;安全阀、泄爆阀应拆卸, 设置盲板部位应有明显标记和记录;先分段试验, 再整体试验, 强度试验压力应为管道最高工作压力的1.15倍, 压力应逐级缓升, 首先升至试验压力的50%, 进行检查, 如无泄漏及异常现象, 继续按试验压力的10%逐级升压, 直至达到所要求的试验压力。每级稳压5min, 以无泄漏、目测无变形等为合格。强度试验合格后再进行泄漏性试验, 试验压力为管道的设计压力, 先缓慢升压, 达到设计压力时断开试验气源 (氮气源) , 试验压力持续稳定24 h, 每小时平均泄漏率不大于0.5%为合格;以保证其安全输送焦炉煤气。
试验合格后, 焦炉煤气管道要进行防腐处理, 架空管道外表面应涂刷防锈涂料, 且每隔四、五年重刷一次;埋地管道外表面应进行防腐处理, 同时根据不同的土壤、宜采用相应的阴极保护措施。荣昌昇项目焦炉煤气架空管道外表面涂刷了两遍防锈底漆, 刷两遍灰色聚氨酯防腐面漆;埋地管道因地质状况较好, 故只采用普通防腐, 为沥青底漆—沥青—玻璃布—沥青—玻璃布—沥青—塑料布—面漆, 每层涂层厚度2mm, 总厚度不少于6mm。
3 安全管理方面的要求
贯彻国家“安全第一, 预防为主, 综合治理”的方针, 劳动安全设施必须执行与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”制度, 以保证企业生产安全, 保证人民生命财产安全。同时做好焦炉煤气管道项目防火防爆、安全疏散工作;在煤气管道可能发生火灾的工艺装置区、主要建筑物等各类场所, 设置有运输道路兼作消防通道, 分别配置一定数量的磷酸铵盐型移动式灭火器材和二氧化碳灭火器材, 以便扑灭初期零星火灾;立足自防自救, 做到安全适用、技术先进经济合理。
建设单位设备、材料要按照要求进行采购、安装;定期对线路进行巡检;对线路周边的环境进行关注;加强公司员工安全教育和业务技能培训;严格执行操作规程等。
针对焦炉煤气管道项目, 建设单位应配备安全生产管理机构、配专职的安全生产管理人员, 应制定生产安全事故应急救援预案。建设单位并应进行相应的培训、演练、维护和更新, 定期进行评审, 不断改进。确保焦炉煤气管道系统能够安全有序地运行。
4 结束语
采取一系列完善、有效的措施, 项目建成运行后, 职工劳动工作环境得到改善, 职工人身安全及工作环境将有可靠的保证, 设备将正常安全运行。
参考文献
焦炉基础 篇8
关键词：固焦炉,技术特点,机械装备
捣固炼焦工艺因其可多配用高挥发分和弱黏结性煤从而节省焦煤资源,同时,随着生产技术的不断提高,生产经验的积累,捣固炼焦完全可以为众多钢铁企业提供优质焦炭,这使得捣固炼焦工艺得到长足发展[1]。自2006年底,我国第一座5.5 m捣固焦炉在云南云维集团有限公司建成投产后,我国掀起了开发建设大容积捣固焦炉的热潮。2009年3月,由中冶焦耐技术工程有限公司设计的唐山佳华6.25 m捣固焦炉点火投产;2010年4月,武汉科技大学6.0 m捣固焦炉在河南中鸿实业集团点火投产。
2008年3月,北京众联盛化工工程有限公司(以下简称“众联盛公司”)自主设计的ZHJL5552D型捣固焦炉在山东铁雄能源煤化有限公司点火投产,运行稳定良好。截至目前,该型捣固焦炉得到了众多业主的认可,仅此炉型已设计有20多家,累计产能超过3 000万t。同年,众联盛公司又开发设计了ZHJL6255D型捣固焦炉。
1 炉体结构
ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉的结构均为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式捣固焦炉,均设置了焦炉煤气高低灯头,在长向上保证了加热的均匀性。不同的是,ZHJL6255D型捣固焦炉蓄热室采用分格和蓖子砖可调结构,煤气蓄热室和空气蓄热室进气量可单独调节,同时,斜道口也设置了可更换的调节砖,调节更加简单易行、准确可靠,使气流在蓄热室分配更合理,大大减少了气流的偏析,增加了格子砖的冲刷系数,使废气温度降低约20℃,焦炉热效率大幅度提高。
ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉的炭化室墙厚均为90 mm,采用“宝塔”形砖,消除了炭化室与燃烧室之间的直通缝,使炉体严密,荒煤气不易窜漏,更便于炉墙剔茬维修。比原4.3 m捣固焦炉有重大改进的是在立火道隔墙上采用了带有沟舌的异型砖砌筑;跨越孔和循环孔砖型结构优化,杜绝炉体掉砖,大大增强了燃烧室的结构强度和炉墙的整体性,使炉体结构更加稳固;炭化室底部第一层炉墙砖,因经常受送煤饼托煤板的摩擦冲击,磨损严重,设计人员在设计中将该层砖加厚到120 mm,并采用致密硅砖,大大加强了炉底砖的耐磨和耐冲击性能。ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉炉体的主要尺寸及技术指标见第101页表1。
1)ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉炭化室平均宽度分别为520 mm和550 mm,均属宽炭化室焦炉。宽炭化室焦炉炭化室内温度梯度小,煤料结焦速度减缓,焦炭的块度增大,裂纹减少,对提高焦炭的M40特别有利;采用宽炭化室结焦时间延长,使焦饼的收缩值增加,焦饼与炭化室炉墙的间隙增大,易于推焦;煤料的膨胀压力与结焦速度的平方成正比,结焦速度减缓,膨胀压力减小。宽炭化室减少推焦对炉墙的损坏,提高焦炉使用寿命[2]。
2)两种焦炉相应煤饼高宽比为11∶1和12∶1。这两种比例低于国内其他已投产的捣固焦炉,使煤饼稳定性得到了保证,降低了倒窑率,有利于焦炉长期稳定的运行。
3)ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉炉墙的极限允许侧负荷分别为0.096 kg/cm2和0.099 kg/cm2,大于煤料炼焦时作用于焦炉炉墙的膨胀压力0.07 kg/cm2[3]。
2 工艺参数
表2为ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉的基本工艺参数。由表2可知,ZHJL6255D型捣固焦炉公年生产能力200万t配置一套干熄焦,比国内通常200万t焦化配置两套干熄焦的设计节省一套干熄焦,干熄焦吨焦投资大大降低,降低了企业一次性投资。4×41孔焦炉配置两套湿熄焦装置,在干熄焦检修时,利用湿法熄焦设施熄焦。
注:1)煤饼体积密度按1.0 t/m3,结焦率按75%计算;2)典型炉组构成是较经济的,对ZHJL5552D焦炉还有2×55孔和2×75孔(两套湿熄焦装置);ZHJL6255D焦炉有4×55孔。
3 机械装备
德国迪林根(Dillingen)中心焦化厂和唐山佳华煤化工有限公司的捣固焦炉均采用机侧的两条带式输送机给装煤推焦捣固一体机(SCP-机)输送煤料,在皮带通廊的中部设置煤塔,皮带随SCP-机24 h运转。众联盛公司的ZHJL5552D型捣固焦炉和ZHJL6255D型捣固焦炉均采用固定煤塔给料方式。这种方式稳定性更高,更能保证捣固焦炉的稳定运行。表3为不同型号和不同公称规模的捣固焦炉的机械配置情况。
注:1)4座ZHJL6255D焦炉布置在一条线上;两组焦炉之间设置干熄焦主体装置。2)众联盛公司设计的山东铁雄能源,新沙能源150万t焦化均是2×75孔ZHJL5552D捣固焦炉,2×75孔焦炉需配置两套熄焦设施;炉组中间放置干法熄焦装置;炉顶采用双集气管配合高压氨水除尘,炉顶不设置装煤除尘车辆。
由表3可知,ZHJL5552D型捣固焦炉装煤、推焦采用分体车,装煤车每操作一孔需用16~18 min,熄焦车用约9.5 min。由于每组焦炉两辆装煤车,所以操作最紧张的是熄焦车。每组焦炉1座熄焦塔时最大操作孔数为132孔;1座熄焦塔时操作最紧张的是装煤车,每组焦炉最大操作孔数157孔;众联盛公司在进行ZHJL6255D型捣固焦炉开发设计时,采用SCP-机,SCP-机上设有可容纳3.5个煤饼用煤量的煤斗,每操作完3炉后去煤塔装煤。SCP-机在煤塔取煤后边走边捣固。相比ZHJL5552D型捣固焦炉而言,机侧车辆操作时间大幅度缩短,操作1孔平均需11.5 min,单车可操作110~120孔,同时采用SCP-机捣固装煤煤饼塌方率大大降低,连续稳定生产保障程度更高。
4 节能环保
装煤烟尘控制一直是各个焦化企业的环保工作重点,特别是捣固焦炉,在装煤过程中会在装煤侧炉口处溢出大量烟尘。针对这一污染源,众联盛公司捣固焦炉采用炉顶导烟车和高压氨水相配合进行装煤除尘;同时在装煤时用装煤车上的大炉门密封装置控制烟尘外溢。导烟车与高压氨水相配合的操作方法为:当第n孔炭化室装煤时,煤饼进入炭化室约1 m时打开n+2孔桥管处高压氨水,利用导烟车U形套管将烟尘导入结焦末期的n+2孔炭化室,经燃尽O2后吸入集气管;随煤饼进入炭化室1/2时,开启第n-1孔桥管处高压氨水,通过n-1孔炭化室桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力,使n孔的烟尘导入结焦中期的n-1孔,从而进入集气系统;当煤饼进入2/3时,打开n孔炭化室桥管处高压氨水,烟气直接进入集气管。如果导烟车上设置液压油缸配合上升管处四连杆机构,操作可全部实现自动控制。各孔高压氨水开闭顺序和时间可根据实际情况调整。这种装煤除尘工艺比消烟除尘车方式烟尘控制效果明显改善,同时符合节能的理念[4]。
出焦时可通过拦焦车上集尘罩将大量炙热烟尘收集,经出焦地面站的风机吸入除尘干管,经除尘设备净化后达标排放。
湿法熄焦采用传统熄焦与低水分熄焦相结合的新型二次熄焦工艺。这种熄焦工艺使焦炭水分可减少20%,同时减少生化处理的废水量。
熄焦塔下部设有熄焦水喷洒管、顶部设有折流式木结构的捕集装置,可捕集熄焦时产生的焦粉和水滴,其除尘效率可达60%以上,有效地改善了周围环境。
5 结束语
高炉的大型化对焦炭质量提出了更高的要求,使用顶装焦炉生产出满足高炉需求的焦炭受到炼焦煤资源的限制[5]。捣固炼焦工艺是扩大和充分利用炼焦煤资源及提高焦炭质量的有效途径,是炼焦技术的发展方向之一。ZHJL5552D型捣固焦炉已经具有稳定运行的实例,ZHJL6255D型捣固焦炉采用SCP-机代替传统的装煤、推焦、捣固分体机械,更大的提高了焦炉稳定运行的可行性。在设计建设200万~300万t较大规模的焦化企业时,特别在焦炉选型方面,ZHJL6255D型捣固焦炉优于ZHJL5552D型捣固焦炉。
参考文献
[1]周顺全.年产180万t焦炭焦炉选型对比[J].贵州化工,2008,33(1):11-15.
[2]蔡承祐.超大容积焦炉设计的若干技术思想[J].燃料与化工,200334(5):231-235.
[3]《焦化设计参考资料》编写组.焦化设计参考资料(上册)[M].北京:冶金工业出版社,1980:246-247.
[4]戴成武,陈海文,张长青.6.25m捣固焦炉的技术特点及工艺分析[J].燃料与化工,2010,41(1):6-8.
浅析焦炉煤气系统除萘 篇9
本文通过对萘性质的分析, 结合酒钢焦化厂实践运行经验, 总结出煤气系统净化回收过程中萘在系统存在的状态以及流向, 剖析煤气系统除萘的根源问题, 解决煤气系统除萘, 提高产品质量和产量, 提高系统运行效率。
2 萘的特性
2.1 萘的化学特性
萘是一种有机化合物, 分子式C10H8, 白色, 易挥发并有特殊气味的晶体, 密度1.162、熔点80.5℃、沸点217.9℃。不溶于水, 能溶于有机物中, 易升华、易挥发。具有刺激作用, 高浓度致溶血性贫血及肝、肾损害。会导致贫血或红细胞数、血色素和血细胞数显著减少。对皮肤敏感者, 萘会引起一些严重的皮肤病。
2.2 萘在工业上的特性
(1) 萘具有不流动性。在焦炉煤气中, 一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化。不同温度下的煤气中总会含有一定量的萘, 当煤气温度下降时, 过饱和的萘就会凝华出来, 凝华的萘沉积附着在四壁和管道内部, 增大煤气输送阻力。进入其他工段中, 妨碍生产, 破坏产品质量。
(2) 萘具有迁移性。已凝华出来的萘以蒸汽进行清扫, 会使其迁移到新的地方, 在温度下降时重新凝华。如果煤气温度发生变化, 也会使萘迁移到别处。故萘在初冷后就清除, 是人们追求的目标。
(3) 清除萘的关键。根据萘的特性, 在冷却的基础上, 通过洗涤的方法是除去萘的关键。只有冷却到一定温度下, 萘才能充分凝华出来, 高温度是无法从气相中除去萘的。通过合适的洗涤剂和工艺, 以溶解和吸收萘, 并将被脱除的萘移除设备, 回收利用。避免煤气中含萘不再增加, 加强电捕操作, 减少煤气中焦油雾粒。焦油雾粒含萘高达40%, 当温度升高时, 萘会升华再次进入煤气中。
3 萘在生产工艺过程中的影响因素分析
根据生产工艺情况, 萘对后续工段的主要影响如下:
3.1 萘对风机的影响
(1) 增大了焦油中萘含量。
(2) 堵塞洗萘塔换热器, 导致换热效率下降。
3.2 萘对脱硫的影响
(1) 1# 脱硫塔堵塔。由于萘和焦油具有消泡、破坏催化剂和加剧脱硫液副盐产生的功能, 使1# 脱硫塔产生硫泡沫被消除, 导致生成的单质硫随循环脱硫液进入脱硫塔填料层, 进而发生堵塔现象。
(2) 预冷塔后煤气温度下降, 萘发生沉积, 导致煤气管道堵塞, 严重时会导致煤气截流。
(3) 堵塞氨水换热器, 使职工频繁用蒸汽清扫换热器。
(4) 降低了硫化氢的吸收率。
3.3 萘对硫铵的影响
硫铵产量和质量下降。蒸氨来的浓氨水中含有大量的萘, 随浓氨水补入饱和器中, 破坏硫铵结晶环境, 增加晶体长大阻力, 导致产生小颗粒结晶, 进而使硫铵产量下降。
3.4 萘对粗苯的影响
(1) 破坏洗油, 降低了粗苯回收率。
(2) 堵塞煤气管道。
4 萘流向分析
5 结论
结合萘的理化特性:在焦炉煤气中, 一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化, 煤气温度下降时, 过饱和的萘就会凝华出来和相似相容原理。将酒钢焦化厂氨水和煤气中的萘走向和含量进行分析归纳, 总结如下:
5.1 氨水中萘的流向
自焦炉来的80℃~90℃荒煤气通过气液分离器后, 进入初冷器将煤气温度冷却至22℃~32℃后进入电捕。煤气温度显著下降, 萘溶于焦油中随氨水在初冷器中、低温段沉降, 被喷洒泵喷出的氨水洗涤后进入卧式槽中, 多余的氨水、焦油、萘混合物满流至冷凝液槽, 通过冷凝液泵打入机械化澄清槽中, 导致剩余氨水罐中氨水和焦油池的焦油含萘增加。只有少量的萘随蒸氨塔中的浓氨水排出氨水系统, 但又在硫铵工段补入煤气系统, 另一部分萘随焦油外送, 但造成焦油中含萘升高。如此长久累积, 萘不断随煤气进入回收的氨水系统, 但没有被及时、有效地分离排出, 导致氨水系统中萘含量不断增加, 进而造成上面所提到的对回收工段的影响。
为避免上述现象发生, 只有将自初冷器出来后流入卧式槽中的含有大量萘的焦油和氨水经过澄清、冷却、洗涤后被重新打入系统中, 这样可以将萘及时排出氨水系统, 降低焦油中萘含量并减少萘对后续工段的影响。 (从原始部位开始除萘。)
5.2 煤气中萘的流向
在焦炉煤气中, 一定压力下萘的饱和含量随温度的变化而变化, 煤气温度下降时, 过饱和的萘就会凝华出来, 而煤气温度升高后萘又重新升华进入煤气系统中。80℃~90℃煤气通过气液分离器后进入初冷器温度降到22℃~32℃, 此时煤气中大部分萘结晶随焦油和氨水流出。经过风机和电捕后煤气温度上升至40℃~45℃, 进入洗萘塔与氨水逆流接触后温度进一步降低, 然后通过预冷塔温度降低到40℃以下。在此过程中, 煤气由原来22℃~32℃时的饱和萘含量, 变为约40℃时的饱和萘含量, 且剩余氨水中萘含量在不断上升, 故认为煤气通过洗萘塔和预冷塔后萘含量上升。煤气通过脱硫塔后进入饱和器, 此时在满流槽处补入含有萘的浓氨水, 导致煤气萘含量进一步增加。