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年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 1 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性 研究报告 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 2 1 总论 11 概述 111 主办单位及工程名称 主办单位：某县金鑫煤业股份有限公司 法人代表：*工程名称：年产 60 万吨大型捣固焦项目 112 编制依据和编制原则 1121 编制依据 1、设计合同文本。2、甲方提供的有关设计资料 3、现行的国家标准、规范及规定 1122 编制原则 （1）严格执行国家有关法律、法规、规范及标准，保证工程设计质量。（2）为保证项目建成投产后，生产装置长周期、低能耗、安全稳定生产，工艺技术选用成熟、先进可靠的生产工艺，以期达到国际同类行业的先进水平，增强产品在国内外市场的竞争力。（3）提高自动化控制水平和机械化生产水平，生产装置采用 DCS 控制系统，优化操作指标，以保证安全、稳定、长周期生产。（4）严格执行国家、地方有关环境保护、安全生产及工业卫生等法律法规，在设计中采取相应措施，保证生产人员的身心健康。年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 3（5）注重能源的综合利用，降低能源消耗，提高经济效益。（6）结合厂址现状和装置特点，努力做到工艺流程合理、布置紧凑、公用及辅助设施经济适用，节省占地。（7）合理使用资金，有效控制基建费用。（8）对产品规模及技术方案进行优化设计，以提高项目的经济效益和抗风险能力，科学论证项目的可靠性和经济性，实事求是的做出研究结论。113 研究范围 1131 产品市场预测 1132 产品方案及生产规模的确定 1133 工艺技术方案选择及主要设备选型 1134 原料、辅助材料及动力供应 1135 建厂条件和厂址方案 1136 公用工程和辅助设施方案 1137 总图布置的确定 1138 环境保护措施 1139 工程投资及财务评价 114 建设项目规划 本项目建设 250 孔 TJL5550D 型捣固焦炉及配套相应的辅助工程，总建设投资为 49433.03万元。12 研究结论 121 简要结论 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 4 1211 本工程原料来源充足，产品市场前景看好，交通运输及供水、供电、供汽有保障，具备建厂条件。1212 生产规模确定年产 96 万吨焦碳，配煤捣固炼焦，回收化学产品，剩余煤气用于发电。生产规模、产品规模、产品及技术方案符合国家及地方产业政策。1213 本工程焦炉采用宽炭化室、宽蓄热室、双联下喷、废气循环、单热式 TJL5550D 型捣固焦炉，采取合理的配煤方案，生产一级冶金焦，炉型先进、技术可靠，并有成熟的运行经验，符合冶金行业的规划发展要求。1214 化产回收和煤气净化采用国内先进可行的工艺装备，建设有冷鼓、脱硫及硫回收、硫氨、洗苯和脱苯等工段。公用工程配套合理，满足工程要求。1215 环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震设防等严格执行国家和当地的有关规定、标准和规范。作到清洁生产、安全生产、文明生产。项目实施后，“三废”排放物指标严格控制在国家规定的标准范围内，特别是在废水处理方面，作到生产污水不外排。不会给周边环境造成新的污染。剩余煤气用于发电，作到综合利用资源，保护环境。1216 为社会提供新的就业机会，也带动了当地相关产业的发展，从而为当地创造经济价值。1217 财务评价表明，本工程具有明显的经济效益。通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合国家产年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 5 业政策，工艺设备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备建厂条件，并具有显著的经济效益，良好的社会效益和环境效益，因此本项目是可行的。122 存在的主要问题及建议 1221 为加快本工程的实施，应按有关规定尽快委托有资质的单位进行环境影响评价，劳动安全卫生预评价、建设场地地震安全性评价等工作。1222 为保证下阶段工作顺利进行，应尽快进行厂址工程地质勘察工作，以便精确设计。1224 供电、通讯、水管等厂外工程不在设计合同范围，甲方应尽快落实设计单位，以便工程同步进行。13 主要技术经济指标 序号 名称 单位 数量 备注 一 生产规模：公称能力 t/a 960000 干全焦 实际能力 t/a 962565 二 产品方案 1 冶金焦（全干）t/a 962565 其中：粒度 40mm t/a 827825 4025mm t/a 67370 2510mm t/a 24095 40mm t/a 827825 4025mm t/a 67370 2510mm t/a 24095 40mm）大中块焦（25mm）中块焦（4025mm）1 灰分（Ad%）类 12.00 类 12.0113.501 类 13.5115.00 2 硫分（Std%）类 0.60 类 0.611.00 类 0.811.00 3 机械抗碎强度 M25%类 92.0 类 92.088.1 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 19 强度 类 88.083.0 耐磨强度 M10%类 7.0 类 8.5 类 10.5 4 挥发份 Vdt%1.9 5 水份 Mt%4.0 1.0 5.0 2.0 12.0 6 焦末含量%4.0 5.0 12.0 注：(1)水份只作为生产操作中的控制指标，不做质量考核依据 表 32 煤焦油质量标准（YB/T5073-93）指标名称 指标 1 号 2 号 密度（P20）g/cm3 1.151.21 1.131.22 甲苯不溶物（无水基）%3.57.0 9 灰份%0.13 0.13 水份%4.0 4.0 黏度(E80)4.0 4.2 奈含量（无水基）%7.0 7.0 注：奈含量不做质量考核依据 表 33硫磺质量标准（GB2449-92）%(m/m)指标名称 指标 优等品 一等品 合格品 硫 99.90 99.50 99.00 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 20 水份 0.10 0.50 1.00 灰份 0.03 0.10 0.20 酸液（以 H2SO4）0.003 0.005 0.02 有机物 0.03 0.30 0.80 砷 0.0001 0.10 0.05 铁 0.003 0.005-筛余物：孔径 150m 孔径 75 无 0.5 无 0.10 3.0 4.0 注：筛余物指标仅用于粉状硫磺。表 33粗苯质量标准（YB/T5022-93）%(m/m)指标名称 粗苯 轻苯 加工用 溶剂用 外观 黄色透明液体 密度（20）g/ml 0.8710.900 0.900 0.8700.880 馏程：75前馏出量（容）%不大于 180前馏出量（重）%不大于 馏出 96%（容）温度不大于-93-3 91-150 水份 室温（1825）下目测无可见的不溶解水 注：加工用粗苯，如用石油洗油做吸收剂时，密度允许不低于 0.865 g/ml。年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 21 4、工艺技术方案 4.1 工艺技术方案 本项目为新建项目，外购精煤用于炼焦，剩余焦炉煤气用于发电。工艺技术方案的选择是本着利用当地焦炭资源，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，做好洁净的备煤工艺，配煤仓电子自动配料秤配煤;炼焦采用炭化室高 5.5米的侧装煤捣固高温炼焦技术，同时副产焦炉煤气；熄焦采用湿法熄焦工艺；煤气净化回收系统设有冷鼓电捕、脱硫及硫回收、硫铵、洗脱苯。剩余煤气用于发电。4.1.1 备煤工艺技术方案的选择 备煤采用先配后碎的工艺流程。该工艺流程是我国目前普遍采用的一种流程，其主要优点是工艺流程简单、设备较少、布置合理、投资少，并能满足焦炉用煤要求，保证入炉煤的配煤质量。主要设备可逆反击锤式粉碎机具有处理量大、粉碎粒度细、便于调节、维修简单、噪声低、粉尘少等优点。计算机调节配煤比，是保证生产优质焦炭的主要措施之一。本工程外购的洗精煤由汽车运至精煤堆场，经配煤仓电子自动配料秤配煤，带式输送机送至破碎楼，经破碎后再送至焦炉煤塔。4.1.2 炼焦、熄焦工艺技术方案的选择 目前国内外的机械化炼焦技术基本相同，仅在炉型选择、工艺参数、工艺布置、机械布置、谎报措施上有所不同。年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 22 从炼焦炉装煤方式上分为炉顶重力装煤焦炉和捣固侧装煤焦炉。从焦炉的加热方式上可分为下喷、侧喷。从焦炉的加热气源可分为复热式、单热式。从焦炉的火道结构形式可分为双联火道和两分火道等。捣固炼焦即侧装煤炼焦，与顶装煤不同的是将配合煤在捣固煤槽内捣实成体积略小于炭化室的煤饼，由煤槽底板从焦炉机侧把煤饼推入炭化室内高温干馏成焦炭，炉顶采用消烟除尘车清除装煤时产生的烟尘。捣固炼焦至今已有 100 多年的历史，与顶装焦炉相比，具有如下特点：1）原料范围宽。捣固焦炉的煤料捣成煤饼后，对密度可由顶装工艺的0.70.75t/m3提高到1.01.15 t/m3，因而煤料颗粒间距缩小，接触致密，有利于多配入高挥发分煤和若粘结性煤。故采用捣固炼焦技术，可以实现煤资源的综合利用。2）焦炭质量好。同样配煤比，捣固炼焦炉的焦炭质量有所改善和提高，M40 可提高 24%,M10 可改善 35%。3）炼焦成本低。捣固炼焦的配合煤中，可以多配入 2025%的弱粘结性煤，还可配入 510%焦炭或石油焦粉，有利于降低炼焦成本，为企业创造较好的经济效益。4）焦炭产量高。在同样的炉孔和炭化室尺寸相等时，可以提高焦炭的产量，由于煤的堆密度的增加，捣固焦炉的焦炭产量将增加 12%。5）在环保方面，捣固焦炉延长了结焦时间，出炉次数与顶装焦炉年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 23 相比相对减少，减少了推焦次数，减少机械损耗，环保效果优于顶装焦炉。本工程规划生产规模为公称能力年产 96 万吨，为了最大限度地利用当地煤资源，故采用 250 孔炭化室高 5.5米的双联火道、下喷、单热式 TJL5550D 型捣固焦炉。熄焦可分为湿法熄焦和干法熄焦。湿法熄焦投资省，成熟可靠，同时还可利用生化处理后的废水作为熄焦补充水，使工厂净化后的废水不外排，减少环境污染，具有一定的环境效益，但能源综合利用较差。干法熄焦可利用红焦的显热生产蒸汽，透平发电，焦炭质量也有所提高，因此无论在能源综合利用方面，还是在环境效益方面，均明显优于湿法熄焦，但其焦炭运输扬尘较大，生化污水必须外排，且投资偏高，目前国内焦化企业难以承受。但为响应国家节能减排号召，设计预留干熄焦范围万维网位置。综合比较，为节省投资，本工程采用湿法熄焦工艺，同时预留干法熄焦用地，留待以后发展。4.1.3 筛储焦工艺方案的选择 本工程生产的焦炭全部用于外销，根据市场需要，焦炭筛分为40mm、2510mm、10mm四个级别。焦炭从晾焦台经刮板放焦机落到焦输送皮带，然后运至筛焦楼，筛分后分别储存、外运。4.1.4 焦炉煤气净化工艺技术方案的选择 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 24 煤气净化工艺方案的选择主要以改善当地环境状况以及提供企业内部自用煤气的原则进行。目前国内大中型焦化厂运行的净化回收流程有水洗氨流程、A、S 循环洗涤流程、硫铵流程。其中冷鼓电捕及洗脱苯的工艺流程及设备选型均相同。我国近年开发的以煤气中的氨为碱源，以 PDS+栲胶为复合催化剂的湿法前脱硫工艺，流程简单，技术成熟可靠，一次脱硫可满足人工煤气的质量要求，也可满足后续甲醇工程对硫含量的要求。A、冷凝鼓风电捕 焦炉煤气的初冷与输送，脱除焦油及萘是在冷凝鼓风工序实现的。焦炉煤气的初冷无论国内还是国外都分为直接冷却，间接冷却两大类。直接冷却的优点是投资较省，但环境效益较差，占地面积较大；间接冷却煤气环境效益好，节约用水，占地面积小，但投资略高。焦炉煤气的输送常用的有罗茨鼓风机和离心鼓风机两类。罗茨鼓风机的优点是输送气量随风压变化几乎保持一定，可获得较高的压力，温升小，投资较省，但噪音较大，分离焦油的效果较差，维修频繁，单机输送风量较小；离心鼓风机转速高，分离焦油雾的效果较佳，运行较平稳，单机输送风量较大，但投资较高，油系统较复杂。焦炉煤气脱除焦油及萘的电捕焦油器采用可控硅电源，为了最大限度地脱除焦油及萘，同时为生产安全考虑，本工程将电捕焦油器布年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 25 置在离心鼓风机后。为了减少环境污染，结合本工程的规模，煤气的初冷采用间接冷却流程，分两段冷却；煤气的加压选用离心鼓风机。焦油氨水的分离采用机械化氨水澄清槽进行分离。B、脱硫 硫在焦炉煤气中以硫化氢为主要形式存在，硫化氢在常温下是一种带臭鸡蛋味的无色气体，有害且对设备及管道有腐蚀性。因此在焦炉煤气净化中必须将其脱除。焦炉煤气脱硫方法可分为两大类，即干法脱硫和湿法脱硫两种。干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠、动力消耗低等特点。除能脱除焦炉煤气中的硫化氢外，还能脱除氰化物及焦油雾等杂质。此外干法脱硫净化程度较高，但此法存在设备笨重，换脱硫剂时劳动强度大，占地面积大，废脱硫剂难处理等缺点。故干法脱硫一般应用于处理气量不大、脱硫精度高的场合。湿法脱硫具有处理能力大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，可回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，并作燃料煤气，故选用湿法脱硫工艺。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点。本工程选用以 PDS+栲胶为复合催化剂、以焦炉煤气中的氨为碱源脱除焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢的湿式氧化法脱硫工艺。该法脱硫效率高，不必外加碱源，循环液中含盐量少，不易累积，可不设提盐装置，产生的废液少且可回兑炼焦煤中，因此不仅具有投资省、操作费用低、运行稳定的特点，年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 26 而且具有良好的环保效果。为保证脱硫效果，满足各煤气用户对焦炉煤气中硫的要求，采用两塔脱硫，可并可串，正常生产时，两塔串联操作，当一塔检修时，另一塔可满足使用要求。脱硫塔采用新型轻瓷填料。脱硫富液的再生采用塔式空气氧化再生。硫的回收采用熔硫釜生产硫磺。C、硫铵 焦炉煤气中氨的脱除和回收，一般分为氨水、硫铵和氨分解三种流程。第一：氨水流程 氨水流程产品为浓氨水，六十年代由于硫酸紧缺，发展了氨水流程。由于浓氨水作为农用肥料贮运、使用不方便，一般北方地区不采用该流程。但该流程具有投资少，便于操作等特点，所以一般小型焦化厂采用该流程。第二：硫铵流程 硫铵流程是用硫酸母液吸收煤气中氨形成硫铵。该流程为建国初期从原苏联引进的技术，由于吸收方式不同又可以分为饱和器法（直接法、半直接法、间接法）和无饱和器法（酸洗）两种流程。近几年工艺技术又有新突破。硫铵作为一种固体肥料，在农业生产中广泛应用。硫铵流程投资大，我国大型焦化厂一般采用该流程。第三：氨分解流程 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 27 氨分解工艺流程是近几年国外引进的新技术，蒸氨后将氨气还原分解生成 H2、CO、N2 等低热值尾气。该工艺没有氨产品销售困难的问题，尾气还可以作为低热值燃气供用户。本设计煤气的脱氨采用喷淋式饱和器新工艺，该工艺集酸洗与结晶为一体，流程简单，具有煤气系统阻力小，结晶颗粒大，硫铵质量好等优点。硫铵干燥采用振动硫化床干燥器，具有干燥效果好、操作弹性大不易结块等特点。除尘采用旋风除尘器及雾膜水浴除尘器两级除尘，环保效果好。D、洗脱苯 洗苯洗油基本上分为两种：一种是石油洗油（即轻柴油），二是焦油洗油。焦油洗油由高温焦油加工而得，来源方便、成本低、吸收能力强、在我国大多数焦化厂都采用焦油洗油洗苯。脱苯一般分为蒸汽加热苯和管式炉加热脱苯两种方法。管式炉脱苯具有粗苯回收率高、蒸汽消耗小、含酚废水少、不受蒸汽压力波动影响、蒸馏和冷却设备尺寸小、投资低等优点。近几年又开发了脱苯塔侧线切取萘馏分新工艺。终冷采用横管冷却器，分上下两段，分别用循环水和制冷水冷却。脱苯采用管式炉加热富油，一塔脱苯，侧线采萘工艺生产粗苯。洗苯塔的填料用孔板波纹填料。脱苯后的煤气除生产自用外，剩余煤气外供用于发电。4.1.5 全厂工艺方框流程见附图 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 28 煤 场 生 化 破 碎 配 煤 炼 焦 熄 焦 焦 场 冷鼓 电捕 脱硫及硫回收 硫 铵 洗脱苯 发 电 筛 焦 粉碎煤 粗煤气 粗煤气 粗煤气 粗煤气 剩余煤气 洗精煤 洗精煤 洗精煤 焦 炭 焦 炭 焦 炭 焦 炭 外 售 蒸氨废水 硫酸外售 剩余氨水 焦油外售 氨 水 净煤气 苯外销 加 碱 回炉煤气 PDS+栲胶 硫 酸 硫铵外售 焦油洗油 全厂工艺方框流程图 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 29 4.2 工艺流程说明 4.2.1 备煤 4.2.1.1 设计任务及设计范围 备煤系统的设计任务是为焦炉提供合格的原料煤。涉及范围从汽车运入的煤入煤堆场开始至焦炉煤塔为止。包括备料、配煤、粉碎及输送等作业。备煤系统采用先配煤后粉碎的工艺流程。系统分为备料系统、配煤粉碎系统。从煤堆场开始至配煤仓顶为备料系统；从配煤仓下电子配料秤开始至煤塔顶为配煤粉碎系统。备煤系统能力是按年产 96 万吨焦炭的捣固焦炉生产能力而配套设计的。备煤系统日需处理煤量约 3480 吨（含水分约 10%，粒度80mm)。备料系统能力为 600t/h，配煤粉碎系统能力为 300t/h。4.2.1.3 工艺流程简述 炼焦用洗精煤（80mm)由汽车运入煤场，按不同煤种分别堆存，上煤时由装载机和推土机取煤，按不同煤种经带式输送机送入配煤仓内。配煤仓下的电子自动配料秤将洗精煤按相应的配合比例配给带式输送机并经设在该带式输送机上的除铁器除铁后，煤进入可逆反击锤式破碎机，经破碎后，煤被破碎至3mm占 90%以上后，由带式输送机送至煤塔内。4.2.1.4 控制方式 本系统采用 PLC 控制与就地操作相结合的控制方式，并设置了年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 30 开停车的预报信号。在每条带式输送机上均设有防跑偏和事故拉线开关。整个系统机械化水平高，可实现对生产过程的自动监测与控制。4.2.1.5 工艺方案的确定 1精煤煤场 精煤堆场面积 22500m2，约可贮存 5.2万吨精煤，约为焦炉 15天的用量。煤场辅以推土机和装载机配合作业。在精煤堆场周围设置封闭式围墙并设有喷洒水装置，可防止煤尘二次飞扬造成对周围环境的污染，煤场地面做硬化处理。2 配煤 配煤是将不同煤种，根据配煤实验确定的配比按比例进行配合，使配合煤能够炼制出符合要求的焦炭，同时达到合理利用煤炭资源，降低生产成本的目的。配煤仓采用等截面收缩率的双曲线斗嘴，斗嘴内衬有不亲水的压延微晶板，可有效防止煤在仓内棚料，流动性好，操作稳定，从而提高配煤的准确性。配煤仓由 8 个直径为 8 米的双曲线斗嘴仓组成，每个仓的储量约为 500t,总储量为 4000t,可储存焦炉 1 天的用煤量。仓下配煤设备采用配料稳定，配比准确且自动化程度高的电子自动配料秤。电子自动配料系统控制为 PLC 控制。3粉碎 粉碎设备选用可逆反击锤式粉碎机 PFCK1618 两台，其单台设备破碎能力为 300t/h,一开一备。该粉碎机是在吸收国外同类设备先进技年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 31 术基础上开发而成，具有破碎比大、能力达、转速低、粉尘少、对煤的水分适应性强等优点：采用液力耦合器，能有效防护过载，且具有软启动功能；机体外壳开闭与反击板调节均采用液压装置，检修及更换锤头方便；采用组合式锤头，使用寿命长，维护、检修费用低，节约生产成本。4.煤塔顶布料 由粉碎系统来的煤经调湿后送至煤塔顶层，由电动犁式卸料小车卸入煤塔中。煤塔贮量为 1740t，可贮存焦炉 12h 的用煤量。4.2.1.6 工作制度 备煤系统年工作日为 365 天，三班制工作，每班工作 8 小时。4.2.1.7 动力消耗 本系统总装机容量：电压 380v 的常用装机容量约为 327KW；电压 10KV 的常用装机容量为 630KW。4.2.1.8 环境保护及三废处理 对产生粉尘大的设备粉碎机设有除尘装置，使排出的废气含尘排放浓度达到国家允许的排放标准。在储煤场周围设置封闭式围墙并设有洒水装置，防止煤尘二次飞扬造成对周围环境的污染；在栈桥及粉碎厂房设有水冲洗地坪装置；在配煤仓和煤塔顶部的加煤层设有自然通用孔，以改善工人的操作条件。4.2.2 炼焦 4.2.2.1 概述 1炼焦工段设计公称能力为 96 万吨干全焦/年。焦炉设计规模年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 32 为 250 孔，焦炉选用 TJL5550D 型宽炭化室、宽蓄热室、双联火道、废气循环、下喷、单热式焦炉。采用煤饼捣固，侧装高温干馏及湿法熄焦工艺（预留干熄焦）。2炼焦工段由焦炉、煤塔、间台、端台、炉门修理站、推焦修理站、推焦杆及煤槽底板更换站、烟囱及相应配套的焦炉机械组成。其任务是将备煤工段配好的洗精煤加入焦炉中高温干馏，生产出焦炭和荒煤气。焦炭由电机车牵引西郊车去熄焦塔湿法熄焦；荒煤气在桥管、集气管经循环氨水喷洒冷却后被抽吸至冷鼓工段。4.2.2.2 工艺方案 炼焦工段采用 TJL5550D 型焦炉，250 孔焦炉布置在同一中心线上，两座焦炉设一个煤塔、一个炉间台、两个炉端台。两座焦炉配套一座烟囱，烟囱布置在焦炉的焦侧。煤塔布置在焦炉的机侧，与焦炉成丁字形布置，煤塔两侧设捣固机装置，捣固机由轻轨托起；煤塔下部设摇动给料机，以实现均匀连续给料。炉间台共分三层，分别布置办公室、液压交换机室、电工值班斯室、仪表控制室、配电室、库房及捣固设备控制室等；焦炉加热煤气引入管布置在炉间台。炉端台设炉门修理站、煤槽底板修理站、推焦杆更换战绩跳火工房、热修工房、钳工房等。设计中采用如下成熟、适用的技术以减少对环境的污染，改善操作环境，减轻工人劳动强度。1）煤塔下部采用双曲线结构，辅以风动振煤，摇动给料机给料，不易棚料，减轻工人劳动强度。年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 33 2）装煤与出焦产生的烟尘采用地面除尘站工艺，除尘效率高，满足环保要求。3）水封式上升管盖和桥管阀体，减少荒煤气逸散。4）采用悬挂式弹簧刀边炉门，密封及隔热效果好。5）集气管设荒煤气点火放散装置，在事故状态下荒煤气燃烧后排空，改善了焦化厂的环境污染状况。6）焦炉蓄热室封墙、炉门衬砖、上升管衬砖采用特殊的保温隔热材料，减少散热损失，提高热工效率，改善操作环境条件。7）采用国产 21 锤微移动捣固设备，薄层连续给料，连续捣固，自动与手动控制相结合。8）熄焦车采用定点接焦，减少出焦时烟尘的逸散对环境的污染。9）炉焦采用自动加热系统。10）每组焦炉设置独立的 DCS 控制系统，提高焦炉操作的自控水平及热效率，降低能耗。11）采用车辆联锁控制管理工艺，自动识别炉号，定位精度误差小于 5mm，提高设备操作安全可靠性。12）装煤车、推焦车采用分体车。4.2.2.3 焦炉及工艺指标 焦炉炉体结构及特点：TJL5550D 焦炉为宽炭化室、宽蓄热室、双联火道、废气循环、下喷、单热式侧装煤捣固焦炉，它的结构及特点如下：1）焦炉炭化室平均宽度为 500mm,属于宽炭化室焦炉，具有可年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 34 改善焦炭质量和增大焦炭块度的优点。另外，产量相同时，还具有减少出焦次数、减少机械磨损、降低劳动强度、改善操作环境及减少无组织排放等优点。2）在炉底铺设新型材料漂珠砖，以减少炉底散热，从而大大地降低了地下室温度，改善炉底操作条件。3）小烟道采用扩散型箅子砖，利用扩散型的特性使大小孔径的正反方向所造成的不同阻力，来克服小烟道内变量气体所产生的内外压力差，达到调节小烟道内变量气体流量的目的，从而使蓄热室内气体分布均匀，实现焦炉长向加热均匀性。4）为了提高边火道温度，增加蓄热室封强的严密性，减少热损失，降低地下室及烟道走廊的温度，在蓄热室封墙及斜道炉头部位，采用隔热效果好且在高温下不易龟裂的新型保温隔热材料。5）蓄热室格子砖采用12 孔格子砖，此格子砖单位体积内蓄热面较大，且水力直径较小，即可增大蓄热室的对流传热系数。6）燃烧室炉头围高铝砖砌筑的直缝结构，可以防止炉头火道倒塌。高铝砖与硅砖之间的隐蔽缝采用小咬合结构，在砌炉期间炉头不易被踩活，烘炉后也不必为两种材质的高向膨胀差作特殊的处理。7）燃烧室采用废气循环和高低灯头的结构，保证了焦炉高向年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 35 加热的均匀性。8）炭化室采用宝塔形砖，消除了炭化室和燃烧室之间的直通缝，炉体结构严密，荒煤气不易窜漏，便于炉墙剔茬维修。9）加热水平为 800mm，可使焦饼上下同时成熟，并可减少炉顶空间的石墨生成量。10）炉顶除尘孔和上升管孔砌体采用带有沟舌的异型砖砌筑，保证了它的整体性，使炉顶结构更加严密，减少了荒煤气的窜漏，从而有效地防止了炉顶横拉条的烧损。11）在加宽炭化室的情况下，为保证焦炉的结构强度，采用加大炉柱的护炉能力，炉柱由常用的工字钢改为H 型钢。12）在总结生产经验的基础上，通过合理排列调节砖，使燃烧室各火道的气量分配合理，横排温度分布均匀，从而保证焦炭质量和焦炉热效率。4.2.2.4 焦炉主要结构尺寸及炼焦工艺技术指标 1、TJL5550D 型焦炉主要结构尺寸如下：炭化室全长：15980mm 炭化室有效长：15140mm 炭化室全高：5505mm 炭化室有效高：5200mm 炭化室平均宽：500mm 炭化室锥度：20mm 炭化室中心距：1350mm 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 36 立火道中心距：480mm 立火道个数：32 个 燃烧室墙厚：100mm 2、炼焦工艺主要技术指标：焦炉孔数：250 孔 煤饼几何尺寸：15100/14900 4505200mm 煤饼密度（干煤）：1.0t/m3 炭化室一次装入干煤量：35.1t 焦炉周转时间：23hr 干煤气产率：342Nm3/t(干煤)焦炉年工作日：365 天 焦炉紧张操作系统：1.07 焦炉加热用煤气低发热值：17900KJ/Nm3 含水份 10%时干煤相当耗热量：2514KJ/kg 年消耗干煤量：1270010t 年产干全焦：962565t 出集气管荒煤气温度：84 出集气管荒煤气压力：80120Pa 3、炉体用砖量：（250 孔）TJL5550D 型焦炉用砖量表 序号 名称 单位 数量 1 硅转 吨 16325 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 37 2 粘土砖 吨 8225 其中格子砖 吨 3465 3 高铝砖 吨 50 4 缸砖 吨 345 5 高强隔热砖 吨 370 6 漂珠砖 吨 845 4.干式出焦地面除尘站工艺主要技术指标 除尘系统烟气量 320000m3/h 除尘系统阻力 6500Pa 烟气入口浓度 12g/m3（最大）烟气出口浓度 50mg/m3 出焦时间 1min 出焦周期 12.3min 主电机装机容量 560KW 烟尘捕集率 90%除尘效率 99.5%4.2.2.5 原料、产品规格及数量 1原料规格及数量 洗精煤规格如下表：规格 Ad：11.5%Vdaf：24.0%St.d：0.4 Y：13mm GRJ：60 分析方法 GB212 GB212 GB214 GB479 GB5447 洗精煤耗量（干）：1270010t/a 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 38 2产品规格及数量：（1）焦炭规格见下表：规格 Ad：14.67%Vdaf：1.15%St.d：0.35%M25：84%M10：8%分析方法 GB/T2001 GB/T2001 GB/T2286 GB/T2006 GB/T2006（2）各级焦炭（干）产量见下表：（单位：t/a）粒度 40mm 4025mm 2510mm 10mm 产量（干）827825 67370 24095 43275（其中含粉焦沉淀池粉焦 6208）（3）荒煤气中各种组分的含量如下：干煤气：49564Nm3/h 焦油：4945kg/h 粗苯：1722kg/h 硫化氢：278kg/h 氰化氢：70kg/h 氨：389kg/h 萘：496kg/h 4.2.2.6 生产流程简述：由备煤车间来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，捣固装煤车行至煤塔下方，由摇动给料机连续拨层给料，采用国产 21 锤微移动捣固机逐层捣实，然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。煤饼在一定的温度下干燥后干馏，经过23 小时后，成熟的焦炭被推焦车推焦后经拦年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 39 焦车导焦栅推出落入熄焦车内，由熄焦车送至熄焦塔用水喷洒熄焦，熄焦塔处设光电自动控制器，通过控制器中的时间继电器调整喷洒时间，保证红焦熄灭。熄灭后的焦炭卸至凉焦台上，经补充熄焦、凉焦后，由刮板放焦机放至皮带送往筛储焦工段。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，经桥管汇入集气管，在桥管和集气管处用压力为0.3MPa、温度为78的循环氨水喷洒冷却，使700的荒煤气冷却至 84左右。再经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓工段。在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管一起至冷鼓工段。装煤过程中逸散的荒煤气由设在炉顶的消烟除尘车抽吸至车上的燃烧室燃烧，燃烧后的废气经车上的文丘里洗涤器，将废气中的粉尘洗下来，排入大气。洗涤水送至除尘车下水槽至粉焦沉淀池沉淀分离后回用。焦炉加热用回炉煤气由外管送至焦炉，经煤气总管、煤气预热器、煤气主管、煤气支管进入各燃烧室，在燃烧室内与经过蓄热室预热的空气边混合边燃烧，混合后的煤气、空气在燃烧室由于部分废气循环，使火焰加长，使高向加热更加均匀合理，燃烧烟气温度可达1300，燃烧后的废气经跨越孔、立火道、斜道，在蓄热室与格子砖换热后经分烟道、总烟道，最后从烟囱排入大气。赤热的红焦从炭化室推出后，跌落、破裂，并在空气中燃烧，产生的烟气及焦尘散发到空气中。这部分烟气中含焦尘量大，严重污染环境。设计中采用干式出焦除尘地面站。它由三部分组成：第一部分是固定在拦焦车上并随拦焦车一起移动的大型吸气罩，以及将烟气送年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 40 入焦侧的集尘干管的转换设备；第二部分是设在焦侧的集尘干管和固定接口阀；第三部分是设置于地面将烟气进行净化的最终设备（代码为出焦时产生的大量阵发性高温烟尘在热浮力级风机的作用下收入设置在拦焦车上的大型吸气罩，然后通过特殊的转换设备（接口翻板阀）排入大气。除尘器收集的焦尘由链式输送机运至储灰仓，为防止粉尘二次飞扬，污染环境，对输灰系统进行密闭，并在各产尘点设吸气罩，出焦除尘地面站工艺除尘效率高，系统全部采用 PLC 自动化控制，操作简单。风机采用液力耦合器调速，可节约能源，降低运行费用。4.2.2.7 焦炉机械 本设计配套焦炉机械见下表 序号 名称 台数 备注 1 捣固装煤车 2 台 2 推焦车 2 台 3 消烟除尘车 2 台 4 除尘拦焦车 2 台 5 熄焦车 2 台 一开一备 6 电机车 2 台 一开一备 7 液压交换机 2 台 8 21 锤微移动捣固机 2 套 备两台独立单元捣固机构 9 摇动给料机 2 套 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 41 本项目选用的焦炉机械是在总结国内焦炉机械操作经验的基础上，吸取目前成熟、可靠、先进、实用的焦炉机械的长处，主要从提高焦炉机械效率，降低劳动强度和改善操作环境出发，并以安全、可靠、实用为原则进行设计和制造的。4.2.2.8 动力消耗见下表：序号 名称 规格 使用情况 单位 耗量 备注 经常 最大 1 水 新鲜水 连续 m3/h 6.5 循环水 连续 m3/h 60 地面站用 复用水 连续 m3/h 65.3 2 电 380V 间断 kw 3369.3 3731.9 装机容量 10kv 连续 kw 1530 3 蒸汽 0.5Mpa（表）连续 t/h 0.5 0.6 冬季用量 间断 t/h 0.5 0.6 夏季用量 4 压缩空气 0.60.8Mpa（表）间断 m3/h 600 0.60.8Mpa（表）仪表空气级 连续 m3/h 600 5 焦炉煤气 Qnst=17900KJ/Nm3 连续 Nm3/h 19633 4.2.2.9 烟气排放：两座焦炉共用一座145 米高的烟囱，排放上口径4.2米，烟气年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 42 排放量及组成见下表：名称 排放截面 排放高度 排放量 废气组成（%）CO2 H2O O2 N2 烟囱 上4.2m 145m 144440 m3/h 20.72 6.36 3.65 68.6 焦炉加热采用湿法脱硫后的焦炉煤气，硫化氢含量 20mg/m3，经炉中燃烧后，废气中的 H2S，SO2含量符合排放标准。4.2.2.10 熄焦 设计预留干法熄焦，采用湿法熄焦工艺。湿法熄焦工艺包括熄焦泵房、熄焦塔、洗脚水喷洒管、除尘用捕集装置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脱水台和电动单轨抓斗起重机、焦台、刮焦放焦机等。为了保证熄焦塔捕集焦尘的效率，在泵房设有清水冲洗泵，定期对捕集装置进行冲洗。熄焦泵房内设有两台自灌式熄焦泵，一开一备。水泵开启由红外线遥控探头自动控制，当装有红焦的熄焦车运行至熄焦塔下时，开始喷洒熄焦，整个喷洒过程分两个阶段完成，由时间继电器控制，每次熄焦时间在 90120 秒，保证红焦熄灭。熄焦塔下设有熄焦水喷洒管，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，有效改善了周围环境。粉焦沉淀池的长度、宽度和深度使含焦粉的循环水有充分的沉淀年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 43 时间和沉淀速度，可保证熄焦水的循环使用。为了定时清洗粉焦沉淀池内的粉焦，设计选用了容积为 1.5m3的电动抓斗，定时将沉淀池底的粉焦抓到粉焦脱水台上，经脱水后外运。4.2.3 筛储焦 4.2.3.1 设计任务及设计范围 筛焦的任务是将熄焦后的焦炭运至筛焦楼进行筛分和贮存，并将分级后的焦炭运往储焦场或装车。其涉及范围是从凉焦台下的焦带式输送机开始至储焦场为止，设计采用工艺过程简单、设备较少、布置紧凑、操作方便的工艺流程。4.2.3.2 概述 筛焦系统的能力是按年产 96 万吨焦炭的生产能力而配套设计的。其系统能力为 250t/h。焦炭共分40mm共四种不同粒级，分别贮存在不同的贮焦仓内，焦炭需外售时采用汽车外运。焦炭产量如下表：焦炭粒度 年产量 日产量 小时产量 运输方式 混合焦(干)962565 2637.2 109.88 混合焦（湿）1006843 2758.5 114.94 皮带 大于40mm（湿）865905 2372.3 98.85 2540mm（湿）70469 193.1 8.04 汽车 1025mm（湿）25203 69.1 2.88 汽车 25mm筛上物经过溜槽卸入焦仓内贮存，也可以经过皮带运至焦场堆存外运；筛下物（25mm 的焦炭）则进入单层焦炭筛，将其分成2510mm、10mm两级，分别进入各自的仓中贮存。每个焦仓下部都设有放焦阀门和振动给料机，可将仓内的焦炭放入汽车外运或运往贮焦场堆存，贮焦场内设有装载机用于焦炭的堆存等辅助作业。筛焦楼内设有单层焦炭振动筛各两台，均为一开一备。设备带有行走机构、密闭防尘罩及筛下漏斗，使用维修方便。4.2.3.4 控制方式 本系统采用 PLC 集中控制与就地操作相结合的控制方式，并设置了开停车的预报信号。在每条带式输送机均设有防跑偏开关、防堵料开关和事故拉线开关，在带式输送机上设置了电子皮带秤作为计量设备。整个系统机械化水平高，可实现对生产过程的自动监控和控制。4.2.3.5 工作制度 筛焦系统年工作日为 365 天，采用三班工作制，生产定员按五班三运转。4.2.3.6 动力消耗 筛焦系统用电常用总装机容量为 347KW，电压为 380V。4.2.3.7 环境保护及三废处理 年产 60 万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 45 对产生噪音打及振动大的振动筛设有弹簧减振设施，可以降低筛子工作时的噪音及减小筛子振动对楼板产生的动负荷。在每条带式输送机入料段设导料槽以减少焦尘飞扬。在焦仓内设自然通风装置，排除仓内的气体及粉尘。在各建构筑物设有水冲洗地坪设施，用来冲洗生产中产生的焦尘。在粉尘较大的筛分设备上设置了除尘装置，经除尘后废气排放浓度达到国家允许的排放标准。42.4 冷鼓、电捕 4.2.4.1 概述