文档介绍：焦炉煤气燃气轮机热电联产的应用实例
某焦化公司一期项目焦炭产能为 60 万吨,建有两座产能均为 30 万吨的焦炉,
主要产品为二级冶金焦。
焦化副产品—焦炉煤气经化产处理后送入燃气轮机发电,在满足工厂用电需
求的同时,还能利用高温尾气产生高品质的蒸汽,满足化产部分的热需求。该公
司一期项目的建设遵循了国家极力倡导的“循环经济”模式,充分实现了对能源
的综合利用。
一、简述
煤炭被运输到现场后先要经过洗选,将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配
合后,在炼焦炉内进行高温干馏,可以得到焦炭和荒煤气。将荒煤气进行加工处
理,即所谓的“化产”,可以得到多种化工产品和焦炉煤气。焦炭是炼铁的燃料
和还原剂,它能将氧化铁(铁矿)还原为生铁。焦炉煤气发热值高,是钢铁厂及民用
的优质燃料,又因其含氢量多,也是生产合成氨的原料。近年来随着焦化产业链
的不断向下延伸,利用焦炉煤气制甲醇技术也不断成熟,这种利用模式在解决焦
炉煤气对环境造成污染的同时,还能给企业带来良好的经济效益。
二、炼焦原理、主要工艺及设备
1、炼焦原理(机械化炼焦)
炼焦的原料是炼焦煤,将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分
和吸附气体,随后分解产生煤气和焦油等,剩下以碳为主体的焦炭,这种煤热解
过程通常称为煤的干馏。煤的干馏分为低温干馏,中温干馏和高温干馏三种。它
们的主要区别在于干馏的最终温度不同,低温干馏在 500℃-600℃,中温干馏在
700℃-800℃,高温干馏在 900℃-1000℃。
目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉,主要生产冶金焦、炼焦煤气和炼焦
化学产品。这种高温炼焦过程,就是高温干馏。
2、炼焦煤的热解过程
炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭,加热到 400℃左右,就裂解产
生出气体,既“荒煤气”。当温度不断升高,荒煤气不断析出,焦煤逐渐固化成
半焦。温度再升高,半焦继续收缩,再放出一些气体,最后生成焦炭。
3、炼焦模式
目前国内大中型焦化厂普遍采用较为先进的机械化焦炉炼焦,部分小焦化厂
采用传统的土法炼焦,因其具有结焦周期长、成焦率低、煤耗高、焦炭灰分高的
问题。土法炼焦的焦化副产品或被烧掉或随高温废气流排入大气,不仅不能综合
利用炼焦煤,还对大气造成严重污染。不符合焦化行业的发展要求,因此被国家
列为要淘汰的炼焦模式。
机械化炼焦首先将煤料从炉顶部的装煤孔或机侧(捣固焦)装入炭化室,由两
侧燃烧室传来的热量将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温。热过程中煤料熔融
分解所生成的荒煤气由炭化室顶端部的集气管逸出导入煤气净化处理系统,经过
化产工艺可得到化学产品及净煤气,残留在炭化室内的固化成焦炭。
4、机械化炼焦炉及其主要附属设备
1) 焦炉炉体
焦炉炉体主要分成一至四个相连接的部分:炉顶、炭化室(两侧是燃烧室)、
斜道、蓄热室,炉顶还有荒煤气集气管。燃烧室在炭化室两侧,煤气在其内燃烧
产生的热量经炭化室——燃烧室墙传入炭化室,将煤料加热至高温炼成焦炭。
一座焦炉一般由数十孔炭化室组成。如下图一:
图一焦炉
2) 煤塔
设在焦炉两炉组之间,贮存已粉碎好的炼焦配煤。
3)操作机械
Ⅰ装煤车:
顶装焦炉的装煤车设在炉顶,其作用是从煤塔取出一定重量的煤料,通过炭
化室顶部装煤孔卸入炭化室内。
Ⅱ推焦机:
在炭化室装煤完毕后,推焦机将煤推平。待焦炭炼成后,将成熟的焦炭从炭
化室的机侧推到焦侧的熄焦车上。
Ⅲ拦焦车:
拦着从炭化室推出来的焦炭落到熄焦车上。
Ⅳ熄焦车
接受推出的赤热焦炭,运到熄焦塔内喷水,将赤热焦炭熄灭,然后卸在凉焦
台上冷却。
三、化产回收的工艺及设备
1、化产回收的工艺
炼焦煤在焦炉炭化室内进行干馏时析出了水蒸气和煤气(即荒煤气)。荒煤气
由炭化室出来经上升管到集气管,以循环氨水喷淋使煤气降温、冷却、而分离出
焦油和氨水。经吸气管到回收车间的初冷器到鼓风机,煤气经过冷却和用各种吸
收剂处理,可提取出焦油、氨、粗苯等化工产品,并得到净化的焦炉煤气。
2、化产回收的基本设备
1) 横管初冷器
荒煤气由炭化室出来到集气管,用循环氨水喷淋使煤气降温、冷却、而分
离出部分焦油和氨水。经分液漏斗分离,焦油从下方管道流入焦油船。煤气进
入横管初冷器,通过循环水和冷冻水再冷却至约 21-23℃,并除去约 97%的萘。
如图二所示:
图二横管初冷器
2) 罗茨风机
通过抽气使管道内呈负压,使煤气顺利进入横管初冷器达到电捕。压力约为
。
3) 电捕
利用高压电除去煤气