4.3 直立炉制气4，3。1、直立炉制气用煤有单种煤、原煤 块煤 粉煤，还可能用多种煤.因此备煤工艺根据以上用煤具体情况设置相应的破碎，筛分及配煤等装置、如用两种以上煤种,需要设置配煤装置、4、3 6 本条规定了直立炉装炉煤质量的设计要求 我国各直立炉煤气厂几十年的生产经验,装炉煤的坩埚膨胀序数以11,2、4.葛金指数以F,G1为好 特别是坩埚膨胀序数3、4时更适用于直立炉的生产,此时煤料行速正常。操作顺利。生产的焦炭块度大小适当。一般以25mm.50mm大小的焦炭居多.若采用黏结性好结焦性强的煤，因其膨胀指数过高、膨胀量大于炉室上部锥度扩大的幅度.使得煤与炉壁黏附、不能均匀下沉.增加人工捣炉的劳动强度。或损毁炉壁.如果强行捣炉往往会导致。脱煤，但若采用葛金指数A。B，C型的不黏结煤。煤料入炉后所产焦块松碎、生产操作不正常.小块焦焦层容易推开排焦箱悬锤，使炭化室内煤层失去控制造成突然 脱煤，炭化室正压无法维持。吸入空气引起爆炸、其危害程度和后果要比因膨胀指数过高形成的 脱煤,严重得多，某煤气厂就因此发生过爆炸事故,其主要原因就是煤不合要求、当时使用的主要煤种是阜新煤,其坩埚膨胀序数为11 2，葛金指数为B.颗粒小于10mm的煤占总量的80.以上.因此.连续式直立炉的装炉煤的质量指标应满足本条规定的要求、装炉煤的粒度是影响直立炉生产能力和劳动强度的重要因素 若直立炉采用黏结性较弱的气煤和肥气煤配合炼焦时,入炉煤是由粉煤和不完全细粉碎的煤块组成的配合料 当小于10mm煤屑大于75 时，由于粉煤较多 煤料入炉后在炉顶迅速软化。膨胀.黏结，若不采取措施、致使炉料下降不均匀、增加捣炉工作量、同时由于煤层阻力大，大部分气流从炉子长轴两端焦层高温区穿过。烃类裂解过多。煤气热值下降，如果装炉煤的粒度大一些将有利于炉料顺行，煤气通畅。提高产能、据统计 煤中小于13mm煤屑占25.比占75.时的产气率增加30.但需注意,大于10mm的煤块过多时、容易造成炭化室内炉料粒度偏析 焦炭质量不均匀、因此规定了煤的粒度应小于50mm.其中小于10mm的含量小于75、近十余年来大同矿务局扩大了直立炉使用煤种,在有蓄热室直立炉上探索出一条生产铁合金焦的新途径.选用灰分小于10 干基、热稳定性大于60、粒度15mm。80mm的大同原煤、属长焰煤、炼制出了合格的高质量的铁合金焦，4，3.7,本条规定了储煤仓,辅助煤箱.储焦仓储量的设计要求。1、储煤仓储量，直立炉的储煤仓位于炉体的上方，厂房的顶层、储煤仓与厂房为共同基础.储煤仓容量以满足生产为前提,如果煤仓储量过大,会增加厂房和备煤系统的投资，随着设备先进性和可靠性的提高、维护和检修系统的完善.备煤操作系统管理的加强,煤仓的储量可以适当减小，但是如果煤仓储量过小.一旦出现下煤死角 或送煤系统出现故障将会影响直立炉的正常生产。正常情况下直立炉的上煤设备检修时间为每天8h.综合以上因素。确定储煤仓设计总容量按16h.20h计算、一般均能满足生产要求，2。辅助煤箱储量、根据各厂的生产经验 一般每隔1h通过加煤阀向辅助煤箱加一次煤.1h内煤箱储量减少一半,辅助煤箱约1m多高.仍可以防止炭化室内的煤气通过煤箱外窜、保证直立炉的安全生产,因此规定辅助煤箱的总容量按2h用煤量计算 3。储焦仓储量 为了直立炉操作顺利，正常生产操作中 少则6周。10周。多则20周每个炭化室定期轮换停产。空烧沉积在炉壁的石墨，通称,烧空炉,烧垢后的直立炉与新投产的直立炉一样、投产的工序是先将空置的炭化室加满焦炭 开启排焦设备。然后才能正常加煤投入连续生产,为了满足烧空炉和新炉投产的需要,规定储焦仓总容量按一次加满四门炭化室的装焦量计算、4 3,8、本条文规定在有条件情况下,应以单种煤或配合煤的工业炉试验数据确定各项产品指标、当考虑设计方案缺乏测定数据时，可采用条文中规定的配合煤炼制气焦的产品指标.该指标是根据各厂历年实际生产数据统计资料制定。影响直立炉干馏制气产品产率的因素很多。煤的挥发分,黏结性,水分，灰分 煤的粒度、熄焦蒸汽量以及生产操作管理的差异,装炉和排焦的顺畅程度，等都有关,煤气产率随着入炉煤挥发分增高而增加，但成焦率相应降低.如大同煤气厂曾实验、当入炉煤挥发分高于25.熄焦蒸汽耗量达0，25t。t煤时、煤气产量甚至高达440m3 t煤。510m3。t煤.全焦率61,7，所以直立炉的操作弹性较大,具有适应城市供气负荷波动的能力.适宜作为城市煤气调峰用的气源 各煤气厂一般以主要产品煤气或焦炭 来决定所选用的入炉单种煤的性质及配比,因而各厂产品产率各不相同，4 3 9。根据连续式直立炉的生产特点 不同的煤种。不同的生产条件,干馏煤的耗热量相差较大、主要影响因素有。入炉煤的黏结性。挥发分 水分.粒度。排焦速度 熄焦蒸汽量以及生产管理的差异等。如中冶焦耐曾在大同矿务局和大连煤气二厂进行标定、两炉型均是有蓄热室的直立炉、大同矿务局用的是粒度为13mm.80mm的大同块煤生产铁合金焦，煤水分8,8，挥发分29 86,采用回炉煤气加热,耗热量为1409kJ.kg湿煤。水分为7,大连煤气二厂是以生产气焦为主。使用粒度、13mm占58,9，配合煤.煤水分11,05.挥发分38、74.同样是回炉煤气加热。其耗热量为2137kJ。kg湿煤、水分为7，标定结果显示.同一炉型不同煤质炼焦耗热量相差很大、煤的粒度大,透气性好，下料顺畅,有利于提高效率.降低能耗 又如熄焦蒸汽用量规定为0.15t、t煤、0。25t,t煤.当熄焦蒸汽量在0、15t、t煤时，称为半湿法熄焦、蒸汽量在0、25t.t煤时、称为湿法熄焦。两种熄焦方法由于熄焦蒸汽量的变化 使得直立炉的生产能力 煤干馏耗热量。煤气成分 煤气热值等都有很大差别，所以直立炉煤干馏耗热量是一项综合指标.本规范只能给出范围、无蓄热室直立炉的加热采用热发生炉的煤气。由于大于或等于350、的热煤气难以测定流量.本条文的规定值是根据无蓄热室直立炉生产时，发生炉供气所耗原料量的实际数据确定、每吨煤经干馏需要耗用180kg 210kg的焦.经换算耗热量为2580kJ.kg、3010kJ.kg,4 3。10，根据燃烧废气排放的环保要求，结合不同加热用煤气制造工艺所能达到的指标 本条分别给出了三种加热用煤气质量指标、其中发生炉热煤气是指发生炉生成的500。左右的粗煤气,经除尘器除去粉尘和部分焦油后。直接送往用户的热发生炉煤气 发生炉冷煤气是指出炉温度500。左右的粗煤气经冷却、洗涤.焦油雾捕除.水滴处理后的发生炉煤气,经换热器冷却后冷煤气温度约30,40.冷发生炉煤气便于管理、输送 计量和监测.回炉煤气是指直立炉自产煤气经冷却、洗涤,油雾捕除及脱硫后。循环利用的煤气，4,3。11、本条规定了对有蓄热室的直立炉加热。交换及废气系统的设计要求.1。加热煤气系统,有蓄热室直立炉即可以用回炉煤气加热也可以用冷发生炉煤气加热、根据需要可布置一套或两套加热煤气系统,煤气管道上设置压力和流量自动调节装置、以稳定入炉煤气压力和流量、从而稳定入炉煤气的热值，防止炉温波动、此外由于回炉煤气含有少量萘.焦油等杂质 低温下冷凝容易堵塞管道，因此回炉煤气管应设煤气预热器.预热温度不低于45。并设置冷凝液排放装置。煤气管道必须始终保持正压 为了避免由于出现负压吸入空气而引起爆炸 管道上应设置低压报警信号装置,管道末端设爆破片,一旦出现爆破时以减少其损坏程度、2、交换系统、液压交换机占地面积小,设备简单、操作便捷 所以交换系统应采用液压交换机,液压交换机设置蓄能设施。可在停电情况下实现几个周期的交换、保证直立炉稳定生产,煤气换向装置有交换旋塞和煤气换向调节阀两种 各有优点。为了减少煤气向炭化侧走廊泄漏的机会、对一氧化碳含量较多的冷发生炉煤气 一氧化碳含量约27 多采用煤气换向调节阀，尽管漏煤气机会增多 但泄漏的煤气直接进入烟道、回炉煤气.一氧化碳含量约15.5、多采用漏气相对较少的交换旋塞 3、废气系统，废气系统中交换开闭器的阻力占总阻力的比例较大 每克服10Pa的阻力、烟囱需要加高2m，因此设计应尽量选用阻力小调节灵敏的废气交换开闭器,4，3、12，废热锅炉的设置地点与锅炉的出力有很大关系.表1显示了同样形式的两台废热锅炉由于安装高度不一样 结果在产气量上的明显差别。表1 废热锅炉产气量的比较.注、废气总管标高为。8。5m处、废热锅炉有卧式与立式,水管式与火管式，高压与低压等种类,采用火管式废热锅炉时。应留有足够的周围场地、以便检修和清灰。4。3，13.本条规定了炉顶荒煤气管及氨水管的设计要求 1，限制集气管末端与吸气管间的压差小于20Pa,有利于保证全炉各炭化室压力均匀，便于管理易于控制，减少冒烟冒火。设计一般采用增大集气管直径或增加吸气管数量的方法调整压差 2 煤干馏过程中的荒煤气的发生量并不均匀，集气管压力波动较大,设置集气管压力自动调节装置可保证荒煤气顺畅导出 稳定炉顶空间压力，防止冒烟冒火 3、制气的生产工艺复杂 影响因素较多、如因故煤气不能顺畅导出，须采取紧急放散以确保安全。4，当循环氨水因故较长时间停止供应时 可用工业水代替氨水冷却荒煤气，避免烧坏集气管、5.循环氨水的主要用途是冷却煤气和清扫集气管，本规范表4、3，13循环氨水量是总结了各厂实际生产数据而定的，4 3，14.熄焦蒸汽用量直接影响煤气发生量.蒸汽熄焦过程中焦炭温度由950.左右降至650,左右.与此同时一部分蒸汽.约20，30。与炽热的焦炭发生水煤气反应,导致煤气中一氧化碳含量增加.煤气发生量提高,煤气热值降低,焦炭产量减少.因此蒸汽用量是调节煤气产量和质量的重要手段。根据多年来直立炉生产经验。熄焦蒸汽耗量一般控制在0。15t，t煤。0.25t,t煤左右，为便于控制和稳定熄焦蒸汽量，避免因充压蒸汽的开与关引起熄焦蒸汽量的波动 熄焦蒸汽管与充压蒸汽管应分别独立敷设、熄焦蒸汽总管上流量控制装置一般采用蒸汽流量计.送往每个排焦箱的支管流量一般采用流量孔板。根据生产需要稳定熄焦蒸汽耗量,4、3、15、本条文规定了对熄焦水系统的设计要求,根据各厂生产经验、熄焦循环水量一般在3m3,t煤.4m3 t煤.水分为7，的煤，为避免水中过多的粉焦堵塞熄焦喷嘴，影响熄焦效果。粉焦沉淀池设计应具有足够的容积，以保证粉焦有较好的沉淀效果.并在循环水输送系统设计中设置过滤装置，熄焦水在循环使用过程中、由于蒸发损失和排污，需定量补充新水 补充水量约为1t、t煤，熄焦补充水可以使用处理后达二级排放标准的酚氰废水或工业水，排焦箱水封槽补充水,水封槽清洗水计入补充水。水封式放焦阀的满流水。放焦时的落地水均应收集并进入粉焦沉淀池循环利用、4、3 16。本条规定了对排焦系统设计的要求.1、排焦传动装置采用调速电机，可达到无级变速。有利于准确地控制炉内煤料行速，稳定生产.2.排焦箱排焦大轮以下的中箱和下箱为储焦箱，排焦大轮拨出的焦炭在这里储存，每隔2h排放一次。由运焦车或胶带运输机运往焦处理装置 为了确保因故不能按时出焦时,直立炉仍能正常生产，排焦箱储焦段的中箱和下箱总容量需按4h储焦量计算、3 为了减轻劳动强度,改善操作条件、减少定员，人工放焦应改成液压机械放焦.4 连续生产的直立炉 捣炉和放焦任何操作都会影响炉内压力的稳定。一旦二者同时操作，增加了空气进入炉内的机会.极易引起安全事故，因此在同一炭化室炉顶捣炉和炉底放焦必须错时进行、故应设联络信号，杜绝在同一炭化室上下同时操作.4，3 17 本条文规定了直立炉工艺布置的原则，1.每座直立炉炭化室孔数的设置、在满足生产规模的前提下还与单排或双排布置有关 直立炉排焦是靠排焦电机和偏心轮带动拉板做往复运动、拉板的推和拉 搬动相应的排焦箱的排焦轮和排焦星齿,从而拨动焦炭完成排焦、为使排焦拉板在推和拉的动作中带动相同数量的排焦箱 以确保排焦传动系统能始终保持均衡稳定的受力条件 当采用双排布置时 每座炉的炭化室个数宜为4的倍数。可将炉孔数四等分。左排的前端与右排的尾端同时排焦 右排的前端和左排的尾端同时排焦.排焦系统受力均匀,同理若采用单排布置时每座炉的炭化室个数宜为偶数、2。两至三座直立炉组成一个炉组。共建在同一厂房内，构成一个生产系统，工艺管理比较方便,此时,可共用一套上煤和运焦系统。一套筛储焦系统，一套熄焦循环水系统，一套除尘系统 共用一座烟囱和一台电梯等、从而减少建设投资和运行成本、如果根据建设规模的需要在总图布置许可的情况下。也可将两个炉组即四座直立炉建在同一厂房内 3 每一炉组的两座炉之间应设间台.间台大小取决于工艺装置布置所占空间。如加热煤气管道的引入.煤气预热器的布置.交换机室和液压油缸布置.排焦传动装置布置等、间台负一层一般设置受焦坑和运焦皮带等,4,每座炉的两端设置端台.一层一般布置废气管的引出、人货两用电梯、炉顶布置荒煤气输出管和循环氨水引入管 自动化仪表室和工人休息室等,5 排焦箱排焦口排出的焦炭温度正常情况下约100。130.左右 排焦时大量含粉焦及有害物质的水蒸气同焦炭一起喷出.污染环境.因此必须在排焦口附近设置除尘吸口。将水汽搜集经除尘管送往除尘室除尘后排放。直立炉坐落在半封闭的厂房内，炉顶表面温度约210.230。热辐射.热烘烤.加上炉内逸出的烟气，操作环境恶劣。因此必须设通风换气装置,有经验的厂家还设置了定时水雾喷淋装置，