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。