CH4 CO CmHn 5.62 17.51 0.83 O2 其他 0.41 1.0 2.3 生产方法及工艺流程 2.3.1 生产方法
电石生产所需要的原料,主要是优质石灰和碳素材料,二者均应灰分少,杂质含量低。
可供电石生产选择的碳素材料有焦炭、无烟煤和石油焦。焦炭固定碳高,是生产电石良好的原料,而无烟煤电阻较大对电石生产炉内电阻调节有利。托克逊地区煤炭资源丰富而且本项目同期投建的兰炭炉生产可利用本企业的煤炭资源,所以本装置炭素材料选用兰炭。故不考虑以无烟煤、石油焦作为该装置的碳素材料。
本工程采用气烧石灰窑生产石灰,以电石炉炉气做燃料,此种石灰窑操作机械化程度高、程序控制、热效率高,生产的石灰质量较好,国内钢铁行业普遍使用。
本工程拟建60万吨/年电石,所以采用8台生产能力为7.5万吨/年的大型密闭炉电石炉。
本工程兰炭设计所选炉型为内热式水平火道空腹直立炉。
2.3.2 工艺流程简述
石灰生产装置工艺流程
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1)工艺技术方案
工程采用气烧石灰窑生产石灰,以电石炉炉气做燃料,此种石灰窑操作机械化程度高、程序控制、热效率高,生产的石灰质量较好,国内钢铁行业普遍使用。石灰石合格粒度进厂,经高温煅烧生成石灰。
2)工艺流程 (1)原料贮运
① 原料为石灰石(粒度:20~60mm)由汽车运进厂,分别卸入厂内原料棚库。存量按三天设计。
② 石灰石日用量约2860吨。石灰石上料时,用装载机把石灰石从料棚运至受料坑,再用胶带运输机运至石灰生产工段的石灰石料仓中。
(2)石灰生产 气烧石灰窑
石灰石(粒度20~60mm)由石灰石贮仓经电磁振动给料机,胶带输送机、计量装料装置、提升装置、加料装置送入气烧石灰窑。
净化后的炉气和予热的空气,经配气系统送入窑内燃烧,产生高温。在800~1000℃将石灰石煅烧。煅烧好的石灰由窑底经卸料装置排出,送到耐热胶带输送机上。再经胶带输送机送到配料站的石灰贮仓中,供电石生产用。窑顶尾气供兰炭烘干使用。
兰炭生产装置工艺流程
兰炭生产装置采用内热式直立炭化炉,主要包括备煤工段、炭化工段、筛焦工段、煤气净化等工段。
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本项目选用蒸汽熄焦一水熄焦结合工艺。选择蒸汽熄焦与水熄焦相结合的熄焦工艺既可以满足煤气中的氢含量,又可提高兰炭的质量。
备煤工段
根据直立炭化炉生产用煤及外来煤质情况,备煤部分采用机械化封闭胶带运煤、筛分、布料。整个工段由贮煤场、胶带输送机、转运站和筛分站组成。
贮煤场用来贮存由煤矿运来的30-80mm合格原料块煤。贮藏煤面积2.86万m2贮煤量约60000t,能保证直立碳化炉近15天的生产用煤量。
原料煤由铲车入受煤坑,由给煤机均匀加至M1胶带输送机,M1胶带机将煤输送至筛分室筛分,筛下粉煤直接进入煤仓,然后由汽车运走,筛上合格块煤经由M2胶带机运至缓冲仓,再经放料阀放入胶带式布料机上,分别供应煤仓下8组炭化炉。
胶带机、炉顶布料机均设置轻型结构通廊,解决防冻,防风、防雨及防尘问题。在煤料转运站,设计有防尘除尘装置。
炭化工段
干馏采用内热式直立式炭化炉,炉顶定期通过转筒阀将煤料加入辅助煤箱,再随炉料下移逐渐进入炭化炉完成炭化过程,最后由炉底经刮板机排出。该工艺流程是连续的机械化过程。
由备煤工段运来的合格的装炉煤进入缓冲仓,然后通过皮带机装入炉顶最上部的煤槽内,再经放煤旋塞和辅助煤箱装入炭化室内。根
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据生产工艺要求,每半小时打开放煤旋塞向炭化室加煤一次,加入炭化室的块煤自上而下移动,与燃烧室送入炭化室的高温气体逆流接触。炭化室中部的干馏段,块煤通过此段被加热到800~850℃,并被炭化为兰炭;兰炭通过炭化室下部的冷却段时,被通入此段熄焦产生的蒸汽和熄焦水冷却到80℃左右,用刮板放焦机连续排出后,通过溜槽落到烘干机上。
煤料在炭化过程中产生的煤气与燃烧室进入炭化室的高温废气和冷却兰炭产生煤气的混合气(荒煤气),在桥管和集气槽内经加压0.3MPa,50-60℃循环氨水喷洒被冷却至80℃左右。冷却后的煤气经吸气管抽吸至鼓冷工段而与冷凝下来的氨水、焦油一起进入煤气净化工段。
炭化炉加热用的煤气是经过煤气净化工段进一步冷却和净化后的煤气,直立炉加热用的空气鼓风机加压后供给。煤气和空气经烧嘴混合,在水平火道内燃烧。燃烧产生的高温废气,通过在炭化室侧墙面上均匀分布的进气孔进入炭化室,利用高温废气的热量将煤料进行炭化。
筛焦工段
本工段由加热干燥设施、胶带机、转运站、筛焦装置、移动胶带机和贮焦场组成。
每组炭化炉排出的兰炭进入干燥机,然后通过胶带机,经多层振动筛筛分,不同筛分料级兰炭分别进入各自料仓或各自料场。
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胶带机均设置通廊,解决防冻、防风、防雨、防尘问题。在兰炭转运点设计有防除尘装置。
因兰炭水分较高,在直立炉一端设置了干燥机。干燥机内直接用煤气加热。
从直立炉炉端刮出的兰炭,分别经溜槽落到干燥机上,然后通过胶带机,经振动筛筛分,不同筛分粒级兰炭分别进入各自料仓或各自料场。
焦贮藏场面积为约2.4×104m2,能贮存分级的兰炭约24000t,相当于直立炭化炉约10天的生产能力。
煤气净化工段及化工产品的回收
本工段处理荒煤气量为1.32×105Nm3/h。主要任务是煤气的冷凝、冷却和加压输送;焦油、氨气和焦油渣的分离,贮存和输送;煤气中焦油雾滴及萘的脱除。
1)工艺方案
(1)煤气的冷却采用横管式冷却器,横管冷却器分上、下两段;上段用循环水冷却;下段用制冷水冷却,将煤气温度冷却到25℃以下,使煤气中的焦油和萘脱除,确保后续工序的正常运行。
(2)煤气加压采用离心鼓风机
(3)焦油、氨水的分离采用钢筋砼分离池相结合。
(4)煤气中焦油雾及萘的脱除采用高效蜂窝式电捕焦油器,电捕焦油器布置在鼓风机前负压操作,绝缘箱设氨气保护,可最大限度地脱
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