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常压操作，炉内上下两部分产生的煤气热值不同，上部热值较高，下端的煤气热值偏中。
2.3.2JS型干馏方炉内部结构
JS 方形干馏炉是在鲁奇式三段炉的基础上，结合榆林地区低温干馏工艺的生产特点，通过炉型优化、改造设计出的一种新型干馏炉，主要采用内热式燃烧工艺。方形干馏炉的具体结构特征如下图所示。方形干馏炉的主要组成包括炉体上方的入料仓、集气阵伞；炉体中部为空型炉腔，空煤气管由炉体侧方通入炉内，花墙设在炉体的下部，每排花墙中插入支管混合器；炉体的下部为排焦装置，包括刮焦机、导焦槽，炉体的最低部是水封槽。
图2.2 JS干馏炉结构示意
1—料仓；2—阵伞；3—炉体空腔；4—空煤气管； 5—花墙；6—干馏段；7—刮焦机；8—熄焦池
炉顶的集气阵伞主要有主伞、付伞和上升管组成。付伞的作用是收集低温干馏过程中产生的荒煤气，最后汇合于主伞中，上升管的主要作用是将荒煤气排出干馏炉炉体外部；支管混合器由内管、外管组成，内外管属于复合钢管结构，旋流叶片位于内外管的接口处对高速入口的煤气进行旋转分流，最后与入炉的空气混合进入炉内燃烧；推焦机一般位于炉长方向，导焦口与排焦箱一一并联，导焦口设在水封装置的下部，兰炭下落后通过刮焦板刮出。
JS 方形干馏炉的主要特点: ①炉体结构简单，内部为大空腔结构，主要由入料口、炉体干馏段、炉底出焦装置3部分构成；②炉内加热均匀，利用内热式燃烧技术，入炉气体通过支管混合器供入、通过花墙布气；③炉体上部设有集气阵伞，集气均匀；
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2.3.3 JS型干馏方炉低温干馏生产工艺
图2.3 干馏工艺流程图
1—入料仓；2—干馏炉体；3—熄焦池；4—刮焦机；5—文氏塔； 6—旋流塔；7—鼓风机；8—分离池；9—焦油泵；10—氨水泵； 11—焦油池；12—斗式提升机；13—排空管；
陕北地区JS干馏炉主要采用内热式低温干馏工艺，主要的工艺流程如图所示。干馏工艺的第一步是入炉煤的选取，目前神府地区主要采用不粘或者弱粘的长焰煤作为低温干馏的原料，一般入炉煤的粒度要求为10至100mm之间。利用斗式提升机将原煤通过运煤箱送入炉顶的入料仓。入炉的原煤在通过集气阵伞时进行入炉分料，同时保证入料的均匀。依靠入炉煤自身的重力，入炉煤在炉体的空腔中自由下落，分别经过干燥段和干馏段，最后落入熄焦槽中冷却。在干燥段，下落的原煤与干馏产生的高温烟气接触，原煤中部分水蒸气被蒸发掉。这时候产生的荒煤气主要包括干馏产生的煤气、加热的废气、冷却水煤气，在对原料煤预热以后通过集气阵伞排出炉体。随着原煤的下落逐渐进入干馏区，干馏区内加热温度逐渐变大，在601.8~677.9℃之间发生干馏过程的干馏反应，依次生成半焦、析出焦油。原煤在经过加热区域后进入冷却段，生成的半焦直接落入水封的导焦槽中，依靠水冷的作用导焦槽中会产生大量的水煤气，温度较高的水煤气对炉料进行加热。荒煤气离开炉体后在文氏塔与旋流塔中逐步降温冷却。焦油泵将沉淀的焦油抽入焦油池进行脱水，最后依并储存
[37、38]
。
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3 兰炭干馏炉实验
3.1 实验介绍
将助燃空气与煤气在炉内混合燃烧，对入炉煤块进行加热，使其发生干馏反应，实现煤的低温干馏成焦。在干馏反应的过程中，要确保各项热工参数的稳定运行，合理调整煤块的下落速度、入口空气和煤气的进入速度，以及低温干馏炉内的干馏温度、压力等。在实现低温干馏过程，制定合理的工艺参数、实现设备及设备操作系统优化。低温干馏工艺流程见图3.1。
燃 气 干馏炉 空 气 荒煤气 焦油捕收 富余煤气 净煤气图3.1 低温干馏工艺流程图
3.2 实验装置
神木县三江煤化工有限公司JS-Ⅲ型4#兰炭干馏炉，见图2.2和2.3。
图3.2 低温干馏炉结构示意图
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3.3 实验方案
（1）本次实验以兰炭干馏炉炉子本体（即炉顶荒煤气出口至出焦口）作为物料及热平衡一个体系；
（2）当兰炭干馏炉运行到稳定状态后测定炉内温度和压力分布；
（3）兰炭干馏炉在正常稳定的工况下进行运行，确保炉子各项运行参数稳定，操作正常，进行兰炭干馏炉物料进入量、流出量的测定，物料平衡测算和热平衡测算。
3.4 实验数据整理
3.4.1 煤气及助燃空气实验
兰炭干馏炉燃烧室供给煤气量、燃烧所用助燃空气供给量、压力的实验数据如表3-1所示[39，40]。
表3-1 煤气及助燃空气测试值
时间 平均值
空气压力 回炉煤气压力 空气流量 回炉煤气流量
3
(Kpa) (Kpa) (m/h) (m3/h)
6.738 2.477 3004 5135
3.4.2干馏炉主要工艺参数
兰炭干馏炉小时装煤量、煤温；回炉煤气流量、温度、压力；兰炭干馏炉燃烧室燃烧煤气量及相关参数测算如表3-2。煤气的干湿成分如表3-3、3-4所示。原煤工业成分分析结果如表3-5所示。兰炭工业成分分析结果如表3-6所示。 主要工
艺参数见表3-7。
表3-2 煤气物性参数
项 目
助燃空气流量/ （Nm3/h） 入炉煤气流量/ （Nm3/h）
数 据
3004 2867.6 5135 4588.3
备 注
工况 标况 工况 标况
煤气密度/（kg/m3） 0.77
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表3-3 煤气干湿成分分析值
g
CO2
Og2 Os2
COg
g
H2 g
CH4 g
N2
8.9 1.7 10.3 36.2 14.2 30.1
s
CO2
COg
s
H2 s
CH4 Ns2
8.24 1.57 9.53 33.5 13.15 27.85
表3-4 煤的工业分析值
全水
项目 含量/%
10.01 4.03
3.54
33.35
59.09
水分
空干基灰分
空干基挥发分
固定碳
表3-5 兰炭的工业分析值
项目 含量/%
全水
水分
空干基灰分
7.24
空干基挥发分
8.25
固定碳 83.09
9.1 1.42
表3-6 干馏炉主要工艺参数
项目
工艺参数
备注
小时装煤量/（t/h） 11.6
入炉煤温度/℃ 25 荒煤气出炉温度/℃ 67 入炉煤气入炉温度/℃ 40 入炉煤气流量/（m3/h） 5135
入炉煤气压力/kpa 2.477 表压 助燃空气入炉温度/℃ 32 助燃空气流量/（m3/h） 3004
助燃空气压力/kpa 6.738 表压
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