3炼焦化学基础知识

创造财富 完美人生 炼焦化学基础知识炼焦化学基础知识 黄保健黄保健 创造财富 完美人生 一、焦化工业在国民经济中的作用 煤是工业的粮食，焦炭则是精品粮食 1、冶金工业：热源、还原剂、碳源、支撑骨架。（ 黑色、有色） 2、铸造工业：化学（肥）工业、电石行业、铁合金 冶炼。 3、煤气：燃料、化工原料、甲醇、化肥、发电等。 4、硫铵、硫磺、苯类、焦油等重要有机化工原料。 焦化行业发展四个特点：大型化、设备自动化、产品 精深加工、加强环保。 创造财富 完美人生 二、炼焦 1、炼焦的原理： 极其复杂的物理化学过程 煤 焦炭 70-78% 隔绝空气加热 1050度 煤气 15-19% 化学产品 其他 -1.0% 焦油 2.5-4.5% 氨 0.25-0.35% 化合水 2-4% 粗苯 0.8-1.4% 创造财富 完美人生 2、大分子结构概念 煤是由结构相似的基本单元结构聚合而成的复杂的高 分子聚合物-------煤分子结构模型 基本单元结构 规则部分-芳香族结构、脂肪族结构、脂环族结构、 缩合环结构-核。 不规则部分-侧链 官能团-OH,-COOH，=C=0 -OCH3,KOH,-NH2 元素构成：C、H、O、N、S 创造财富 完美人生 创造财富 完美人生 大分子结构概念 无烟煤 烟煤 气煤 >28-37 >50-65 <=25 肥煤 >20-28 >85 >25 焦煤 >20-28 > 50-65 <=25 瘦煤 >10-20 > 20-65 1/3JM >28-37 >65 <=25 挥发份 G值 Y值变质程度 创造财富 完美人生 3、单种煤的结焦性 煤性质不同，在配煤炼焦中的作用不同。 气煤：变质程度低，粘结性低，挥发份高，收缩大，化产品 产率高。 肥煤：变质程度中等，粘结性高，挥发份中等，Y值大，焦 M40 ↑ 、M10 ↑。 焦煤：变质程度中等，粘结性高，挥发份中等，Y值大，焦 炭强度大。 瘦煤：变质程度高，粘结程度低、差，收缩小，焦炭块大， 耐磨性差。 1/3焦煤：过渡性煤。居气、肥、焦之间，粘结性高，挥发份 高，焦炭性能好 创造财富 完美人生 配煤质量指标 水份：9-10%为好，水 耗热量 立火道T 、结焦 时间↑。 灰分：100% 焦炭，焦炭灰份是配合煤灰份1.3 倍-1.4倍。 挥发份：产率、焦炭强度，26-28%，32%。 粘结性：G58-72. Y16-20 >12MM 硫分：煤中硫60-70%在焦炭中，焦炭中硫：80- 90% 煤中硫<1% 0.7-0.8% 细度：<3MM >80% <0.5MM >40%-50%. 创造财富 完美人生 焦炭质量标准 焦炭： 一级 二级 三级 灰份%： <12.00 12.01-13.5 13.51-15 硫份%： <0.60 0.61-0.80 0.81-1.00 M25%：抗碎强度 >92 .00 92.0-88.0 88.1-83.0 M10%：耐磨强度 <7.0 <8.5 <10.5 挥发份%： <1.9 创造财富 完美人生 焦炭质量对高炉炼铁的影响 燃料比 生铁产量 高炉利用系数 渣量 灰份：+1% +1%-2% -2%- -3% 2.7%-2.9% 硫份：+1% +1%-3% -2%- -5% 水份：+1% +1.1%-1.3% M40 ：+1% -5.6KG/T +0.04 M10 ：-0.2% -7KG/T 创造财富 完美人生 热性质：反应性---CRI。反应后强度---CSR 反应性：焦炭与CO2 、O2、 H2 O进行化学反应的能力 反应后强度：反应后焦炭在机械力、热力作用下， 抵抗破碎的能力CSR。 标准：GB/T 4000～1996 CO2 +C 2CO-165.6MJ 200g试样 CRI= *100% 失重百分数<22-25% CRI CSR= *100% 转数：20r/min 30min 600r 1100°C 12min 试样重-残焦重 试样重 >10MM焦炭 试样重 创造财富 完美人生 三、化学产品的回收 1、影响化产品产率的因素： A:配合煤性质和组成： 焦油：变质程度低的煤， 焦油产率↑ ，软化T—固化T间隔大， 产率↑、挥发份↑ 产率↑。 粗苯：煤C/H↑ 粗苯产率↑、挥发份↑ 产率↑、 变质程度↑ 甲苯↑ B:焦炉操作条件：主要炉墙温度和炉顶空间温度。 炉墙温度↑ 焦油重质组份（蒽、萘、沥青、游离碳）↑。 苯产率↑，甲苯产率↓。 炉顶空间温度>800°C时，热解作用↑，焦油、粗苯产率↓。 C:焦炉炉型 D:回收产品：焦油、粗苯、氨、硫。 创造财富 完美人生 2、化产品的回收： A：荒煤气 荒煤气 集合温度↓ 煤气中杂质↓有利于化产品回收。 氨水汽化潜热，氨水碱性中和焦油酸，增加流动性。 荒煤气组成g/NM3 煤气组成V% 水蒸汽：250-450 H2 ： 54-59. 焦油汽：80-120 CH4 : 23-28 粗 苯：30-45 CM HN ：2-3 氨： 8-16 CO： 5-7 ; CO2 :1.5-2.5 H2 S： 6-30 O2 : 0.3-0.7 HCN: 1-2.5 N2 : 3-5 70-75°C 氨水喷洒 80-85° 初冷器 煤气 鼓风机 电捕焦油器 焦油、氨水、水 创造财富 完美人生 B:硫酸铵（NH4 ）2 SO4 的生产： 煤气中6-8g/nm3。在饱和器中，煤气与硫酸（母液）逆流接触吸收 NH3 +H2 SO4 (NH3 )2 SO4 ∆ h:65.73KAL/GMOL. 放热 NH3 +H2 SO4 NH4 HSO4 (NH4 )2 SO4 （NH4）2 SO4 无色晶体 比重：1.766 分子量：132.15 含氨量：21.2% 主要操作指标： 煤气温度：60-70℃ 饱和器后氨：<0.038/nm3 母液温度：50-55 ℃ 消耗：每吨硫胺消耗0.75吨 100%硫酸 母液酸度：4-6% 比重：>1.26 创造财富 完美人生 C、粗苯的回收 粗笨：是苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等芳香族有机化合物组成的混合物 ，淡黄 色液体，比重0.87-0.92，粗苯蒸汽浓度1.4%-7.5% 易燃易 爆有毒。180℃前蒸出量>=93%-95% 洗油焦油230-300 ℃的馏份，300 ℃前馏份量>90%，230 ℃前<3%。 比重：1.04-1.08. 用洗油吸收煤气中的苯族烃是物理吸收过程。相似相溶。 创造财富 完美人生 影响因素 1、吸收温度---25℃ 当 >30℃ 收率↓。当 t<10-15℃ 洗油粘度↑， 洗油温度30℃ >煤气温度（25℃） 3-5℃ 煤气温度<25℃ 2、洗油质量： 洗油分子量↓ 吸收效果↑吸收剂与溶质分子量越接近吸收越好，洗油 分子量过小不易分离。 洗油循环量：1.5-1.7KG/NM3煤气 0.5-0.55M3洗油/T煤， 3、贫油中粗苯含量：0.3%-0.5%↑ 塔后苯↑----苯损失 4、吸收 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面积：接触表面积、接触时间，1.1-1.3M3/nm3.hr煤气 5、煤气压力：P↑流速↑ 吸苯效率↑▲P↑推动力 创造财富 完美人生 创造财富 完美人生 洗油再生和水蒸气蒸馏 洗油再生： 洗油长期使用质量恶化，不饱和物聚合，洗油再生。 1.5%-2%富油或贫油，用400℃过热蒸气再生、排渣、300℃前<40%。 洗油消耗量60-100KG/T粗苯。 蒸馏：根据被分离物质沸点（挥发度）不同而进行分离的办法。传质、传热 脱苯蒸馏：用蒸馏的方法把苯从洗油中分离出来。 水蒸气蒸馏： 被分离物质与水无不相溶。1、沸点高2、易分解或聚合3、缺少高温热源 P总 =P1 +P2 +P3 ……PS 当PS ↑ P1 +P2 +P3 ……PN ↓沸点↓易于在较低温度下分离。 创造财富 完美人生 煤气中H2 S的脱除 1、H2 S刺鼻臭味无色气体、重度1.539KG/NM3燃烧生成 SO2，有毒，空气中含0.1%使人致命，水溶液氢硫酸，严 重腐蚀性， 脱除：民用煤气t 3-5 ℃ 水平衡 液气比： 12-16L/NM3 溶液再生塔停留时间：30min 再生空气：9-13M3空气/kg*s 鼓风强度：>35-60M3/M2*h COS初始投放量：20-30PPM，1M3脱硫液20-30g cos。 COS消耗：1KG H2 S 需0.5g cos，排液cos↑ H2 S脱除效果：<200mg/nm3 100mg/nm3 创造财富 完美人生 欢迎加入旭阳！欢迎加入旭阳！ 幻灯片编号 1 幻灯片编号 2 幻灯片编号 3 2、大分子结构概念 幻灯片编号 5 大分子结构概念 幻灯片编号 7 配煤质量指标 焦炭质量标准 焦炭质量对高炉炼铁的影响 幻灯片编号 11 幻灯片编号 12 幻灯片编号 13 幻灯片编号 14 幻灯片编号 15 影响因素 幻灯片编号 17 洗油再生和水蒸气蒸馏 煤气中H2S的脱除 脱除方法 幻灯片编号 21 幻灯片编号 22