化工炼焦技术课件焦炉调温操作优秀课件
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可燃混合气靠火星、灼热物体等火源形成火焰中心，然后经 火焰传播使可燃混合气燃烧，叫点火燃烧。
点火燃烧时，火焰具备一定的能量，使可燃混合气在某一局 部首先产生火焰，由燃烧放出的热量使其温度升高，并很快将热 能传给临近的冷可Leabharlann Baidu混合气，使其升温达到着火温度而着火。如 此一层层地将热能传下去，使整个可燃混合物燃烧起来。
可燃气体与氧气组成的混合气体，只是在其中可燃组分达到 一定浓度范围和着火温度下，当燃烧产生的热量高于系统的散热， 从而可以保证系统温度不断升高的条件下，才能进行稳定的燃烧， 这种极限浓度称燃烧极限。
2、燃烧与爆炸 煤气达到着火温度或点火都可使煤气燃烧。 着火温度是使可燃混合物开始正常稳定燃烧的最低温度。
高炉煤气的密度远大于焦炉煤气。
4、燃烧特性 焦炉煤气可燃成分浓度大，发热值高，提供一定热量所需煤
气量少，产生废气量少，理论燃烧温度高。 由于H2的体积分数在50％以上，因此燃烧速度快，火焰短，
煤气和燃烧产生的废气密度小，焦炉加热系统阻力小。 高炉煤气可燃成分少，发热值低，提供一定热量所需煤气多，
产生废气多。 煤气中可燃成分为CO，且含量低，故燃烧速度慢，火焰长，
焦炉煤气、氢气下限较低，故管道、管件、设备不严时，漏 入空气中，遇到火源，就容易着火爆炸。相反，高炉煤气、氢气 上限较高，当设备、管道不严并出现负压时，容易吸入空气形成 爆炸性可燃混合物。另外，当管道内煤气低压或流量过低时，也 会形成回火爆炸。
3、燃烧方式 根据上述内容，在一定的条件下，煤气的燃烧过程一般可分
煤气中H2、CH4、CO和不饱和烃（主要是C2H4）为可燃成 分。焦炉煤气可燃成分较高，在90％以上，主要为H2和CH4，高 炉煤气可燃成分低，仅30％左右，主要是CO。煤气组成是决定 煤气燃烧特性的基本因素。
2、煤气的发热值
气体燃料的发热值是指单位体积的气体完全燃烧时所放出的 热量（kg/m3）。
为三个阶段： （1）煤气与空气混合，并达到极限浓度，属纯物理过程；
（2）将可燃混合气体加热到着火温度或点火燃烧使其达到 着火温度；
（3）可燃物与氧气反应而连续稳定的燃烧，属化学动力学 过程，主要和反应的浓度和温度有关。
根据上述前两个阶段的次序和混合方式的不同，煤气燃烧可 分为扩散燃烧和动力燃烧。
（1）扩散燃烧
？ 焦炉煤气和高炉煤气的低发热值是多少？
焦炉煤气的发热值约为高炉煤气的4倍。
3、煤气的密度
煤气的密度是指每立方米煤气的质量，记为ρ，每立方米煤 气在标准状态下（OoC，101325Pa）下的密度则记为ρ0，可根据 组成按加和法计算。
0
Mi Xi ,kg/m3 22.4
？ 高炉煤气和焦炉煤气的密度是多少？
高向加热均匀，可适当降低燃烧室的温差。但高炉煤气不预热时 理论燃烧温度低，故使用前必须预热到1000oC以上，才能满足燃 烧室温度的要求。
二、煤气的燃烧
1、煤气的燃烧和燃烧极限
煤气的燃烧是指煤气中的可燃成分和空气中的氧在足够的温 度下所发生的剧烈氧化反应。燃烧需要三个条件，即可燃组分、 氧和一定的温度。
1、上升管和桥管
2、集气管、吸气弯管和吸气管 集气管为钢板焊接或铆接成的圆形或槽形管道，朝氨水流出
方向有6％～10％的倾斜度，集气管与吸气管间的吸气弯管上，设 自动和手动调节翻板；沿集气管全长设若干清扫孔，可通过此波 动和清扫集气管底沉积的焦油渣。集气管上设有带水封阀的放散 管，当因故粗煤气不能导出或导出不畅时，由此放散以减轻炉门 冒火冒烟，放散管上设有点火装置，防止粗煤气污染大气。集气 管端部设有蒸汽清扫管、工业水管、氨水管和高压氨水清扫管。
化工炼焦技术课件 焦炉调温操作
任务一 煤气设备
一、荒煤气导出设备
荒煤气导出设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸 气弯管、焦油盒、吸气管及相应的喷洒氨水系统。
作用：一是将出炉荒煤气顺利导出，不致因炉门刀边附近煤 气压力过高而引起冒烟冒火，但又要保持和控制炭化室在结焦过 程中为正压；二是将出炉煤气适当冷却，不致因温度过高而引起 设备变形、阻力升高和鼓风、冷凝的负荷增大，但又要保持焦油 和氨水有较好的流动性。
将煤气和空气分别送入燃烧室后，靠对流扩散和分子扩散作 用，边混合边燃烧的过程叫扩散燃烧。
扩散燃烧的速度主要取决于可燃物分子和空气分子相互接触 的物理扩散过程。扩散燃烧过程中，由于局部氧的供给不足，而 使碳氢化合物热解产生游离碳，使燃烧带中有固体颗粒存在而产 生强烈的光和热辐射，形成光亮的火焰，故也称有焰燃烧。火焰 的长短，表征煤气燃烧过程速度的大小。
爆炸与燃烧本质基本一样，两者均以一定的可燃混合气浓度 极限（燃烧极限）为前提，并要有火源或达到燃烧温度。爆炸与 燃烧的不同点是：燃烧是稳定的连锁反应，在必要的浓度极限条 件下，主要依靠温度的升高，使反应加速；而爆炸是不稳定的连 锁反应，在必要的浓度极限条件下，主要依靠压力的升高，使活 性分子浓度急剧提高而加速反应。
二、加热煤气供入设备
加热煤气供入设备的作用是向焦炉输送和调节加压煤气。
三、废气导出系统两分式火道
焦炉废气导出系统有交换开闭器，机侧、焦侧分烟道及总烟 道翻板。 1、提杆式双砣盘交换开闭器
2、杠杆式交换开闭器
任务二 煤气燃烧特性分析
一、煤气的基本性质
1、煤气的组成 焦炉加热用的气体燃料主要是焦炉煤气和高炉煤气。
煤气(标态)中可燃组分的低热值（kJ/m3）为：CO，12728； H2，10844；CH4，35840；CmHn，71179，则煤气的低热值为：
Q 低 1 2 7 2 8 ( C O ) 1 0 8 4 4 ( H 2 ) 3 5 8 4 0 ( C H 4 ) 7 1 1 7 9 ( C m H n )
集气管有单、双两种形式，单集气管一般布置在机侧，其优 点是钢材用量少、投资省，炉顶通风较好，但装煤时炭化室内气 流阻力大，容易冒烟冒火。双集气管煤气从炭化室两侧析出，可 降低集气管两侧的压力，使全炉炭化室压力分布较均匀，可减轻 冒烟冒火，易于实现无烟装煤；生产时荒煤气在炉顶空间停留时 间短，可减轻荒煤气裂解，提高化产品产率和质量；双集气管有 利于实现炉顶机械化清扫炉盖等操作。但双集气管消耗钢材多， 基建投资大，炉顶通风较差，使操作条件变坏，且氨水、蒸汽消 耗量也较多。
点火燃烧时，火焰具备一定的能量，使可燃混合气在某一局 部首先产生火焰，由燃烧放出的热量使其温度升高，并很快将热 能传给临近的冷可Leabharlann Baidu混合气，使其升温达到着火温度而着火。如 此一层层地将热能传下去，使整个可燃混合物燃烧起来。
可燃气体与氧气组成的混合气体，只是在其中可燃组分达到 一定浓度范围和着火温度下，当燃烧产生的热量高于系统的散热， 从而可以保证系统温度不断升高的条件下，才能进行稳定的燃烧， 这种极限浓度称燃烧极限。
2、燃烧与爆炸 煤气达到着火温度或点火都可使煤气燃烧。 着火温度是使可燃混合物开始正常稳定燃烧的最低温度。
高炉煤气的密度远大于焦炉煤气。
4、燃烧特性 焦炉煤气可燃成分浓度大，发热值高，提供一定热量所需煤
气量少，产生废气量少，理论燃烧温度高。 由于H2的体积分数在50％以上，因此燃烧速度快，火焰短，
煤气和燃烧产生的废气密度小，焦炉加热系统阻力小。 高炉煤气可燃成分少，发热值低，提供一定热量所需煤气多，
产生废气多。 煤气中可燃成分为CO，且含量低，故燃烧速度慢，火焰长，
焦炉煤气、氢气下限较低，故管道、管件、设备不严时，漏 入空气中，遇到火源，就容易着火爆炸。相反，高炉煤气、氢气 上限较高，当设备、管道不严并出现负压时，容易吸入空气形成 爆炸性可燃混合物。另外，当管道内煤气低压或流量过低时，也 会形成回火爆炸。
3、燃烧方式 根据上述内容，在一定的条件下，煤气的燃烧过程一般可分
煤气中H2、CH4、CO和不饱和烃（主要是C2H4）为可燃成 分。焦炉煤气可燃成分较高，在90％以上，主要为H2和CH4，高 炉煤气可燃成分低，仅30％左右，主要是CO。煤气组成是决定 煤气燃烧特性的基本因素。
2、煤气的发热值
气体燃料的发热值是指单位体积的气体完全燃烧时所放出的 热量（kg/m3）。
为三个阶段： （1）煤气与空气混合，并达到极限浓度，属纯物理过程；
（2）将可燃混合气体加热到着火温度或点火燃烧使其达到 着火温度；
（3）可燃物与氧气反应而连续稳定的燃烧，属化学动力学 过程，主要和反应的浓度和温度有关。
根据上述前两个阶段的次序和混合方式的不同，煤气燃烧可 分为扩散燃烧和动力燃烧。
（1）扩散燃烧
？ 焦炉煤气和高炉煤气的低发热值是多少？
焦炉煤气的发热值约为高炉煤气的4倍。
3、煤气的密度
煤气的密度是指每立方米煤气的质量，记为ρ，每立方米煤 气在标准状态下（OoC，101325Pa）下的密度则记为ρ0，可根据 组成按加和法计算。
0
Mi Xi ,kg/m3 22.4
？ 高炉煤气和焦炉煤气的密度是多少？
高向加热均匀，可适当降低燃烧室的温差。但高炉煤气不预热时 理论燃烧温度低，故使用前必须预热到1000oC以上，才能满足燃 烧室温度的要求。
二、煤气的燃烧
1、煤气的燃烧和燃烧极限
煤气的燃烧是指煤气中的可燃成分和空气中的氧在足够的温 度下所发生的剧烈氧化反应。燃烧需要三个条件，即可燃组分、 氧和一定的温度。
1、上升管和桥管
2、集气管、吸气弯管和吸气管 集气管为钢板焊接或铆接成的圆形或槽形管道，朝氨水流出
方向有6％～10％的倾斜度，集气管与吸气管间的吸气弯管上，设 自动和手动调节翻板；沿集气管全长设若干清扫孔，可通过此波 动和清扫集气管底沉积的焦油渣。集气管上设有带水封阀的放散 管，当因故粗煤气不能导出或导出不畅时，由此放散以减轻炉门 冒火冒烟，放散管上设有点火装置，防止粗煤气污染大气。集气 管端部设有蒸汽清扫管、工业水管、氨水管和高压氨水清扫管。
化工炼焦技术课件 焦炉调温操作
任务一 煤气设备
一、荒煤气导出设备
荒煤气导出设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸 气弯管、焦油盒、吸气管及相应的喷洒氨水系统。
作用：一是将出炉荒煤气顺利导出，不致因炉门刀边附近煤 气压力过高而引起冒烟冒火，但又要保持和控制炭化室在结焦过 程中为正压；二是将出炉煤气适当冷却，不致因温度过高而引起 设备变形、阻力升高和鼓风、冷凝的负荷增大，但又要保持焦油 和氨水有较好的流动性。
将煤气和空气分别送入燃烧室后，靠对流扩散和分子扩散作 用，边混合边燃烧的过程叫扩散燃烧。
扩散燃烧的速度主要取决于可燃物分子和空气分子相互接触 的物理扩散过程。扩散燃烧过程中，由于局部氧的供给不足，而 使碳氢化合物热解产生游离碳，使燃烧带中有固体颗粒存在而产 生强烈的光和热辐射，形成光亮的火焰，故也称有焰燃烧。火焰 的长短，表征煤气燃烧过程速度的大小。
爆炸与燃烧本质基本一样，两者均以一定的可燃混合气浓度 极限（燃烧极限）为前提，并要有火源或达到燃烧温度。爆炸与 燃烧的不同点是：燃烧是稳定的连锁反应，在必要的浓度极限条 件下，主要依靠温度的升高，使反应加速；而爆炸是不稳定的连 锁反应，在必要的浓度极限条件下，主要依靠压力的升高，使活 性分子浓度急剧提高而加速反应。
二、加热煤气供入设备
加热煤气供入设备的作用是向焦炉输送和调节加压煤气。
三、废气导出系统两分式火道
焦炉废气导出系统有交换开闭器，机侧、焦侧分烟道及总烟 道翻板。 1、提杆式双砣盘交换开闭器
2、杠杆式交换开闭器
任务二 煤气燃烧特性分析
一、煤气的基本性质
1、煤气的组成 焦炉加热用的气体燃料主要是焦炉煤气和高炉煤气。
煤气(标态)中可燃组分的低热值（kJ/m3）为：CO，12728； H2，10844；CH4，35840；CmHn，71179，则煤气的低热值为：
Q 低 1 2 7 2 8 ( C O ) 1 0 8 4 4 ( H 2 ) 3 5 8 4 0 ( C H 4 ) 7 1 1 7 9 ( C m H n )
集气管有单、双两种形式，单集气管一般布置在机侧，其优 点是钢材用量少、投资省，炉顶通风较好，但装煤时炭化室内气 流阻力大，容易冒烟冒火。双集气管煤气从炭化室两侧析出，可 降低集气管两侧的压力，使全炉炭化室压力分布较均匀，可减轻 冒烟冒火，易于实现无烟装煤；生产时荒煤气在炉顶空间停留时 间短，可减轻荒煤气裂解，提高化产品产率和质量；双集气管有 利于实现炉顶机械化清扫炉盖等操作。但双集气管消耗钢材多， 基建投资大，炉顶通风较差，使操作条件变坏，且氨水、蒸汽消 耗量也较多。