宝钢炼焦工艺与设备(2015版)
焦化工艺及副产品回收
焦化工艺及副产品回收一主要工艺流程简述焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、煤气净化车间和废水处理车间组成。
1备煤车间来自煤码头的炼焦用煤经皮带输送机送至贮配煤槽配煤，然后送粉碎机室粉碎，粉碎后得到的合格煤料经煤塔布料装置送入煤塔中贮存，供焦炉使用。
2炼焦车间炼焦煤经计量后由装煤车装入炭化室内，煤料在炭化室内经过高温干馏成为焦炭，并同时产生荒煤气。
焦炉加热用的焦炉煤气和高炉煤气由外部管道引入。
焦炉加热产生的废气经烟囱排入大气。
当焦炭成熟后，由推焦机推出，再经拦焦机导入焦罐车，焦罐车将焦炭装入干熄炉。
在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，冷却后送到筛贮焦系统。
惰性气体经除尘及热交换后循环使用。
干熄焦锅炉换热并产生蒸汽,蒸汽送汽轮发电机组发电。
干熄焦系统检修时，采用备用的CSQ稳态湿法熄焦。
热焦炭用推焦机推出，经拦焦机导入熄焦车内，熄焦车送熄焦塔进行湿法熄焦。
熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛贮焦系统。
干熄炉产生的焦尘送入干熄焦地面除尘站除尘后排放。
对于焦炉装煤产生的烟尘使用装煤车的导套密封系统和PROven压力调节系统相配合，可有效控制装煤过程中烟尘外溢。
焦炉出焦时产生的烟尘送到除尘地面站经除尘后排入大气。
从熄焦装置或焦台运来的焦炭，送至筛贮焦楼，经过筛分后，经汽车外运。
炼焦同时产生的荒煤气则送至煤气净化车间处理。
3熄焦熄焦将赤热焦炭冷却到便于运输和贮存温度的焦炉操作过程。
不同的熄焦方式直接影响着焦炭生产中的污染物的排放量。
目前，使用较广的熄焦工艺有湿法熄焦和干法熄焦。
湿法熄焦是传统工艺，具有工艺结构简单，投资小，废水排放量小的特点。
但不能回收焦炭显热，并对环境污染较大。
干熄焦技术，是国家重点推荐鼓励发展的循环经济技术，在钢铁联合企业中应用，不仅能从红焦炭中回收热能产生蒸汽用于发电，还可以提高焦炭质量、降低炼铁焦比。
具备节能、环保和提高焦炭质量三大功能。
干法熄焦是一种利用炽热的焦炭和惰性气体直接接触换热，将红焦降温冷却的一种的新型的熄焦工艺。
宝钢国产干熄焦装置熄焦室筑炉施工新工艺
收稿日期:1998-07-08宝钢国产干熄焦装置熄焦室筑炉施工新工艺吴凤西 中国五冶三公司(邮编:上海201900)1 工程概况 干法熄焦在我国是一项新技术,它克服了国内目前普遍采用的湿法熄焦工艺所造成的焦炭质量低、污染环境、水蒸汽腐蚀钢结构以及热量不能回收利用等弊病。
干熄焦装置即是将从焦炉推出的温度高达1000℃左右的赤热焦炭在该装置内采用惰性气体(N 2)使其缓缓冷却到250℃以下,并能利用其热能和提高焦炭质量的一整套设备。
宝钢炼铁厂二期、三期工程建有8套干熄焦装置(8×75t/h),配合8座大型焦炉(8×50孔)进行干法熄焦。
它是在消化吸收宝钢一期工程引进的新日铁干熄焦装置结构特点的基础上结合我国干法熄焦研究成果,由鞍山焦化耐火材料设计研究院加以完善和创新设计的。
它是我国首次自行设计的干熄焦装置,从此翻开了我国炼焦工业史上新的一页。
干熄焦熄焦室生产能力75t /h ,其中预贮室200m 3,冷却室300m 3,全高18.346m 。
最大内径 6800mm,最小内径 1500mm 。
炉体结构复杂,砖型多(192个号),共使用耐火材料467t (不含耐火泥浆和其他不定型耐火材料)。
2 炉体结构特点 干熄焦熄焦室用耐火砖砌成竖炉形式,支撑在钢筋混凝土框架上,外面用护炉钢板和钢柱把砌体加固。
整个熄焦室的纵向,大致可分为4部分:红焦预贮室、斜风道、冷却室和带有鼓风风帽的下部圆锥体。
就炉体结构而言,有其鲜明的特点: (1)红焦预贮室 预贮室能够连续地把红热焦炭供给冷却室,保证连续均匀地往锅炉供热,从而使锅炉产生参数稳定的动力蒸汽。
并能保证焦炭温度均匀,使焦炉炭化室炉头和焦饼上部的生焦进一步炭化,避免部分焦炭加热不足,保证焦炭质量。
该部位(89～185层)由最小内径为 1500m m 和最大内径为 6060mm 的圆锥形墙以及带有环排风道的内径为 6060m m 的圆形墙组成,墙体全部由异形砖砌成。
干熄焦工艺
图3 料钟、给水预热器安装后对操作的影响
4.1.3 旋转焦罐
4.1.4 锅炉水冷壁
4.1.5
排出装置
4.1.6
多管除尘器
4.1.7 控制系统
4.2. 参数的合理性 4.3 工序衔接的合理性
4.4 功能考核指标
干熄焦系统运行管理技术
宝钢分公司炼焦分厂
一、干熄焦简介
1.干熄焦的原理
干熄焦英语缩写CDQ（coke dry quenching ），其原理就 是用惰性气体吸收红焦显热，惰性气体吸收热量后，在锅炉放热， 不断循环，使红焦得到冷却，锅炉产生蒸汽。
热载体（循环气体） 中压蒸汽 热源 （红焦） 热交换器 （锅炉）
如果不加以控制，可燃可爆成份会越来越高。 宝钢控制标准：
N2： 70~75%, CO2：10~15%, CO：8~10%, H2： 2~3%, O2： 0~0.2%
通过长期的运行证实，这个标准切合实际的。 控制手段：燃烧，充氮气
3.3 锅炉入口温度、排焦温度、蒸汽产率的控制 锅炉入口温度： 1.排焦量，2. 循环风量 3. 气体导入量 （锅炉的操作是干熄焦较复杂的操作，需要专门培训，并需要专 业部门颁发上岗证） 排焦温度： 排焦量 2. 循环风量 蒸汽产率： 1. 风料比 2. 空气导入量
3. 4. 5.
蒸汽产率 蒸汽参数 锅炉入口温度
3.2 循环气体成分控制
干熄焦采用氮气作为热载体只是理想状况，实际上在循环系统负 压段会漏进少量空气，焦炭有残余挥发份中有H2析出。 空气中的氧通过红焦层就会与焦炭反应，生成CO，CO2， C＋O2＝CO2 C＋O2＝2CO 空气中的水份通过红焦层与焦炭反应： C＋H2O＝CO＋H2 并且而循环气体重点CO2在焦炭高温区又会还原成CO CO2＋C＝2CO
炼焦五大车操作工培训资料
配煤炼焦技术
通过合理配比不同煤种的优点，提高 焦炭的质量和产量，同时降低能源消 耗。
废液回收技术
通过回收炼焦过程中产生的废液中的 化学物质，减少环境污染，同时提高 能源利用效率。
炼焦节能的实践案例
山西焦化集团采用捣固炼焦技术，使装炉煤的堆比重提 高20%，焦炭的强度和热稳定性明显改善。
鞍钢集团采用废液回收技术，每年回收废液中的化学物 质，减少了环境污染，同时创造了经济效益。
发展阶段
随着钢铁工业的快速发展 ，炼焦技术逐渐得到改进 和完善，并开始应用于其 他领域。
现代化阶段
现代化的炼焦技术采用新 型的焦炉和先进的工艺流 程，能够实现高效、环保 的生产。
炼焦的基本原理和工艺流程
炼焦原理
炼焦是将煤放在炭化室内 加热，经过高温干馏过程 ，得到焦炭、煤气和煤焦 油等产物。
工艺流程
随着技能的提升和经验的积累，操作工有晋升为 班组长、技师或高级技师等更高职务的机会。
跨岗位发展
在掌握了焦炉五大车操作技能后，操作工也可以 向其他相关岗位发展，如炼焦工、煤气工等。
3
行业专家与团队领导
通过不断学习和实践，操作工可以成为行业专家 或团队领导，为企业的生产和管理提供指导和支 持。
THANKS FOR WATCHING
操作工需要密切关注设备 的运行状态，及时发现异 常情况并进行处理。
团队合作与沟 通能力
操作工需要与同事密切合 作，协调工作，确保生产 线的稳定运行。
通过培训和实 践提升素质
通过参加培训和实践，操 作工可以提高自身的技能 和素质，更好地完成工作 任务。
焦炉五大车操作工的职业发展前景
1 2
技能提升与岗位晋升
炼焦工艺及技术指标
（一）焦炉的出炉操作
• 出炉操作是保证焦炉稳产、高产、优 质、长寿的关键环节，同时出炉操作 过程中还应加强对烟尘排放的控制。
• 装煤操作：装煤操作是通过加热车从 焦炉的煤塔受煤，然后将煤加入炭化 室。
• 推煤：推煤是把成熟焦炭推出炭化室 的操作。
熄焦
• 湿法熄焦： 早期建设的焦 化厂绝大多数采用该方法。 湿法熄焦操作是用熄焦水泵 将大量的冷却水通过熄焦塔 直接喷洒在焦炭上，使焦炭 的温度降至室温，一般全焦 水分不大于6%。
炭化室内膨胀压力
• 炭化室内的膨胀压力的产生是因为 成层结焦，两个大体上平行于两侧 炉墙面的塑性层从两侧向炭化室中 心移动，在炭化室内煤料的上层和 下层同样也形成塑性层，围绕中心 煤料形成的塑性层如同一个膜袋， 膜袋内的煤热解产生气体，产生膨 胀压力。
炼焦配煤与工艺条件
• 工业炼焦必须采用多种配煤合练焦， 将多种炼焦没按适宜的比例配合， 然后再装炉炼焦，故称为配煤炼焦。
配合煤的煤化度指标
• 煤化度指标是用来控制焦炭强度和块度的 重要配煤参数。表征煤化度的指标可用挥 发分Vdaf等指标。煤化度过低，焦炭的平 均粒度小，抗碎强度低，而且焦炭的气孔 率高，各向异性程度低，焦炭质量不好。 煤化度过高时，虽然焦炭的各向异性程度 可以提高，但是，由于煤料的黏结性变差， 成焦过程中熔融不好，焦炭的耐磨强度降 低，
焦炉的热工评定
• 评价焦炉热工操作的好坏，除考核分析焦炉 温度和压力制度的合理性、加热温度均匀性 和稳定性指标外，焦炉对加热量利用效率是 另一项重要的考核指标。焦炉热效率
• η热=（Q总－Q废）／Q总×100% • Q废：随废气带走的热量，含不完全燃烧热
损失 • 对于现代大型焦炉，η热=79%~85%。
《炼焦工艺》(初中级)题库
A,B,C A,B A,B A,C A,B,C B,C A,D A,B,D A,B,C,D A,B,D A,B,C,D A,B,C,D
多选题 宝钢煤处理的特点有（）。 多选题 宝钢推焦车的推焦杆采用（ ），从而实现了无冲击推焦。 多选题 保护板断裂的主要是由于 ( ) 引起的。
多选题 下述（）是硅砖烘炉过程中的晶形转化点。 多选题 一般来说，煤的X值越大，则炼成焦炭（ 多选题 一二三期导焦车在（ ）方面存在不同。 多选题 一期焦炉自动加热系统有（）功能。 多选题 影响导焦除尘除尘效率的因素有（ ）。 多选题 装煤太满会造成（）。 多选题 最高开工率界限的确定原则有（）。 ）。
单选题 焦炉生产过程中的（ ），是衡量焦炉日常管理好坏的一个综合指标。 单选题 焦炉周转时间为18小时则（ ）天一个大循环。 单选题 焦炭产率最高的煤岩成分是（ ）。
单选题 焦炭的分级主要根据用户需要确定，生产中将大于（ ）粒级的称冶金焦。 A.10mmB.20mmC.25mmD.40mm 单选题 焦炭的挥发份不得高于（ ）。 ）。 A.1.9%B.2.5%C.1.0%D.5% A.CRIB.M40C.CSRD.M10 A.COB.O2C.H2D.CH4 ）的能力。 ）。 A.粉煤本身B.矿物质C.加入惰性物D.粉煤本身或 加入惰性物 A.有益的B.有害的C.可能有益可能有害D.无所谓 A.碳、氢、氧B.氢、氧、氮C.碳、氢、硫D.碳、 硫、氮 A.两分式（包括四分式）焦炉B.过顶式焦炉C.单 联式焦炉D.双联式焦炉 A.个人防护B.职业防护C.环境防护D.设备防护 ）。 A.自动B.手动C.紧急D.其它 A.M40增加B.M10增加C.反应性降低D.高炉焦比降 低 A.焦炭呈暗红色B.收缩良好C.火焰呈金黄色D.焦 饼与炉墙的缝隙小 A.熄焦装置B.凉焦台C.胶带输送机D.贮焦仓 A.减小称量误差B.对照试验C.空白试验D.提高仪 器精度
3.第三章-炼焦煤料的预处理
储煤场和配煤槽
干煤棚
1、接收（卸煤）
卸煤机械包括：卸车机械和卸船机械。 卸车机械包括：翻车机、螺旋卸车机、链斗卸车机、 装卸桥、门式抓斗起重机等。 卸船机械：卸船机。
翻车机
桥式螺旋卸车机
链斗卸车机
装卸桥
门式抓斗重机
卸船机
2、倒运 倒运机械包括：抓取类和堆取类两种。 抓取类：门式抓斗机等。 特点：笨重、生产能力小。 堆取类：堆取料机。 特点：轻便、生产能力大。 回煤率——经煤场储存的煤量占整个炼焦用煤量 的百分数。
露天 压实
瘦煤
夏季 冬季
露天 露天
储存期限/d 25~30 35 25 50 60 60 80 60 90 90 150
贮煤场、配煤槽、堆煤操作
（2）储煤场的质量管理 1）来煤调配 2）质量检验 3）合理堆放和取胜 4）环境保护
二、装炉煤的配合与粉碎
1、配煤工艺与设备
配煤工艺：煤场配煤和配煤槽配煤。 我国常用配煤槽配煤。
这种工艺确定适宜的粉碎细度可在一定范围内改善粒度 分布，提高焦炭质量。
我国焦化厂配合煤的细度一般为73~82%，捣固炼焦时 细度大于90%。
（2）先粉后配流程
将不同煤种按性质分别粉碎到不同细度，再进行配合和 混合的工艺。 特点：可以按煤种特性分别控制适合的细度，有助于提 高焦炭质量或多用弱粘结性煤。但工艺复杂，需多特困户 粉碎机，配合后还需设混合装置，故ห้องสมุดไป่ตู้资大操作复杂。
不同的粉碎方式可以得到不同的累计分布曲线。
如图为5种典型曲线。这五种分布曲线，即使在同一的 粒度上、下限情况下，其粒度分布特征也有很大差异。
3、粉碎工艺
包括： 先配后粉工艺 先粉后配工艺 部分硬质煤预粉碎工艺 分组粉碎工艺 选择粉碎工艺。
理学炼焦化学品的生成组成和产率
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一、炼焦化学产品的生成、组成和产率
炼焦化学产品的组成和数量随干馏温度及原煤性质变化而变化，由每个炭化室 逸出的煤气组成随炭化室时间而异，但由于炼焦炉整个炉组的生产的连续的，正常 生产情况下，焦炉煤气的总体组成基本是一致的，高温干馏产品产率如表5.1。
高温干馏产品产率
产品
焦炭 净焦炉煤气 焦油 化合水 粗苯
焦油氨水澄清槽
脱洗 萘氨 塔塔
脱脱净 苯硫煤 塔塔气
氨水 粗苯 硫磺
剩余氨水
焦油
图5.5 生产浓氨水系统的煤气流程
20
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三、负压流程
焦 炉
粗 煤 气
初 冷 器
电 捕脱 焦 油萘 器
湿 法 洗洗 脱 氨苯 硫
鼓 风 机
净 煤 气
氨
水
氨
澄
氨水
清
水 处
槽
理
焦炭
焦油
排水 硫磺 液氨 粗苯
图5.6 在负压操作条件下的焦炉煤气处理系统
另外，回收车间粗苯工序的管式加热炉、干燥 硫铵用的空气加热炉、焦油车间的管式加热炉、精 苯车间的导热油加热以及公用与服务设施钢用燃料
由于轧钢厂对加热用焦炉煤气的硫含量较严， 一般要求控制在几毫克以下。所以，只经煤气净化 车间处理的焦炉煤气就很难达到上述要求。为此， 宝钢、鞍钢等轧钢厂均对焦炉煤气进行深度脱硫后 再作燃料使用。
CH4 24～28
净焦炉煤气组成，体积%
CO 5.5～7
N2 3～5
CO2 1～3
CnCm 2～3
O2 0.3～0.7
表5.3 焦炉煤气中其它组分的产率g/标m3
组分 水蒸气 焦油汽 粗苯 NH3 硫化氢 氰化物 萘 吡啶盐基 其它硫化物
炼焦工艺炼焦炉的生产操作
炼焦工艺炼焦炉的生产操作炼焦炉的生产操作第一节焦炉装煤第二节焦炉出焦第三节熄焦和筛焦炼焦炉的生产操作第一节焦炉装煤一、装煤要求焦炉装煤包括从煤塔取煤和由装煤车往炭化室内装煤。
其操作要求是:装满、压实、拉平和均匀。
由煤塔往装煤车放煤应迅速，使煤紧实，以保证煤斗足量，但煤斗底部不应压实，以防往炭化室放煤时煤流不畅。
取煤应按煤塔漏嘴排列顺序进行，使煤塔内煤料均匀放出。
清塔的煤料因属变质煤，不得装入炭化室底部，以防发生焦饼难推。
每孔炭化室装煤量应均衡，与规定值偏差不超过±150kg，以保证焦炭产量和炉温稳定。
装煤过满，平煤时易堵塞上升管或压实炉顶煤料，产生大量生焦；并使荒煤气导出不畅，引起大量冒烟冒火，既减少煤气和化产产量，更重要是易烧坏护炉铁件，有损炉体并造成环境污染。
装煤不满，不仅减少产量，而且使炉顶空间温度升高，增加煤气裂解程度，加速石墨沉积，容易造成推焦困难。
炼焦炉的生产操作往炭化室放煤应迅速，既可以提高煤料堆密度、增加装煤量，还可减少装煤时间并减轻装煤冒烟程度。
放煤后应平好煤，以利荒煤气畅流，为缩短平煤时间及减少平煤带出量，煤车各斗取煤量应适当，放煤顺序应合理，平煤杆不要过早伸入炭化室内。
二、焦炉装煤过程的烟尘控制 1.炭化室装煤时的烟尘特征装煤产生的烟尘来自以下几方面: 1装入炭化室的煤料置换出大量空气，装炉开始时空气中的氧还和入炉的细煤粒不完全燃烧生成碳黑，而形成黑烟。
2装炉煤和高温炉墙接触、升温，产生大量水蒸汽和荒煤气。
3随上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉，以及装煤末期平煤时带出的细煤粉。
4因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气。
炼焦炉的生产操作这些烟尘通过装煤孔、上升管顶部和平煤孔等处散发至大气。
每炉装煤作业通常为3～4分钟。
据实测装煤时产生的烟尘量约为0.6标米3／分?米2。
该值因炉墙温度、装煤速度、煤的挥发分等因素而变化。
装煤烟尘中粉尘的散发量，据西德某厂统计，其平均值约200克／吨煤，有些资料提供的数据则更大。
钢铁行业规范条件
附件1：钢铁行业规范条件（2015年修订）一、总则（一）为进一步加强钢铁行业管理，建立统一开放、竞争有序的市场体系，强化环保节能，优化产业结构，促进钢铁产业转型升级，根据《国务院办公厅关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见》（国办发〔2010〕34号）和《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》（国发〔2013〕41号）、相关法律法规及标准，对《钢铁行业规范条件（2012年修订）》进行修订，制定本规范条件。
（二）本规范条件适用于中华人民共和国境内（港澳台地区除外）的钢铁联合、冶炼企业（以下简称“钢铁企业”），包括国发〔2013〕41号发布之后建设、改造完成的冶炼产能或主体工艺装备发生较大变化的钢铁联合、冶炼企业（以下简称“新建、改造钢铁企业”）。
（三）本规范条件强化了环保节能约束，对新建、改造钢铁企业提出了要求，强化了对钢铁企业的事中事后监管，是钢铁企业的基本条件。
（四）符合本规范条件的企业，作为相关政策支持的基础性依据，不符合规范条件的企业应按照规范条件要求进行整改。
经整改仍不能达到规范条件要求的企业，各地要综合运用法律法规、经济和市场手段，推动其退出或转型发展。
二、规范条件（一）产品质量1.钢铁企业须建立完备的产品生产全过程质量保证制度和质量控制指标体系，具有产品质量保障机构和检化验设施，保持良好的产品质量信用记录，近两年内未发生重大产品质量问题。
2.钢铁企业产品须符合国家、行业、地方标准。
严禁生产Ⅱ级以下螺纹钢筋（直径14毫米及以下的Ⅱ级螺纹钢除外）、热轧硅钢片等《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备号）中需淘汰的钢材产品。
3.严禁伪造他人厂名、厂址和商标，以次充好以及伪造、不开发票销售钢材等扰乱市场秩序的行为。
（二）工艺与装备1.严格控制新增钢铁生产能力。
新建、改造钢铁企业须按照国发〔2013〕41号和《工业和信息化部关于印发部分产能严重过剩行业产能置换实施办法的通知》（工信部产业〔2015〕127号）要求，制定产能置换方案，实施等量或减量置换，在京津冀、长三角、珠三角等环境敏感区域，实施减量置换。
13-四期干熄焦工艺、设备
现有预热器与四期预热器的比较
● 现有预热器，循环气体温度降到110℃，经循环风机后气体 温度上升到约120℃，即进入干熄炉的气体温度约120℃， 温度较低，对熄焦有利，但预热器出口温度偏低，且采用 翅片管，容易结露、结灰；
四期干熄焦工艺设备
炼焦分厂
2011.10
一、概述 宝钢股份有限公司焦炉系统升 级综合改造工程拟新建四期2×55 孔炭化室高7m复热式焦炉。为了回 收红焦的显热，降低能耗，改善炼 焦生产的环境状况，减少污染，提 高焦炭质量，配套建3x90t/h干熄 焦装置。
二、工艺设备特点
不同于一、二、三期干熄焦： 1、处理能力大；干熄炉处理能力90t/h
风机主要由外壳及衬板﹑转子﹑轴承等组成。风机壳体结构 要便于转子及内部衬板的维修与更换，可采用水平剖分的焊 接结构；壳体上设有两个吸入口（进风口），一个吐出口 （出风口）；壳体外壁设置隔音材料。风机转子采用单级双 吸双支撑口式。风机转子及外壳要求耐磨。风机轴承需冷却， 设有温度及振动检测元件，风机轴头采用滑动轴承，充氮密 封，润滑为甩油润滑，氮气的接点压力约0.4MPa。风机耐热 按250℃考虑。
蒸发器采用强制循环，分光管蒸发器，鳍片管蒸发器。 光管蒸发器：进口集箱为φ273、 蛇形管为φ38×4，逆流布置。 鳍片管蒸发器：进口集箱为φ273、管子规格为φ38×4、20G 外 绕1.4mm厚h=16、鳍片增加受热面积。
蒸发器是干熄焦锅炉主要产生蒸汽的部分，一般设置在干
熄焦锅炉的中部区域。 从汽包中引出的饱和水经下降管通过强制循环水泵压入蒸 发器，在蒸发器中与炉内烟气换热，产生的汽水混合物由 上升管回到汽包，经汽包内汽水装置分离后产生饱和蒸汽。 干熄焦锅炉蒸发器一般包括光管蒸发器和鳍片管蒸发器。
焦炉煤气变压吸附制氢在宝钢的应用
冶金动力ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＰＯＷＥＲ２００６年第６期总第１１８期焦炉煤气变压吸附制氢在宝钢的应用张敏（宝钢股份公司宝钢分公司冷轧厂，上海２０１９００）【摘要】介绍了变压吸附制氢（ＰＳＡ）工艺，分析了宝钢变压吸附制氢生产中两种运行故障，阐述了变压吸附的优越性，以及该工艺在宝钢的应用前景。
【关键词】焦炉煤气；变压吸附；氢气【中图分类号】ＴＱ５２２【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００６－６７６４（２００６）０６－００２３－０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＨｙｄｒｏｇｅｎＭａｋｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＣｏｋｅＯｖｅｎＧａｓＺＨＡＮＧＭｉｎ（Ｃｏｌｄ－ＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌｏｆＢｒａｎｃｈＣｏ．，ＢａｏｓｈａｎＳｔｅｅｌ＆ＩｒｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｍａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｓｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｍａｋｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｉｓＣｏｍｐａｎｙｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｃｏｋｅｏｖｅｎｇａｓ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏｇｅｎ１前言氢气是钢铁企业特别是冷轧板材生产企业重要的保护气体。
钢铁企业主要通过水电解和焦炉煤气变压吸附（ＰＳＡ）两种方法制氢。
宝钢一、二期建设中引进了德国鲁奇公司３台压力水电解槽，制氢能力６００ｍ３／ｈ，三期工程中引进德国林德公司的焦炉煤气五塔变压吸附制氢装置，制氢能力３０００ｍ３／ｈ。
炼焦配煤技术导则
炼焦配煤技术导则胶质层重叠原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化区间和温度间隔能较好地搭接，这样可使配合煤在炼焦过程中，能在较大的温度范围内处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀。
其中典型的方法是“J法”配煤技术。
“J法”配煤技术是一种快速、准确、简单、经济、随机确定各种最佳（实用）配煤方案的新技术，以“煤的粘结能力测定法”为基础，以煤与焦相互统一变化规律为依据，准确预测焦炭强度，按Jb-Vdaf“米”字形配煤图及其原则进行操作，评估煤质，确定“主导煤”，辨明“添加剂煤”和“填充剂煤”，用简易“优选法”确定配煤比，定出配煤方案。
互换性配煤原理焦炭质量取决于炼焦煤中的活性组分、惰性组分含量及炼焦操作条件。
单种煤的变质程度决定其活性组分的质量，镜质组平均组最大反射率是反映单种煤的变质程度的最佳指标。
目前应用煤岩学指导配煤，很多焦化厂都有自己的配煤方案，但一般都是镜质组平均随机反射率、反射率直方图及镜惰比三个参数作为煤岩学配煤参数。
根据互换性配煤原理，当配煤有较强粘结性时，加入一定量焦粉或无烟煤有利于焦炭质量提高，回配3%～5% 的焦粉代替瘦煤炼焦，技术上是可行的，但在同样煤质情况下不添加粘结剂，要保证焦炭质量，焦粉的细度至关重要。
共炭化原理煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。
共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油﹑塑料类﹑橡胶类﹑沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。
国外Collin在400℃下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性；乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化，由于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响，所得焦炭强度得以提高，并获得贵重的化学产品。
国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用10g固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。
干熄焦工艺流程
一、干法熄焦的发展干熄焦起源于20世纪40年代的瑞士，在20世纪70年代，由于全球能源危机促使干熄焦得到长足发展，我国自20世纪80年代初，宝钢首先引进了日本的干熄焦技术，随之济钢、首钢、武钢等企业先后引进这项技术，均在节能减排方面取得一定的成果。
目前，山西仅有太原钢铁集团采用了干法熄焦技术。
二、干法熄焦概述（1）装满红焦的焦罐由电机车牵引至提升井架下，通过自动对位装置对准提升位置。
提升机将装满红焦的焦罐提升并横移至干熄炉炉顶，通过带料钟的装入装置将焦炭装入干熄炉内。
在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却后经排焦装置卸至胶带输送机上，经胶带输送机送往原筛焦工段。
冷却焦炭的惰性气体由循环风机通过干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉与红焦炭进行换热。
由干熄槽出来的热惰性气体温度随着入炉焦炭温度的不同而变化。
如果入炉焦炭温度稳定在1050℃，该温度约为980℃。
热的惰性气体经一次除尘器除尘后进入余热锅炉换热，温度降至170℃。
惰性气体由锅炉出来后，再经二次除尘与循环风机加压经水预热器冷却至约130℃进入干熄槽循环使用。
除尘器分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。
干熄焦的装入、排焦、预存室放散等处产生的烟尘均进入干熄焦环境除尘系统进行除尘后达标排放。
干熄焦工艺流程见图1：图1 干熄焦工艺流程图三、干法熄焦所采用的环保措施：干法熄焦在减排方面取得显着的效果，具体采取的措施如下：（1）红焦运输途中，从提升塔到装焦口焦罐加盖；（2）干熄炉炉顶装焦口设置环形水封座，装焦时接焦漏斗的升降式密封罩插入水封座中形成水封，防止粉尘外溢，同时，接焦漏斗接通活动式抽尘管，斗内被抽成负压，将装焦时瞬间产生的大量烟尘抽入除尘管中，以减少粉尘的扩散污染；（3）排焦装置采用电磁振动给料机加旋转密封阀的方式，胶带机设密封罩，并在焦炭排出口及胶带机受料点均设吸气罩，将烟气导入脉冲袋式除尘器，经除尘净化后排放；（4）干熄槽放散管及循环气体常用放散管的高温放散气体被吸气罩捕集后，首先经过冷却器降低烟气温度，再与排焦口、排焦口胶带机以及新焦转运站的低温尘气混合，再进入脉冲袋式除尘器净化后排入大气；（5）焦炉干熄焦除尘共有两级除尘系统，一级除尘器采用重力沉降槽式除尘装置，用于除去循环气体中所含的粗粒焦粉，以降低对干熄焦锅炉炉管的磨损；二次除尘器采用多管旋风分离式除尘器，以将循环气体中的细粒焦粉进一步分离出来，以降低焦粉对循环风机叶片的磨损；（6）在生产过程钟，焦转运站、筛焦楼、贮焦槽顶部及底部、各转运站等处均会产生粉尘，为了更好的收集这部分粉尘，在各个部位均设置了除尘点，将干熄焦生产过程中产生的烟尘收集后经脉冲布袋式除尘器除尘，烟尘经净化后达标排放。
焦炭质量的提高与炼焦工艺的发展探讨
焦 炉炉温 的 高低 直接 影响炼 焦 煤 的粘结 性和 结焦 速度 ，从 而对 焦 炭质 量产 生影 响 。特 别是 在半焦 收 缩阶 段 ，如果 炉温 较低 对焦 炭 的缩 聚和 最终 热分解 产生 影响 ，直 接影 响焦 炭气 孔率 。温 度较 高使 收缩 速 度加快 ，焦炭产 生的 裂纹较 多 ，不 利于 焦炭 质量 的提 高 ，因此 合适 的 标准温 度显 得尤为 重要 ，提 高炼焦 终温 ，结焦终 了时 采取焖炉 等措施 ，
可 以使 焦炭 结构致 密 ，从而 降低焦 炭反应 性 。 ２ ． ２ 熄焦 方式 焦 炭的 熄焦 方式 也对 焦炭质 量起 着 重要 影响 ，当炼焦 煤配 比及 其 它工 艺条件 都相 同时 ，干熄 焦 焦炭 比湿 熄焦 焦炭 的反 应性 及反 应后 强 度都好 。主要 原因是 采 用干 熄焦 时 ，焦炭 的残 余挥发 份 得到 继续 释放 ，焦 炭在 干熄 炉 内继续 缩 聚 ，使 焦炭 更加致 密 ，而湿 熄 焦过 程 中水汽 对焦 炭气孔 表 面 起活化 反应 ，该活化 反应可 以降低 焦炭 的反应性 。 ２ ． ３ 捣 固工艺 通过 捣 固煤料 ，使 煤料 的堆 密度 增 加 ，煤 粒 间的 空隙 变小 ，从 而 减少 结焦过 程 中为填 充空 隙所需 胶质 体 数量 。所 以 ，较少 的胶 质体 就 可 以在 煤粒 之 间形 成较 强 的界 面结 合 。而 且 随着 煤饼 堆 密度 的 增加 ， 其透气 性变 差 ，结焦过 程 中产生 的千 馏 气体 难 以析 出 ，胶 质体 的膨 胀 压力 变大 ，促使 煤粒 受压变 实 ，进一 步 加强 了煤粒 间 的结 合 ，从而 提 高煤 的黏结性 ，达到 改善焦 炭热性 能的 目的。
二、焦炭 质量影 响因素及 提高方 法
3-炼焦技术现状及发展趋势
宝钢
87.80 66.71 51.17
京唐
91.29 68.84 68.78
太钢
89.90 69.05 80.94
马钢
90.00 70.40 52.76
沙钢
89.10 68.66 70.00
与国内同行比较，大院焦炭冷、热强度均有一定差距，这主要是受配煤 结构的影响：大院强粘比（焦煤+肥煤）为51.17%，为同行最低水平，但 同时配煤成本也是最低的。 大院的CSR测定采用企标，测定结果比国标要低～2%。
废热锅炉和透平机/发电机发电。
新一代无（热）回收焦炉
7.兰炭（半焦）生产已具规模
2010年兰炭（半焦）产量约1400万吨，主要用
于铁合金生产。产地集中于内蒙、陕西交汇地域， 主要原料为高挥发性长焰煤。 近年来，半焦作为高炉喷吹，替代无烟煤，在 鞍钢、首钢实验成功。
8.SCOPE21仍在试验中
三.宝钢与国内外主要钢铁企业对标
71.6
71.4 70.9 70.4
23.4
23.7 24.1 24.4
CB907（煤调湿） CA907（15％成型煤）
71.4 70.2
23.3 24.4
注：配比相同，表中数据为焦炉生产实绩
5.自动化程度大大提高
(1)焦炉四大车作业效率大大提高，推焦串序 由： 9-2——>5-2——>2-1
(2)焦炉自动加热控制模型的建立和应用。
12.73 12.46 12.34
工序能耗
200.0
八钢 宁钢 梅钢
149.81 124.60
190.37 148.12
150.0 100.0
St
(%)
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
金属冶炼目录(2015版)
*作品编号：DG13485201600078972981*
创作者：玫霸*
金属冶炼目录
（2015年版）
2015年12月
说明
一、确定原则
冶炼过程中存在高温熔融金属(含熔渣)爆炸、喷溅、泄漏等安全风险、易造成群死群伤事故的相关生产工艺纳入金属冶炼安全监管范围。
主要包括：
（一）铁冶炼、钢冶炼、铁水预处理、炉外精炼和连铸工艺；
（二）有色金属火法冶炼工艺；
（三）铁合金生产工艺；
（四）黑色、有色金属铸造的熔炼、精炼和铸造工艺；
（五）有色金属合金制造的熔炼、精炼和铸造工艺。
二、《金属冶炼目录》各栏目的含义
（一）“序号”指《金属冶炼目录》中金属冶炼类别的顺序号。
（二）“代码”指《国民经济行业分类》（GB/T4754）中的小类代码。
（三）“名称”指《国民经济行业分类》（GB/T4754）“小类代码”对应的类别名称。
（四）“主要生产工艺”指金属冶炼包含的主要生产工艺。
三、其他事项
（一）根据我国金属冶炼安全监管工作需要，本目录适时修订。
（二）火法冶炼指在高温下矿石经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属的过程。
（三）硅铁、工业硅、锰硅合金属于铁合金范畴。
作品编号：DG13485201600078972981 创作者：玫霸*。
炼焦工艺流程简述合集
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回 送 焦 台 焦二十七路
宝钢化工宝山公司
筛焦楼
焦一食堂
高炉 烧结
宝钢炼焦 将炼焦煤在隔绝空气的条件下高温干馏，
得到气态产品荒煤气和固态产品焦炭的过程， 叫做炼焦。
主要产品：1、荒煤气，可精制得到煤气和 焦油、粗苯等化产品；2、焦炭。
用户：煤气送往能中，供炼铁、热轧、冷 轧等处使用；焦油粗苯供化产工序深加工；焦 炭主要供高炉和烧结使用。
宝钢炼焦用煤一般有焦煤、肥煤 、气煤、瘦 煤和1/3焦煤及少量的无烟煤。配煤工艺是带预破 碎的分组粉碎工艺，凡是气煤、瘦煤以及未洗选的 原煤需经过预粉碎、各组煤的粉碎细度采用 78/85±2% (< 3mm)。
煤的工业分析主要包括水分、灰分、挥发分、 固定碳，有时也加上全硫和低位发热量。测定煤的 粘结性指标在宝钢主要有粘结指数（G）、胶质层 指数（Y）、全膨胀和基氏流动度等四种。
真诚(Sincerity) 友爱(Endearment)
炉前焦库 焦六十二路
炼焦分厂办公楼
干 焦燥 三机 十 五
路
成型机室
SOP槽
缓冲槽 焦三十六路
焦
三
十
七 路
2#煤焦中控
水处理
缓冲槽 空压机室
原八路 焦
焦
三
六
十
十
九
一
路
焦输送 电气室
路 煤场
二次粉碎机室
焦三十八路
焦 四 十 一 路
配煤槽
水处理
一次粉碎机室
新建一期4座50孔7米焦炉计划于2015年4月30日 投产，届时二期焦炉将停止运营。
新一期焦炉稳定生产后，焦炭设计产能为553万 吨/年（上海市最高产量要求）。
BAO STEEL
炼铁厂炼焦分厂平面图
焦 六 迁车台 十 五 路
纯水槽
焦罐 检修站
干熄焦泵房
氨水 泵房
7B焦炉
冷凝水 回收槽
焦六十六路
十
五
干熄焦电气室
路
干熄焦
焦四十二路
焦 十 三 路
焦 三 十 一 路
焦九路
干熄焦发电
干熄焦
焦三十二路
D 87 吊
65 C 吊
焦
四
十 七
干熄焦ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电
路
焦四十八路 焦四十六路
炉前焦库
焦 四 十 九 路
干熄焦电气室 干熄焦泵房
纯水槽
二期生活楼
焦 三 十 三 路
焦二 食堂
筛焦楼
焦三十四路 炉前焦库
3#煤塔 2#煤塔
宝钢一期4座200孔6米M型焦炉已于2013年4月21 日停产。现有8座6m焦炉，每座50孔炭化室，共400 孔，配套8套75t/h干熄焦和2套成型煤生产设备，设 计年产焦炭342.4万吨。
2012年投产7m焦炉2座110孔，配套3套90t/h干 熄焦和1套煤调湿系统，设计年产焦炭135万吨。
四期焦炉投产后、一期焦炉停产前的2012年， 焦炭产量创历史峰值，达573.69万吨。2014年计划 产量485万吨，实绩预计可达486.5万吨。
焦炭质量有8大指标，主要是灰分、硫分、M40、
M10、DI、CSR、CRI和MS，表征焦炭冷强度指标为
DI、热强度指标为CSR、耐磨指数指标为M10。
二期焦炉
四期焦炉
干熄焦 CDQ
一、煤处理系统
煤焦系统包括2套配煤、粉碎系统； 2套成型煤系统；2套煤调湿系统；2套工 业水处理系统等。上述系统全部实现自 动控制。
型 式：可逆调速锤式粉碎机 处理能力：220-400 t/h 设备规格：φ1800×2500 mm (锤头外缘回转直径×转子宽度) 处理原料：＜50 mm 100 %
-3 mm 50 %以上 水份 ＜10 % 粉碎细度：85 %以上 转子转速：400-690 rpm，可变速 变速方式：液力耦合器 工作转速：入轴 1480 rpm 出轴 400-690 rpm 锤头切向线速度：38-65 m/s 电机功率：800 kW 设备数量：一、二期 5台 三、四期 5台
图例
PN
47
N
E
W
S
您的位置 推焦车
水系统
装煤车
煤系统
导焦车
焦 六 路
经 二 路
焦五路
焦系统
电车
皮带机
干熄炉及锅炉
转运站
集尘装置
绘图：2012年9月10日
焦三路 焦二路
创造力(Creativity) 煤场
SOP槽
成型机室
焦 七 路成
型 煤 成 品 槽
水处理
成 型 煤 原 料 槽
二次粉碎机室
宝钢技术 检化验站
3B焦炉
焦十八路
氨水 泵房
氨水 泵房
2A焦炉
4A焦炉
4#煤塔
1B焦炉
1#煤塔
4B焦炉 1A焦炉
回
送
焦
焦
五
台
十
路
回 送 焦 台
筛焦楼
筛焦楼 化 十 一 路
焦
二
纯水槽
十
路
干熄焦泵房
焦二十一路 干熄焦电气室
B 吊43
A 21吊
焦二十四路
干熄焦
焦二十二路
焦
二
十
三
路
纬三路
干熄焦发电
焦 二 十 六 路
磅站
炉前焦库
主要设备：皮带输送机
设备数量：一、二期 64条，三、四期 49条
炼焦工艺与设备
宝钢股份炼铁厂 2015年3月
目录
一、宝钢炼焦生产规模 二、宝钢炼焦工艺流程 三、宝钢炼焦工艺设备概况 四、宝钢炼焦生产实绩
概况
炼焦工业是煤化工的一个重要组成部分，它 是以煤为原料，经过高温干馏生产焦炭，同时获 得煤气、煤焦油，并回收其他化工产品的一种工 业。
炼焦工业的主要产品是焦炭和煤气，其中焦 炭是冶金工业中的主要燃料，在焦化工业中有 90%的焦炭都是用来高炉炼铁的。焦炭在高炉中 既是燃料、还原剂及增碳剂，而且还起着贯穿炉 身上下的疏松骨架作用。
单槽贮量：600 t 有效容积：750 m3 概略尺寸：10400(直径)×18400(高) mm 单个配比煤种数：8~10种
列 数： 一、二期 4列 三、四期 4列
每列槽数：一二期 5槽 三四期 6槽+ 4槽
合计槽数：一、二期 20槽 三、四期 20槽
工艺特点：分组粉碎 粉碎细度： 78/85±2% (< 3mm)
7#煤塔
7A焦炉
干熄焦
H
G
吊 15 14 吊 13
干熄焦电气室 焦六十三路
简介
炼焦分厂现有6米焦炉12座 600孔、7米焦炉2座110孔，配套 12座75t/h、3座90t/h干熄焦系统 ，及2套330t/h煤调湿和2套成型 煤系统。
焦炉及其配套系统分四期建 设，分别于1985年5月、1991年5 月、1997年12月、2012年6月建成 投产。
一期生活楼
1#煤焦中控
焦
焦
四
十
路
路
配 煤 槽
缓 冲 槽
干 燥 机 室
焦一路
一次粉碎机室
6B焦炉
焦四十路
空压机房 焦 四 十 三 路
焦十二路 焦 十 一 路
焦三十路
3A焦炉
2B焦炉
焦十九路
6#煤塔
化三十路
氨水 泵房
6A焦炉
5B焦炉
5#煤塔
5A焦炉
F
E
纯水槽
吊 12 11 10 9 吊
焦
干熄焦泵房
四
焦四十四路