兰炭生产技术简明教程
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目前，60万吨兰炭生产工艺已在神木县四海煤化工有限公司建成一期工程，该工艺采用12座SJ-Ⅶ型低温干馏方炉组合生产线，总设计生产能力为年产60万吨半焦，6万吨煤焦油以及5.94亿立方米煤气。
1.1 SJ-Ⅶ
SJ低温干馏炉是1996年成立的三江煤化工研究所在复热立式炉和山西晋城三八方炉的基础上设计完成的。目前已在陕北榆林地区和内蒙的东胜地区设计并建造超过500台SJ型低温干馏炉,炉型也由开始的SJ-Ⅰ型发展到现在的SJ-Ⅶ型。SJ-Ⅶ型低温干馏炉是目前兰炭生产的优良炉型，不但投资少、产量大而且好操作，另外，在提高了焦油收率的同时，也解决了喷孔结疤和炉内挂渣的问题。
（3）取消了冷却煤气冷却段，改为炉底水冷夹套式冷却排焦箱；老式方炉中给冷却煤气的主要作用是为了保护拉焦盘。并回收半焦的显热，但通冷却煤气会增加循环煤气量，因而增加电耗，加大成本。把拉焦盘浸入水封后，可不需要用冷却煤气来保护。另外，能够从半焦中回收的热量也较少，经济意义不是很大，因此取消冷却煤气是比较合理的。
兰炭生产技术简明教程
教程编写组编
西安科技大学
2008年9月
神东煤田地处陕西北部内蒙古南部，探明储量达2300多亿吨，占全国已探明储量的1/4，属世界八大煤田之一。这里煤质优良，开采条件优越，是我国特大型能源后备基地。1985年神府东胜煤矿开始建设，由于运输困难，采挖的煤卖不出去，当地老百姓发明了堆烧生产兰炭的方法，这种方法由于生产方法简单，产品物美价廉，到1987年以后，土法兰炭厂得到了迅猛发展。但是，随之而来的是严重的资源浪费和环境污染问题。到上世纪90年代中后期，通过技术改造和新工艺新方法的应用，陕北的土法兰炭生产逐步被干馏炉炼焦工艺替代，但是干馏炉生产工艺虽然提高了焦油和兰炭的产率，但是，小型的兰炭企业在煤气利用和污水处理的方面还存在很大的问题，因此，2007年陕北榆林地区计划关闭所有小型兰炭企业，取而代之的是年产60万吨以上的大型兰炭企业，建成之后，可以大幅提高资源的综合利用和环保水平。以神木县为例，用60万吨以上兰炭生产线替代小兰炭炉以后，可使全县每年节水200万吨，省电1.1亿度，节约原煤50万吨，折合人民币1.7亿元。同时，每年可减少二氧化硫排放量1万吨。如果产生的100亿立方米煤气全部用来发电，每年可发电40亿度，创造产值10亿元。
图1.2陕北60万吨兰炭生产工艺总流程图
该工艺中各部分去除的焦油在各循环池内静止分层后，通过焦油泵送入焦油储罐。具体操作规程见第三章。
1.备煤楼；2.干馏炉；3.文丘里塔；4.旋流板塔；5.电捕焦油器；6.煤气风机；
7.煤气烘干机；8.剩余煤气总管；9.列管式换热器；10.主控制室
图1.3一期30万吨兰炭厂三维效果图
1.1.2
（1）炉内花墙顶部之间设置小拱桥；通过小来自百度文库桥的支撑作用，可以增加花墙的强度，防止花墙坍塌。
（2）拉焦盘浸入水封内；SJ-Ⅶ型低温干馏炉的花墙下面是水冷排焦箱和出焦漏斗，出焦漏斗下面又设置有拉焦盘，最下面是出焦刮板机。拉焦盘和刮板机均泡在水封内，这样的好处是不但拉焦盘不会变形，保证了炉子的均匀出焦，而且在没有冷却煤气的情况下也可以正常运转，同时还可以避免半焦堵馏子。
（4）文丘里塔选用11根文丘里管；文丘里管的作用是增加气液之间的接触，达到提高焦油回收率的目的。选用11根文丘里管不但可以简化文丘里塔的结构，而且只需用一台水泵进行热水循环。一般，文丘里文氏管的喉管气速取15-20m/s为宜。喷头安装位置距喉管200mm，喷头的水压>14.7Pa(1.5Kg/)，每个文丘里管的喷水量5.2 m3/h。通过生产实践证明，在文丘里管塔内大约80%焦油被洗脱。
1.2.2
1.2.2.1备煤工段
1.备煤工段主要设施和设备：
备煤场、装载机、受煤地坑、输送皮带、筛煤楼、除尘设备、面煤仓、皮带计量称、料斗、可逆式皮带、地磅。
1.1.1 SJ-Ⅶ型低温干馏炉的结构
SJ-Ⅶ型低温干馏炉基本构造见图1.1。
1．辅助煤箱；2.集气阵伞；3.爬梯；4.花墙；5.炉体；
6.小拱墙；7.排焦箱；8.炉底平台；9.推焦盘；10.刮板机；11.水封箱
图1.1 SJ-Ⅶ型低温干馏炉基本构造图
炉子截面：3000×5900mm，干馏段高（即花墙喷孔至阵伞边的距离)为7020mm，炉子有效容积91.1m3。距炉项1.1 m处设置集气阵伞，采用5条布气墙(四条完整花墙、二条半花墙)，花墙总高3210mm。考虑花墙太高稳定性不好，除了用异型砖砌筑外，厚度也从350mm加大至590mm。花墙间距为590 mm，中心距为1180mm。花墙顶部之间设置有小拱桥。干馏炉炉体采用粘土质异型砖和标准砖砌筑，硅酸铝纤维毡保温。采用工字钢护炉柱和护炉钢板结构，加强炉体强度并使炉体密封。
1.2
1.2.1
陕北60万吨兰炭生产工艺包括备煤工段、炭化工段、筛焦工段、煤气净化工段和污水处理工段。总工艺流程及一期30万吨兰炭厂三维效果图分别见图1. 2和图1.3。
原料煤通过二级破碎后，块度20-80mm，通过运煤皮带送入位于干馏炉上方的除储煤仓，由加煤工按照干馏炉的处理量添加加煤，加入的量以炉顶不亏料为原则。原料煤在干馏炉内逐渐下降，依次经过干燥段、干馏段和冷却段，最后经推焦机推落至熄焦池内，经刮扳机将兰炭送至烘干机内进行干燥，干燥后经皮带运输机送至筛分机，筛分得兰炭成品。
焦炉煤气从干馏炉顶部上升管和桥管进入煤气集气箱，在桥管设有热环喷淋水，将煤气进行初冷，初冷后煤气从塔顶进入文丘里塔，来自热水循环系统热循环水从塔顶喷淋而下，煤气与下降的热循环水在文丘里管充分接触，大约80%的焦油被冷却水带入塔底，冷却并除去大部分焦油的煤气从文丘里塔底导出，进入旋流板塔。在旋流板塔内，来自冷水循环系统的冷循环水与煤气逆流接触，煤气被继续冷却并除去其中所含焦油。经过两级冷却和除焦油处理的煤气继续下行，进入电捕焦油器，进一步除去煤气中的焦油后进入煤气风机。通过煤气风机，一部分煤气被送至干馏炉，一部分被送至兰炭烘干机，剩余部分至事故火炬放空或送至发电厂发电。配送到煤气烘干机和干馏炉的煤气总量与送至事故火炬煤气量之比大约为4:6。
1.1 SJ-Ⅶ
SJ低温干馏炉是1996年成立的三江煤化工研究所在复热立式炉和山西晋城三八方炉的基础上设计完成的。目前已在陕北榆林地区和内蒙的东胜地区设计并建造超过500台SJ型低温干馏炉,炉型也由开始的SJ-Ⅰ型发展到现在的SJ-Ⅶ型。SJ-Ⅶ型低温干馏炉是目前兰炭生产的优良炉型，不但投资少、产量大而且好操作，另外，在提高了焦油收率的同时，也解决了喷孔结疤和炉内挂渣的问题。
（3）取消了冷却煤气冷却段，改为炉底水冷夹套式冷却排焦箱；老式方炉中给冷却煤气的主要作用是为了保护拉焦盘。并回收半焦的显热，但通冷却煤气会增加循环煤气量，因而增加电耗，加大成本。把拉焦盘浸入水封后，可不需要用冷却煤气来保护。另外，能够从半焦中回收的热量也较少，经济意义不是很大，因此取消冷却煤气是比较合理的。
兰炭生产技术简明教程
教程编写组编
西安科技大学
2008年9月
神东煤田地处陕西北部内蒙古南部，探明储量达2300多亿吨，占全国已探明储量的1/4，属世界八大煤田之一。这里煤质优良，开采条件优越，是我国特大型能源后备基地。1985年神府东胜煤矿开始建设，由于运输困难，采挖的煤卖不出去，当地老百姓发明了堆烧生产兰炭的方法，这种方法由于生产方法简单，产品物美价廉，到1987年以后，土法兰炭厂得到了迅猛发展。但是，随之而来的是严重的资源浪费和环境污染问题。到上世纪90年代中后期，通过技术改造和新工艺新方法的应用，陕北的土法兰炭生产逐步被干馏炉炼焦工艺替代，但是干馏炉生产工艺虽然提高了焦油和兰炭的产率，但是，小型的兰炭企业在煤气利用和污水处理的方面还存在很大的问题，因此，2007年陕北榆林地区计划关闭所有小型兰炭企业，取而代之的是年产60万吨以上的大型兰炭企业，建成之后，可以大幅提高资源的综合利用和环保水平。以神木县为例，用60万吨以上兰炭生产线替代小兰炭炉以后，可使全县每年节水200万吨，省电1.1亿度，节约原煤50万吨，折合人民币1.7亿元。同时，每年可减少二氧化硫排放量1万吨。如果产生的100亿立方米煤气全部用来发电，每年可发电40亿度，创造产值10亿元。
图1.2陕北60万吨兰炭生产工艺总流程图
该工艺中各部分去除的焦油在各循环池内静止分层后，通过焦油泵送入焦油储罐。具体操作规程见第三章。
1.备煤楼；2.干馏炉；3.文丘里塔；4.旋流板塔；5.电捕焦油器；6.煤气风机；
7.煤气烘干机；8.剩余煤气总管；9.列管式换热器；10.主控制室
图1.3一期30万吨兰炭厂三维效果图
1.1.2
（1）炉内花墙顶部之间设置小拱桥；通过小来自百度文库桥的支撑作用，可以增加花墙的强度，防止花墙坍塌。
（2）拉焦盘浸入水封内；SJ-Ⅶ型低温干馏炉的花墙下面是水冷排焦箱和出焦漏斗，出焦漏斗下面又设置有拉焦盘，最下面是出焦刮板机。拉焦盘和刮板机均泡在水封内，这样的好处是不但拉焦盘不会变形，保证了炉子的均匀出焦，而且在没有冷却煤气的情况下也可以正常运转，同时还可以避免半焦堵馏子。
（4）文丘里塔选用11根文丘里管；文丘里管的作用是增加气液之间的接触，达到提高焦油回收率的目的。选用11根文丘里管不但可以简化文丘里塔的结构，而且只需用一台水泵进行热水循环。一般，文丘里文氏管的喉管气速取15-20m/s为宜。喷头安装位置距喉管200mm，喷头的水压>14.7Pa(1.5Kg/)，每个文丘里管的喷水量5.2 m3/h。通过生产实践证明，在文丘里管塔内大约80%焦油被洗脱。
1.2.2
1.2.2.1备煤工段
1.备煤工段主要设施和设备：
备煤场、装载机、受煤地坑、输送皮带、筛煤楼、除尘设备、面煤仓、皮带计量称、料斗、可逆式皮带、地磅。
1.1.1 SJ-Ⅶ型低温干馏炉的结构
SJ-Ⅶ型低温干馏炉基本构造见图1.1。
1．辅助煤箱；2.集气阵伞；3.爬梯；4.花墙；5.炉体；
6.小拱墙；7.排焦箱；8.炉底平台；9.推焦盘；10.刮板机；11.水封箱
图1.1 SJ-Ⅶ型低温干馏炉基本构造图
炉子截面：3000×5900mm，干馏段高（即花墙喷孔至阵伞边的距离)为7020mm，炉子有效容积91.1m3。距炉项1.1 m处设置集气阵伞，采用5条布气墙(四条完整花墙、二条半花墙)，花墙总高3210mm。考虑花墙太高稳定性不好，除了用异型砖砌筑外，厚度也从350mm加大至590mm。花墙间距为590 mm，中心距为1180mm。花墙顶部之间设置有小拱桥。干馏炉炉体采用粘土质异型砖和标准砖砌筑，硅酸铝纤维毡保温。采用工字钢护炉柱和护炉钢板结构，加强炉体强度并使炉体密封。
1.2
1.2.1
陕北60万吨兰炭生产工艺包括备煤工段、炭化工段、筛焦工段、煤气净化工段和污水处理工段。总工艺流程及一期30万吨兰炭厂三维效果图分别见图1. 2和图1.3。
原料煤通过二级破碎后，块度20-80mm，通过运煤皮带送入位于干馏炉上方的除储煤仓，由加煤工按照干馏炉的处理量添加加煤，加入的量以炉顶不亏料为原则。原料煤在干馏炉内逐渐下降，依次经过干燥段、干馏段和冷却段，最后经推焦机推落至熄焦池内，经刮扳机将兰炭送至烘干机内进行干燥，干燥后经皮带运输机送至筛分机，筛分得兰炭成品。
焦炉煤气从干馏炉顶部上升管和桥管进入煤气集气箱，在桥管设有热环喷淋水，将煤气进行初冷，初冷后煤气从塔顶进入文丘里塔，来自热水循环系统热循环水从塔顶喷淋而下，煤气与下降的热循环水在文丘里管充分接触，大约80%的焦油被冷却水带入塔底，冷却并除去大部分焦油的煤气从文丘里塔底导出，进入旋流板塔。在旋流板塔内，来自冷水循环系统的冷循环水与煤气逆流接触，煤气被继续冷却并除去其中所含焦油。经过两级冷却和除焦油处理的煤气继续下行，进入电捕焦油器，进一步除去煤气中的焦油后进入煤气风机。通过煤气风机，一部分煤气被送至干馏炉，一部分被送至兰炭烘干机，剩余部分至事故火炬放空或送至发电厂发电。配送到煤气烘干机和干馏炉的煤气总量与送至事故火炬煤气量之比大约为4:6。