第四章炼焦炉及其设备
(煤化工)焦化厂工艺流程、焦炉及其设备、车间配置、炼焦准备详解
（煤化工）焦化厂工艺流程、焦炉及其设备、车间配置、炼焦准备详解目录1.焦化厂主工艺流程和车间配置： (3)2.焦炭与炼焦用煤的准备： (3)2.1焦炭： (3)2.2焦炭的化学组成及高炉焦质量指标： (4)2.2.1焦炭的化学组成 (4)A、工业分析： (4)B、机械强度： (4)C、筛分组成： (5)D、焦炭的热性质： (5)2.2.2炼焦用煤： (5)2.2.3配合煤概念、配合煤质量： (6)2.2.3.1配合煤概念： (6)2.2.3.2配合煤质量： (6)2.2.3.3配合煤流程： (7)2.3焦炉及其设备 (7)2.3.1焦炉结构： (7)2.3.2焦炉分类 (7)2.3.3以JN43-80型焦炉为例解析： (8)2.3.4废气设备： (9)2.3.5焦炉机械（四大车）： (10)1.焦化厂主工艺流程和车间配置：备煤：来煤的卸车和倒运至煤场储存，通过皮带将不同煤种的煤送配煤盘按一定配煤比混合，再送粉碎机粉碎后通过皮带送往焦炉煤塔。
炼焦：装煤车从煤塔取煤装入焦炉，生成焦炭和荒煤气，焦炭熄灭后筛除焦粉通过皮带送往炼铁；荒煤气送回收车间。
回收：经煤气鼓风机将荒煤气抽入系统，通过除油、脱硫脱氰、脱氨、脱苯等，生成比较洁净的焦炉煤气外送，同时得到不同的化学产品。
精制：（目前已拆除）对回收分离出的粗焦油进行深加工，得到不同的化工产品。
干熄焦（目前只针对3、4#焦炉）：将焦炉推出的赤热红焦通过冷惰性气体（氮气）冷却至200度以下，转运至筛焦。
2.焦炭与炼焦用煤的准备：2.1焦炭：在隔绝空气的条件下干馏得到的固体产物都可称为焦炭。
根据焦炭的用途分类：（根据原料煤的性质，干馏的条件不同）用于高炉炼铁的称为高炉焦，用于冲天炉熔铁的称为铸造焦；用于铁合金生产的称铁合金用焦，以及气化用焦、电石用焦等。
焦碳的一般性质：焦炭是一种质地坚硬，多孔、呈银灰色并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其相对真密度为1.8～1.95，堆积密度为400～520kg/m3。
炼焦炉的机械与设备
炼焦炉的机械与设备2.1 护炉铁件焦炉砌体的外部应按装护炉设备，如图2-1 。
这些护炉设备包括：炉门框和保护板，护炉柱、纵横拉条、弹簧及炉门等。
炉门采用弹簧刀边，弹簧门栓、悬挂式空冷炉门，炉门对位时位置的重复性好，弹性刀边对炉门框能始终保持一定压力，防止炉门冒烟冒火。
保护板为工字型大保护板，有效保护了炉头免受破坏。
炉柱采用单Ｈ型钢，沿焦炉高向设置七线小弹簧。
在纵横拉条的端部设有弹簧组，能均匀地对炉体施加一定压力，保证了焦炉整体结构的完整和严密。
2.1.1 护炉设备的作用利用可调节的弹簧的势能，连续地向砌体施加足够的、分布均匀合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整、严密，从而保证焦炉的正常生产。
图2.1 护炉设备装配简图2.1.2 保护板保护板与炉门框的主要作用是将保护性压力均匀合理地分布在砌体上，同时保证炉头砌体、保护板、炉门框和炉门刀边之间的密封。
2.1.3弹簧弹簧分大小弹簧两种。
由大小弹簧组成弹簧组，安装在焦炉机、焦侧炉柱的上下横拉条上。
炉柱的高向不同部位还装有几组小弹簧。
弹簧能反映出炉柱对炉体施加的压力，使炉柱靠紧保护板，又能控制炉柱所受的作用力，以免炉柱受力过大。
炉柱上下弹簧组所受的压力，指示出炉体所受的总负荷。
小弹簧所受的压力只能指示出各点负荷的分布情况。
2.1.3 炉柱炉柱是用工字钢（或槽钢）焊接而成的，也可由特制的方型的空心钢制成，安装在机、焦侧炉头保护板的外面，由上下横拉条将机、焦两侧的炉柱拉紧。
上部横拉条的机侧和下部横拉条的机焦两侧均装有大弹簧。
焦侧的上部横拉条因受焦并推出时烧烤，故不设弹簧。
炉柱内沿高向装有若干小弹簧。
炉柱通过保护板和炉门框承受炉体的膨胀压力。
即护炉铁件主要靠炉柱本身应力和弹簧的外加力给炉体以保护性压力。
炉柱还起着架设机、焦侧操作台、支撑集气管的作用。
大型焦炉的蓄热室单墙上还装有小炉柱，小炉柱经横梁与炉柱相连，借以压紧单墙，起保护作用。
2.1.3 拉条焦炉用的拉条分为横拉条和纵拉条两种。
炼焦工艺与设备讲义
云维集团泸西大为焦化炼焦工艺与设备讲义讲课：2020．11．20第一章焦炉炉体各部位概述现代焦护要紧由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室和炉顶区组成，蓄热室以下为烟道与基础。
炭化室与燃烧室相间布置，蓄热室位于其下方，内放格子砖以回收废热，斜道区位于蓄热室顶和燃烧室底之间，通过斜道使蓄热室与燃烧室相通，炭化室与燃烧室之上为炉顶，整座焦炉砌在牢固平整的钢筋混凝土基础上，烟道一端通过废气开闭器与蓄热室连接，另一端与烟囱连接口依照炉型不同，烟道设在基础内或基础双侧。
以下别离加以介绍：一、炭化室炭化室是煤隔间空气干馏的地址，是由双侧炉墙、炉顶、炉底和双侧炉门合围起来的。
炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部份;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。
炭化室的容积、宽度与孔数对焦炉生产能力、单位产品的投资及机械设备的利用率等均有重大阻碍。
炭化室顶部还设有1个上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。
炭化室锥度：为了推焦顺利，焦侧宽度大于机侧宽度，双侧宽度之差叫做炭化室锥度。
捣固焦炉由于为侧装煤，捣实的煤饼从炭化室机侧推人，煤饼与双侧炭化室墙间各留约25mm 的间隙，故捣固焦炉的炭化室大体上没有锥度或仅留10～20mm的锥度。
炭化室锥度随炭化室的长度不同而转变，炭化室越长，锥度越大。
在长度不变的情形下，其锥度越大越有利于推焦。
用预热煤炼焦的炭化室，锥度应适当增大，以避免推焦困难。
生产几十年的炉室，由于其墙面产生不同程度的变形，现在锥度大就比锥度小利于推焦，从而能够延长炉体寿命。
二、燃烧室双联式燃烧室每相邻火道连成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。
双联火道结构具有加热均匀、气流阻力小、砌体强度高等优势，但异向气流接触面较多，结构较复杂，砖形多，我国大型焦炉均采纳这种结构。
每一个燃烧室有32个立火道。
相邻两个为一对，组或双联火道结构。
每对火道隔墙上部有跨越孔，下部除炉头一对火道外都有废气循环孔。
砖煤气道顶部灯头砖稍高于废气循环孔的位置，使焦炉煤气火焰拉长，以改善焦炉高向加热均匀性和减少废气氮氧化物含量，还可避免产生短路。
4.第四章炼焦炉及其设备
66-3型焦炉：单用焦炉供气加热侧入式焦炉 66-4型焦炉：二分、下喷复热式焦炉 66-5型焦炉：二分、侧入复热式焦炉
燃烧室和斜道区用硅砖
蓄热室用黏土砖
每个炭化室下面有蓄热室 蓄热室顶部左右两排斜道分别 于炭化室两侧的燃烧室相连
焦炉煤气经一侧主管道（4） 经过斜道区的水平砖煤气道 （5）和个分支砖煤气道进入 立火道，空气由废气盘（1） 经过蓄热室（3）、斜道进入 立火道，两者混合燃烧
1、炭化室和燃烧室(chamber and flues)
炭化室是煤料隔绝空气进行炭化的地方 燃烧室是煤气燃烧向炭化室供给热量的地方
（提高结构强度）
二者相 间排列
炉墙用带舌槽的 异型硅砖砌筑
透气性低—防漏煤气 燃烧室墙面温度 1300℃ 炭化室温度 1100℃ 导热好 荷重软化温度高—抵 抗炉顶机械和上部砌 体重力 高温抗腐蚀性—抵抗 煤气和灰渣腐蚀 经受炉料膨胀压力和 推焦侧压力
第二节 筑炉材料(building material for cokeoven)
一、砌筑焦炉用耐火材料的基本要求 （1）荷重软化温度高于所在部位的最高温度； （2）在所在部位温度变化范围内，具有抗温度急变 性能； （3）能抵抗所在部位可能遇到的各种介质的侵蚀； （4）炭化室墙具有良好的导热性能，格子砖具有良 好的蓄热能力。
20世纪90年代
巨型炼焦反应器：每个炭化室（长和宽都10m）自 成体系，两边各有一个燃烧室、隔热层和抵抗墙， 与装炉煤预热、干熄法相结合
当前炼焦炉发展方向：扩大容积、用硅砖、减
薄炭化室、提高火道温度
二、现代蓄热式焦炉的基本构成 炭化室（chamber） 燃烧室（flues） 斜道区（slope flue zone/port zone） 蓄热室（regenerator） 炉顶区（top zone） 烟道与基础（waste gas flue and foundation）
炼焦炉及其设备培训
炼焦炉及其设备培训简介炼焦炉是冶金工业中用于将煤炭进行干馏反应，将其转化为焦炭的设备。
这种反应是由高温加热使煤炭脱除挥发性成分，并在一定条件下进行炭化。
本文将介绍炼焦炉及其相关设备的基本原理、操作规程和安全注意事项。
炼焦炉原理炼焦炉通过将煤炭加热到高温，使其进行热解和干馏反应，从而转化为焦炭和其他副产品。
炼焦炉通常采用间接加热的方式，即将煤炭与高温燃烧气体进行接触，使其发生热解反应。
炼焦炉内部通常具有多层结构，以实现逐层热解和逐层收集产物的目的。
炼焦炉设备1. 煤气发生炉煤气发生炉是初始加热设备，其作用是将煤炭进行干馏反应，将挥发性成分转化为煤气。
煤气发生炉通常采用燃煤或燃气进行加热，将煤炭加热到适当的温度，使其开始热解反应。
2. 干燥塔干燥塔用于将原料煤炭中的水分去除，使煤炭进入炼焦炉时具有适当的干燥度。
干燥塔通常采用热风循环方式进行加热，将湿煤进行烘干。
3. 预热炉预热炉是将煤炭进行初步加热的设备，通常采用间接加热的方式。
预热炉中的煤炭与高温燃烧气体进行热交换，实现煤炭的升温。
4. 炼焦炉主体炼焦炉主体是煤气发生、干燥和预热的综合设备，主要用于实现煤炭的干馏反应。
炼焦炉主体通常采用多层结构，包括炭化层、升温层、预热层和燃料层等。
5. 底产物处理设备底产物处理设备用于处理炼焦炉产生的底渣和底积物。
底渣是炼焦炉底部积聚的不可燃物质，需要进行清理和回收处理。
底积物是从炼焦炉排出的煤气中沉淀下来的固体颗粒，也需要进行处理和回收利用。
炼焦炉操作规程1. 安全操作炼焦炉操作时需要严格遵守安全操作规程，确保工作人员的人身安全。
操作人员需佩戴个人防护装备，如防护眼镜、安全帽和防护服等。
操作期间需注意防火防爆，严禁使用明火和产生火花的工具。
2. 温度控制炼焦炉操作过程中需要进行温度的控制和调节。
操作人员需根据炉内煤炭的热解情况，合理调整炉内的燃烧气体温度和炉内层状情况，以保证炼焦效果。
3. 煤气处理炼焦炉产生的煤气需要进行处理，以满足不同用途的要求。
炼焦炉及生产过程培训教材(PPT 122页)
3、斜道区
斜道区位于蓄热室和燃烧室之间，斜道是连接燃烧室 立火道与蓄热室的通道，不同结构类型的焦炉斜道区结构 差异很大。燃烧室的每个立火道都与两个斜道和一个砖煤 气道相连。下喷式砖煤气道从蓄热室主墙经斜道区进入火 道，侧入式焦炉是在斜道区设有水平煤气道，煤气分别由 机焦两侧引入分配到各个火道。对于双联火道结构的焦炉， 每个燃烧室需要与下方的4个蓄热室相连接，故斜道区复 杂，是焦炉使用砖型最多的区域。
炭化室在长度方向上，由于炉门衬砖伸入炉内，使实
际装煤空间的长度（即有效长度）比炭化室的全长略小。
炭化室的有效容积为有效长、平均宽和有效高度三者的乘
积。在焦炉的实际命名中，往往以炭化室的高度尺寸反映
炭化室的大小及焦炉的规模，如我国的JN43-80型焦炉,其
炭化室总高度尺寸为4.3m。
4
1、炭化室和燃绕室
8
2、蓄热室
图3-3 JN型焦炉的蓄热室（小烟道） 1-主墙；2-小烟道粘土衬砖；3-小烟道；4-单墙； 5-蓖子砖；6-隔热砖
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2、蓄热室
蓄热室主要靠格子砖交替地吸热和放热起到回收热量 的作用。当蓄热室内通入下降的高温废气时，格子砖被废 气加热，下一个周期，改变蓄热室内的气流方向，变成上 升气流，通入空气或煤气，这时被加热了的格子砖又对空 气或煤气进行加热，使其温度达1000℃以上，这样，一座 焦炉必须是半数蓄热室处于下降气流，半数蓄热室处于上 升气流，每隔20～30min进行一次气流交换。处于下降气 流的蓄热室压力小于处于上升气流的蓄热室压力，这就要 求分隔异向气流蓄热室的隔墙必须严密，对于两分式火道 结构的焦炉，该隔墙是中心隔墙，而对于双联火道结构的 焦炉，主墙是分隔异向气流的隔墙。
焦炉的加热系统若只能使用富煤气加热，这种焦炉称为 单热式焦炉。加热系统既可用富煤气加热，又可用贫煤气加 热，这样的焦炉称为复热式焦炉。复热式焦炉有两套煤气供 入系统，分别提供焦炉煤气和贫煤气。当采用贫煤气加热时， 煤气须经蓄热室预热。国内的大中型炼焦厂在建设焦炉时， 一般选择建设复热式焦炉，通过向焦炉提供低热值煤气加热， 顶替出焦炉煤气，增加城市煤气供应。对于冶金企业焦化厂， 为了回收利用高炉煤气加热，同样推荐建设复热式焦炉 。
第四章炼焦炉及其设备
第一节 炼焦炉
一、焦炉的发展：经历了堆式干馏与窑、倒焰炉、废热式焦 炉、现代蓄热式焦炉 堆式干馏：1735年 倒焰炉：1840年 废热式焦炉：1881年 现代蓄热式焦炉：1884年
二、现代蓄热式焦炉的基本构成
炉体由： 炭化室、 燃烧室、 斜道区、 蓄热室、 炉顶区 五大部位组成。
2、耐火砖的性能与焦炉砖的选择 （1）耐火度——指耐火材料在高温下抵抗熔融性能的指 标，但不是熔融温度。
试验方法：示温熔锥，当锥角与底盘接触时的温度。 一般规定：耐火度在1580℃以上者为耐火材料。 （2）荷重软化温度——指在一定荷载下产生软化指耐火制品长期在高温下使用时，体积发生不可
6、密度与孔隙
表示方法：
优质硅砖就是真密度低、体积密度高、气孔率低 的硅砖，即：致密硅砖或高密度硅砖。其耐压强度 和导热性能均优于普通硅砖。
7、热导率λ与热扩散率α
热导率λ表示耐火制品导热能力的大小； 热扩散率α耐火制品在导热过程中温度变化的能力，它 影响耐火制品内层温度分布的均匀性。
8、抗蚀性
H= h +Δh + (200~300)
H= h +Δh + (200~300)
式中：
h ——煤线距炭化室顶的距离（炭化室顶部空间高度，
mm
Δh——装炉煤炼焦时产生的垂直收缩量（一般为
有效高度的5~7%）， mm
200~300——考虑燃烧室的辐射传热允许降低的燃烧室 高
度， mm
为了燃烧室长向加热的均匀性和提高炭化室的结构强度，将 燃烧室分成各个立火道。立火道的连接方式有双联式、二 分式、四分式、跨顶式等。
大小弹簧、横拉条、炉门等； 纵向有：抵抗墙、纵拉条等。
焦炉的结构和设备知识
《焦炉结构与设备》一、教学内容：（一）、焦炉整体结构概述（二）、护炉铁件（三）、焦炉加热设备（四）、荒煤气导出设备（五）、焦炉机械（六）、附属设备和修理装置二、学习目的：了解焦炉的整体结构，掌握护炉铁件、蓄热室、燃烧室、炭化室及荒煤气导出道的结构。
目录第一章焦炉整体构造一、焦炉炉型的分类二、现代焦炉的结构1.1 炭化室1.2 燃烧室1.3 斜道区1.4 蓄热室1.5 小烟道1.6 炉顶区1.7 焦炉基础平台、烟道、烟囪第二章炼焦炉的机械与设备2.1 护炉铁件2.1.1 护炉铁件的作用2.1.2 保护板和炉门框2.1.3 炉柱、拉条和弹簧2.1.4 炉门2.2 焦炉加热设备2.2.1 加热煤气设备2.2.2 焦炉的煤气管系2.2.3 交换设备2.2.4 废气设备2.3 荒煤气导出设备2.3.1 高压氨水及水封上升管盖装置2.3.2 上升管与桥管2.3.3 集气管与吸气管2.4 焦炉机械2.4.1 装煤车2.4.2 拦焦车2.4.3 推焦车2.4.4 熄焦车和电机车2.5 附属设备和修理装置2.5.1 炉门修理站2.5.2 余煤单斗机和埋刮板提升机2.5.3 悬臂式起重机和电动葫芦2.5.4 推焦杆更换装置第一章焦炉整体结构一、焦炉炉型的分类：现代焦炉因火道结构，加热煤气种类及其入炉方式，实现高向加热均匀性的方法不同等分成许多型式。
因火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。
根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。
根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。
二、现代焦炉的结构：（一）、现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：1）焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。
2）劳动生产率和设备利用率高。
3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。
4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。
5）劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。
炼焦炉及其设备课件
某焦化厂炼焦炉环保设备升级改造案例
总结词 环保设备升级改造
具体措施 更换新型除尘器，升级烟气净化系统，
加强废水处理设施。
详细描述
为了进一步提高环保水平，某焦化厂 对其炼焦炉的环保设备进行了升级改 造。
实施效果
大幅降低了烟尘、二氧化硫、氮氧化 物等污染物的排放量，提高了废水处 理效率，实现了清洁生产。
某焦化厂炼焦炉节能减排技术改造案例
总结词 详细描述 具体措施 实施效果
节能减排技术改造
为了响应国家节能减排政策，某焦化厂对其炼焦炉进行了技术 改造，采用了先进的节能技术和环保设备。
采用新型节能加热炉，改进燃烧系统，安装烟气脱硫、脱硝设施。
炼焦炉能耗大幅降低，污染物排放量明显减少，符合国家环保 标准。
炼焦炉及其设备课件
• 炼焦炉工艺流程 • 炼焦炉操作与维护 • 炼焦炉安全与环保 • 案例分析与实践
01
炼焦炉简介
炼焦炉的定义与作用
定义
炼焦炉是一种用于将煤炼制成焦炭的 设备，通过高温干馏过程将煤转化为 焦炭。
作用
炼焦炉是钢铁工业中的重要组成部分， 为高炉提供原料，生产出优质的冶金 焦炭，用于钢铁冶炼和其他工业领域。
VS
焦炭整粒
将冷却后的焦炭进行破碎和筛分，以获得 不同粒度的焦炭。
焦炉煤气净化与利用
煤气净化
通过冷凝、脱硫、脱氨等工艺，去除焦炉煤气中的有害 物质。
煤气利用
将净化后的焦炉煤气用于化工、发电、城市燃气等领域。
04
炼焦炉操作与维护
炼焦炉操作要点
严格控制温度
炼焦炉内的温度必须精确控制，以确保焦炭 的质量和产量。
在启动炼焦炉之前，应进行全 面的检查，确保所有设备处于 良好状态，没有安全隐患。
炼焦炉的机械设备
用高岭土氧化铝和石英按不同配比制成规定尺寸的三角锥状标准试样称示温熔锥它们的耐火度是已知的将待测试样按规定制成三角锥状和示温熔锥同时置于高温炉内以一定的速度升温当待测试样和某一个标准试样同时软化弯倒锥角与底盘接触时该标准试样的耐火度即待测试样的耐火度因此耐火度是熔融现象发展到软化弯倒时的温度
炼焦炉的机械设备
炼焦炉的机械设备
2. 黏土砖 黏土砖的主要原料是耐火黏土和高岭土，其主要成分 是高岭石（Al2 O3·2SiO2·2H2O），其余部分为K2O、Na2O、 CaO、MgO及Fe2O3等杂质，它们约占6~7%左右。黏土砖是 以经煅烧的硬质耐火黏土（熟料）与部分可塑性黏土经粉 碎、混合、成型、干燥后烧成的。加入熟料是为了减少干 燥和烧成过程中的收缩，增大体积密度、降低气孔率，提 高耐急冷急热性能。 烧成过程中是高岭石不断失水，分解生成莫来石 （3Al2O3·2SiO2）结晶的过程。其主要反应过程如下： 温度在常温～150℃，砖坯水分蒸发；
SiO2并非是单一从-石英—-鳞石英—-方石英—石英玻璃
的转变，而是因温度范围、升温速度、矿化剂的存在与否而 异，可以发生另外的迟钝型转变：
炼焦炉的机械设备
另外一种转变为图5-1所示的上下转化，即各类晶型内
高温型（α）和低温型（β、γ）间的转变，称为高低型转变。
此种转变没有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸长，因此变 化速度快且是可逆的。
炼焦炉的机械设备
SiO2能以三种结晶型态存在，即石英、方石英和鳞石 英，而每一种结晶形态又有几种同质异晶体。即：
炼焦炉及其设备培训
炼焦炉及其设备培训
炼焦炉及其设备是炼焦生产中的重要设备，它们的运行直接影响到炼焦煤的质量和产量。
为了提高炼焦炉及其设备的运行效率和安全性，许多炼焦企业都会进行培训，使操作人员能够熟练掌握炼焦炉的操作技能和设备维护知识。
炼焦炉培训通常包括以下内容：
1. 炼焦炉的工作原理和技术要点：培训内容包括炼焦炉的结构、燃烧原理、加热技术、炉渣处理等方面的知识，使操作人员能够深入了解炼焦炉的工作原理和技术要点。
2. 炼焦炉的操作规程和安全注意事项：培训内容包括炼焦炉的操作规程、安全生产标准、紧急处理流程等方面的知识，使操作人员能够熟练掌握炼焦炉的操作技能和安全防护知识。
3. 炼焦炉设备的维护和保养：培训内容包括炼焦炉设备的日常维护、定期检修、故障排除等方面的知识，使操作人员能够及时发现和处理设备故障，保证炼焦炉的正常运行。
炼焦炉及其设备培训不仅能够提高操作人员的技术水平，降低事故风险，还能够提高生产效率，降低能耗，增加企业的经济效益。
因此，炼焦企业应当高度重视炼焦炉及其设备的培训工作，不断提升操作人员的技术素质，推动企业的可持续发展。
焦炉的结构和设备知识
《焦炉结构与设备》一、教学内容：（一）、焦炉整体结构概述（二）、护炉铁件（三）、焦炉加热设备（四）、荒煤气导出设备（五）、焦炉机械（六）、附属设备和修理装置二、学习目的：了解焦炉的整体结构，掌握护炉铁件、蓄热室、燃烧室、炭化室及荒煤气导出道的结构。
目录第一章焦炉整体构造一、焦炉炉型的分类二、现代焦炉的结构1.1 炭化室1.2 燃烧室1.3 斜道区1.4 蓄热室1.5 小烟道1.6 炉顶区1.7 焦炉基础平台、烟道、烟囪第二章炼焦炉的机械与设备2.1 护炉铁件2.1.1 护炉铁件的作用2.1.2 保护板和炉门框2.1.3 炉柱、拉条和弹簧2.1.4 炉门2.2 焦炉加热设备2.2.1 加热煤气设备2.2.2 焦炉的煤气管系2.2.3 交换设备2.2.4 废气设备2.3 荒煤气导出设备2.3.1 高压氨水及水封上升管盖装置2.3.2 上升管与桥管2.3.3 集气管与吸气管2.4 焦炉机械2.4.1 装煤车2.4.2 拦焦车2.4.3 推焦车2.4.4 熄焦车和电机车2.5 附属设备和修理装置2.5.1 炉门修理站2.5.2 余煤单斗机和埋刮板提升机2.5.3 悬臂式起重机和电动葫芦2.5.4 推焦杆更换装置第一章焦炉整体结构一、焦炉炉型的分类：现代焦炉因火道结构，加热煤气种类及其入炉方式，实现高向加热均匀性的方法不同等分成许多型式。
因火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。
根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。
根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。
二、现代焦炉的结构：（一）、现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：1）焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。
2）劳动生产率和设备利用率高。
3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。
4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。
5）劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。
炼焦工艺及设备(煤焦区)
3、油箱：850L。
4、煤气缸：活塞杆头额定拉力50kN；油缸直径： 160mm，额定行程：460mm。
5、空废气缸：活塞杆头额定拉力90kN；油缸直径： 200mm，额定行程：700mm。
安全阀液压缸63×250mm；集气管盖开闭液压缸80×2300mm ，工作行程2160mm±50mm；伸缩器连接器进退液压缸 63×1600，工作行程1445±50mm 8、液压系统： 油泵流量：31～97L/min； 额定压力：7～10MPa；
炼焦工艺及设备
目录
第一节 炼焦工艺流程 第二节 护炉设备 第三节 煤气设备 第四节 焦炉设备
焦炉炉型简介
JN为焦炉型号，此类型焦炉的设计单位：鞍山 焦化耐火材料设计研究总院的缩写（焦耐院） JN60型焦炉, 60指高度6米。目前焦化厂有 JN60型焦炉6座，JN43 型焦炉2座 焦炉由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、蓄 热室、斜道区、炉顶区和基础部分。 炭化室是接受煤料，并对其隔绝空气进行干 馏的炉室。一般由硅质耐火材料砌筑而成。 燃烧室位于炭化室两侧，其中分成许多火道 ，煤气和空气在其中混合燃烧，产生的热量传 给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高 温干馏。 蓄热室的作用就是利用蓄积废气的热量来预 热燃烧所需的空气量和贫煤气量。蓄热室通常 位于炭化室的正下方，其上经斜道同燃烧室相 连
2×37kW；转速：980r/min；控制方式：变频控制，一拖二；
变频器型号：6SE6440-2UD38-5FA1，90kW；制动器型号：
加煤车
炼焦课件第04章
近年来，为了实现燃烧室高向加热均匀性，在不同结
构的焦炉炼中焦，采炉取了不同措施。根据结构不同，主要有以
下四种方法，如图4-12。
图4-12 各种解决高向加热均匀的方法 a—高低灯头；b—炉墙不同厚度；c—分段加热；d—废气循环
（1）炼高焦低灯炉头 高低灯头系双联火道
中单数火道为低灯头、双数火道为高灯头 （灯头即为焦炉煤气喷嘴），火焰在不同 的高度燃烧，使炉墙加热有高有低，以改 善高向加热均匀性。奥托式焦炉即采用高 低灯头法。但此种方法仅适用于焦炉煤气 加热，并且效果也不显著。而且由于高灯 头高出火道底面一段距离才送出煤气，故 自斜道出来的空气，易将火道底部砖缝中 的石墨烧尽，造成串漏。奥托式、JN60— 82、JNX60—87型焦炉即用此法。
2燃．烧燃炼室烧位室焦于炉炭化室两侧，
其中分成许多火道，煤气和空 气在其中混合燃烧，产生的热 量传给炉墙，间接加热炭化室 中煤料，对其进行高温干馏。 燃烧室数量比炭化室多一个， 长度与炭化室相等，燃烧室的 锥度与炭化室相等但方向相反， 以保证焦炉炭化室中心距相等。 大型焦炉的燃烧室有26～32个 立火道， 中小型焦炉仅为12～16个。
炭的工艺， 过程:将煤置于地上或地下的窑中，依靠干馏时
产生的煤气和部分煤的直接燃烧产生的热量来炼 制焦炭，称为成堆干馏或土法炼焦。
问题:土法炼焦成焦率低，焦炭灰分高，结焦时 间长，化学产品不能回收，还造成了环境污染， 综合利用差。
炼焦炉
焦炉的发展趋势应满足下列要求： （1）生产优质产品 为此焦炉应加热均匀，焦饼长向 和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解 损失。 （2）生产能力大，劳动生产率和设备利用率高。为了 提高焦炉的生产能力，应采用优质耐火材料，从而可以提 高炉温，促使炼焦速度的提高。 （3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。 （4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。 （5）劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。
炼焦炉及其设备概述
炼焦炉及其设备概述简介炼焦炉是一种用于将煤炭转化为焦炭的设备。
焦炭是一种重要的冶金原料，广泛用于铁制品的生产过程中。
炼焦炉一般由炉体、加热系统、气体处理系统、废气处理系统等组成，下面将逐一介绍这些设备。
炉体炉体是炼焦炉的主要组成部分，一般由炉壳、炉帮、炉衬、炉门等部分组成。
•炉壳是炼焦炉的外部结构，用于固定炉体组件，同时还能防止炉体产生过大的变形。
•炉帮是炼焦炉的承重结构，用于支撑炉体，承受炉内物料和高温气体的重量。
•炉衬是炼焦炉的内壁，可以分为不同的层次：炉衬砖、炉衬铁等。
炉衬能够抵抗高温和化学反应带来的侵蚀，保护炉体不受损。
•炉门是炼焦炉的开放和关闭装置，用于装入和取出炉内物料。
加热系统炼焦炉的加热系统主要用于提供炉内的高温环境，加热系统包括燃料供应系统和空气供应系统。
•燃料供应系统用于提供燃烧所需要的燃料。
常用的燃料有焦炉煤气和煤粉，通过管道输送到炉腔中进行燃烧。
•空气供应系统用于提供燃烧所需的氧气。
空气通过通风系统送入炉腔中与燃料进行混合燃烧，产生高温气体。
气体处理系统气体处理系统主要用于处理产出的高温气体，包括烟气处理和煤气处理。
•烟气处理是将炉内产生的废气进行净化处理，以减少环境污染。
常用的净化设备有除尘器、脱硫装置、脱硝装置等，通过对废气进行处理，可以减少颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物的排放。
•煤气处理主要是对炼焦炉产生的焦炉煤气进行处理，以获得高质量的煤气。
煤气处理的主要过程包括洗涤、脱硫、脱氨等，处理后的煤气可以用作燃料或者化工原料。
废气处理系统废气处理系统用于处理炼焦炉产生的废气，以减少对环境的影响。
•废气处理系统主要包括废气收集系统和废气处理设备。
废气收集系统将炉内产生的废气抽出，通过管道输送到处理设备。
废气处理设备根据废气的成分和排放标准，选择不同的处理工艺进行处理，常用的处理方法有吸收、吸附、催化等。
结论炼焦炉及其设备是焦炭生产过程中的核心设备之一，通过炼焦炉的加热系统可以将煤炭转化为焦炭的过程。
炼焦炉的加热与调节教材
第四章：炼焦炉的加热与调节前言在了解了炼焦工艺的“煤的理论”、“结焦原理”、“备煤工艺”之后，应接着了解“装煤、平煤、出焦”操作工艺。
但是，由于装、平煤、出焦有专人讲解。
所以，我这里接着讲解炼焦炉的加热与调节。
“加热与调节”是炼焦工艺过程中最重要的工艺操作，应当把握的主要内容有：1、加热用的主要燃料是什么？其发热量、燃烧反应是什么？如何计算其用量？如何确定与其匹配的空气量？其燃烧产物量，密度ρ如何计算?2、焦炉内的传是如何传递的？3、如何对焦炉进行热工评定？4、焦炉的加热制度有哪些？什么是温度制度？包含些什么内容？什么是压力制度？包含些什么内容？5、在使用焦炉煤气加热的条件下，如何进行加热调节？6、在使用高炉煤气和混合煤气条件下，如何进行加热调节？7、如何进行停、送、换用煤气的操作？了解与把握这些知识，不仅是热修瓦工技师分析、判断、监督延长焦炉使用寿命的必要前提，也是热修瓦工进行安全热修所必须具备的基本知识。
第一节：焦炉加热用燃料——煤气以及助燃空气的计算一、焦炉加热常用燃料有两种：焦炉煤气和高炉煤气。
为提高高炉煤气的热值，常在高炉煤气中掺烧焦炉煤气。
二、热工计算用煤气的组成：①名称：组成（体积%）低发热量焦炉煤气H2CH4CO CmHnCO2N2 O2KJ/Nm359.2 25.5 6.0 2.2 2.4 4.0 0.4 17890高炉煤气 1.5 0.2 26.8 13.6 57.2 0.4 3637②煤气的湿组成表示及换算煤气中常含有饱和水蒸汽。
湿煤气的组成，可按干煤气组成和各个温度在煤气中饱和水蒸汽的含量进计算。
一般是给出1立方米干煤气所能吸收的水蒸汽的质量（g常数）来表示：g干干H2O 因此，必须先把g干H2O变成H2O湿。
在标准状态下（0℃760mmHg）条件下：1Kg水蒸汽的体积为：22.14= 1.24 m3 /Kg181m3干煤气吸收的水份为g干干H2O100 m3干煤气吸收的水份为：g干干H2O×100×1.24 = 0。
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堆式干馏
堆式干馏
窑、蜂窝炉
焦炭
倒焰炉
蓄热式焦炉
二、现代蓄热式焦炉的基本构成
炭化室（chamber） 燃烧室（flues） 斜道区（slope flue zone/port zone） 蓄热室（regenerator） 炉顶区（top zone） 烟道与基础（waste gas flue and foundation）
flues 燃烧室
Recycle opening 废气循环孔
Slope flue 斜道
Regenerator 蓄热室
3、蓄热室(regenerator )
位于焦炉的下部，是回收废气中的废热并用来预热上升 的空气和高炉煤气的地方。内填格子砖作为热交换的介质。 下部设小烟道，顶部设蓄热室顶部空间。
Bus Checherbrick
0.2MPa
变形0.6%
变形终了温度：
Q
Q
变形40%
荷重软化温度：开始变形温度 常用耐火砖的基本性能见表4-4
（3）高温体积稳定性
——指耐火制品长期在高温下使用时，体积发生不可 逆变化的性能。
加热水平（高度）——为了焦饼上下均匀成熟，炭化室高度 要高于燃烧室，二者的高度差，称为焦炉的加热水平（高 度）。
为了燃烧室长向加热的均匀性和提高炭化室的结构强度，将 燃烧室分成各个立火道。立火道的连接方式有双联式、二 分式、四分式、跨顶式等。
改善高向加热均匀性的措施：废气循环、高低灯头、分段加 热、不同炉墙厚度等
单墙——同向气流间的蓄热室隔墙 主墙——逆向气流间的蓄热室隔墙 中心隔墙——位于焦炉中心线上将蓄热室分
成机、焦侧两部分的隔墙
封墙——位于端部将蓄热室密封的墙。
4、炉顶区(top zone of battery)
位于焦炉的顶部，炭化室盖顶砖以上部分称为炉顶区。 内设装煤孔、看火孔、上升管孔、烘炉孔和拉条沟等。
Slope flue zone regenerator
stack
waste gas flue
Foundation
Total waste gas flue
2、斜道区
位于燃烧室和蓄热室之间，是连接燃烧室和蓄热室的通道。 结构复杂。
Gun flue 砖煤气道
Carboy car
Coke oven
Coke pushing machine
Quenching car
1、炭化室和燃烧室(chamber and flues)
炭化室是煤料隔绝空气进行炭化的地方。燃烧室煤气燃烧 向炭化室供给热量的地方。二者相间排列。
锥度(taper)——为了推焦的方便，炭化室的水平截面呈梯形， 焦侧宽机侧窄，焦侧与机侧的宽度差，称为炭化室的锥度。 机、焦侧宽度的平均值，称为炭化室的平均宽度。
Watching hole Watching opening
Charging hole Charging opening
5、烟道和基础(waste gas flus and foundation)
蓄热室下部设分烟道，汇集来自蓄热室的废气，分 烟道汇于总烟道，再接至烟囟。
焦炉基础包括基础结构和抵抗墙两部分。
1、焦炉结构特点
7.63m焦炉为德国伍德公司设计开发的既 有废气循环又有分段加热的“组合火焰型 （COMBIFLAME）”焦炉。
其结构特点为：
双联火道；废气循环；分段加热；两格蓄 热室，长向、横向均分格；焦炉煤气下喷下调； 高炉煤气和空气侧喷下调；单侧分烟道；加热 微调（双跨越孔）；复热式。
燃烧室由18对36个立火道组成；分三段 供入空气分段燃烧构成三段加热；双跨越孔可 改善炉顶空间温度；蓄热室长向分36格、横向 分2格；采用金属喷嘴板下部调节。
6、我国主体焦炉的结构特点
我国的主体焦炉为JN焦炉，其结构特点为：双联火 道(hairpin vertical flue)、废气循环(exhaust gas circulation)、焦炉煤气下喷(COG underjet)、复热式 (combination)。
7、 7.63m焦炉结构及特点
第四章 炼焦炉及其设备 Coke oven and its equipment
本章内容： 第一节 炼焦炉 第二节 筑炉材料 第三节 护炉设备 第四节 煤气设备 第五节 焦炉的砌筑、烘炉、开工和修理 第六节 焦炉的大型化和高效 安排：6学时
第一节 炼焦炉(coke oven)
一、炼焦炉的发展（evolution of coke oven） 焦炉的发展经历了如下四个阶段: 堆式干馏（beehive coke oven）：1735年 倒焰炉（flame coke oven）：1840年 废热式焦炉（non-regenerative coke ）：1881年 现代蓄热式焦炉（modern regenerative coke oven）： 1884年(奥托焦炉OTTO)
二、耐火砖的性能与焦炉砖的选择
1、耐火砖的性能 （1）耐火度
——指耐火材料在高温下抵抗熔融性能的能力或 指标。是熔锥熔融现象发展到软化弯倒的温度。
耐火材料——耐火度大于1580℃的材料。 试验方法：示温熔锥，当锥角与底盘接触时的温 度。
（2）荷重软化温度
——指在一定荷载下产生软化变形时的温度。
试验方法： 开始变形温度：
加热水平（高度）
Flue (vertical flue)
Chamber Silica wall
horizontal flue
Cross flue
Bi-cross flue
Crossover flue
Hairpin flue
水平火道焦炉
Flues
Top zone
COG main Bus
2、PROven 系统
8、 无回收焦炉/热回收焦炉
热回收焦炉/无回收焦炉
第二节 筑炉材料(building material for cokeoven)
一、砌筑焦炉用耐火材料的基本要求 （1）荷重软化温度高于所在部位的最高温度； （2）在所在部位温度变化范围内，具有抗温度急变 性能； （3）能抵抗所在部位可能遇到的各种介质的侵蚀； （4）炭化室墙具有良好的导热性能，格子砖具有良 好的蓄热能力。