第 2页辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）University of Science and Technology Liaoning本科毕业设计题目：湖北新冶钢220万吨炭化室高6.25m的捣固焦炉炉体设计学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺学号： 学生姓名： 指导老师： 日期：2016年6月摘 要炼焦化学产品是重要的化工原料，因此炼焦生产是现代钢铁行业的一个重要环节。炼焦工业在国民经济中占据着重要地位。本设计的内容是年产220万吨焦炭的捣固焦炉炉体设计。配煤比为：肥煤33.8，气煤10.9，瘦煤8焦煤27.3和1/3焦煤20。在配煤工段，本设计采用部分硬质煤预粉碎工艺，并设计了备煤车间的工艺流程图。在炉型选择方面，本设计结合湖北新冶钢有限公司的实际情况，采用6.25m型捣固焦炉，其技术特点为双联火道、焦炉煤气下喷、废气循环、下部调节式。此焦炉配置干法熄焦装置，湿法熄焦装置备用。在本设计中，重点对焦炉物料平衡、热量平衡、蓄热室、炉体水压以及烟囱高度进行工艺计算，计算得出，孔数为246，烟囱高度为174.1m。同时，合理选择了焦炉机械设备与附属设备，并对焦炉脱硫脱硝工艺进行了专题报告。关键词：焦炉；捣固；配煤；脱硫脱硝；工艺设计AbstractCoke chemical product is an important chemical raw materials, and therefore coke production is an important part of the modern steel industry.Coking industry plays an important role in the national economy. As the main body of coking workshop, the design and research of coke oven are very important to coking industry.The topic of this technology-design is yearly 2.2million tons cokes with tamping coking technology . The coal blending ratio is: fat coal 33.8%, gas coal 10.9%, lean coal 8%,coking coal 27.3% and 1/3 coking coal 20%. In the coal blending section, the pre-crushing process for the hard coal was chosen. Meanwhile, the process flow chart of the coal preparation workshop was designed. In the choice of furnace type, this design combined with the actual situation of Xin ye gang Company, 5.5m tamping coke oven was chosed. The technology is characterized by the combination of two fire channels, coke oven gas injection, exhaust gas circulation, and lower regulation type. In addition, the oven combined with a dry coke quenching equipment, and the wet coke quenching equipment was reserved. In this design, the material balance, energy balance, the regenerative chamber, the pressure of the coke oven and the chimney height were calculated. On the basis of the calculation, the number of the carbonization chamber(246) was determinded and the height of chimney was 174.1m. In addition, the main and auxiliary mechnic equipments of the coke oven were also chosen, and the coke oven coal coke dust control conducted a special report.Key words：Coke oven，Tamping，Coal blending，Desulfurization and denitrification，Process design第一部分设计说明书81.1前言81.1.1概述81.1.2设计任务81.1.3设计的必要性及意义81. 1.4设计必要性及意义91.2单种炼焦煤的性质及配煤工艺101.2.1单种炼焦煤的性质101.2.2配煤炼焦意义121.2.3炼焦煤源及特性121.2.4配煤原理131.2.5 配煤方案141.2.6焦炭质量预测141.2.7 备煤工艺151.3焦炉炉体设计及车辆配置151.3.1炉型的选择及炉孔数的确定151.3.2焦炉四大车辆配置161.3.3焦炉的主要尺寸及技术指标171.3.4 焦炉炉体结构181.4筑炉材料211.4.1各种耐火砖的性能211.4.2炉体各部位材质221.4.3 炉体的加固221.5 焦炉加热制度确定231.5.1 焦炉加热系统231.6焦炉炉体附属设备241.6.1焦炉护炉设备设置和作用241.6.2护炉铁件的作用251.6.3消烟除尘系统251.7.1上升管251.7.2集气管261.7.3加热煤气供热设备261.8焦炉机械271.8.1主要设备主成及其工艺271.8.2捣固装煤推焦机281.8.3除尘拦焦车281.8.5导烟车291.9节能环保安全291.9.1环境保护方针291.9.2焦化厂环境保护291.9.3安全防护302.设计计算书312.1配合煤煤质指标312.1.1焦炉物料衡算321、物料入方322.1.2焦炭的实际产量332.1.3结焦时间计算342.2蓄热室传热计算342.2.1 原始数据342.2.2加热系统各部位的温度分布382.2.3格子砖蓄热面及水力直径计算392.2.4煤气蓄热室热平衡412.2.5热交换系数KP的计算422.2.6蓄热室上、下部气体温度差的对数平均温度462.2.7格子砖的高度计算462.2.8.每小时换热1000KJ的换热面积462.3炉墙极限负荷计算472.4炉体水压计算482.4.1炉体水压计算所需要的原始数据482.4.2加热系统各部位的温度482.4.3加热系统各部位断面积和水力直径492.4.4炉内各点压力计算502.4.5煤气部分加热系各部位统浮力计算602.4.6加热系统各部位压力计算632.5.烟囱计算662.5.1原始数据662.5.2 从交换开闭器到烟囱根部的阻力662.5.3从交换开闭器到烟囱底部各点浮力计算722.5.4烟囱高度计算742.5.4烟囱高度计算75第三部分专题报告脱硫脱硝治理763.1工艺的主要特点763.2中低温SCR脱硝工艺763.2.1SCR脱硝原理763.2.2SCR脱硝催化剂773.2.3中低温脱硝催化剂技术创新点773.2.4中低温SCR脱硝工艺优势78致谢79参考文献79第 页辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第一部分设计说明书1.1前言1.1.1概述 炼焦是指炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000左右（高温干馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品的工艺过程，冶金焦炭含碳量高，气孔率高，强度大（特别是高温强度），是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。炼焦副产的焦炉煤气发热值高，是平炉和加热炉的优良气体燃料，在钢铁联合企业中是重要的能源组分。炼焦化学产品是重要的化工原料。因此炼焦生产是现代钢铁行业的一个重要环节。 炼焦的主要目的上为了获取焦炭，炼焦时副产的煤气和化学产品。焦炭主要用于高炉炼铁。煤气可以用来合成氨，生产化学化肥或用作加热燃料。炼焦所得化学产品种类很多，特别上含有多种芳香族化合物，主要由硫酸铵,吡啶碱，苯，甲苯，二甲苯，酚，蒽和沥青等。所以炼焦化学工业能提供农业所须的化学肥料和农药，合成纤维的原料苯，塑料盒炸药的原料酚以及医药原料吡啶碱等。可见，炼焦化学工业与许多部门都有关系可生产很多重要产品，是煤综合利用行之有效的方法。1.1.2设计任务 湖北新冶钢220万吨碳化室高6.25m的捣固焦炉炉体设计1.1.3设计的必要性及意义捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入碳化室进行高温干馏的炼焦技术。捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备，将炼焦配合煤按碳化室的大小，捣打成略小于碳化室的煤饼，将煤饼从碳化室的侧面推入碳化室进行高温干馏。成熟的焦炭由捣固推焦机从碳化室内推出，经拦焦车，熄焦车将其送至熄焦塔，以水熄灭后再放到凉焦台，由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭，经研究发现：在相同配煤比之下，捣固炼焦大幅度提高了焦炭的冷态强度。捣固可以改善焦炭气孔结构，提高焦炭反应强度。捣固炼焦是用机械力将煤料的粒子压紧，因压紧而导致：（1）增加煤料堆密度;(2)因粒子的压紧而使胶质体填充的空隙减少，而相对扩展了粘结范围；（3）由于堆密度的增加单位体积内析出的煤气量增加，而提高了膨胀压力。1. 1.4设计必要性及意义 1.炼焦煤资源分布：中国煤炭资源丰富，但炼焦用煤种只占已查明煤炭储量的26%（2675亿吨），至2001年底，中国炼焦煤种探明可采储量为660亿吨。气煤，1/3焦煤在炼焦煤查明储量中约占46%，而配煤的主要组分焦煤只占24%左右，肥煤和气煤合计仅约占13%。因此，焦煤和肥煤实属炼焦用煤的稀缺品种。 捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入碳化室进行高温干馏的炼焦技术。 2.捣固炼焦工艺是在炼焦炉外采用捣固设备，将炼焦配合煤按碳化室的大小，捣打成略小于碳化室的煤饼，将煤饼从碳化室的侧面推入碳化室进行高温干馏。成熟的焦炭由捣固推焦机从碳化室内推出，经拦焦车，熄焦车将其送至熄焦塔，以水熄灭后再放到凉焦台，由胶带运输经筛焦分成不同粒级的商品焦炭，经研究发现：在