针状焦是超高功率石墨电极、超级电容器、锂离子电极等的主要原材料,其集约化技术泛指依靠科技进步,提高工艺设备的性能,以最低的物耗、能耗取得最大的经济效益。煤系针状焦的集约化技术以原料精制后获得针状焦、碳纤维、溶剂油、耐火材料黏结剂为主要产品线;石油系针状焦的集约化技术以针状焦、汽柴油、超级活性炭为主要产品线。
用高温沉降炉研究无烟煤煤粉在830℃、880℃和930℃时热解产物中HCN、NH3、N2O、NO及NO2的析出规律。结果表明,随着温度的增加,煤样中的氮析出HCN、NO、NO2、NOx和气相含氮化合物的转化率呈先减少后增加趋势;NH3的转化率先增加后减少,NOx前驱物的转化率逐渐增加,N2O的转化率逐渐减小。NOx前驱物是煤样热解的主要气相含氮产物。
低成本配煤采购系统由煤炭特性记录管理系统和煤炭采购优化系统组成。煤炭特性记录管理系统可以对所有炼焦煤的性能参数进行记录、修改、计算,求出不同时间段内煤炭性能参数的平均值,为煤炭采购系统提供煤炭性能数据。煤炭采购优化系统可以在煤炭质量、焦炭质量预测、煤炭净价格(煤炭价格-副产价格)、煤炭采购等限制条件下,利用SOLVER规划求解的方法,自动得出满足焦炭质量要求和所有采购限制条件的净价格最低配煤采购方案,从采购环节实现对焦炭高质、稳产、成本最低的长远控制。
蒙古国煤储量丰富,价格低廉,黏结指数在50左右。为了合理使用蒙古国煤,降低配煤成本,利用40kg试验焦炉对其进行捣固炼焦试验研究。研究表明,蒙古国煤具有较高的反应活性,单独炼焦后焦炭反应性高,反应后强度低;在基础煤较好条件下,使用20%左右的蒙古国煤,可炼制M40≥80%、M10≤7%、CRI≤30%、CSR≥60%的焦炭。
分析了捣固炼焦与顶装炼焦的焦饼收缩度差异性及其影响因素,探讨了低挥发分配煤在捣固炼焦设计和生产等方面的问题,并提出了下列措施:适当降低加热水平;设定合理的结焦时间;设计可调煤饼宽度的装煤车;根据配合煤Vdaf和X值调整煤饼宽度、高度及采用XD值指导生产,以保证煤饼与炉墙有足够的间隙和适宜的空间温度。
热机械分析仪(TMA)能连续测量煤灰加热过程中探头的位移率和位移速率,可以观察煤灰在整个加热过程中的熔融特性,与采用传统熔点测定仪(AFT)方法相比,能够避免操作者的主观影响,可以提高熔融性测试的重复率和再现性。
分析了立火道温度的分布规律,分析表明,立火道温度是加热煤气流量和两侧炭化室吸收热量共同决定的。对于5-2串序操作的焦炉,立火道温度的最低点在装煤后约5h闷炉后且另一侧炭化室的焦炭接近成熟的时刻。立火道温度的最高点在两侧的炭化室推焦前后。
针对某热回收焦炉桥管和集气管存在的问题,建立数学模型,利用CFD数值模拟软件,对管内的流动传热进行分析研究,结果表明,在集气总管尺寸固定、集气支管保温效果良好的情况下,应尽可能增大集气支管内径,以平衡各炭化室对应桥管的吸力,进而增大集气支管末端炭化室所供烟气体积流率。
介绍了全干熄模式的CDQ提升机的配置模式和控制特点,对CDQ提升机安全控制技术所涉及的位置旋转编码器安全控制、提升机同时走行安全控制和提升机区间监测技术进行了剖析,提出了相应的解决方案,供采用类似工艺的自动控制系统参考。
结合宝钢干熄焦给水预热器的安装,详细介绍了新装预热器时换热器的选择和循环系统压力的调节等关键点的设计,采用偏心热管换热器,可以有效解决系统的换热、磨损等问题。通过安装给水预热器,有效降低了干熄炉进口循环气体的温度,干熄炉处理能力可提高5%以上,风料比降低50~100m3/t焦。
分别从配煤成本、生产设备、环保和工艺等方面评价了改为捣固炼焦后的运行情况,改造后配煤成本降低50~180元/t焦,生产故障时间和设备故障时间导致的晚点分别增加10.7倍和3.3倍,同时K2、K均、K安都有不同程度的降低,在保证不损害炉墙的前提下,焦炭的反应后强度指标会比原设计为捣固的稍差。
通过缩短周转时间、控制配合煤细度、改进装煤操作以及对平煤杆改造等措施,提高了焦炉装煤量,充分利用了炭化室的有效容积,使焦炭产量稳步提高。
将不同配比的藻类与煤以低温干馏的方法进行低温共炭化,研究煤焦油的变化。结果表明,煤焦油中轻质油含量增加29.55%,萘类化合物含量增加9.15%,酚类化合物含量增加23.93%,实现一定程度的轻质化。
采用氯化铝絮凝剂处理煤气脱硫碱液,探讨了氯化铝浓度、搅拌速度、pH值、沉降时间等因素对除油效果的影响,考察了这些因素对浊度和色度的去除效果。实验结果表明,氯化铝浓度为800mg/L、搅拌速度为200r/min、沉降时间为3h、pH值为8.0时,除油率、浊度去除率分别达到了56.82%、75.26%,但脱色能力很低。
介绍了含油含氨废水在蒸馏装置的结垢情况和量子管通环防垢除垢的工作原理。针对氨水蒸馏系统垢状物的特点,在氨水蒸馏系统进水总管上安装量子管通环。经过4年的连续运行,证明量子管通环能有效脱除老垢以及防止新垢生成,保证蒸氨装置的稳定运行。
采用AOO工艺对焦化废水进行有效处理,出水指标达到国家二级排放标准。对存在的问题进行了分析,采取了相应的改进措施,严格控制进水量,将AOO工艺改造成OAOO工艺,降低了生化处理进水负荷,系统实现稳定运行。
分析了高原地区大气压的变化,随着海拔高度的增加,大气压越来越小,空气含氧量越来越少,但处理焦化废水的实际需氧量不变,所以要求增加供气量。在选择鼓风机时要比平原地区大。
介绍了焦化废水的来源和危害。分析了直接蒸汽蒸氨工艺、导热油蒸氨工艺、管式炉蒸氨工艺的优缺点,比较了2种蒸氨工艺的运行费用。最后提出了选择蒸氨工艺的建议。
通过对焦化废水来源的分析,对废水进行了分类。即将颁布的《炼焦工业污染物排放标准》对焦化废水的排放要求更加严格,焦化废水的再生利用更加必要和紧迫。通过对水质的分析,提出了焦化废水再生利用的多种途径。
总结了焦炭反应性与高炉冶炼关系的认知历程,阐述了不同反应性焦炭对高炉冶炼过程的影响以及不同反应性焦炭生产的技术手段和研究现状。通过对不同反应性焦炭与高炉冶炼过程适用性的讨论,提出了应根据高炉的冶炼条件和矿石的还原性能来规定适宜的焦炭反应性。
利用Fluent软件对多管回转式煤调湿工艺进行了速度场模拟,研究了烟气在干燥器内的速度分布,得到了煤调湿过程中烟气的运行规律。在1t/h多管回转式煤调湿装置中进行了半工业化试验,试验结果表明:在吨煤粉烟气耗量2 000m3,烟气入口温度245℃,煤粉湿度12%的条件下,煤粉湿度降低到6.7%,达到了炼焦煤调湿效果。
利用40kg试验焦炉进行顶装与捣固炼焦试验,对比分析发现,捣固炼焦工艺可以明显改善焦炭的冷态强度,提高焦炭抗碎强度,改善耐磨强度,还可提高焦炭的反应后强度,但对焦炭的反应性影响不大,可以使焦炭粒度组成更加均匀化。
通过5.5m捣固焦炉结焦时间的改变,探讨了在配煤比不变的条件下结焦时间变化对焦炭质量的影响。结果表明,适当延长结焦时间能有效提高焦炭的抗碎强度和反应后强度,改善焦炭的耐磨强度和反应性,有效降低焦炭硫分,而且能够配入更多的弱黏结煤,降低入炉煤成本。
10%~15%的澳大利亚气肥煤配合云南昭通地区10%的无烟煤,并以云南和贵州地区的焦煤作基础煤进行捣固炼焦,在提高煤气发生量的同时对焦炭的机械强度没有产生较大的影响,提高了化产品的回收率和甲醇的产量,取得了较好效果。
针对当前焦炉加热制度的特点,开发了红外自动测温系统。该系统能够准确测量焦炉立火道的温度,并根据温度变化趋势,瞬时调节暂停加热时间,从而达到精确调节燃烧室温度,提高炉温均匀性,并有效降低焦炉耗热量的目的。
将传统的捣固方式设计为7层捣固,使煤饼的堆密度成塔形分布,并根据每层捣固功和下煤量的不同进行调试,使每层煤饼的堆密度和捣固功由下而上逐层递减,每层煤间成叠压交汇,使单炉捣固时间达到420s,提高操作效率20%,塌饼率从10%~20%降至0,入炉煤水分从14%降至12%,提高了煤饼的抗剪力强度,同时改善了焦饼的高向加热。
干熄焦装入装置电动缸内置限位检测机构在实际生产中存在缺陷,经研究改造后的外置限位检测机构克服了原有缺陷,应用效果良好。
推焦机吹石墨装置由于设计、选材等不能很好地符合现场的使用工况,导致其使用率低、故障率高,对石墨的清除效果甚微,炭化室墙面及装煤孔座附近结石墨较严重。改造后,对遏制石墨生长、减小推焦电流、防止难推焦起到了很好的作用。
通过汇总和分析6.25m捣固焦炉的配煤结构、配合煤质量、加热制度等工艺控制条件,总结了适宜的推焦电流控制条件,配合煤指标需控制为焦肥煤≤55%、肥煤≤10%、Vdaf≥28%、Rmax=1.11~1.17、b/a=15~30、G值≤80、Y值≤16,以稳定焦炉生产。
针对热管换热器与给水预热器在酒钢焦化厂一期与二期干熄焦中的应用性能进行比较,阐述了热管换热器与给水预热器在干熄焦系统中应用的优缺点。
干熄炉斜道“牛腿”耐材材质为莫来石碳化硅砖,使用中均出现不同程度的损坏,用?茁-SiC砖替代莫来石碳化硅砖重新砌筑后,可延长干熄炉砌体的使用寿命。
详细介绍了ABB IndustrialIT DCS控制系统的原理、特点及系统构成。利用DCS控制系统的控制功能进行PID调节、串级调节、比值调节、分程调节等实现了精确控制,满足了工艺的要求。对生产设备的各级连锁进行了严格控制,有效避免事故发生,通过丰富的报警信息为故障处理提供分析决策依据。
以对二甲苯为唯一碳源和能源,筛选得到一株对对二甲苯具有高效降解能力的菌株,生理生化实验、16S rDNA基因鉴定结果表明该菌株属于假单胞杆菌属,其最佳降解条件为pH=7.5,培养温度为30℃,摇床转速为150r/min。将高效菌接种至实际废水中,能在短时间内将废水中的对二甲苯全部降解。
介绍了蒸氨系统生产现状,针对现行工艺存在塔阻、焦油、碱液浓度波动大以及氨水分缩器温度无法自动控制等问题,通过采取拆除进料层塔板泡罩,加高剩余氨水槽的抽出管道,加碱混合器由螺旋式改为隔板式,增加加碱备用管道,实现温度自动控制等措施,取得了良好效果。
以绿矾(FeSO4·7H2O)为药剂,对硫化物含量为1 571.86mg/L、pH为9.5的模拟含硫废水进行脱硫试验。结果表明,在废水初始pH值为10,反应温度为35℃,绿矾投加量为16g/L时,可获得最佳脱硫效果,废水中硫化物去除率达99.69%,出水硫化物含量降至4.83mg/L。
介绍了热管技术,分析了热管换热器的优点,认为热管式空气预热器可用于回收管式炉低温烟气余热,并进行了热工计算和效益核算。结果表明,热管技术能提高加热炉热效率10.21%,节约焦炉煤气5.08×106m3/a,节能减排效果显著。
研究了硫铵结晶系统中氯离子的来源以及对硫铵结晶系统的影响,并制定了控制氯离子含量的对策。硫铵结晶系统由于氯离子进出严重不平衡,导致母液中的氯离子含量高,造成设备腐蚀,影响产品质量和系统安全,因而必须控制氯离子的含量。
介绍了焦炉煤气脱氨技术,磷铵洗氨生产浓氨水工艺与其他煤气脱氨工艺相比较,所产浓氨水纯度高,且浓氨水应用广泛,工艺经济效益较好,目前已经实现国产化设计。
通过分析影响捣固焦炉化学产品收率的因素,发现捣固焦炉的焦油、轻苯收率均低于顶装焦炉。所以在发挥捣固焦炉优点的同时,要优化炼焦工艺,提高化学产品收率。
将AS流程中原来焚烧掉的氨汽回收后,用于氨法烟气脱硫,每年可减少液氨采购量4 500t,直接经济效益达1 710万元。将浓氨水送到饱和器生产硫酸铵化肥,每年可生产硫酸铵18 250t,经济效益达2 555万元。
HPF脱硫工艺脱硫效率波动较大,脱硫系统存在吸收塔循环喷淋密度小、氨硫比低、脱硫液中两副盐含量高等问题。通过提高吸收塔循环喷淋密度、增加提盐装置、降低脱硫系统温度等措施,脱硫效率显著提高,脱硫系统运行逐渐稳定。
根据实际情况对水封存在的易堵塞、耗能大、管理不便等问题进行了改造,原9个水封槽去掉后,不需要再补水。煤气冷凝液改为全封闭回收,减少了环境污染。
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