炉门刀边腹板是焦炉炉门上的核心部件,起密封作用。刀边腹板工作温度在1000℃以上,且受交变载荷,容易产生疲劳断裂,是焦炉炉门部件中的易损件之一,其中刀边腹板的I部的疲劳断裂是刀边腹板报废的主要原因。因此,刀边腹板使用寿命的高低,将直接影响用户的生产成本及生产效率的提高。改进前,刀边腹板与炉门本体采用M24螺栓联接,属于刚性联接,工作状态下,为使刀边密封面与炉门框密封面压紧,弹簧处于压缩状态,刀边腹板的É部发生变形。当准备出焦时摘下炉门,弹簧复位,使得刀边腹板的É部发生反向变形。这样随着炉门每次摘、装操作,刀边腹板的É部出现交变变形,加之刀边腹板处于高温状态下,容易造成É部的疲劳断裂,致使整个刀边腹板报废。改进后,刀边腹板与炉门本体浮动联接,弹簧压紧刀边,使刀边密封面与炉门框密封面压紧,起到密封作用,同时双头螺柱在调整螺塞内自由滑动,使腹板处于自由状态。当出焦需要摘下炉门时,弹簧复位,同时双头螺柱随之下移,使刀边腹板仍处于自由状态。由于É处始终处于自由状态,没有发生交变变形,因此,改进后炉门刀边腹板的使用寿命提高。
焦化设备配件回收利用荒煤气带走的热量和所取得的进展
【一】、焦化焦炉设备回收利用荒煤气带走的热量
现在焦化厂采取在上升管和集气管喷洒氨水强制冷却,将荒煤气的温度由650~800℃降低到80~100℃后,再送入煤气净化工序。如此大幅度的温差释出的热量全部耗费于氨水的蒸发和温度的变化,以及用于上升管和集气管的散热,显然是未合理的回收利用。因此,焦炉炉框应设法在喷洒氨水冷却前,在上升管部位进行荒煤气的余热回收。主要有两种方式:
1)上升管汽化冷却
我国太原钢铁公司焦化厂、钢焦化厂、北京焦化厂和武钢焦化厂研究和使用了上升管汽化冷却技术。焦化设备配件主要原理是把上升管改为无缝钢管制成的水套,冷水在水夹套内吸收由管壁传来的热量不断汽化,汽化产生具有温度和压力的汽-水混合物,汽一水经汽包分离后,具有压力的蒸汽接入蒸汽管网送往用户。根据武钢焦化厂上升管汽化冷却系统使用监测结果,荒煤气经上升管汽化冷却后,温度从650℃降到450℃,每吨焦炭可以产生0.1~0.2t、压力为784KPa的蒸汽。
2)利用热介质在上升管回收荒煤气显热
同上升管汽化冷却原理一样,主要是将普通的上升管改造成上升管换热器,技术关键是选择合适的热介质。利用介质回收上升管荒煤气余热的研究始于口本,1983年,大分炼铁厂的一套焦炉煤气显热回收装置开工,回收的显热用来干燥炼焦煤料。重钢焦化厂在1995年引进了一套煤调湿试验项目。
关于上升管荒煤气余热回收,有热风回收法、融盐回收法和液态金属回收法等,各有优缺点,从工厂应用上说,都还需要继续研究完善。
【二】、近年来焦炉设备焦化废水处理所取得的进展
目前,国内焦化厂的废水处理系统主要采用处理和二级处理,采用三级处理的较少。处理是指从高浓度污水中回收利用污染物,焦化焦炉设备其工艺包括氨水脱酚、氨水蒸馏、终冷水脱氰等。二级处理主要指酚氰污水无害化处理,主要以活性污泥法为主,还包括强化生物处理技术如生物铁法,对提高处理效率有一定的促进作用。三级处理是指生化处理后出水仍不能达到排放标准时所采用的处理,主要有活性炭吸附法、活性炭一生物膜法及氧化塘法。近年来吸附法、催化氧化、膜法在焦化废水的净化处理方面提供了多的技术选择和处理思路。
吸附是一种物质在另一种物质表面上进行进行自动积累或浓集的现象。它可以发生在气一液、气一固、固一液两相之间。
吸附法就是利用多孔性的固体物质,使水中一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。吸附法可完成对水的多种净化功能,例如脱色、除臭、去杂,脱除重金属离子、放射性元素,脱除多种难以用一般方法处理的剧毒或难生物降解的有机物等。在水处理领域,吸附处理可作为离子交换、膜分离技术处理系统的预处理单元,用以分离去除对后续处理单元有毒害作用的有机物、胶体和离子型物质,还可以作为三级处理处理后出水的处理单元,以获取的处理出水,进而实现废水的资源化利用。利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用材料、吸附剂可再生利用等特点。
可用于水处理的吸附剂种类很多,包括活性炭、磺化煤、焦炭、煤灰、炉渣、硅藻土、沸石、麦饭石、木屑、腐殖酸、氧化硅、活性氧化铝、树脂吸附剂等。
焦炉设备其中应用较为广泛的是活性炭、吸附树脂和腐殖酸类吸附剂。
吸附树脂(adsorptionresin)又称树脂吸附剂,是在离子交换树脂的基础上发展起来的。吸附树脂是一种不含离子交换基团的高交联度体型高分子珠粒,其内部拥有许多分子水平的孔道,提供扩散通道和吸附场所。20世纪70年代以来,随着大孔离子交换树脂的发展,大孔吸附树脂应运而生。它是以苯乙烯和丙烯酸酷为单体,加入二乙烯苯为交联剂为致孔剂,它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂本身由于依靠它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华力和氢键作用,具有吸附性,又因具有网状结构和很高的比表面积,而有筛选性能,能从溶液中有选择地吸附有机物质,使有机化合物根据吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱而分开,达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。吸附树脂的特点是容易再生,可反复使用。其他不同之处在于,吸附树脂的化学结构和物理结构可以较容易地人为控制,根据不同需要可合成出结构和性能不同的树脂,因此,吸附树脂品种多,应用范围广。
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