Tài liệu Quy trình sản xuất công nghệ của nhà máy cốc hoá thái nguyên

quy trình sản xuất công nghệ của nhà máy cốc hoá thái nguyên Lời mở đầu Là sinh viên năm cuối, sằp phải rời xa ghế nhà trường đi vào thực tế cuộc sống,lựa chọn nghề nghiệp cho tương lai. Nhằm mục đích tạo điều kiện cho sinh viên ra trường được thực hành và có kiến thức thực tế, BLĐ khoa Hóa- trường Đại học Khoa học đã phối hợp cùng nhà máy Cốc hóa – công ty cổ phần Gang thép Thỏi Nguyờn tổ chức đợt thực tập sản xuất trực tiếp tại các phân xưởng và phòng thí nghiệm của nhà máy cho sinh viên Hóa Vô cơ - lớp Hóa K5 của trường. Đợt thực tập diễn ra từ 21/3/2011 đến 20/4/2011. Đây là giai đoạn thực tập quan trọng, trang bị cho sinh viên sắp ra trường có được kiến thức thực tế, học hỏi kinh nghiệm cần thiết nhất từ môi trường làm việc trước khi rời ghế nhà trường ,do dược tiếp cận trực tiếp với môi trường và điều kiện làm việc sẽ giúp sinh viên định hướng,lựa chọn kỹ lưỡng nghề nghiệp sau này. Vì thế, tụi cựng nhúm thực tập đã cố gắng, tích cực, chủ động học tập nắm bắt quy trình an toàn lao động, dây chuyền công nghệ, thiết bị sản xuất, tìm hiểu nguyên liệu đầu vào, sản phẩm, cũng như các phương pháp phân tích kiểm định chỉ tiêu, thành phần, chất lượng nguyên liệu và sản phẩm. Trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy, chúng tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất từ phía Ban lãnh đạo nhà máy, phòng kĩ thuật công nghệ, cũng như các phân xưởng, các tổ sản xuất. Đặc biệt, sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của anh Nguyễn Quang Thiêm- cán bộ kĩ thuật- phòng kĩ thuật công nghệ đó giỳp chúng tôi tiếp cận kiến thức, làm việc và hoàn thành đợt thực tập này. Do thực tập trong thời gian ngắn,năng lực bản thân còn hạn chế nên nhận thức còn mang tính chủ quan và chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý,chỉ bảo của các thầy cô và các bạn. Chân thành cảm ơn. Thỏi Nguyờn, thỏng 4 năm 2011 Sinh viên thực tập:Phan Thị Mơ PHẦN I :GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY Nhà máy Cốc húa Thỏi Nguyên là đơn vị trực thuộc Công ty Gang thép Thỏi Nguyờn, trụ sở đặt tại đường Cách Mạng Tháng Tám- phường Cam Giá- thành phố Thỏi Nguyờn- tỉnh Thỏi Nguyờn. Được thành lập ngày 6/9/1963 gồm 4 phân xưởng sản xuất và 10 phòng ban chức năng với hơn 500 công nhân, chủ yếu là bộ đội xuất ngũ và thanh niên nông thôn. Đến nay trải qua gần 50 năm xây dựng và phát triển với những biến cố thăng trầm, nhà máy đã trở thành một đơn vị vững mạnh đạt nhiều thành tựu to lớn hũa cựng sự phát triển mạnh mẽ của đất nước.Nhà máy có nhiệm vụ chính là sản xuất cốc luyện kim cung cấp cho quá trình luyện gang của công ty Gang Thép Thỏi Nguyờn. Ngoài ra nhà máy còn sản xuất các sản phẩm hóa học khác nhau từ khí cốc thu được sau luyện cốc như: naphtalen, antraxen, dầu phòng mục, bitum, nhựa rải đường… Cơ cấu tổ chức và kết cấu sản xuất giữa các bộ phận: Kết cấu sản xuất giữa các bộ phận: Kho NVL công cụ, dụng cụ Phòng kỹ thuật Kho hoàn thành phẩm Nhà cung cấp Bộ phận kế hoạch - tổ chức sản xuất Các PX sản xuất chính ( các tổ sản xuất) Bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm PX cơ điện Giám đốc, Bí Thư Đảng ủy Cơ cấu tổ chức và nhân sự của nhà máy: Phó Giám đốc Thiết bị Phó Giám đốc kĩ thuật Phòng kỹ thuật công nghệ Phân xưởng cán thép Phòng KCS Phòng tổ chức lao động Phân xưởng than Phòng Phòng kế kế toán hoạch tài tiêu chính t. thụ kê Phân xưởng cốc Phòng vật tư Phân xưởng hoá Phòng kỹ thuật cơ điện Phân xưởng cơ điện Phòng hành chính quản trị Phân xưởng IV Đội bảo vệ PHẦN II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CỐC HOÁ THÁI NGUYÊN Chương I: Giới thiệu khỏi quát về kĩ nghệ luyờn cốc I. Ý nghĩa của kĩ nghệ luyện cốc Trước đây quá trình sản xuất của lò cao dùng than gỗ. Mãi đến thế kỷ 18, than cốc đã thay thế cho than gỗ trong sản xuất gang của lò cao. Đến nay trên thế giới hầu hết sử dụng than cốc để sản xuất gang từ quặng sắt. Than gỗ đắt và hiếm; Than đá (than mỡ) có nhiều và rẻ, mặt khác sản xuất của lò cao đòi hỏi loại nhiên liệu chịu đựng được điều kiện nhiệt độ, chịu va đập lớn và không bị vỡ vụn. Than gỗ đã không đáp ứng được yêu cầu này. Vì thế đã nẩy sinh vấn đề luyện một loại nhiên liệu bền nhiệt, bền va đập và đáp ứng các chỉ tiêu khác phục vụ cho sản xuất của lò cao. Việc luyện than đá (than mỡ) thành than cốc đạt được mục đích trên, vì vậy công nghệ luyện cốc phát triển mạnh mẽ theo bước phát triển của ngành luyện gang. Đồng thời đem lại nhiều sản phẩm hoá học quý thu được qua quá trình cốc hoá than. Quá trình cốc hoá than ta thu được: Than Cốc, dầu cốc và khí cốc. Chưng cất dầu cốc ta thu được các sản phẩm hoá học: Phờnol, Naphtalen, Kcylenol, antracen.v.v. Từ khí cốc ta thu được: Ben zen, Tụluen, NH 3, khí than sạch.v.v. Bởi vậy việc chế biến than thành than cốc và đồng thời thu hồi chế biến các sản phẩm hoá của quá trình cốc hoỏ cú một ý nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật và phương diện phát triển kinh tế. II. Nguyên liệu và các sản phẩm của quá trình cốc hóa 1. Nguyên liệu - Nguyên liệu ở lò cốc Thỏi Nguyờn được nhập về chủ yếu từ mỏ than Phấn Mễ, than Colombia, ngoài ra còn nhập từ 1 số nơi khác như than Làng Cẩm, than Úc… - Than nguyên liệu nhập về được kiểm định phân tích các thành phần chỉ tiêu kĩ thuật như độ ẩm, độ tro, hàm lượng S, hàm lượng chất bốc, độ co, đô chảy dẻo…đảm bảo đạt yêu cầu. Sau đó than được chế biến tại phân xưởng than trước khi đưa đi luyện cốc, nhằm đảm bảo các thông số kĩ thuật cần thiết. 2. Sản phẩm cốc hoá và ứng dụng - Quá trình cốc hoá là quá trình đốt nóng than phối liệu ở nhiệt độ cao trong buồng lũ kớn, không có không khí tham gia. Kết quả của quá trình cốc hoá ta thu được sản phẩm chính là cốc luyện cục rắn lại trong lò và các sản phẩm được tách ra từ quá trình cốc hoá. - Tỉ lệ thu hồi các sản phẩm trong quá trình luyện cốc phụ thuộc vào chất lượng than phối liệu, với mỗi loại than phối liệu khác nhau thì tỉ lệ thu hồi các sản phẩm cũng khác nhau. - Than phối liệu dùng để luyện cốc thông thường cú cỏc chỉ tiêu, tính chất kỹ thuật sau: AC≤12%, VC= 20÷25%; S = 0,9÷1,2%; X=35÷40mm; Y=17mm Trong điều kiện bình thường, với nhiệt độ nấu luyện như Nhà máy chúng ta, thành phần các sản phẩm thu hồi giao động như sau: (Tính theo % trọng lượng than cốc). - Toàn cốc khô (73-78,5%). - Dầu cốc (2,3-3,0%). - Khí than phát sinh (sau khi đã làm sạch dầu cốc, NH 3 .v.v...): 280300m3. - Ngoài ra còn ben zen, NH3, nước kết hợp v.v... * Ứng dụng a. Than Cốc: Là nhiên liệu quan trọng không thể thiếu được của ngành công nghiệp luyện kim, chủ yếu để luyện quặng sắt thành gang trong lò cao, ngoài ra than cốc được dùng trong các lò đúc, lò phát sinh, trong luyện kim mầu.v.v., than cốc cũn dựng dể sản xuất hồ điện cực, phân lân nung chẩy, sản xuất đất đốn.v.v... b. Dầu cốc: Là một sản phẩm gồm trên 350 chất khác nhau, chúng thuộc nhiều loại Cacbuahyđrụ khác nhau. Hợp chất thơm trung tính, các hợp chất dị vũng phờnol và base. Đa số các chất có hàm lượng nhỏ, nờn khụng tách riêng biệt. Ở Nhà máy ta, dầu cốc được đem chưng tách để thu các sản phẩm có hàm lượng lớn và có giá trị cho nền kinh tế Quốc dân như: Nỏphtalen, antraxen, bi tum, dầu phòng mục, nhựa đường. Các sản phẩm này được làm nguyên liệu trong thuốc nhuộm, làm hồ điện cực hay làm nhiên liệu.v.v... c. Khí cốc nghịch: Dùng làm nhiên liệu đốt gia nhiệt lò cốc, sấy lũ thộp, lò cao, nung phụi thộp, đốt gia nhiệt nồi hơi, chưng dầu cốc.v.v... Ngoài ra từ hỗn hợp khí cốc còn có thể thu được các sản phẩm hoá học như: Benzen, Tụluen, Xylen, phờnol, NH3, một số hợp chất dùng làm nguyên liệu sản xuất thuốc y dược, sản xuất phân bón sulphỏtanmụn (NH3)2SO4 ... III. Vai trò của than cốc luyện kim trong công nghiệp Nguyên tắc chung của việc luyện gang là dùng Oxit carbon (CO) khử Oxit sắt trong lò cao, than cốc trong lò cao vừa cháy để cung cấp nhiệt nung quặng vừa thực hiện phản ứng hoàn nguyên quặng để tạo gang: C + O2= CO2 + Q1. CO2 + C= 2CO - Q2. Sau đó, CO khử Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe. 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 - Q3. Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 - Q4 FeO + CO2 – Q5 + CO = Fe Các Oxit Mangan (MnO), Oxit silớc (Si2O3) trong gang cũng bị khử để tạo thành Mn và Si. Hỗn hợp sắt với Mangan, Silớc, Carbon, Lưu huỳnh và Phốtpho tạo thành gang chảy lỏng trong lò. Phần tạp chất có trong quặng được chất trợ dung (đá vôi) khử tạo thành xỉ nổi trên mặt nước gang và được tháo ra ngoài. Để luyện 1 tấn gang cần 0,74 - 0,8 tấn cốc. Thực tế ở lò cao gang thép Thái Nguyên tiêu hao cốc nhiều hơn. Như vậy, trong giá thành của một tấn gang thì cốc chiếm khoảng 40% hoặc hơn nữa. Những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò cao phụ thuộc đáng kể vào tính chất cơ, lý của cốc. Như vậy, cốc có vai trò rất quan trọng để sản xuất gang ở lò cao đạt năng suất cao và chất lượng tốt. Chương II. Công nghệ chuẩn bị nguyên liệu luyện cốc I. Lưu trình công nghệ 1. Sơ đồ lưu trình công nghệ Than ë b·i chøa B¨ng t¶i3 B¨ng t¶i 2 §êng s¾t HÇm than B¨ng t¶i3 B¨ng t¶i 1 Kho than 1 vµ 1' lµ 2 Nam ch©m ®iÖn NghiÒn kü M©m trén BT4 BT5 BT6 Lß Kèc Th¸p than 2. Thuyết minh sơ đồ - Than đã tuyển sạch chở từ mỏ về đổ ở bãi than, đổ đống riêng từng loại, dùng xe ủi đầm nén. - Bãi than có nhiệm vụ dự trữ và bảo quản than để sản xuất cốc. Lượng than dự trữ trên kho tuỳ thuộc vào khả năng cung cấp của nơi sản xuất than thông thường với lượng dự trữ 2÷3 tháng. Khi sản xuất, than được xe ủi đẩy từng loại vào hầm than. Hầm chứa than gồm 12 phễu chứa riêng biệt (dung tích 1 phễu là 70m3). Trên miệng hầm có sàn lưới thép 150x150mm. - Than từ phễu chứa rót xuống băng tải 1 đưa xuống băng tải 2, qua băng tải 3 vào các phễu chứa ở kho pha trộn. Ở kho trộn có 5 phễu chứa, dung tích 1 phễu là 150m3. Dưới mỗi phễu có 1 mâm trộn để điều chỉnh lượng than xuống băng tải 4 theo tỷ lệ phối liệu quy định. Từ băng tải 4, than được đưa vào máy nghiền kỹ (kiểu búa). Trước khi vào máy nghiền kỹ than được qua 1 nam châm điện từ để hút sắt, thép lẫn trong phối liệu. - Máy nghiền kỹ có nhiệm vụ vừa nghiền vừa trộn phối liệu than. Yêu cầu than ra khỏi máy nghiền kỹ có cỡ hạt từ 0- 3mm theo yêu cầu kỹ thuật, thông thường cỡ hạt này chiếm 87% ±1. Sau đó than phối liệu được băng tải 5 và băng tải 6 đưa lên tháp than. Tháp than có thể chứa được ≈ 800 tấn than phối liệu. II. Các thông số kĩ thuật của phối liệu than luyện cốc - Để sản xuất cốc luyện kim đạt yêu cầu chất lượng cần có phối liệu than đảm bảo các thông số kỹ thuật sau đây: 1) Độ ẩm: WP = 7- 10%, tốt nhất = 8% 2) Hàm lượng lưu huỳnh: S = 0,941,2%, càng thấp càng tốt. 3) Độ tro: AC ≤ 10% (càng nhỏ càng tốt). 4) Hàm lượng chất bốc (VC): VC =22,3%, tốt nhất =25%. 5) Cỡ hạt than từ 0 - 3mm cho phép : 87% ±1 6) Độ co: X= 35 - 40 mm 7) Độ cốc hoá( độ chảy dẻo): Y= 10 – 20 mm III. Sự biến chất của than khi bị oxi hoá - Quá trình ụxy hoỏ than là quá trình tự ụxy hoỏ xảy ra dưới tác dụng của ụxy cú trong không khí và một số điều kiện tự nhiên khác như: Mưa phùn, sấm sét, kích thước hạt v.v. - Kết quả của quá trình tự ụxy hoỏ làm thay đổi tính chất hoá học và vật lý của than như: + Than khi tự ụxy hoỏ thỡ tính chất vật lý thay đổi, thành phần hoá học của than cũng bị thay đổi. Hàm lượng C giảm, H2 và O2 tăng. + Chất bốc tăng đối với than có độ biến tính cao và giảm đối với than có độ biến tính thấp. + Nhiệt trị và khả năng kết dính giảm, ẩm nội tăng. + Nhiệt độ tự bốc cháy (nhiệt độ bùng cháy) giảm rõ rệt. Nhiệt độ bùng cháy của một số loại than: Than nâu: 150 – 160OC Than lửa dài và than khí: 170 - 190OC Than gầy: 190 - 210OC Antraxit: > 220OC + Hiệu suất nhựa của quá trình bán cốc sẽ giảm, độ tro của than tăng. Độ bền cơ giảm nếu sự ô xy hoỏ sõu. Tóm lại: Khi than tự ô xy hoá mọi tính chất của than đều thay đổi, đặc biệt giảm khả năng kết cốc. Vì vậy cần phải bảo quản để phòng và chống ô xy hoá than là rất quan trọng. * Các phương pháp bảo quản than tránh tự ô xy hoá: + Phương pháp cơ lý: a) Bảo quản kín: Để than ở trong các boong ke đặc biệt hoặc ngâm dưới nước. b) Bảo quản nửa kín: Bảo quản ở kho có mái che, đầm nén, đánh đống. c) Bảo quản hở: Bảo quản than cú dựng chế độ thông gió, bảo quản cú dựng cỏc tác nhân hoá học làm ức chế quá trình ô xy hoá. + Phương pháp hoá học: Nguyên tắc của phương pháp này là dựng cỏc chất hoá học để ngăn ngừa quá trình tự oxy hoá than. Những chất được dùng vào mục đích đó gọi là chất ức chế hoá học – Một số chất ức chế thường dùng là: Na 2CO3, CaCl2, Ca(OH)2, Ca(HCO3)2, NH4OH v.v... Cơ chế của phương pháp dùng chất ức chế hoá học: (Giả sử chất ức chế ta dùng là Ca(HCO3)2 . 2R COOH + Ca(HCO3)2 (R COO)2Ca + CO2 +H2O Trong đó: R COOH là gốc có trong than Thực chất phản ứng trên xẩy ra như sau: Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O CaCO3 + R COOH (R COOH)2Ca + CO2 +H2O Trong phản ứng này, gốc (R COOH) 2Ca không hoạt động, khí CO2 phủ toàn bề mặt đống than ngăn không cho ụxy tiếp xúc với than, do đó quá trình tự ô xy hoá than không xẩy ra. * Nhận xét: -Than đầu vào để luyện cốc là than mỡ (than Phấn Mễ) và than nhập ngoại(than colombia), đã qua tuyển nổi - Hiện nay nhà máy cốc hoỏ Thỏi Nguyờn sản xuất với các chỉ tiêu của than đầu vào như sau: WP= 11 – 13% thậm chí 14 – 15% AC≤ 15% VC= 21 -22% S: với than Phấn Mễ là 1,14 – 1,15% Cỡ hạt ≤ 0,3 mm đạt 80 – 83% (Trên đây là các số liệu thực tế được lấy tại các phân xưởng của nhà máy trong khoảng thời gian từ 24/3/2011 đến 17/4/2011) -Tại Nhà máy Cốc hoá hiện nay việc bảo quản than có hiệu quả nhất là dùng phương pháp đánh đống và đầm nén. Các phương pháp khác đều không sử dụng (do điều kiện hoặc do giá thành) - phân xưởng than thực hiện các thao thác gia công,lấy mẫu,nghiền trộn..... đ úng theo quy trình của nhà máy. -Cỏn bộ,cụng nhõn vên của phân xưởng làm việc nhiệt tỡnh,cú trách nhiệm, đối với sinh viên thực tập luôn tạo không khí thoải mái,gần gũi,chỉ bảo tận tình. -Khuôn viên xung quanh phân xưởng gần gũi,thõn thiện với môi trường (trồng nhiều cây xanh,trồng hoa) tạo quang cảnh thoáng mát, đẹp mắt. Chương III. Quá trình luyện cốc tại lò cốc Thỏi Nguyờn I. Đặc điểm lò cốc Thỏi Nguyờn - Lò cốc Thỏi Nguyờn cú 45 buồng than hoá, 46 buồng đốt và 47 buồng tích nhiệt (cả 2 bờn mỏy và bên cốc gồm 94 buồng tích nhiệt) - Lò cốc Thái Nguyên là loại lò có ống lửa tập trung và không tuần hoàn khí thải. Lò được gia nhiệt bằng khí cốc nghịch, khí cốc nghịch đưa vào buồng đốt theo chu kỳ giao hoán 20 phỳt/lần đổi chiều đốt bờn mỏy và bên cốc. - Lò cốc Thỏi Nguyờn cú buồng tích nhiệt ngang, tường hiểm dọc (tường hiểm là tường ngăn cách giữa đường khớ lờn và đường khí xuống ở buồng tích nhiệt). * Ưu điểm: - Hiệu ứng nhiệt công tương đối cao, tiêu hao nhiệt cho quá trình cốc hoá vừa phải. - Dễ xõy lũ, số gạch dị hình ít (khoảng 180 loại). * Nhược điểm: - Đỉnh buồng tích nhiệt không bền, sự phân bố trở lực trong lò không đều. - Thao tác điều nhiệt gặp nhiều khó khăn (khó đồng đều). II. Dây chuyền công nghệ sản xuất của phân xưởng cốc 1. Sơ đồ dây chuyền 2. Thuyết minh dây chuyền - Phối liệu than trờn thỏp than cú cỏc chỉ tiêu kỹ thuật: A C, VC, W, S, X, Y và cỡ hạt theo yêu cầu, từ trờn thỏp than được tháo xuống các phễu của xe rót và qua cân xác định trọng lượng than theo quy định. - Xe rót than chạy trên đỉnh lò, nạp than vào buồng than hoá, khi rót than xe tống đưa cần dàn than vào để dàn cho mặt than trong buồng than hoá được bằng phẳng. Sau đó, đậy miệng rót than và đóng kín cửa dàn than lại. Hai bên tường của một buồng than hoỏ cú 2 buồng đốt cung cấp nhiệt. Trong buồng đốt, khí cốc nghịch và không khí đã được sấy nóng tham gia phản ứng cháy, toả nhiệt cung cấp cho quá trình luyện than thành cốc. Cứ 20 phỳt mỏy giao hoán lại đổi chiều đốt từ máy sang phía cốc và ngược lại. - Trong buồng than hoỏ, khớ cốc tạo thành trong quá trình luyện cốc tập trung lên khoảng không ở trên đỉnh buồng than hoá và theo ống thượng thăng qua ống cầu vào ống tập khí. Tại đây hỗn hợp khí sẽ được hạ nhiệt từ 800OC xuống 80÷100OC bởi quá trình phun tưới nước NH 3. Bộ phận quạt gió sẽ hút khí than ở ống tập khí qua phân ly và làm lạnh sơ, đẩy vào khử mù. Qua quá trình trên sẽ thu hồi được dầu cốc và khí cốc nghịch, dầu cốc được đưa sang khu chế biến để sản xuất các sản phẩm hóa học. Khí cốc nghịch được quay lại gia nhiệt lò cốc và cung cấp cho các hộ tiêu thụ khác. Khi nhiệt độ trung tâm bánh cốc đạt 950÷1050OC, cốc đó chớn, xe tống mở cửa lũ phớa mỏy và xe chặn mở cửa lũ phớa cốc, xe dập đứng đúng vị trí. Sau đó, xe tống đưa cần tống vào đẩy cốc ra khỏi buồng lò. Cốc nóng đỏ qua máng xe chặn rơi xuống va gông xe dập, xe dập đưa cốc nóng đỏ đến tháp dập để tưới nước làm nguội cốc, rồi mang cốc về đổ rải xuống bến cốc để nguội ráo nước. Từ bến cốc, cốc được đưa xuống băng tải, về kho cốc luyện kim, để chuyển đi luyện gang. * Nước dập cốc - Phần nước thải Phenol của Phân xưởng hoá được tập trung đưa về bộ phận sử lý Phenol bằng vi sinh vật. Sau khi nước đã xử lý Phenol đạt yêu cầu được đưa về bể tháp dập để bơm lên dập cốc nóng đỏ. Phần hơi dập cốc được bộ phận xử lý khí thải hút về xử lý khí độc. Sau đó phần nước ngưng tụ được đưa trở lại bể dập cốc. * Nhận xét III. Quá trình biến đổi theo nhiệt độ của phối liệu than trong lò cốc để chuyển thành cốc: - Than phối liệu được nạp vào buồng lò cách ly với không khí bên ngoài, dưới tác dụng của nhiệt độ phối liệu than biến đổi như sau: 1. Giai đoạn trạng thái ẩm, tO ≤ 100 OC: Đây là giai đoạn thoát ẩm trong than phối liệu. - Từ 100÷200 OC: Tách ra những khí hấp phụ trên than như: CO2, CH4, không khí v.v. Chúng không phải là sản phẩm của sự phân huỷ than. - Từ 200÷300 OC: Bắt đầu sự phân huỷ nhiệt - Tách ra nước nhiệt phân, CO2, cũng xuất hiện sự ngưng tụ các phần tử than với nhau. - Từ 300÷400OC: Sự phân huỷ nhiệt tăng, ngoài hơi nước, CO 2 còn tách ra Sunfua Hydro, một ít lưu huỳnh hữu cơ, khả năng kết dính của than giảm dần. Khi nhiệt độ gần đến 400OC quá trình phân huỷ mạnh hơn, tách ra một lượng lớn CH4 và đồng đẳng của nó, olefin và dầu cũng được tách ra. 2. Giai đoạn của trạng thái khô: tO= 100÷400 OC: Đây là quá trình bắt đầu phân huỷ than, tạo ra chất bốc ở dạng khí. 3. Giai đoạn tạo trạng thái dẻo, TO= 400÷500 OC: - Khối than bị chẩy mềm và trở nên dẻo. Sự phân huỷ càng mạnh tách ra nhiều hơi nhựa và các buahyđrụ. Thể khí, khí thấm qua khối dẻo thoát ra đã tạo độ xốp cho cốc; Khối dẻo bị phân huỷ rất nhiều và bị đóng rắn khi nhiệt độ xấp xỉ 500OC. 4. Giai đoạn tạo bán cốc, TO= 500÷650 OC: - Khối dẻo đóng rắn lại tạo bán cốc và tạo ra các sản phẩm dạng lỏng (dầu) và khí (CnHm, CH4, H2…). 5. Giai đoạn tạo cốc: TO= 650÷900 OC: - Bán cốc phân huỷ tạo ra cốc, khí thoát ra nhanh và mạnh chủ yếu H 2, phần chất bốc còn lại trong cặn rắn dần thoát ra hết, bánh cốc bắt đầu co ngang và bị vỡ ra do có những vết nứt ngang dọc. Nó dần dần chuyển thành cốc. 6. Giai đoạn tạo cốc luyện kim: TO= 900÷1050OC: - Giai đoạn này từ cặn rắn lại tiếp tục tách ra một lượng khí, cặn rắn còn lại chắc hơn, bền hơn gọi là cốc luyện kim. * Tóm lại: Quá trình nhiệt phân than là quá trình phân huỷ những phần tử ban đầu để tạo ra 3 loại phân tử mới: Những phần tử nhỏ là các phân tử khí; những phân tử trung bình là các phân tử nhựa; Những phân tử lớn là các phân tử cốc. Phân tử cốc về kích thước lớn hơn rất nhiều so với phân tử của nhiên liệu ban đầu. IV. Các chỉ tiêu kĩ thuật đánh giá chất lượng cốc luyện kim Dưới đây là các thông số kĩ thuật đánh giá chất lượng cốc luyện kim của nhà máy cốc hoỏ Thỏi Nguyờn trong những năm gần đây. - Độ ẩm WP = 4% - Độ tro AC ≤ 15% (càng nhỏ càng tốt). - Lưu huỳnh S ≤ 1% (càng nhỏ càng tốt). - Chất bốc VC ≤ 1,2%. - Hàm lượng các bon C > 80% - Cường độ trống quay 300÷340 kg. V. Chế độ nhiệt và chế độ áp suất của lò cốc Thỏi Nguyờn 1) Chế độ nhiệt: * Nguyên tắc điều nhiệt: - Điều nhiệt phải đảm bảo nhiệt độ lò theo yêu cầu và đạt sản lượng cao, chất lượng cốc tốt, bánh cốc chín đồng đều. - Sản phẩm hoá học quớ thu được nhiều nhất. - Đảm bảo tuổi thọ của lò cốc được lâu dài - Tiêu hao nhiệt nhỏ nhất. * Chế độ nhiệt: + Duy trì nhiệt độ đảm bảo ổn định theo nhiệt độ tiêu chuẩn quy định. + Nhiệt độ điểm cao nhất cho phép > 1360 OC. Đối với lò cốc khác: nhiệt độ cao nhất cho phép phụ thuộc vào điều kiện của lũ cú quy định phù hợp riêng. + Nhiệt độ trung tâm bánh cốc trước khi tống cốc 950÷1050OC. Nhiệt độ chênh lệch dưới và trờn bỏnh cốc ≤ 120OC đảm bảo bánh cốc chín đều. + Nhiệt độ không gian đỉnh lò là 750 ÷850OC, đảm bảo hiệu suất sản phẩm hoá học cao nhất, đảm bảo cốc ở phần trên chín được. + Nhiệt độ tập khí: 80÷100OC. Nếu >100OC, thể tích khí ra khỏi ống tập khí lớn, nhiệt độ cao gây ảnh hưởng thiết bị làm lạnh sơ, nhiệt độ khí than vào quạt gió cao gây ảnh hưởng đến vân hành quạt gió. Nếu < 80OC sẽ làm cho sự lưu động dầu cốc khó khăn trong ống tập khớ, gõy tắc và kẹt ống cầu, giảm sự bốc hơi nước, giảm hiệu suất làm lạnh khí cốc (to điểm sương 78÷80OC). + Nhiệt độ tiêu chuẩn: Với mỗi thời gian kết cốc, căn cứ vào nhiệt độ trung tâm bánh cốc (950÷1050OC) để đặt ra nhiệt độ tiêu chuẩn. Mặt khác phải đảm bảo sao cho nhiệt độ quy định (ở buồng đốt) điểm cao nhất phải khống chế dưới nhiệt độ cao nhất cho phép của thể lò và điểm thấp nhất phải lớn hơn 1100OC. Nhiệt độ tiêu chuẩn phớa mỏy nhỏ hơn ở phía cốc từ 30÷50OC (tuỳ theo điều kiện thực tế của lò). 2) Chế độ áp lực: + Sức hút đỉnh buồng tích nhiệt dũng khí đi lên (không khí) đảm bảo sao cho đủ lượng không khí cháy với hệ số dư nhỏ nhất và sao cho áp suất mắt lửa dũng khớ lờn của buồng đốt từ 0÷1mm H2O, sức hút đỉnh buồng tích nhiệt ở dũng khớ xuống (sản phẩm cháy) sao cho áp suất mắt lửa dũng khớ xuống ở buồng đốt từ 0÷ (-0,5 mm H2O). Quy định sức hút đỉnh buồng tích nhiệt, dũng khớ lờn là (-3,8)mm H 2O sai số ± 0,1mm H2O đối với cả phớa mỏy và phía cốc. + Việc điều chỉnh sức hút đỉnh buồng tích nhiệt dũng khớ xuống nhất thiết phải đảm bảo cho dũng khớ lờn phù hợp quy định (± 0,3). + Áp suất tập khí điều chỉnh sao cho áp suất đáy buồng than hoá cuối thời gian kết cốc (+0,5) mm H2O. * Nhận xét - Sản phẩm cốc tạo thành đạt tiêu chuẩn ISO:9001-2008 - Nhà máy có các thiết bị công nghiệp như: xe rót, xe đẩy...làm tăng hiệu quả công việc,tiết kiệm sức lao động của con ngưới, giảm thiểu những rủi ro trong lao động - Lò cốc hoạt động thường xuyên luôn đảm bảo sản lượng cốc theo yêu cầu -Trong quá trình luyện cốc khí cốc sinh ra được thu hồi và xử lý để xử dụng nhằm tiết kiệm, tăng hiệu quả kinh tế,và giảm nguy cơ gõy ô nhiễm môi trường. - Cán bộ công nhõn viên của phõn xưởng làm việc đúng quy trình,làm việc nhiệt tình,có trách nhiệm, luôn đảm bảo an toàn trong lao động. Chương IV. Thu hồi dầu cốc từ quá trình cốc hoá I. Lưu trình công nghệ