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
Kho NVL công cụ, dụng cụ
Nhà cung cấp
Kho hoàn
thành phẩm
Phòng kỹ thuật
PX cơ điện
Các
PX sản
xuất
chính
( các tổ
sản xuất)
Bộ phận
kiểm tra
chất lượng
sản phẩm
Bộ phận kế hoạch - tổ
chức sản xuất
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:
Cơ cấu tổ chức và nhân sự của nhà máy:
Phòng
kỹ
thuật
công
nghệ
Phân
xưởng
hoá

Phân
xưởng
cốc
Phân
xưởng
than

Phân
xưởng
cán
thép


Phân
xưởng
IV

Phân
xưởng
cơ
điện


Phó Giám đốc
kĩ thuật
Phòng
tổ
chức
lao
động


Phòng
KCS
Phòng
kế
hoạch
tiêu
thụ

Giám đốc,
Bí Thư Đảng ủy
Phó Giám đốc
Thiết bị
Phòng
vật tư
Phòng

kế toán
tài
chính t.
kê

Phòng
hành
chính
quản
trị
Đội
bảo
vệ
Phòng
kỹ
thuật
cơ
điện
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:
A
C
≤12%, V
C
= 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 ): 280-
300m
3
.
- Ngoài ra còn ben zen, NH
3
, 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, NH
3
, một số hợp chất dùng làm
nguyên liệu sản xuất thuốc y dược, sản xuất phân bón sulphỏtanmụn
(NH
3
)
2
SO
4

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 + O
2
= CO
2
+ Q

1.
CO
2
+ C= 2CO - Q
2.
Sau đó, CO khử Fe
2
O
3
Fe
3
O
4
FeO Fe.
3Fe
2
O
3
+ CO = 2Fe
3
O
4
+ CO
2
- Q
3.
Fe
3
O
4

+ CO = 3FeO + CO
2
- Q
4
FeO + CO = Fe + CO
2
– Q
5
Các Oxit Mangan (MnO), Oxit silớc (Si
2
O
3
) 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 (ỏ vụi) kh to thnh x ni trờn mt nc gang v c thỏo ra
ngoi.
luyn 1 tn gang cn 0,74 - 0,8 tn cc. Thc t lũ cao gang thộp
Thỏi Nguyờn tiờu hao cc nhiu hn. Nh vy, trong giỏ thnh ca mt tn
gang thỡ cc chim khong 40% hoc hn na. Nhng ch tiờu kinh t k
thut ca lũ cao ph thuc ỏng k vo tớnh cht c, lý ca cc. Nh vy,
cc cú vai trũ rt quan trng sn xut gang lũ cao t nng sut cao v
cht lng tt.
Chng II. Cụng ngh chun b nguyờn liu
luyn cc
I. Lu trỡnh cụng ngh
1. S lu trỡnh cụng ngh
Than ở bãi chứa
Băng tải 1

Băng tải
2
Băng tải
3
Nam châm điện
Nghiền kỹ
BT
4
Đờng sắt
Hầm than
Băng tải
3
Kho than
1 và 1' là 2
Mâm trộn
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 70m
3
). Trên miệng hầm có sàn lưới thép 150x150mm.
BT
5
BT
6
Th¸p than

Lß Kèc
- 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 150m
3
. 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: W
P
= 7- 10%, tốt nhất = 8%
2) Hàm lượng lưu huỳnh: S = 0,941,2%, càng thấp càng tốt.
3) Độ tro: A
C
≤ 10% (càng nhỏ càng tốt).
4) Hàm lượng chất bốc (V
C
): V
C
=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, H
2
và O
2
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 – 160
O
C
Than lửa dài và than khí: 170 - 190
O
C
Than gầy: 190 - 210
O
C
Antraxit: > 220
O

C
+ 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 lạ i : 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
2
CO
3
, CaCl
2
,
Ca(OH)
2
, Ca(HCO
3
)
2

, NH
4
OH v.v
Cơ chế của phương pháp dùng chất ức chế hoá học: (Giả sử chất ức
chế ta dùng là Ca(HCO
3
)
2
.
2R COOH + Ca(HCO
3
)
2
(R COO)
2
Ca + CO
2
+H
2
O
Trong đó: R COOH là gốc có trong than
Thực chất phản ứng trên xẩy ra như sau:
Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+ CO
2

+ H
2
O
CaCO
3
+ R COOH (R COOH)
2
Ca + CO
2
+H
2
O
Trong phản ứng này, gốc (R COOH)
2
Ca không hoạt động, khí CO
2
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:
W
P
= 11 – 13% thậm chí 14 – 15%
A
C
≤ 15%
V

C
= 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
, V
C
, 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
800
O

C xuống 80÷100
O
C 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÷1050
O
C, 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, t
O
≤ 100
O
C: Đây là giai đoạn thoát ẩm trong
than phối liệu.
- Từ 100÷200
O
C: Tách ra những khí hấp phụ trên than như: CO
2
, CH
4
,
không khí v.v. Chúng không phải là sản phẩm của sự phân huỷ than.
- Từ 200÷300
O
C: Bắt đầu sự phân huỷ nhiệt - Tách ra nước nhiệt phân,
CO
2
, cũng xuất hiện sự ngưng tụ các phần tử than với nhau.
- Từ 300÷400
O
C: 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 400
O
C quá trình phân huỷ mạnh hơn, tách ra một

lượng lớn CH
4
và đồng đẳng của nó, olefin và dầu cũng được tách ra.
2. Giai đoạn của trạng thái khô: t
O
= 100÷400
O
C:
Đây là quá trình bắt đầu phân huỷ than, tạo ra chất bốc ở dạng khí.
3. Giai đoạn tạo trạng thái dẻo, T
O
= 400÷500
O
C:
- 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 500
O
C.
4. Giai đoạn tạo bán cốc, T
O
= 500÷650
O
C:
- Khối dẻo đóng rắn lại tạo bán cốc và tạo ra các sản phẩm dạng lỏng
(dầu) và khí (C
n
H
m

, CH
4
, H
2
…).
5. Giai đoạn tạo cốc: T
O
= 650÷900
O
C:
- 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: T
O
= 900÷1050
O
C:
- 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 W
P
= 4%
- Độ tro A
C
≤ 15% (càng nhỏ càng tốt).
- Lưu huỳnh S ≤ 1% (càng nhỏ càng tốt).
- Chất bốc V
C
≤ 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
O
C. 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÷1050

O
C. Nhiệt
độ chênh lệch dưới và trờn bỏnh cốc ≤ 120
O
C đảm bảo bánh cốc chín đều.
+ Nhiệt độ không gian đỉnh lò là 750 ÷850
O
C, đảm bảo hiệu suất sản
phẩm hoá học cao nhất, đảm bảo cốc ở phần trên chín được.
+ Nhiệt độ tập khí: 80÷100
O
C.
Nếu >100
O
C, 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 < 80
O
C 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 (t
o
điểm sương 78
÷
80
O
C).
+ Nhiệt độ tiêu chuẩn:
Với mỗi thời gian kết cốc, căn cứ vào nhiệt độ trung tâm bánh cốc

(950÷1050
O
C) 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
1100
O
C.
Nhiệt độ tiêu chuẩn phớa mỏy nhỏ hơn ở phía cốc từ 30÷50
O
C (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 H
2
O, 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 H
2
O).
Quy định sức hút đỉnh buồng tích nhiệt, dũng khớ lờn là (-3,8)mm H
2
O
sai số ± 0,1mm H
2
O 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 H
2
O.
* 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
1. Sơ đồ công nghệ thu hồi dầu cốc từ quá trình cốc hoá

Ghi chú:
1: thiết bị phân li 9: bể ngầm dầu cốc
2: thiết bị làm lạnh sơ 10: bơm dầu cốc
3: thuỷ phong 11: thùng chứa dầu cốc
4: quạt gió 12: thuỷ phong quạt gió
5: thiết bị khử mù 13: bơm NH
3

6: bể lắng cơ giới 14: bơm dầu cốc
7: thùng chứa NH
3

tuần hoàn 15: bể dầu cốc nguyên liệu
8: bể ngầm dầu cốc ngưng tụ
2. Thuyết minh
- Khí cốc sau khi ra khỏi buồng than hoá theo ống thượng thăng,qua
ống cầu vào ống tập khí. Tại đây khí cốc được làm lạnh bằng cách phun tưới
trực tiếp nước NH
3
và được hạ nhiệt từ khoảng 750- 850
O
C xuống còn 80-
90
O
C. Do được làm lạnh nờn cỏc chất dễ ngưng tụ trong khí than được tách
ra như: Dầu cốc, nước kết hợp v.v.
Dầu cốc, vón than (bụi than trong khi rót than vào lò) và các dịch thể
ngưng tụ cùng khí than qua ống tập khí về phân ly khí - lỏng số 1.
* Tại thiết bị làm lạnh sơ:
- Khí cốc đi lên phía trên của thiết bị phân ly, vào thiết bị làm lạnh sơ
(số 2). Thiết bị làm lạnh sơ là thiết bị làm lạnh gián tiếp được thiết kế theo
kiểu ống chùm. Tại thiết bị làm lạnh sơ khí cốc có nhiệt độ từ 80÷90
O
C được
đi bên ngoài ống. Nước công nghiệp có nhiệt độ từ 20÷30
O
C đi trong ống
khí cốc và nước công nghiệp đi ngược chiều và trao đổi nhiệt gián tiếp qua
thành ống chựm. Khớ cốc ra khỏi thiết bị làm lạnh sơ được hạ nhiệt độ
xuống từ 25÷40
O
C (tuỳ theo mùa). Tại tháp làm lạnh sơ hơi dầu cốc, nước

NH
3
được tiếp tục ngưng tụ tách ra khỏi khí cốc và chảy về thuỷ phong làm
lạnh (số 3), Rồi tiếp tục chảy về bể ngầm ngưng tụ dầu cốc (số 8), các dịch
lỏng ở đây được bơm (số 15) định kỳ bơm lên bể lắng cơ giới (số 6).
- Khí cốc ra khỏi thiết bị làm lạnh sơ tiếp tục vào quạt gió (số 4), tại
quạt hỳt khớ cốc, khí cốc nhờ lực ly tâm của bánh động nên dầu cốc được
văng, tách ra khỏi khí cốc chảy về thuỷ phong (số 12) và liên tục chảy về bể
ngầm ngưng tụ (số 8),
- Khí cốc tiếp tục được quạt (số 4) đẩy vào thiết bị khử mù dầu cốc
kiểu Xyclụn (số 5). Nhờ tốc độ của dũng khớ, khí than va đập vào thành của
thiết bị, một lần nữa mù dầu cốc còn lại tiếp tục được tách khỏi khí cốc
chảy về bể chứa dầu cốc số (9). Khí cốc sạch được đưa đến nơi tiêu thụ.
* Phần lỏng ở thiết bị phân ly, chảy về bể lắng cơ giới (số 6) để lắng
tách, các chất trong bể lắng cơ giới được phân tầng theo tỷ trọng như sau:
~ Vón than có tỷ trọng nặng nhất được lắng tách nằm ở phía dưới
đáybể lắng, được hệ thống băng cào chuyển động với tốc độ chậm (1,78
m/h) liên tục kộo vún than ra khỏi thiết bị bể lắng.
~ Dầu cốc có tỷ trọng nhẹ hơn vón than sẽ nằm ở lớp giữa bể, được định kỳ
tháo về bể ngầm (số 9).
~ Lớp trên cùng của bể là nước NH
3
có tỷ trọng nhẹ nhất liên tục chảy về
thùng chứa nước NH
3
số (7), nước NH
3
ở thùng (7) được bơm 13 liên tục
bơm sang ống tập khí để làm lạnh khí cốc bằng cách phun tưới trực tiếp.
- Dầu cốc ở bể ngầm (9) được bơm 14 bơm lên chứa ở 2 thùng số

(11), tại đây dầu cốc được gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp nâng nhiệt độ
lên 80÷90
O
C, Quá trình phân tầng ở đây tiếp tục xẩy ra, nước nổi lên trên
mặt thùng được tháo về bể ngầm ngưng tụ số (8), còn dầu cốc được bơm
(10) bơm sang kho chứa dầu cốc tại khu chưng cất dầu cốc.
II. Thành phần hoá học, tính chất của dầu cốc và ứng dụng các sản
phẩm chủ yếu của dầu cốc
Dầu cốc là một sản phẩm của quá trình cốc hoá, thành phần của dầu
cốc rất phức tạp gồm hơn 300 chất khác nhau. Sự phức tạp không những ở
số lượng các chất nhiều mà còn ở chỗ gồm nhiều loại cỏcbua hyđro khác
nhau: Hợp chất thơm trung tính, các hợp chất dị vòng (chứa lưu huỳnh, ô xy,
Ni tơ).
Trong thực tế sản xuất công nghiệp, người ta tách dầu cốc thành những
phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi hẹp, rồi từ đó tách một số sản phẩm có
hàm lượng cao như: Naphtalen, Antraxen vv…
Sản lượng và thành phần dầu cốc phụ thuộc vào điều kiện luyện cốc và
tính chất của các loại than dùng luyện cốc.
Loại
than
Nhiệt độ
cốc hoá
(
O
C)
Tỷ lệ thu
hồi dầu
cốc so
với than
khô (%)

Tỷ trọng
dầu cốc
Chiếm trong dầu cốc
Các bon
tự do
(%)
Naphtale
n thô
(%)
Phênol
(%)
Lửa dài
700 13,70 1,084 1,86 0 30,8
Than khí
700 10,30 1,089 2,32 0,02 22,4
Than mỡ
700 6,7 1,097 3,45 0,05 12,4
Lửa dài
850 8,9 1,123 3,25 0,51 15,8
Than khí
850 7,1 1,112 4,48 1,04 11,8
Than mỡ
850 4,9 1,117 5,74 2,12 7,15
Lửa dài
1000 7,3 1,165 5,12 2,1 11,0
Than khí
1000 5,56 1,168 6,05 2,87 10,04
Than mỡ
1000 3,70 1,176 8,20 5,75 5,40
1. Thành phần hoá học chủ yếu của dầu cốc

-Thành phần nguyên tố của dầu cốc gồm: C chiếm 88- 89%
theo trọng lượng, O chiếm 1,7%, S chiếm 0,5%, ngoài ra còn các
nguyên tố khác như H, N…
2. Tính chất của dầu cốc
- Dầu cốc là một dung dịch đặc sánh có màu đen, mùi hắc.
+ Tỷ trọng 1,16 ÷1,19
+ Độ nhớt ở 50
O
C: 9 ÷15
E
+ Nhiệt trị 8000 ÷8500 Kcal/kg
+ Tỷ trọng dầu cốc thay đổi theo chất lượng than nạp lò, chế độ thao
tác và chế độ nhiệt ở lò cốc.
3. Ứng dụng
Từ dầu cốc người ta có thể sản xuất ra rất nhiều sản phẩm. Song ở
nước ta do công nghệ hoá học chưa phát triển, do vậy chỉ có một số sản
phẩm được sản xuất như:
a. Bi tum
- Đúng bánh than chạy tàu hoả
- Làm điện cực
- Làm vật liệu chống thấm
- Rải đường
- Làm nguyên liệu cho nhà máy pin, phe rô
- Đầm lò LĐ của Nhà máy Gia Sàng
- Đúng viên than luyện cốc hình
b. Phờnol
- Dùng sản xuất nhựa Phờnol formadehit
- Dùng làm keo dán
- Dùng trong dược phẩm
- Dùng làm thuốc sát trùng (pha nồng độ 3% gọi là Crezon)

c. Dầu phòng mục
- Dựng ngâm tẩm gỗ tà vẹt, gỗ dùng cho công trình ngầm.
- Chống mối mọt
- Dùng làm nhiên liệu đốt ở cỏc lũ công nghiệp thay thế dầu FO
d. Naphtalen
- Dùng chống gián, chống mối.
- Dùng làm nguyên liệu sản xuất chất dẻo