【正文】 F—集氣管表面積對于三座焦?fàn)t均為單集氣管時，每根集氣管長為70mF =3pDL=370=式中：D—集氣管直徑：L—集氣管長度：故：總輸出熱量為：=+++=(+)因為輸出熱量應(yīng)等于輸入熱量，則：+= 得：M==則離開集氣管的煤氣總體積為：+=則集氣管的水蒸汽總體積為：+=集氣管出口的煤氣中水蒸汽分壓為：P=760==≈83℃（露點）與假設(shè)相符。在總壓為760mm汞柱時，進入集氣管的煤氣中水蒸汽分壓為：。焦?fàn)t煤氣中的主要化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率如下表： 主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（按裝入干煤計），%（質(zhì)量）項目名稱質(zhì)量占干煤量，%（質(zhì)量）1234567焦炭焦油氨硫化氫粗苯化合水（熱解水）干煤氣合計100 干煤氣組成（粗苯、硫化氫、氨除外）項目煉焦煤氣組成的名稱體積百分組成1H22CH43CO4N25CO26dabn7O2合計100集氣管物料衡算：每小時裝入濕煤量：=裝料帶入水分量：=進入集氣管的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量如下：（kg/h）按質(zhì)量計算時， kg/h干煤氣：Mr=103%=水蒸汽：MB=103%+103=焦油汽：MCM=103%=粗苯汽：Mσ= 103%=硫化氫：Mc=103%=氨： Mα=103%=合計： 按體積計算時，m3/h干煤氣：Vr===式中：—按煤氣組成求出的干煤氣的密度=(2＋16＋28＋28＋44＋28＋78＋32)247。75%=一年按365個工作日計算，工藝為連續(xù)性生產(chǎn)。羅茨鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小，轉(zhuǎn)速一定時，如壓頭稍微變化其輸氣量仍保持不變。當(dāng)冷凝工段處理量較小時，一般可選用羅茨鼓風(fēng)機。由葉輪甩出的煤氣速度很高，當(dāng)進入環(huán)形空隙速度減小，其部分動能變成靜壓能，并沿導(dǎo)葉輪通道進入第二葉輪，產(chǎn)生與第一葉輪相同的作用，煤氣的靜壓能再次得到提高，經(jīng)環(huán)形空隙及出口連接管被送入壓出管路中。此外，還設(shè)有冷凝液導(dǎo)出口，以便將管內(nèi)冷凝液放入水封槽。有的焦化廠將油洗奈塔及電捕焦油器設(shè)在鼓風(fēng)機前，可防止鼓風(fēng)機堵塞。當(dāng)焦化廠蒸汽量充足時，也可選用蒸汽透平帶動鼓風(fēng)機。本設(shè)計綜合考慮上述三種流程的優(yōu)缺點后，決定采用間接冷卻流程。 空噴初冷塔1—塔體；2—煤氣入口；3—煤氣出口；4—循環(huán)液出口；5—焦油氨水出口；6—蒸汽入口；7—蒸汽清掃口；8—氣流分布柵板；9—集液環(huán)；10—噴嘴；11—放散口；12—放空口；13—入孔 間冷直冷相結(jié)合的煤氣初冷工藝流程1—氣液分離器；2—橫管式間接冷卻器；3—直冷空噴塔；4—液封槽；5—螺旋換熱器；6—機械化氨水澄清槽；7—氨水槽；8—氨水貯槽；9—焦油分離器；10—焦油中間槽；11—焦油貯槽間直冷卻工藝是間接冷卻與直接冷卻相結(jié)合的方式即用間接冷卻器將煤氣溫度從80~90℃冷卻到50~55℃后，再用直接冷卻器進一步冷卻。，空噴塔為鋼板焊制的中空直立塔，在塔的頂段和中段各安設(shè)六個噴嘴來噴灑25~28℃的循環(huán)氨水，所形成的細小液滴在重力作用下于塔內(nèi)降落，與上升煤氣密切環(huán)氨水入口溫度，且有洗除部分焦油、奈氨和硫化氫的效果。所以，大型焦化廠已很少單獨采用煤氣直接初冷流程。在實際生產(chǎn)中，直接初冷塔可洗去進塔煤氣中90%以上的焦油，80%左右的氨，60%以上的奈，以及約50%的硫化氫、氰化氫。澄清槽底部的焦油用泵送入焦油槽進一步處理。煤氣在直接冷卻器中的初步冷卻，是由煤氣和冷卻水直接接觸混合，將熱量傳給冷卻水而完成的。上述煤氣間接初冷流程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)。如上圖所示，冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入機械化氨水澄清槽，與循環(huán)氨水混合澄清分離。從各臺初冷器出來的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度稱為集合溫度，這個溫度因生產(chǎn)工藝的不同而有不同的要求，在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，要求集合溫度低于35℃；在生產(chǎn)氨水系統(tǒng)中，則要求集合溫度低于25℃。分離下來的焦油、氨水和焦油渣一起進入焦油氨水澄清槽，經(jīng)過澄清分成三層：上層為氨；中層為焦油；下層為焦油渣。冷卻沒啟用的主要設(shè)備是煤氣初冷器，一般有水冷卻器和空氣冷卻器兩類。，設(shè)備用率為100%；兩臺運行時，備用率為50%。、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)單軌手動吊車，最大起重量應(yīng)大于與泵配套的電動機的重量。，應(yīng)配備移動式濾油機一臺。在機械化氨水澄清槽中靠比重差靜置分離。在冷卻過程中，煤氣溫度由650~700℃降至80~86℃，同時約60%的焦油汽冷凝下來，在實際生產(chǎn)上，煤氣溫度可冷卻至高于其最后達到的露點溫度1~2℃.露點溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，即煤氣的冷卻極限溫度。因煤氣溫度高于循環(huán)氨水的溫度，所以熱量就會從煤氣傳給氨水，使煤氣冷卻。因為焦化生產(chǎn)是連續(xù)的過程，所以一年按365天計算出每小時的粗煤氣流量。有文獻提出采用熱管回收上升管高溫煤氣熱焓，將熱管的蒸發(fā)段安裝在上升管夾套內(nèi)，熱管的冷凝段以分離熱管的形式安裝在焦?fàn)t上方的某一位置，生產(chǎn)蒸汽或熱水，一定程度上解決了上升管根部易冷凝初焦油而影響上升管使用壽命的問題。③高溫粗煤氣熱量回收技術(shù)高爐粗煤氣在700℃左右 離開炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。同心圓式存在著制作安裝精度要求高、煤氣短路流失、場強電壓不穩(wěn)定等缺點，管式也存在著空間效率利用較差等缺點。循環(huán)氨水系統(tǒng)：氨水循環(huán)槽循環(huán)氨水泵焦?fàn)t煤氣管及橋管荒煤氣管道氣液分離器機械化焦油氨水澄清槽氨水循環(huán)槽。在回收條件不滿足時，則通過放散煙筒高空點火燃燒后排放掉。轉(zhuǎn)爐吹煉進入回收期，達到煤氣回收的各項技術(shù)條件后，即自動進行煤氣回收。②控制好初冷溫度，初冷后煤氣溫度不要超過20℃，防止萘在后續(xù)工段析出結(jié)晶。對其操作管理必須予以高度重視。從而徹底解決了兩臺冷凝液。2）改造冷凝噴灑泵的管道兩臺冷凝液泵就可同時運行，一臺用于冷凝液噴灑，另一臺將冷凝液送至機械化澄清槽。由于初冷器一段沒有必要采用冷凝液混合粗焦油進行連續(xù)噴灑，故改為用熱氨水間歇清掃。由于萘從初冷器二段中大量凝析出來，為了利用含水30%的焦油正常連續(xù)洗萘，原設(shè)計中，要求運行時必須向混合液槽補充的粗焦油，但在實際運行中會帶來以下問題：由于受管道、泵等因素限制，混合液的水分始終很大，而且補充的粗焦油也容易堵塞噴灑孔和管道，運行費用不經(jīng)濟，除萘操作也難以實現(xiàn)連續(xù)運行。因此，初冷器的穩(wěn)定運行是整個車間生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而對兩段高效橫管式初冷器而言在二段實現(xiàn)連續(xù)除萘是生產(chǎn)工藝得以順行的關(guān)鍵。于是，在氣、液兩相間形成了煤氣向氨水快速傳熱而降溫、氨水向煤氣快速傳質(zhì)而增濕過程。煤氣在橋管和集氣管中的冷卻，通常是將75℃左右的循環(huán)氨水（在150~200kPa表壓下）經(jīng)過噴頭強烈噴灑形成細霧狀液滴，與橋管進口650~750℃煤氣在直接接觸條件下進行的。脫硫工藝主有濕式氧化工藝如以氨為堿源的法、TH FRC法及以鈉為堿源的法和濕HPF ADA PDS吸收工藝如氨硫聯(lián)合洗滌的法、索爾菲班法真空碳酸鹽法等。這些過剩的煤氣迫切希望找到經(jīng)濟合理高效的綜合利用途徑。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的焦化廠，絕大部分焦?fàn)t均為復(fù)熱式焦?fàn)t，一般采用高爐煤氣加熱，所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化后供給煉鐵、煉鋼、軋鋼等用戶。隨著溫度的升高，煤開始分解，大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈的斷裂和分解，產(chǎn)生小分子的氣體和液體，煤炭開始軟化和熔融，形成膠質(zhì)體。煤在煉焦時，約75%轉(zhuǎn)化為焦炭，其余是粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過冷卻和用各種吸收劑處理，可以從中提取焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫和粗苯等，并獲得凈煤氣。目前，焦化行業(yè)面臨挑戰(zhàn)和機遇同在，困難與希望并存的形勢；都要以推進技術(shù)進步，提高經(jīng)濟效益為中心，抓好標(biāo)準(zhǔn)化操作和現(xiàn)代化管理，深化焦?fàn)t、化產(chǎn)和環(huán)保的綜合治理，搭理開發(fā)新產(chǎn)品，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能降耗，降低成本，力爭能出口創(chuàng)匯。⑤采用焦?fàn)t加熱自動控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)煉焦生產(chǎn)管理中，一旦加熱制度制定后一般不會輕易改變，但因裝煤不足、煤的水分波動煤氣的壓力波動、天氣變化、個別爐號因某種原因延長或縮短結(jié)焦時間等，均對煤的炭化過程有一定的影響。配黏結(jié)劑工藝適用于低流動度的弱黏結(jié)性煤料，有改善焦炭機械強度和焦炭反應(yīng)性的功效，配抗裂劑工藝適用于高流動度的高揮發(fā)性煤料，可增大焦炭塊度，提高焦炭機械強度，改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu)，改進結(jié)焦工藝。由于裝爐煤水分的降低，%。增加煉出的焦炭比頂裝煤焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭抗碎強度提高耐磨強度改善反應(yīng)后強度，提高在相同焦炭質(zhì)量下可多用的高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤使入爐煤料中高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤的配入量高達70%80%。由以上可見，焦化工業(yè)在在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位。進入21世紀,結(jié)構(gòu)調(diào)整和技步仍是中國焦化工業(yè)發(fā)展的主題。大容積焦?fàn)t、搗固焦?fàn)t、干法熄焦等開發(fā)較早的先進工藝技術(shù)在工業(yè)化實際生產(chǎn)運行中日臻完善；日本的型焦工藝、德國的巨型煉焦反應(yīng)器、美國的無回收焦?fàn)t、前蘇聯(lián)的立式連續(xù)層狀煉焦工藝等近30年來開發(fā)的新工藝新技術(shù)則加快了工業(yè)化進程。到20世紀末，各國焦炭生產(chǎn)增減幅度已明顯變小，與焦炭需求量是基本平衡。目前，中國新型煤化工總體上還處于發(fā)展初期，未來20年是其技術(shù)開發(fā)、工業(yè)化建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要時期。煤化工生態(tài)工業(yè)的含義是:將煤化工與建材、材料、發(fā)電、廢熱利用（包括種植、養(yǎng)殖等）等不同產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)集成聯(lián)產(chǎn)，形成資源和能源的循環(huán)利用系統(tǒng)，使整體系統(tǒng)具有靈活、高效的調(diào)整和運行功能，同時不對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成破壞和污染。煤化工聯(lián)產(chǎn)的特點是:以成熟單元技術(shù)為基礎(chǔ)。在大型工廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建成大型煤化工產(chǎn)業(yè)基地，如神華煤液化、煤化工產(chǎn)業(yè)基地，寧夏寧東能源重化工基地，山東充礦煤化工基地等。中國煤化工的發(fā)展對發(fā)揮豐富的煤炭資源優(yōu)勢，補充國內(nèi)油、氣資源不足和滿足對化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實和長遠的意義。預(yù)計從2000年2020年，化石能源在一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油將從39%降至38% ，煤炭將從26%降至24%，天然氣將從23%提高至27%。石油、天然氣儲量分別可供40年、60年的需求，非常規(guī)的油氣資源有可能進一步擴大。初步冷卻工藝是焦化廠的心臟，初冷工段投產(chǎn)成功與否決定了焦化廠是否能夠順利投產(chǎn)。通過熱量衡算和物料衡算確定了設(shè)備的型號，制定了主要非工藝條件，并繪制了初冷器設(shè)備圖、工藝流程簡圖。著重對粗煤氣初步冷卻工段進行了物料衡算和熱量衡算。為了克服這些設(shè)備和管道阻力及保持足夠的煤氣剩余壓力，還要對煤氣進行加壓。0河南城建學(xué)院本科設(shè)計 文獻綜述1文獻綜述世界化石能源（包括煤炭、石油、天然氣）資源比較豐富，在一次能源消費結(jié)構(gòu)中占90%，是當(dāng)今的主要能源。技術(shù)進步和生產(chǎn)效率的提高推動著生產(chǎn)和運輸成本的降低，但廉價資源儲量枯竭等因素又導(dǎo)致成本和價格提高。隨著中國社會經(jīng)濟持續(xù)、高速發(fā)展，近年來能源、化工產(chǎn)品的需求也出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領(lǐng)域中已占有重要地位。目前和今后較長一段時期，建設(shè)大型煤化工工廠正在成為發(fā)展趨勢，如百萬t級的煤液化工廠，300kt或以上的合成氨、甲醇工廠，炭化室高度5m以上的大型煉焦?fàn)t等。隨著技術(shù)進步、市場發(fā)展和企業(yè)運行機制的變化，煤化工技術(shù)集成與聯(lián)產(chǎn)在項目規(guī)劃、設(shè)計中得到重視，如煤炭焦化與焦?fàn)t煤氣發(fā)電或制取甲醇聯(lián)產(chǎn)，煤氣化合成氨、合成甲醇與熱電聯(lián)產(chǎn)等。建立煤化工生態(tài)工業(yè)是未來發(fā)展趨勢通過采用先進技術(shù)、不同工藝的集成聯(lián)產(chǎn)發(fā)展大型煤化工，形成產(chǎn)業(yè)鏈的有效延伸和綜合利用，提高資源、能源的利用效率，減少污染物排放，規(guī)?；兄卫砦廴?，達到環(huán)境友好，建立煤化工生態(tài)工業(yè)。在引進和吸收工業(yè)發(fā)達國家先進技術(shù)的同時，發(fā)展適合國內(nèi)需求的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)和新裝備制造能力，是實現(xiàn)跨越式技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。從80年代初以來，世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢。世界煉焦工業(yè)近幾十年來取得了長足發(fā)展。除鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的焦化廠和供應(yīng)城市煤氣的焦化廠外,許多獨立焦化廠所產(chǎn)的焦?fàn)t煤未得到合理有效的利用。中國也是世界焦炭出口大國,2000年中國出口焦炭1520萬噸，占世界焦炭出口總量2510萬噸的60%以上。①原料煤的預(yù)處理技術(shù)搗固煉焦技術(shù)裝爐煤料搗固成煤餅后，從焦?fàn)t的機側(cè)裝入炭化室，其密度可以提高到1150kg/m。采用煤調(diào)濕技術(shù)將入爐煤的水分降低至6%7%，使煉焦耗熱量降低，如果按正常入爐煤水分為11%，則采用煤調(diào)濕技術(shù)后水分降低了以干煤為5%/1kg，基準(zhǔn)煉焦耗熱量降低約300kJ350kJ。③配添加劑所謂配添加物就是在裝爐煤中配入適量的黏結(jié)劑和抗裂劑等非煤添加物，以改善其結(jié)焦性的一種焦煤準(zhǔn)備特殊技術(shù)措施。另外，焦炭質(zhì)量提高后，在高爐煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的延伸效益更是巨大的。動態(tài)調(diào)度模型和加熱控制模型可以逐漸使全爐組的加熱情況保持一致。煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭的綜合利用工業(yè)。炭化室的煤在200℃以前，蒸出表面水份，同時析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體。其中與3000萬噸土焦相伴產(chǎn)生的約128億噸煤氣在煉焦過程中全部被燒掉，機焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣則經(jīng)過凈化后，除部分用于焦?fàn)t自身加熱外，剩余煤氣均不同程度地得到了利用。我國將會產(chǎn)生大量剩余焦?fàn)t煤氣的主要有兩類焦化廠：一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠，其生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣既不能供應(yīng)城市煤氣，又沒有合適的工業(yè)用戶；二是目前供應(yīng)城市煤氣的焦化廠，如北京焦化廠、天津煤氣廠、上海焦化廠、青島煤氣廠等，在采用天然氣取代焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城市煤氣后，焦?fàn)t煤氣沒有合適的用戶。脫氨工藝主要有水氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法水氨工藝、