【正文】 /h裝入煤帶水量： = t/h（1） 進(jìn)入集氣管的物料（kg/h）干煤氣 164335=水蒸氣 164000+18300=21808焦油氣 164000 =6396粗苯氣 164000 =1804硫化氫 164000=410氨 164000=492合計(jì) 干煤氣密度：ρ=（2+16+28+28+44+28+32）= ㎏/m3按體積計(jì)的物料為 米3/時(shí)干煤氣 164335=54940水蒸氣 21808=焦油氣 6396=粗苯氣 1804=硫化氫 410氨 492合計(jì) 其中： 170—焦油平均分子量 85—粗苯平均分子量 34—硫化氫分子量（2） 離開集氣管煤氣的組成在集氣管中有60%焦油氣冷凝，即為： 6296= kg/h 或 842= m3/h設(shè)在集氣管中有M kg/h的水蒸發(fā)， m3/h?！婕? ℃式中： W — 粗苯的平均分子量，取 W = 83∴ q4 = 1804660 = KJ/h（5） 硫化氫帶入的熱量 q5 = 410660 = 311190 KJ/h 式中： — 0660℃ 范圍內(nèi)硫化氫的平均比熱，KJ/㎏℃或： = KJ/㎏℃（6） 硫化氫帶走的熱量 q6 = 410 = 34227式中： — 硫化氫的比熱，KJ/㎏℃可按下式求出： α1 + α2 = + ； t1 — 集氣管壁溫度，取100℃則α1 + α2 = （+100）= KJ/㎡表2 集氣管的物料平衡 輸入 輸出物料名稱 千克/時(shí) 標(biāo)米3/時(shí) 千克/時(shí) 標(biāo)米3/時(shí)干煤氣 54940 54940水蒸氣 21808 焦油氣 6396 粗苯氣 1804 1804 硫化氫 410 410 氨 492 492 小計(jì) 循環(huán)氨水 984000 —— ——焦油 —— —— —— 總計(jì) —— —— 表3 集氣管的熱平衡（KJ/h）物料名稱 輸入熱量 輸出熱量 干煤氣 水蒸氣 焦油氣 粗苯氣 硫化氫 311190 34227 氨 小計(jì) 循環(huán)氨水 316710240 焦油 —— 集氣管熱損失 —— 1663619合計(jì) 橫管初冷器熱量和物料衡算根據(jù)計(jì)算，吸煤氣主管的熱損失為5100486 kJ/h，由于損失而冷凝的水蒸氣量為2244 kg/h，或2792m3/h，則入初冷器的水蒸氣量為： = kg/h 或 = m3/h入初冷器的煤氣帶入的熱量為：= kJ/h本塔采用三段冷卻流程，℃冷卻到65℃；第二段從65℃冷卻到45℃；第三段從45℃冷卻到33℃。第一段初冷器煤氣出口所含水蒸氣量按下式計(jì)算： Vv = Vcg式中：Vcg—初冷器出口干的煤氣體積，標(biāo)米3/時(shí) p — 水蒸氣在65℃時(shí)的分壓，p = 2547 毫米水柱 P—一段初冷器出口煤氣壓力，P = 9983 毫米水柱而Vcg = [（+189）] = 標(biāo)米3/時(shí)∴Vv = 標(biāo)米3/時(shí) 或 18 = kg/h （2） 二段初冷器出口煤氣中水蒸氣量的計(jì)算在二段中設(shè)有30%焦油蒸氣冷凝下來，30%的氨、硫化氫和二氧化碳溶于剩余氨水中。K）干煤氣 65 水蒸氣 65 粗苯氣 65 氨 65 硫化氫 65 焦油氣 65 ① 干煤氣帶走的熱量：q1 = 3. 3 65 = kJ/h② 水蒸氣帶走的熱量： q2 = ( + 65) = kJ/h③ 粗苯氣帶走的熱量： q3 = 1804 65 = kJ/h④氨帶走的熱量： q4 = 65 = kJ/h⑤硫化氫帶走的熱量： q5 = 65 = kJ/h⑥焦油氣帶走的熱量： q6 = 65 = kJ/h則煤氣帶出的總熱量為：Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = + + + + + = kJ/h 2 水和焦油帶走的熱量Q4 在第一段初冷器中，水和焦油的平均溫度為： tcp = = ℃而焦油比熱為：Cc =( + 103 ) = kJ/kgK kJ/kgK所以： Q14 = [( + 193) + ] = 8308445 kJ/h3 冷卻水帶走的熱量：冷卻水升溫后，Q15 = 25W 3 式中：25 — 三段循環(huán)水的出口溫度，℃這樣就可以得到第三段初冷器總的輸出熱量為： Q出3 = Q13 + Q14 + Q15= 8308445 + + = + ∵ Q入3 = Q出3得第三段所用循環(huán)水量為： W3 = kg/h 即 W3 = m3/h通過上面的計(jì)算，我們了解了初冷器各段的熱平衡情況并通過熱平衡計(jì)算出了各段所需的冷卻水量，由此可得出整個(gè)初冷器的熱平衡如下表：表6初冷器熱平衡荒煤氣總的輸入熱量 kJ/h輸出熱量 kJ/h煤氣帶走的熱量 冷凝液帶走的熱量 8308445一段采暖水帶走的熱量 二段采暖水帶走的熱量 三段采暖水帶走的熱量 小計(jì) 主要設(shè)備計(jì)算 初冷器的工藝計(jì)算1 計(jì)算第一段總傳熱系數(shù)（1） 從煤氣至金屬壁的給熱系數(shù)α1按下式計(jì)算： lgα1 = + 式中： x — 水蒸氣體積占濕煤氣總體積的平均百分?jǐn)?shù)而， x = （） = ∴ lgα1 = + = α1 = ㎡℃(2) 計(jì)算從金屬壁至水的給熱系數(shù)α2 按下式計(jì)算 α2 = 為求得給熱系數(shù)α1 必須先確定水流速，設(shè)采用冷卻面積為4600㎡的橫管初冷器，㎡，則水在第一段初冷器內(nèi)的平均流速為： U = = m/s式中： — 初冷器所需采暖循環(huán)水量（58℃），m3/h 4 — 初冷器臺(tái)數(shù)當(dāng)采暖循環(huán)水的平均溫度為63℃時(shí)，其物理常數(shù)為 比熱 c = KJ/㎏hhhh℃ 動(dòng)力黏度 μ= 厘泊 密度 ρ= ㎏/m3 Pr = = = 水在管內(nèi)流動(dòng)的雷諾數(shù) Re = 1000 = 1000 = 32471因Re〉10000，故水在管內(nèi)處于湍流狀態(tài)，這時(shí) φ = 1所以有： α2 = = 1 = 121856 KJ/㎡℃/KJ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡℃通過計(jì)算得到了第二段的總傳熱系數(shù)K2 = 456 KJ/㎡℃ = KJ/㎡hhh因此鼓風(fēng)機(jī)必須滿足抽送煤氣量及克服一系列設(shè)備及管道阻力并保持一定邊界壓力的要求。下面列出了其技術(shù)性能： 直徑4500毫米， 高度12610毫米 沉淀極規(guī)格 φ258 4，L = 3500毫米 沉淀極數(shù) 136 沉淀劑有效截面積 米2 輸入電壓 ≥50000伏煉焦煤氣以52℃， 進(jìn)入電捕焦油器，煤氣實(shí)際體積流量為：V = = m3/h設(shè)電捕焦油器的沉淀極管內(nèi)徑為250毫米，電暈極直徑為2毫米，兩極間的電位差按下式計(jì)算： V = E（R2 – R1）伏式中： R1 – 電暈極半徑，厘米 R2 – 電極管半徑，厘米 E – 電壓梯度因此： V = 4000 （ – ）= 49600伏 或 1012電磁單位焦油粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間按下式確定： t = 式中： A = V – 電位差，電磁單位 E – 電荷， 1020電磁單位 μ 煤氣黏度， 1016 d – 最小焦油滴的直徑，等于4 105厘米 L – 煉焦煤氣0℃時(shí)分子平均間距， 105厘米在52℃時(shí)，L = 105 = 105厘米因此： A = = 35 厘米2/秒∴ t = = 秒則需要電極管容積為：Vθ = = m3，每根管子的容積為： = m3所需的電極管數(shù)為： = 210根采用兩臺(tái)136根的電捕焦油器時(shí)，煤氣在電捕焦油器內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間為：tp = = 秒煤氣在電極管內(nèi)的流速為： WP = = m/s電能消耗量按下式計(jì)算： N = + 1 千瓦式中： I – 電流值，I = nLi η 系數(shù) 取η = n – 管子數(shù)目 L – 每根管子長(zhǎng)，米 I – 電流密度， 則， I = 2 136 103 = ∴ N = +1 = 29 千瓦所以，每1000米3/，選用Fg =。計(jì)算正確。設(shè)冷凝液密度為1000千克/米3，中間槽輸送液體的時(shí)間間隔為1小時(shí)，則中間槽的容積為： = ≈53米3。1 焦油中間槽由物料衡算得到焦油的理想產(chǎn)量為6396千克/時(shí)，在計(jì)算焦油中間槽時(shí)，按其理想產(chǎn)量計(jì)算，設(shè)焦油的密度為1100千克/米3。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過的時(shí)段最長(zhǎng)、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計(jì)。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。67