【正文】 鞍山鋼鐵公司煤焦化公司的鼓冷工段分兩期建設(shè)一期建 2號(hào)初冷器，每臺(tái)冷卻面積為4300 ，實(shí)行兩段冷卻，中部無(wú)隔液盤。為此，我們?cè)?~7號(hào)初冷器投產(chǎn)前，進(jìn)行了如下改造：新建l臺(tái) 洗萘液槽，并將原的混合液槽改為混合液中間槽。改造完成后，整個(gè)鼓風(fēng)冷凝工序運(yùn)行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦?fàn)t生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化工藝的順行[7]。兩臺(tái)冷凝液泵就可同時(shí)運(yùn)行，一臺(tái)用于冷凝液噴灑，另一臺(tái)將冷凝液送至機(jī)械化澄清槽。我們將兩臺(tái)冷凝液泵的吸入管分別接至冷凝液中間槽的同時(shí)，加大了吸入管的直徑。鼓風(fēng)機(jī)是焦化廠極其重要的設(shè)備，俗稱之為焦化廠的“心臟”。C。（3）定期清掃煤氣管路 保證管路坡度要大于5‰[2]?；厥諘r(shí)，轉(zhuǎn)爐的活動(dòng)煙罩下降，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)活煙罩，固定煙道進(jìn)行冷卻。變壓吸附裝置技術(shù)特點(diǎn)及適用性與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變壓吸附制氧技術(shù)特點(diǎn)主要是：工藝流程簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置，自動(dòng)化程度高。改進(jìn)后：羅茨風(fēng)機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、維修方便、性能可靠、投資小等優(yōu)點(diǎn) ， 無(wú)需設(shè)置獨(dú)立冷卻油站；缺點(diǎn)是：軸孔密封較差、易泄漏煤氣 ，機(jī)后焦油含量高、機(jī)前需降低焦油含量。煤氣進(jìn)入初冷器被直接或間接冷卻到30176。蜂窩式具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、沒(méi)有電場(chǎng)空穴、脫除效率高等優(yōu)點(diǎn)。C左右 離開(kāi)炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。有文獻(xiàn)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(wèn)題。因?yàn)榻够a(chǎn)是連續(xù)的過(guò)程，所以一年按365天計(jì)算出每小時(shí)的粗煤氣流量。因煤氣溫度高于循環(huán)氨水的溫度，所以熱量就會(huì)從煤氣傳給氨水，使煤氣冷卻。在冷卻過(guò)程中，煤氣溫度由650~700℃降至80~86℃，同時(shí)約60%的焦油汽冷凝下來(lái)，在實(shí)際生產(chǎn)上，煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點(diǎn)溫度1~3℃.露點(diǎn)溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，即煤氣的冷卻極限溫度。在機(jī)械化氨水澄清槽中靠比重差靜置分離。1. 間接式煤氣初冷器有立管式和橫管式兩種。，應(yīng)配備移動(dòng)式濾油機(jī)一臺(tái)。、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)單軌手動(dòng)吊車，最大起重量應(yīng)大于與泵配套的電動(dòng)機(jī)的重量。，設(shè)備用率為100%；兩臺(tái)運(yùn)行時(shí)，備用率為50%。 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)的選型冷卻沒(méi)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。分離下來(lái)的焦油、氨水和焦油渣一起進(jìn)入焦油氨水澄清槽，經(jīng)過(guò)澄清分成三層：上層為氨；中層為焦油；下層為焦油渣。從各臺(tái)初冷器出來(lái)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(gè)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℃. 隨著煤氣的冷卻，煤氣中絕大部分焦油氣、大部分水汽和奈在初冷器中被冷凝下來(lái)，奈溶解于焦油中。分離后所得剩余氨水送去脫酚和蒸氨。當(dāng)生產(chǎn)濃氨水時(shí)，為使初冷后煤氣集合溫度達(dá)到20℃.左右，宜采用兩端初步冷卻。我國(guó)的一些小型焦化廠多采用直接式初冷流程[9]。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液進(jìn)入氨水池，在此與洗氨塔來(lái)的部分氨水混合并進(jìn)入分離，分離出的焦油與氨水澄清槽分離的焦油混合，送往焦油車間加工處理。這對(duì)后面洗氨、洗苯過(guò)程及減少設(shè)備腐蝕，都是有益的。用于煤氣初冷的直接式冷卻塔有木格填料塔、金屬隔板塔和空噴塔、在大型焦化廠得到廣泛應(yīng)用。. 由于噴灑液中混有焦油所以可以將煤氣中奈含量脫除到低于 煤氣出口溫度下的飽和奈的濃度。在間冷階段，由于溫差大、冷凝液量多和奈量相對(duì)較少，傳熱系數(shù)高，可大幅度減少所需的傳熱面積。同時(shí)，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及所用設(shè)備時(shí)，除考慮工藝要求外，還應(yīng)該使整個(gè)系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗[10]。鼓風(fēng)機(jī)一般設(shè)置在初冷器后面。2. 煤氣輸送管道 煤氣管道應(yīng)有一定的傾斜度，以保證冷凝液按預(yù)定方向自流。在全部回收設(shè)備之后的回爐煤氣管道上，設(shè)有煤氣自動(dòng)放散裝置，當(dāng)煤氣壓力超過(guò)允許值時(shí)將煤氣自動(dòng)放散，否則鼓風(fēng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)將發(fā)生困難，不能保持焦?fàn)t集氣管煤氣壓力的規(guī)定值。煤氣的壓力是在各個(gè)葉輪作用下，并經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)換而得到提高。此種鼓風(fēng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)功率即轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其輸入量與風(fēng)機(jī)升壓無(wú)關(guān)。但是，使用時(shí)間久后，間隙因磨損增大，效率降低。 原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t每小時(shí)裝入干煤量，噸 裝入煤料水分，% 8焦?fàn)t煤氣中的主要化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率如下表表5 主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（按裝入干煤計(jì)）； %（質(zhì)量）項(xiàng)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(jì)100表6 干煤氣組成（粗苯、硫化氫、氨除外）項(xiàng)目煉焦煤氣組成的名稱體積百分組成1234567H2 CH4CON2CO2 dabnO2合計(jì) 100 物料平衡集氣管物料衡算：每小時(shí)裝入濕煤量：=裝入沒(méi)料帶入水分：－=1. 進(jìn)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(jì)算時(shí)， 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(jì)： 按體積計(jì)算時(shí)， m3/h干煤氣：Vr===…………..(1)式中：—按煤氣組成求出的干煤氣的密度 kg/m3 =(2＋16＋28＋28＋44＋28＋78＋32)247。而噴灑氨水的實(shí)際溫度應(yīng)比進(jìn)入集氣管的煤氣露點(diǎn)高5~10，以保證水份蒸發(fā)的推動(dòng)力，取水溫。℃) 此值可按下式近似公式求得：………….. (17)其中：t1為集氣管壁溫度，取120℃則： t2—空氣溫度，取25℃ F—集氣管表面積 對(duì)于三座焦?fàn)t均為單集氣管時(shí)，每根集氣管長(zhǎng)為70米F =3πDL=370= m2式中：D—集氣管直徑： L—集氣管長(zhǎng)度：故：總輸出熱量為：Q出= QⅢ+ QⅣ+ QⅤ………….. (18) =+++=(+)kJ/h因?yàn)檩敵鰺崃繎?yīng)等于輸入熱量，Q出= Q入則：= 得：M=或 =則離開(kāi)集氣管的煤氣總體積為：+= m3/h則集氣管的水蒸汽總體積為：+= m3/h集氣管出口的煤氣中水蒸汽分壓為：P=760==≈83℃（露點(diǎn)）與假設(shè)相符。計(jì)算依據(jù)：橫管式煤氣初冷器安裝在由兩座焦?fàn)t引來(lái)的煤氣管線上，則進(jìn)入煤氣初冷器的煤氣量為：裝爐干煤量 干煤氣量 初冷器進(jìn)口煤氣溫度 83℃初冷器一段后煤氣溫度 45℃初冷器出口煤氣溫度 25℃查有關(guān)資料：吸煤氣管道的熱損失大約占出集氣管輸出熱量的3%，故吸煤氣管道熱損失為：，由于熱損失而冷凝下來(lái)的水蒸汽的量為：。 VV=Vcg………….. (19)式中：Vcg—初冷器出口的干煤氣體積，標(biāo)m3 /hP—水蒸汽在45℃時(shí)的分壓，為974mmH2O P1—一段初冷器出口煤氣壓力，為9933 mmH2OVcg =－72077－[(+103)]=故：VV ==或 = 二段初冷器出口的物料衡算二段初冷器出口煤氣中水蒸汽的量:V`V=V`cg………….. (20)式中：V`V—初冷器出口的干煤氣體積，標(biāo)m3 /h`—水蒸汽在25℃時(shí)的分壓，322mmH2O—二段煤氣初冷器出口煤氣壓力，9833mmH2OV`cg =－72077－(+103)= m3/hV`V ==2178 m3/h 或 =1750kg/h在一、二段初冷器中冷凝的水蒸汽的量為：57919－1750=56169 kg/h送到溶劑脫酚去的氨水量為：23695－1750=21945kg/h需補(bǔ)充到循環(huán)氨水中的冷凝水量為：56169－21945=34224 kg/h設(shè)剩余氨水含氨5g/L，含硫化氫2 g/L，含二氧化碳2 g/L，則：溶于剩余氨水中含氨為：21945= kg/h 溶于剩余氨水中的二氧化碳和硫化氫各為：21945= ， m3/h。表12 干煤氣的總熱焓和水汽含量項(xiàng)目溫度 ℃8345353025總熱焓kJ/m3 水汽含量g/ m3以此求得不同情況下的熱量Q，冷凝量g和冷卻水量G如下：1. 兩段煤氣初冷第一段，煤氣溫度由83℃被冷卻到45℃冷凝液量：冷卻水量：………….. (21)式中：64—初冷冷凝液的平均溫度，℃45，32—循環(huán)冷卻水出口，進(jìn)口溫度，℃2. 兩段煤氣初冷第二段，煤氣溫度由45℃被冷卻到25℃ 冷凝液量： 冷卻水量：………….. (22)式中：35—初冷冷凝液的平均溫度，℃25，18—低溫水出、進(jìn)口溫度，℃為了適應(yīng)煤氣露點(diǎn)溫度的變化和提高初冷二段的水速，低溫水量宜按 兩段用水量為： 冷卻面積的計(jì)算及煤氣初冷器的選擇..............(23) 式中：Q—煤氣由t1到t2放出的熱量，kJ/h—水和煤氣的對(duì)數(shù)平均溫度差，℃—總傳熱系數(shù)，kJ/(m2hhh℃)為了求管壁到水的傳熱系數(shù)，須先確定水的流速，當(dāng)用n=4臺(tái)并聯(lián)初冷器，管徑為57mm，水的流速為：式中：5臺(tái)初冷器并聯(lián)，℃，其物理性能為：比熱 導(dǎo)熱系數(shù) 動(dòng)力粘度 密度 則雷諾準(zhǔn)數(shù) 式中：d—管子內(nèi)徑，為57－=50mm=因Re10000，所以普蘭特準(zhǔn)數(shù)為：…………..(27)故 努賽爾準(zhǔn)數(shù)為：=329….(28)給熱系數(shù)按下式計(jì)算： 故傳熱系數(shù)為：平均溫差為：℃?zhèn)鬟f熱量為：故冷卻面積為：因?yàn)橐慌_(tái)橫管式冷卻器的冷卻面積為2950m2，故。為保證管端與管板牢固地連接和良好的密封性，必須進(jìn)行拉脫力的校核。 換熱管的拉脫力必須小于許用拉脫力，值見(jiàn)下表表 許用拉脫力換熱管與管板脹接結(jié)構(gòu)模式脹接鋼管管端不卷邊，管孔不開(kāi)槽2管端卷邊或管孔開(kāi)槽4有色金屬管管孔開(kāi)槽3焊接鋼管、有色金屬管本設(shè)計(jì)中，換熱管的設(shè)計(jì)的參數(shù)如表14表14 換熱管的設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目管子殼體操作壓力/MPa操作壁溫/176。配置在鼓風(fēng)機(jī)前的設(shè)備和管道處于負(fù)壓，而配置在鼓風(fēng)機(jī)后的則處于正壓。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)后煤氣的壓力為2400毫米水柱，大氣壓為760毫米汞柱時(shí)，其總壓力為：鼓風(fēng)機(jī)前煤氣的絕對(duì)壓力為： 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子所需功率鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子所需功率按下式計(jì)算：…………..(29)式中：—鼓風(fēng)機(jī)吸入口的絕對(duì)壓力，大氣壓 —鼓風(fēng)機(jī)壓出口的絕對(duì)壓力，大氣壓 —進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)煤氣的實(shí)際體積，米3/時(shí)當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)前壓力=723mmHg和溫度為35℃時(shí)，進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī)的煤氣體積為：..............(30)式中：—離開(kāi)初冷器的煤氣體積，米3/時(shí)。在煤氣初冷器內(nèi)不能將煤氣中焦油完全分離出來(lái)，一般每立方米含2~ 5克 ，煉焦煤氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)高速離心作用后， ~ 2 左右。在焦化廠內(nèi)，有的將電捕焦油器安裝在鼓風(fēng)機(jī)前，即在煤氣初冷器后，也有的安裝在鼓風(fēng)機(jī)后。焦化工業(yè)中一般采用立管式電捕焦油器。為拉緊電暈極，在其下端掛有配重。 圖8 ：高度，毫米 8875 沉淀管數(shù)量，根 109直徑，毫米 2800 沉淀管有效面積 Fg=沉淀管規(guī)格， 煤氣速度，米/秒 ~沉淀管長(zhǎng)，毫米 3500 壓力損失，毫米水柱 20~50電暈極總長(zhǎng) 382米 輸入電壓 煤氣處理量 煉焦煤氣以54℃，壓力為1900mm水柱，進(jìn)入電捕焦油器，煤氣實(shí)際體積流量為： 兩極間的電位差設(shè)：電捕焦油器的沉淀管內(nèi)徑為1560mm，電暈極的直徑為2mm。 3. 室外主要操作區(qū)及通道設(shè)混凝土地坪，并考慮排水。 生產(chǎn)工藝流程圖 見(jiàn)工藝流程圖。3. 煤氣鼓風(fēng)機(jī)和電機(jī)機(jī)的啟動(dòng)和停止宜在機(jī)旁遠(yuǎn)方操作，每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)單獨(dú)