【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號初冷器，每臺冷卻面積為4300 ，實行兩段冷卻，中部無隔液盤。為此，我們在3~7號初冷器投產(chǎn)前，進行了如下改造：新建l臺 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，整個鼓風冷凝工序運行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦爐生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化工藝的順行[7]。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。我們將兩臺冷凝液泵的吸入管分別接至冷凝液中間槽的同時，加大了吸入管的直徑。鼓風機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，轉(zhuǎn)爐的活動煙罩下降，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫含塵煙氣經(jīng)過活煙罩，固定煙道進行冷卻。變壓吸附裝置技術(shù)特點及適用性與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變壓吸附制氧技術(shù)特點主要是：工藝流程簡單，不需要復雜的預處理裝置，自動化程度高。改進后：羅茨風機具有操作簡單、維修方便、性能可靠、投資小等優(yōu)點 ， 無需設(shè)置獨立冷卻油站；缺點是：軸孔密封較差、易泄漏煤氣 ，機后焦油含量高、機前需降低焦油含量。煤氣進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、沒有電場空穴、脫除效率高等優(yōu)點。C左右 離開炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。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爐上方的某一位置，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。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。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。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1~3℃.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。在機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。，應配備移動式濾油機一臺。、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房內(nèi)應設(shè)單軌手動吊車，最大起重量應大于與泵配套的電動機的重量。，設(shè)備用率為100%；兩臺運行時，備用率為50%。 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型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。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。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℃. 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，奈溶解于焦油中。分離后所得剩余氨水送去脫酚和蒸氨。當生產(chǎn)濃氨水時，為使初冷后煤氣集合溫度達到20℃.左右，宜采用兩端初步冷卻。我國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入氨水池，在此與洗氨塔來的部分氨水混合并進入分離，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。這對后面洗氨、洗苯過程及減少設(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較少，傳熱系數(shù)高，可大幅度減少所需的傳熱面積。同時，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及所用設(shè)備時，除考慮工藝要求外，還應該使整個系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風機的動力消耗[10]。鼓風機一般設(shè)置在初冷器后面。2. 煤氣輸送管道 煤氣管道應有一定的傾斜度，以保證冷凝液按預定方向自流。在全部回收設(shè)備之后的回爐煤氣管道上，設(shè)有煤氣自動放散裝置，當煤氣壓力超過允許值時將煤氣自動放散，否則鼓風機的操作調(diào)節(jié)將發(fā)生困難，不能保持焦爐集氣管煤氣壓力的規(guī)定值。煤氣的壓力是在各個葉輪作用下，并經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而得到提高。此種鼓風機在電動機功率即轉(zhuǎn)速一定時，其輸入量與風機升壓無關(guān)。但是，使用時間久后，間隙因磨損增大，效率降低。 原始數(shù)據(jù)焦爐每小時裝入干煤量，噸 裝入煤料水分，% 8焦爐煤氣中的主要化學產(chǎn)品產(chǎn)率如下表表5 主要煉焦化學產(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表6 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1234567H2 CH4CON2CO2 dabnO2合計 100 物料平衡集氣管物料衡算：每小時裝入濕煤量：=裝入沒料帶入水分：－=1. 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===…………..(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。而噴灑氨水的實際溫度應比進入集氣管的煤氣露點高5~10，以保證水份蒸發(fā)的推動力，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 對于三座焦爐均為單集氣管時，每根集氣管長為70米F =3πDL=370= m2式中：D—集氣管直徑： L—集氣管長度：故：總輸出熱量為：Q出= QⅢ+ QⅣ+ QⅤ………….. (18) =+++=(+)kJ/h因為輸出熱量應等于輸入熱量，Q出= Q入則：= 得：M=或 =則離開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）與假設(shè)相符。計算依據(jù)：橫管式煤氣初冷器安裝在由兩座焦爐引來的煤氣管線上，則進入煤氣初冷器的煤氣量為：裝爐干煤量 干煤氣量 初冷器進口煤氣溫度 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m3 /hP—水蒸汽在45℃時的分壓，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m3 /h`—水蒸汽在25℃時的分壓，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、進口溫度，℃為了適應煤氣露點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，當用n=4臺并聯(lián)初冷器，管徑為57mm，水的流速為：式中：5臺初冷器并聯(lián)，℃，其物理性能為：比熱 導熱系數(shù) 動力粘度 密度 則雷諾準數(shù) 式中：d—管子內(nèi)徑，為57－=50mm=因Re10000，所以普蘭特準數(shù)為：…………..(27)故 努賽爾準數(shù)為：=329….(28)給熱系數(shù)按下式計算： 故傳熱系數(shù)為：平均溫差為：℃?zhèn)鬟f熱量為：故冷卻面積為：因為一臺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，管孔不開槽2管端卷邊或管孔開槽4有色金屬管管孔開槽3焊接鋼管、有色金屬管本設(shè)計中，換熱管的設(shè)計的參數(shù)如表14表14 換熱管的設(shè)計參數(shù)項目管子殼體操作壓力/MPa操作壁溫/176。配置在鼓風機前的設(shè)備和管道處于負壓，而配置在鼓風機后的則處于正壓。當鼓風機后煤氣的壓力為2400毫米水柱，大氣壓為760毫米汞柱時，其總壓力為：鼓風機前煤氣的絕對壓力為： 鼓風機轉(zhuǎn)子所需功率鼓風機轉(zhuǎn)子所需功率按下式計算：…………..(29)式中：—鼓風機吸入口的絕對壓力，大氣壓 —鼓風機壓出口的絕對壓力，大氣壓 —進入鼓風機煤氣的實際體積，米3/時當鼓風機前壓力=723mmHg和溫度為35℃時，進入煤氣鼓風機的煤氣體積為：..............(30)式中：—離開初冷器的煤氣體積，米3/時。在煤氣初冷器內(nèi)不能將煤氣中焦油完全分離出來，一般每立方米含2~ 5克 ，煉焦煤氣通過鼓風機高速離心作用后， ~ 2 左右。在焦化廠內(nèi)，有的將電捕焦油器安裝在鼓風機前，即在煤氣初冷器后，也有的安裝在鼓風機后。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，毫米 3500 壓力損失，毫米水柱 20~50電暈極總長 382米 輸入電壓 煤氣處理量 煉焦煤氣以54℃，壓力為1900mm水柱，進入電捕焦油器，煤氣實際體積流量為： 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 見工藝流程圖。3. 煤氣鼓風機和電機機的啟動和停止宜在機旁遠方操作，每臺鼓風機應單獨