【正文】 折合成水汽體積為： M kg/h= m3/h 所以：從集氣管排出的氣態(tài)產(chǎn)品數(shù)量如下表所示： M 值可從集氣管的熱平衡計算中求得 27 表 7 從集氣管排出的氣態(tài)產(chǎn)品數(shù)量 名稱 氣態(tài)產(chǎn)品量 千克 /時 米 3/時 干煤氣 水蒸汽 焦油汽 粗苯汽 硫化氫 氨 +M 2739 + 合計 +M + 熱平衡 輸入熱量： 1. 焦?fàn)t煤氣帶入集氣管的熱量 （ 1）干煤氣帶入的熱量 Q1=MrCrt1...............(2) 式中： t1— 煤氣溫度，取 t1=650℃ Cr— 在 0~650℃范圍內(nèi)干煤氣的平均比熱， 3/ ( /kJ m kJ kg??℃ ） 或 （ ℃ ） 干煤氣的平均比熱可根據(jù)其組成的平均比熱求得 : Cr=(+++++ +)= 3/(kJ m ?℃ ） 按質(zhì)量計的比熱 ： Cr= = / (kgkJ ?℃ ） 故： Q1=MrCrt1=650= /kJh （ 2） 水蒸汽帶入的熱量 ： Q2=MB(+CBt1)………… ..(3) 式中： CB— 0~650℃范圍內(nèi)水蒸汽的平均比熱， / (kgkJ ?℃ ） 28 — 0℃ 時水蒸汽的焓， kJ/kg 故： Q2=(+650)= （ 3）焦油汽帶入的熱量 ? ?3136 8. 46CM CMQ M C t??………… ..(4) 式中： — 在 0℃ 時焦油汽的焓， kJ/kg CCM— 按下式求出的焦油汽比熱， /(kgkJ ?℃ ） 3310 . 3 0 5 0 . 3 9 2 1 0 0 . 3 0 5 0 . 3 9 2 1 0 6 5 0 2 . 3 4 4 6 0 8 / ( )CMC t k J k g C??? ? ? ? ? ? ? ? ? 故： ? ?? ?313 6 8 . 4 66 2 7 8 . 6 3 3 6 8 . 4 6 2 . 3 4 4 6 0 8 6 5 0 1 2 9 5 8 4 3 9 . 0 8 /C M C MQ M C tk J h??? ? ? ? ? （ 4）粗苯汽帶入的熱量 ： 41Q M C t??? ………… ..(5) 式中： C? — 苯族烴（粗苯）的比熱，按下式計算： C? = M? M— 苯族烴（粗苯）的平均分子量，取 M=83 C? = ? = / (kgkJ ?℃ ） 故： Q4=650=（ 5）硫化氫帶入的熱量 ： Q5=McCct1………… .. (6) 式中： Cc— 在 0℃ ~650℃ 范圍內(nèi)硫化氫的比熱， / (kgkJ ?℃ ） ， / ( kgkJ ?取 為 ℃ ） 故： Q5=650=（ 6）氨帶入的熱量 ： Q6=MαCαt1………… .. (7) 29 式中： Cα— 在 0℃ ~650℃ 范圍內(nèi)氨的比熱，為 / (kgkJ ?℃ ） 故： Q6=650=由煤氣帶入集氣管的總熱量為： QⅠ =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =+++++ =2. 噴灑氨水帶入集氣管大的熱量 ： QⅡ =W1tB………… .. (8) 式中： W1— 噴灑氨水的量， kg/h Bt — 噴灑循環(huán)氨水的溫度， ℃ 設(shè)：噴灑氨水量為： 米 3/時（以 1 噸干煤為基準(zhǔn)） 則： W1=ρ 水 =1004300 kg/h 噴灑氨水的最低溫度按進(jìn)入 集氣管的煤氣面積確定。由于轉(zhuǎn)子的中心距即轉(zhuǎn)子長度的不同，輸氣其能力可以在很大范圍內(nèi)波動。煤氣由吸入口進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的第 一工作葉輪，在離心力的作用下，增加了靜壓能 并被甩向葉輪外面的環(huán)形空隙，于是在葉輪中心處形成負(fù)壓，煤氣及不斷吸入。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。但也存在工藝復(fù)雜 、設(shè)備多 、 能耗高和占地面積大等缺點，國內(nèi)僅寶鋼采用。但由于直接式冷卻器的噴淋氨水在循環(huán)過程中需用冷卻水冷卻，當(dāng)用相同溫度的冷卻水時，直接式冷卻器后的煤氣溫度就高于間接初冷器。 19 圖 3 煤氣直接初冷工藝流程 1— 氣液分離器； 2— 焦油盒； 4— 直接式煤氣初冷塔； 5— 羅茨鼓風(fēng)機； 6— 捕焦油器； 7— 水封槽； 8— 焦 油泵； 9— 焦油循環(huán)氨水泵； 10— 焦油循環(huán)氨水澄清槽； 11— 焦油槽； 12— 焦油池； 13— 焦油泵； 14— 初冷循環(huán)氨水澄清池； 15— 初冷循環(huán)氨水冷卻器； 16—— 初冷循環(huán)氨水泵； 17— 剩余氨水泵； 煤氣直接冷卻，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。在第一段用循環(huán)冷卻水將煤氣冷卻到約 45℃，第二段用低溫水將煤氣冷卻到 25℃以下。焦油和冷凝氨水的混合液稱為冷凝液?，F(xiàn)在大多數(shù)焦化廠 都采用水冷卻的煤氣冷卻器 [9]。因循環(huán)氨水的溫度約為 78~80℃，并考慮水泵長期運轉(zhuǎn)后 ，機械性能減弱，泵的輸送能力降低，所以應(yīng)在保證焦?fàn)t集氣管噴灑氨水壓力的要求下，選取的最大流量應(yīng)比設(shè)計計算的流量大 20~30%。 、 輸送系統(tǒng)的阻力，有選用電動離心鼓風(fēng)機或汽動鼓風(fēng)機。他們一起吸煤氣管道流入氣液分離器。氨水在此處是過量的， 其具體的量由煤氣的總量來決定。對于這類能量的回收、美國和加拿大提出帶熱回收的無副焦產(chǎn)焦?fàn)t煉焦技術(shù)，高爐煤氣經(jīng)過煤層上部聚集后立即燃燒提供炭化所需要熱量，我國山西也有類似的焦?fàn)t生產(chǎn)。 b 電捕焦油器的 改進(jìn) 電捕焦油器 主要有同心圓式、管式及蜂窩式三種 ， 同心圓式及管式在國內(nèi)焦化廠應(yīng)用較早 ， 運行較為穩(wěn)定。 b 濟(jì)寧市某焦化廠鼓風(fēng)機的改進(jìn) 原設(shè)計與 66 型焦?fàn)t配套的鼓風(fēng)工段設(shè)有三臺 F = 1200 2m 立管初冷器， 一臺 F =760 2m 橫管初冷器 ，采用 D320 離心風(fēng)機兩臺，同時還備用三臺 LGA80 500 l 羅茨鼓風(fēng)機，機后設(shè)有兩臺同心圓式電捕焦油器。目前國內(nèi)大部分高爐均已廣泛采用富氧鼓風(fēng)技術(shù) ， 該技術(shù)的優(yōu)點是 ： 高爐富氧 1%,可使實際產(chǎn)量增加 3%～ 4%， 風(fēng)口理論燃燒溫度升高 35～ 45 ℃ ， 高爐煤氣發(fā)熱值提高 %， 允許高爐噴吹煤粉 12～ 20 kg/t。由于鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速和負(fù)載很大，為保證運轉(zhuǎn)正常，減少軸承磨損，要使軸承得到很好的潤滑，并在較低的溫度下進(jìn)行工作，為此，軸承入口油溫為 25~45176。 提高冷凝液噴灑量 。機械化焦油澄清槽上層的含水焦油也改為自流入洗萘液槽，用洗萘液泵 送往初冷器二段噴灑， 洗萘液槽中多余的混合焦油 滿流到冷凝液槽，電捕焦油器及風(fēng)機的冷凝液也送入冷凝液槽，用冷凝液泵送往機械化焦油氨水澄清槽。來自焦?fàn)t的高溫荒煤氣的體積大、水汽含量多，必須將煤氣冷卻以便于輸送和后續(xù)工序回收焦化產(chǎn)品。 C 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(xì)霧狀液滴，與橋管進(jìn)口 650~750176。我國煤氣凈化一般均采用高效的橫管初冷器冷 卻荒煤氣 ， 幾種不同的煤氣凈化技術(shù)主要表現(xiàn)脫硫、脫氨工藝方案的選擇上。 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展思路 a 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀 按 2020 年產(chǎn)焦 12406 萬 噸 計算 ， 全年焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量約 530 億 噸 。 凈焦?fàn)t煤氣是鋼鐵等工業(yè)的重要燃料，經(jīng)過深度脫硫后，還可以用作民用燃料或送至化工廠合成原料。 如不及時調(diào)整 ， 可使焦?fàn)t爐溫產(chǎn)生波動 ， 供熱過量或供熱不 足 。 焦炭的產(chǎn)量也將有所增加 。 如何提高焦炭質(zhì)量 通常情況下提高焦炭質(zhì)量主要集中在對煉焦原料煤的選擇和預(yù)處理 ， 改善煤在焦?fàn)t內(nèi)的成焦工藝和對焦炭進(jìn)行后序處理 ， 同時加強焦?fàn)t生產(chǎn)過 程管理也是穩(wěn)定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素是 提高焦炭質(zhì)量的工藝技術(shù) 。 中國焦化工業(yè)現(xiàn)狀 中國是世界焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭量的 36%左右。 6 1 文獻(xiàn)綜述 世界煉焦工業(yè)的發(fā)展 焦炭是煉鋼的重要輔料，因此焦化工業(yè)隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。本設(shè)計還對鼓風(fēng)冷凝工段的非工藝條件進(jìn)行了選擇、設(shè)計，使鼓風(fēng)冷凝工段更加完善。 本設(shè)計對煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段進(jìn)行了初步的設(shè)計。為適應(yīng)以后的工藝過程的需要，應(yīng)將焦?fàn)t煤氣冷卻至 25~35℃。焦炭產(chǎn)量大幅度增長的主要是 中國、韓國、巴西等幾個發(fā)展國家 [2]。從 1993 年起 , 中國的焦炭產(chǎn)量已連續(xù)居世界第一位。 因而提高了焦炭粒度的均勻系數(shù)煤調(diào)濕技術(shù) 。 由于增大焦?fàn)t炭化室的容積在同等生產(chǎn)規(guī)模及外部環(huán)境下使得結(jié)焦時間延長可以大大減少出爐次數(shù)減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染 ， 改善煉焦生產(chǎn)操作環(huán)境大容積焦?fàn)t的自動化水平較高 ， 煉焦工序能耗大大降低 ， 勞動生產(chǎn)率也顯著提高 ， 大型焦?fàn)t的裝爐煤密度得到提 高降低了 ， 結(jié)焦速率使焦炭成熟均勻冶金焦炭的質(zhì)量便得到改善 ， 以包鋼焦?fàn)t為例在同種配煤比及焦?fàn)t生產(chǎn)均正常的情況下 JN60 型焦?fàn)t ，提高了 焦炭 質(zhì)量， 降低了煉焦 能耗，煉 焦成本也 8 減少了 。 我們應(yīng)該做到： 大力推進(jìn)焦化企業(yè)的整合 大力推廣新型工藝裝備 積極發(fā)展焦化產(chǎn)品深加工 加大環(huán)保投入 [4]。 約在 600176。 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。 煤氣的冷卻原理及改進(jìn) 煤氣的冷卻原理 煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步，是在集氣管及橋管中大量使用循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到 80~90176。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。 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 ，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(jì)，除萘操作也難以實現(xiàn)連續(xù)運行。 改造冷凝噴灑泵的管道 。 煤氣的鼓風(fēng)工藝 焦?fàn)t煤氣作為高熱值氣源與其他氣源混摻后外供，焦?fàn)t煤氣經(jīng)初冷器冷卻后至電捕焦油器除去焦油，通過羅茨風(fēng)機向外輸送。 （ 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 。 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 。C，煤氣中的焦油霧有 50~60%被冷卻成液體，與熱氨水一起流入焦油氨水澄清槽內(nèi)。 c 高溫粗煤氣熱量回收技術(shù) 高爐粗煤氣在 700176。 15 2 設(shè)計內(nèi)容與工藝方案及選型 設(shè)計內(nèi)容與方法 通過設(shè)計任務(wù)年產(chǎn) 60 萬噸焦炭的焦化廠，估算出粗煤氣的流量。 煤氣在集氣管 冷卻時所放出的熱量中，大部分熱量用于蒸發(fā)氨水 ，剩余的熱量用于加熱氨水和集氣管的散熱損失上。初冷器的選擇有煤氣的流量及氨水的流量來決定，初冷器的選擇也要通過計算來決定，鼓風(fēng)機的選擇 是看煤氣量來決定的，后邊的電捕焦油器和氨水焦油澄清槽也要通過煤氣 的量來決定。 ，而要選擇鋼制容器。 12. 循環(huán)氨水泵的備用率為 50%~100%。 經(jīng)氣液分離后的煤氣進(jìn)入數(shù)臺并聯(lián)立管式間接冷卻器內(nèi)用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。 上述煤氣間接初冷流程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)。澄清槽底部的焦油用泵送入焦油槽進(jìn)一步處理。所以，大型焦化廠已很少單獨采用煤氣直接初冷流程。 圖 4 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； 21 間直冷卻 圖 5 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 5