【正文】 P50 ＝ 1255mmH2O ,是 50℃（塔前煤氣露點）下水蒸所飽和蒸氣壓； P 入 ＝1100mmH2O ,是入終冷塔煤氣壓力（表壓）。 故 回收率為： % ????? ??? 入洗苯塔粗煤氣中的粗苯量為： 45576 36 103=入洗苯塔粗煤氣中水蒸汽含量： 粗苯的組成表 指標名稱 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油 指標（質量 %） 70 20 5 5 分子量 78 92 106 120 以 100kg 粗苯為基準 ， 按表中的數據可得苯的分子量為 ： 120/5106/592/2078/70100Mb ???? = 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 粗煤氣含粗苯的摩爾量 ： 粗煤氣含粗苯的體積量 ： = 粗煤氣含煤氣的量 ： =煤氣的分子量為 ， 則煤氣的質量流量為 ： = ： 出洗苯塔粗煤氣中的煤氣量和水蒸氣量可以看作不發(fā)生變化 ， 此時有粗煤氣 中的粗苯含量改變。 h，本設計取 ? =， D= uvs?4= 3 6 0 0/4 5 5 2 7 .8 44 ??= 圓整后，取 D= 式中 VS — 煤氣平均體積流量， Nm3/S 花環(huán)填料面積，用量及塔高的計算： 由于花環(huán)填料表面定額值為 ㎡ /Nm3 按燃料燃燒的方式可分有焰爐和無焰爐。 39。39。 富油中含萘油 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 29 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 萘富油萘 ??? GG ＝ 5%＝ ＝ 5% ，是富油含萘量。 GG 甲苯粗苯甲苯 ??? ＝ %＝ 39。 ：（貧油中含苯的量可按 %計算）這里取 % ， 粗苯貧油粗苯 WGG 39。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 28 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 ： 塔分為 4 層填料，每層高度為 2m，由于塔徑大于 2m，故采用雙升氣管型分布板，底座高度為 ，煤氣進口高度取 1m，煤氣進口管到第一層填料高度取 ，噴淋高度取 ，捕霧層高度取 ，煤氣出口高度取 1m，煤氣出口到塔頂高度取 3m， 每層填料底高度取 ,所以塔高 H＝ 式加熱爐的爐型有幾十種。n 是平衡偏離系數，為 ~，取 C1=x/n=（ 5） 出塔富油含苯量： C2= C1＋回收的苯量 /（洗油量＋苯的回收量） =+(+) = 、塔徑、填料面積、填料量和塔高的確定； 《燃料化工》 1998（ 3）提供的參數，塑料花環(huán)填料的空塔速 ? 在 ～，這里取 ；花環(huán)填料表面定額在 ～ ㎡ /Nm3 進、出洗苯塔的粗煤氣量 入洗苯塔的 粗煤氣量 入洗苯塔粗煤氣量： V煤氣 =45576Nm3/h； 經硫銨工段的粗煤氣中主要成分是煤氣、粗苯和水蒸汽。 煤氣中粗苯含量 G粗笨 ＝ G 煤 A粗笨 + V煤氣 F粗笨 = %+45576 =,其中， A粗笨 ＝ % ，是粗苯加收率 (占干煤質量百分比 )； F粗笨 ＝ 。 物料衡算 煤氣質量產量 G煤氣＝ V 煤氣 ρ煤氣＝ 45576 =20737Kg/h ,其中，ρ煤氣＝ 。該填料塔與木格填料塔相比，具有比表面積大，吸收率高 ，阻力小，動力消耗小等優(yōu)點，但制造麻煩，價格昂貴，處理能力小。這種塔結構簡單，容易制造，生產能力大，投 資省，節(jié)約金屬材料，且安裝和維修簡便。具體情況后面有詳細說明。在此設計中，我選擇了離心式鼓風機。 24247。 第四章 煤氣凈化各工段設備的選型及計算 一、 冷凝鼓風工段： 設計參數 :生產 80 萬噸的焦化廠，年用干煤量 萬噸，產生荒煤氣 萬噸， 年平均工作日 360 天，每天 24 小時。粗煤氣的脫水主要有吸收法、吸附法和冷凝法等。此外還有富油的預熱溫度和含苯量。在脫苯蒸餾過程中通入大量直接水蒸汽，當塔內的總壓力一定時，若氣相中水蒸汽所占的分壓愈高，則粗苯和洗油的蒸汽分壓就愈低，這樣就可以在較低的脫苯蒸餾溫度（遠比 250300℃的溫度低）下，便可將粗苯完全地從洗油中蒸出來。輕、重分縮器分別進入油水分離器分離。 由于洗油在循環(huán)使用當中質量變壞。按照富油的加熱方式的不同，可分為蒸汽加熱法和管式爐加熱法兩種 蒸汽加熱法生產一種苯 由洗滌工序來的富油在分離器下面的三格中，被脫苯塔來的蒸汽加熱至7080℃，然后進入貧富油換熱器，被來自脫苯塔的溫度為 130140℃的熱貧油加熱到 90100℃，最后在富油預熱器中用低間接蒸汽加熱到 135145℃，進入脫苯塔頂部進行脫苯。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 e、煤氣壓力和流速的影響 :煤氣壓力增大時，其擴散系 數隨壓力的增加而減小，因而使吸收系數降低 。 b、洗油的分子量及循環(huán)油量的影響 :當其它條件一定時，洗油的分子量變小將使洗油中粗苯含量變大，即吸收得愈好?；厥章适窃u價洗苯操作的重要指標，可按下式表示： η =1a2/a1 式 中：η 粗苯回收率， % a1， a2—— 洗苯塔入口，出口煤氣中苯含量，克 /標米179。 (3)粗苯回收原理及影響因素 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 洗油回收粗苯的原理 用洗油回收煉焦煤氣中的粗苯是一種吸收過程。苯族烴即被吸附在其表面上直至達到飽和狀態(tài)。但是萘苊同芴 ,氧及洗油中其他高沸點組分混合時 ,能遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 生成低熔點的有關各組分的共熔點混合物 ,所以洗油中存在 一定數量的萘 ,則有助于降低洗油析出沉淀物的溫度。脫苯后的洗油（貧油）冷卻后重新送至洗滌塔循環(huán)使用。出口煤氣約 21℃左右，煤氣含萘量大約在 350450mg/Nm179。以下，然后從塔底排出，進入旋風捕霧器除掉夾帶的焦油，萘和凝結水霧，然后去洗苯塔。降到 500800mg/Nm179。焦油在循環(huán)使用 24 小時后，經加熱靜止脫水用泵送往焦油車間加工處理，送空的焦油槽再接受冷鼓工段的新鮮焦油以備循環(huán)洗萘使用。 該流程的優(yōu)點是操作穩(wěn)定 ,便于管理 ,缺點是該工藝流程的除萘率受冷卻水溫的影響，故塔后的煤氣含萘量較高。煤氣終冷和焦油洗油工藝 。煤氣冷凝液流入器底，用泵抽出，送入終冷器的頂部和中部循環(huán)噴灑，以沖洗橫管外壁上含沉積物。直接水終冷法分敞開式和封閉式兩種。蒸氨塔頂出來的氨汽經分縮器濃縮后，去脫硫工段預冷塔增加煤氣中的氨硫比。 尾氣洗凈塔設有旁通管。 飽和器定期加酸加水沖洗時，多余母液經滿流槽滿流到母液貯槽；加酸加水沖洗完畢后，再用小母液循環(huán)泵逐漸抽出，回補到飽和器系統(tǒng)。 （二）工藝流程： 由脫硫工段來的煤氣首先經煤氣預熱器預熱后進入 2 臺并聯的噴淋式飽和器。 半直接法：現代焦化廠廣泛采用的是半直接法生產硫銨。現今不采用。 （三）工藝選擇及特點： 對蒸氨廢氣選用目前國內較先進的氨裂解處理技術。 脫硫 工藝流程圖 三、蒸氨工段： （一）工藝方法： 脫除粗煤氣中的氨，可用水或酸性溶液吸收。再生后的溶液從塔頂經液位調節(jié)器自流回塔中部循環(huán)使用。干法常用氧化鐵或活性炭法，濕法分為溶劑吸收法和氧化法兩種。 由氣液分離器分離下來的焦油和氨水進入機械化氨水澄清槽，在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。 （ 1）直接冷卻：與煤氣直接接觸，冷卻效果好，但產生污水量大。 設計參數： （ 1）要求工段年平均工作日 360 天，煤氣及粗苯組成見下表，其余參數結合實習企業(yè)的實際生產技術參數。粗苯各組成的平均含量如表 1— 1。甲苯，二甲苯，三甲苯，乙基甲苯，古馬隆，茚，噻吩，酚。 苯族烴回收精制加工后，可得到的輕苯，重苯，精苯，甲苯，二甲苯，溶劑油等產品。 粗苯的組成取決于煉焦配煤的組成及煉焦產物在炭化室內熱解的程度 。 ～ ≯ ≯ 餾程： 75℃前餾出量， V% — ≯ 3 — 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 180℃前餾出量， wt% ≮ 93 ≮ 91 餾出 96%（ V%）的溫度，℃ — — ≯ 150 水分 室溫（ 18～ 25℃） 下目測無可見不溶解的水 第 二 章 操 作 及 設 計 參 數 設計任務： 本次設計的主要任務是根據國內外冶金焦化行業(yè)的基本情況 ,進行年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 , 初選主機設備；進行粗苯工段工藝流程選擇設備的選型計算及相關非工藝設計。其中冷凝又可分為直接冷卻、間接冷卻和直接間接混合冷卻三種。 從直冷塔底部出來的循環(huán)液加兌一定量氨水后 ,用泵經直冷塔循環(huán)水冷卻器用低溫水冷卻至～ 21 C，送到直冷塔頂部循環(huán)噴灑，多余部分送至機械化氨水澄清槽。 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 冷鼓工藝流程圖 二、脫硫工段： （一）工藝方法： 其主要任務是脫除硫化氫，可分為干法和濕法兩種。 吸收了 H2S、 HCN 的脫硫液由 脫硫液循環(huán)泵從脫硫再生塔底部抽出送至上部再生段的噴射器，靠噴射器的吸力，脫硫液再生需要的空氣同時被吸入再生段，使溶液在塔內得以氧化再生。廢氣量可降低約 1/3,因此減少了有害物質的排放。 （二）工藝流程： 脫硫過程中的剩余氨水引入蒸氨塔內進行蒸 氨，蒸出濃氨汽經冷凝冷卻剩余氨水 氨水過濾器 冷鼓煤氣 廢水換熱器 氨水換熱器 廢水冷卻器 蒸氨塔 廢水槽 脫硫塔 溶液 換熱器 冷凝冷卻器 溶液循環(huán)槽 再生塔 溶液緩沖槽 硫胺工段 硫泡沫槽 生化工段 脫硫 液封槽 熔硫釜 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 后制得含氨 18～ 20%的濃氨水，送入脫硫液槽，兌入脫硫液中， 作為補充堿源。這種方法要消耗大量水蒸氣，而且蒸發(fā)設備龐大，經濟效果不佳。采用直接法生產硫銨雖然有很多優(yōu)點，但因過多的設備處于負壓狀態(tài)，在生產上不安全，故在工業(yè)上未被采用。由于該法工藝過程簡單，生產成本低，故為國內外焦化廠普遍采用。 飽和器滿流口溢出的母液自流至滿流槽，再用小母液循環(huán)泵連續(xù)抽送至飽和器的后室循環(huán)噴灑，以進一步脫出煤氣中的氨。首先經兩組干式旋風除塵器除去尾氣中夾帶的大部分粉塵，再由尾氣引風機抽送至尾氣洗凈塔，用尾氣洗凈塔泵對尾氣進行連續(xù)循環(huán)噴灑，以進一步除去尾氣中夾帶的殘留粉塵，最后經捕霧器除去尾氣中夾帶的液滴后排入大氣。蒸氨塔底通入直接蒸汽。直接水終冷法是焦爐煤氣終冷工藝中最通用的一種方法。 (2)間接水終冷法 : 初冷后的煤氣進入列管式終冷器內，在管束間自上而下的流動，被管內中冷水冷卻至 25~30C，由下部派出，送往洗苯塔。 煤氣終冷及除萘的工藝： 我國焦化廠目前所采用的煤氣終 冷及除萘的工藝流程主要有四種 ,即 :煤氣終冷和機械除萘工藝 。亦可用冷凝工段的初冷冷凝液來熔化萘，熔萘后的冷凝液自流返冷凝鼓風段，這樣既簡化了操作又改善了勞動條件。洗萘后的焦油從洗萘器下部排出，經液位調節(jié)器流入焦油槽。富油進塔溫度比煤氣溫度高 57℃，使煤氣含萘 可由 20202500mg/Nm179。 ： 遼寧科技學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 年產焦炭 80 萬噸焦化廠回收車間粗苯工段工藝初步設計 從硫銨工段來的煤氣由塔頂進入，與連續(xù)噴灑的輕質焦 油并流差速接觸速冷，至橫管段繼續(xù)冷卻至 2125℃，同時脫萘至 450 毫克 /標米179。 該流程的優(yōu)點是： （ 1）此工藝不僅對煤氣中的萘的脫除率高，而且冷卻效果非常好。將吸收了苯族烴的洗油（富油）送至脫苯塔蒸餾裝置中，以提取粗苯。萘苊因熔點較高 ,在常溫下易析出固體結晶 ,因此應控制其含量。 ℃ % ℃ % 不大于 不大于 不小于 265 不小于 95 低于 20 不大于 無 吸附法： 煤氣通過具有