【正文】 凝液在管壁上形成很薄的液膜，在重力作用下沿管壁向下流動(dòng)，并因不斷有新的冷凝液加入，液膜逐漸加厚，從而降低了傳熱系數(shù)。在此設(shè)計(jì)里我們選擇了橫管式間接初冷器，下面我們就其優(yōu)缺點(diǎn) 對(duì)此兩種初冷器進(jìn)行詳細(xì)分析。 直冷空噴塔內(nèi)噴灑用的洗滌液在冷卻煤氣同時(shí)，還吸收硫化氫、氨及萘等，并逐漸為萘飽和。所以，煤氣高溫冷卻階段宜采用間接冷卻。從初冷塔流出的氨水，由氨水管路上引出支管至煤焦油氨水澄清池，以補(bǔ)充焦?fàn)t用循環(huán)氨水的蒸發(fā)損失。工藝如下： 由圖 2 可見，由煤氣主管來的 8085℃的煤氣，經(jīng)過氣液分離器進(jìn)入并聯(lián)的直接式煤氣初冷塔，用氨水噴灑冷卻到 2528℃，然后由鼓風(fēng)機(jī)送至電捕焦油器，電捕除焦油霧后，將煤氣送往回收氨工段。再加上橫管式冷卻器提高了冷卻水的流速，一般可達(dá) 12m/s，煤氣流速也可達(dá)到，且煤氣與冷凝液的流向相同。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 第二章 鼓風(fēng)冷凝工藝流程選擇 煤氣冷卻的流程方式可分 為間接冷卻，直接冷卻和間冷 直冷混合冷卻三種。因此，對(duì)這部分工藝及設(shè)備的研究都很重視。新型煤化工 在中國正面臨新的發(fā)展機(jī)遇和長遠(yuǎn)的發(fā)展前景。 圖紙包括：鼓冷工藝帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；關(guān)鍵設(shè)備裝配圖；主要設(shè)備立面布置圖， 關(guān)鍵詞： 粗煤氣；鼓冷；初冷；設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目錄 1 目 錄 第一章 文獻(xiàn) 概 述 . ……………………………………………………… ...1 煤化工發(fā)展簡史 ...................................................................................... 1 煤氣初冷 的目的和意義 .......................................................................... 2 第二章 工藝流程選擇 ...................................................................................... 3 間接冷卻 ................................................................................................... 3 直接冷卻 ................................................................................................... 4 間冷 直冷混合冷卻 ................................................................................. 5 第三章 設(shè)備的選擇 ... ……………………………………………………… ...7 初冷器 ...................................................................................................... 7 鼓風(fēng)機(jī) ...................................................................................................... 9 電捕焦油器 ............................................................................................ 11 機(jī)械化氨水澄清槽 ................................................................................ 13 第四章 工藝計(jì)算 .. …………………………………………………………… 14 熱量衡算和物料衡算 ............................................................................ 14 主要設(shè)備計(jì)算 ........................................................................................ 30 初冷器的工藝計(jì)算 ...................................................................... 30 鼓風(fēng)機(jī)的工藝計(jì)算，選型 .......................................................... 36 電捕焦油器的工藝計(jì)算，選型 .................................................. 38 集氣管的計(jì)算 .............................................................................. 40 機(jī)械化氨水澄清槽的計(jì)算，選型 .............................................. 40 中間槽的計(jì)算 .............................................................................. 41 第五章 設(shè)備一覽表 ..... ……………………………………………………… .43 第六章 非工藝設(shè)計(jì)條件 .... ………………………………………………… ..45 土建設(shè)計(jì)條件 ......................................................................................... 45 供電照明 ................................................................................................. 45 儀表控制條件 ........................................................................................ 46 采暖通風(fēng) ................................................................................................ 48 給排水設(shè)計(jì)條件 .................................................................................... 48 分析化驗(yàn)設(shè)計(jì)條件 ................................................................................ 49 參考文獻(xiàn) .... …………………………………………………………………… 50 謝 辭 … …………………………………………………………… ………………………… 51 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第一章 概 述 煤化工 發(fā)展簡史 煤化工的發(fā)展始于 18世紀(jì)后半葉， 19 世紀(jì)形成了完整的煤化學(xué)工業(yè)體系。進(jìn)入 20 世紀(jì)，許多有機(jī)化學(xué)品多以煤為原料生產(chǎn)，煤化學(xué)工業(yè)成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。煤炭焦化、煤氣化 已是中國主要的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)的巨大 需求，煤炭焦化、煤氣化一甲醇及下游化工產(chǎn)品等將得到快速發(fā)展 。 煤氣初冷的目的一是冷卻煤氣，二是使焦油和氨水分離，并脫除焦油渣。被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)直接接觸的冷卻器，稱為直接混合式冷卻器，簡稱為直接冷卻器或直接冷卻；被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)分別從固體壁面的兩側(cè)流過，煤氣將熱量傳給壁面，再由壁面?zhèn)鹘o冷卻介質(zhì)的冷卻器，稱為間壁式冷卻器，簡稱為間接冷卻或間接冷卻器。因此。 由氣液分離器分離出的氨水，煤焦油和焦油渣，經(jīng)過焦油盒分離出焦油渣后流入焦油氨水澄清池， 從澄清池出來的氨水用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 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。而在低溫冷卻階段，由于煤氣中水汽含量已大為減少，氣體對(duì)壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)底，同時(shí)萘的凝結(jié)也易造成堵塞。采用螺旋板換熱器來冷卻閉路循環(huán)的洗滌液，可以減輕由于萘的沉積而造成的堵塞。 立管式間接初冷器 如圖 3所示，立管式間接初冷器的橫斷面呈長橢圓形，直立的鋼管束裝在上下兩塊管柵板之間，被五塊縱板分成六個(gè)管組，因而煤氣通 路也分成六個(gè)流道。此外，隨著煤氣的冷卻，冷凝的萘將以固態(tài)薄片晶體析出。兩段供水是供低溫水和循環(huán)水，三段供水則供低溫水，循環(huán)水和采暖水。又由于冷卻水管在冷卻器斷面上 水平密集布設(shè)，使與之成錯(cuò)流的煤氣產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動(dòng)，從而提高了傳熱系數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻，煤氣可冷卻到出口溫度只比進(jìn)口水溫高 2℃。下面介紹的是此兩種鼓風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及優(yōu)缺點(diǎn)。 離心式鼓風(fēng)機(jī)按進(jìn)口煤氣流量的大小有 150m^3/min, 300m^3/min, 750m^3/min, 900m^3/min,和 1200m^3/min等各種規(guī)格，產(chǎn)生的總壓頭為~。這都是優(yōu)點(diǎn)。離子與霧滴的質(zhì)點(diǎn)相遇而附于其上，使質(zhì)點(diǎn)帶有電荷，即可被電極吸引而從氣體中除去，但金屬平板形成的是均勻電場(chǎng)，當(dāng)電壓增大到超過絕緣電阻時(shí)，兩極之間便會(huì)產(chǎn)生火花放電，這不僅會(huì)導(dǎo) 致電能損失，且能破壞凈化操作。 由于存在正離子的電暈區(qū)很小，且電暈區(qū)內(nèi)正離子和負(fù)離子有中和作用，所以電暈極上沉淀的焦油量很少絕大部分焦油霧均在沉淀極沉淀下來。為了防止煤氣中焦油、萘及水氣等在絕緣子上冷凝沉淀，一是將壓力略高于煤氣壓力的氮?dú)獬淙虢^緣箱底部，使煤氣不能接觸絕緣子內(nèi)表面；二是在絕緣箱內(nèi)設(shè)有蛇管蒸汽加熱器或電加熱器，是箱內(nèi)空間溫度保持在 80110℃之間，并在絕緣箱頂部設(shè)調(diào)節(jié)溫度用的排氣閥，在絕緣箱底設(shè)有與大氣相通的氣孔。澄清后的氨水經(jīng)溢流槽流出，沉聚于下部的煤焦油經(jīng)液面調(diào)節(jié)器引 出。而集氣管中的蒸發(fā)水量 M是在熱平衡中確定的?！? （ 6） 氨帶入的熱量 q6 = 600 660 =1033560 KJ/h 式中： — 氨的比熱， KJ/㎏℃ 則煉焦煤氣帶走的熱量為： Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = =+70237300++++ + = + 2. 循環(huán)氨水和冷凝焦油帶走的熱量 Q4 設(shè)循環(huán)氨水及冷凝焦油在集氣管中的溫度為 80℃ 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 焦油的比熱： Cc = ( + 103 80) =㎏第一段采用 5868℃的采暖循環(huán)水，第二段采用 3042℃的循環(huán)水，第三段采用 18℃的低溫冷卻水，升溫至 25℃。 K 水的比熱為 kJ/kg h℃ (3) 計(jì)算第一段總傳熱系數(shù) 第一段傳熱系數(shù) K1由下式得到 K1 = 21221111 1αλδλδα ??? 式中： 11λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡℃ （ 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 = （ ??? ） 210 = ∴ lgα1 = + = α1 = ㎡ h h℃ 動(dòng)力黏度 μ = 厘泊 密度 ρ = 998㎏ /m3 Pr = λμ?c = ? = 水在管內(nèi)流動(dòng)的雷諾數(shù) Re = 1000 μρud = 1000 97 99 805 ?? = 13559 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 = 67164 KJ/㎡℃ 通過計(jì)算得到了第三段的總傳熱系數(shù) K2 = KJ/㎡℃ /KJ ∴ K2 = 6719414 . 1 80 . 0 0 21 6 7 . 20 . 0 0 33 1 3 . 51 1 ??? = KJ/㎡℃ 導(dǎo)熱系數(shù) λ = 216 KJ/m h h℃ 通過計(jì)算得到了第一段的總傳熱系數(shù) K1 = 982 KJ/㎡℃ 動(dòng)力黏度 μ = 厘泊 密度 ρ = 982㎏ /m3