【正文】 加熱煤氣表流量換算成標準流量 流量孔板設計參數(shù)： 壓力 (P)為 4903 Pa，溫度 (t)為 25℃ ，水汽含量 (f)為 3kg/m ，重度 (? )為 3kg/m ，大氣壓力 (P0)為 101325 Pa 加熱用焦爐煤氣工作狀態(tài)參數(shù)： 表流量 ( 1V? )為 3m/h ，壓力 (P? )為 5107 Pa，溫度 (t? )為 ℃ ，水汽含量 (f? )為 3m/h 昆明學院 課 程設計 15 則 ? ?? ?? ?? ?11f 0 .8 0 4 f T PVV f 0 .8 0 4 f T P?? ?? ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?0 .47 0 .026 0 .804 0 .026 273 25 101 325 510 0 .451 0 .037 8 0 .804 0 .037 8 273 31 .2 101 325 490 3? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? = 3m/h (2) 空氣過剩系數(shù)的計算 小煙道處： 0 . 4 0 0 6 2 . 9 2 01 1 . 2 10 . 9 1 9 3 6 . 0 4 0? ?? ? ? ?? 總煙道處： 0 .4 0 0 6 4 .1 01 50 .9 1 9 3 5 .2 0? ?? ? ? ?? (3) 漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣量 ? ?? ? ? ?g12 1g2221V L C O= C O C O L?? ?? % % ???? ???? 3m/h 式中 ? —— 總煙道廢氣空氣系數(shù) ； ? ?2 1CO —— 停止加熱后干廢氣中 2CO 含量， %； ? ?2 2CO —— 1 3m 荒煤氣燃燒后生成 2CO 體積 ， 3m / 3m 。 理論空氣需要量為： ????? Lo OL 3m / 3m (2) 實際干空氣需要量 昆明學院 課 程設計 12 1 5 4 9 5 ???? Og LL ? 3m / 3m 式中 ?—— 空氣過剩系數(shù)，暫取為 。 經(jīng)焦爐煉焦后，熾熱的焦炭從炭化室中推入焦罐，裝有紅焦的焦罐車運到提升塔，由提升機提升到干熄槽頂。 (3) 一座焦爐一天裝煤量 tNV ?????? ? 干 工藝流程的選定 本次設計所選用的工藝流程見設備連接圖。 綜上所述，根據(jù)單種煤結(jié)焦性質(zhì)、我國煤資源分布以及本設計的產(chǎn)量和工藝設計的要求，本設計采用的配煤方案見表 21，所選煤的工業(yè)分析與元素分析見表 22。氣煤是我國煉焦煤中儲量最多的一種，約占煉焦用煤 40%以上。肥煤很少用來單獨煉焦，而多與粘結(jié)性較弱的氣煤，瘦煤，弱粘煤配合煉焦，以獲得高強度的冶金焦。 21世紀高爐將繼續(xù)向大型化、氧煤強化煉鐵方向發(fā)展 ,噴煤要大幅度增加 ,焦比要下降。 我國焦炭生產(chǎn)和煉焦技術(shù)發(fā)展的展望 焦炭是高爐煉鐵不可步發(fā)展缺少的原料。因此，干法熄焦取代傳統(tǒng)濕法熄焦已成為趨 勢。 干 法 熄焦的工藝流程為：從炭化室中推出的 950～ 1050℃的紅焦經(jīng)過攔焦機的導焦柵落入運載車上的焦罐內(nèi)，運載車由電機車牽引至干熄焦裝置提升機至井架頂部，再平移到干熄爐爐頂。 第二階段，自平煤開始到煤斗內(nèi)煤料卸完為止。 焦爐機械 煉焦生產(chǎn)中焦爐專用機械，頂裝焦爐用的有裝煤車、攔焦機、推焦機、熄焦車；搗固焦爐則用裝煤推焦機代替裝煤車和推焦機，并增加消煙車以消除裝煤時產(chǎn)生的煙塵。護爐設備的作用是對砌體施加保護 性壓力，使砌體在烘爐及生產(chǎn)過程中保持整體性，避免在溫度及機械沖擊下產(chǎn)生破壞。 在煤結(jié)焦過程的收縮階段，隨溫度升高，揮發(fā)分析出，固態(tài)半焦發(fā)生收縮，當收縮應力大于焦炭材料強度時，將在焦炭中產(chǎn)生裂紋。焦化廠設置貯煤場的目的：一是要保證 洗選 干燥 解凍 煤場 搗固 來煤 接受 干燥，預熱 與卸煤 配煤槽 粉碎 部分成型 煤倉 裝爐 配添加劑 煤槽 粉碎 配合 混合 圖 11 煉焦煤的預處理基本流程 焦爐的連續(xù)性生產(chǎn)；二是要穩(wěn)定裝爐煤質(zhì)量 ，貯煤場由卸煤機械、倒運機械、轉(zhuǎn)運皮帶和受煤斗槽以及貯煤場地等組成 。 由高溫煉焦得到的焦炭可用于高爐冶煉、鑄造、氣化和化工等工業(yè)部門作為燃料或原料；煉焦過程中得到的干餾煤氣經(jīng)過回收、精制得到各種芳香烴和雜環(huán)化合物，可供合成纖維、染料、醫(yī)藥、涂料和國防等工業(yè)作為原料；經(jīng)凈化過的焦爐煤氣既是高熱值燃料，又是合成氨、合成燃料和一系列有機合成工業(yè)的原料。因此，高溫煉焦是煤綜合利用的重要方法之一。 配 煤 與粉碎 配煤 配煤系統(tǒng)有兩種，一種是配煤槽，靠其下部的定量給料設備進行配煤，這種系統(tǒng)精確度高，但設 備多、投資高。收縮系數(shù)越大，裂紋越多越寬，故為了減小收縮系數(shù)可在焦炭中添加 瘦化劑，而且還可以減少層間的收縮差，降低層間應力。 煤氣設備 煤氣設備包括干餾煤氣導出設備和加熱煤氣供入設備兩套系統(tǒng)。隨煉焦技術(shù)的發(fā)展，焦爐機械也趨向多功能、自動化方向。一般不應超過 120 秒，該階段是裝煤最重要階段，它決定是否符合裝煤標準。焦罐中的焦炭通過爐頂裝置裝入干熄爐。 發(fā)展前景 世界焦炭生產(chǎn)發(fā)展趨勢 世界焦炭產(chǎn)量于 20世紀 70年代末發(fā)展到頂峰 ,達到 318億 t/a左右。在鋼鐵生產(chǎn)過程中 ,焦炭生產(chǎn)提供的焦炭和焦爐煤氣約占其總能源消費量的 50%以上?，F(xiàn)在有條件的大鋼鐵企業(yè)高爐噴煤已接近或達到 200kg/t鐵左右。 (2) 焦煤 焦煤是結(jié)焦性最好的一種煉焦煤，其煤化程度高于肥煤，具有中等揮發(fā)分。根據(jù)我國煉焦煤的特點，在發(fā)展焦化工業(yè)時，應著重考慮多用氣煤，這對合理利用我國煉焦用煤資源是十分有利的。 表 21 設計配煤方案 焦煤 肥氣煤 肥煤 氣煤 弱粘煤 % % % % % 表 22 所選煤的工業(yè)分析與元素分析 項目 工業(yè)分析 % 元素分析 % 組成 水分 灰分 揮發(fā)分 碳 氫 氧 氮 應用基 干基 干基 可燃基 符號 W yA gA gV rV gC gH gO gN 入爐煤 9 焦爐爐型選 本設計所選 擇 爐型為 JN43582 型焦爐，焦爐設計尺寸見表 23。如圖所示， 原料煤自貯煤場運至配煤場，以設計比例配合后送去粉碎， 粉碎 后的 濕煤由斗槽經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥以一定的給料速度送入干燥管下部，被來自預熱管的熱氣體流化、干燥并運輸，在干燥管上部，用初 次旋風 分離器將干燥煤和氣體分離 ，再由初次旋風分離器、旋轉(zhuǎn)閥將干燥煤粒 送入預熱管下部， 在此 被來自燃燒爐的高溫氣體夾 帶著在預熱管內(nèi)并流 上升同時被加熱到預定溫度。紅焦裝入干熄槽，在冷卻室中與冷惰性氣體進行逆流熱交換，冷卻到 250℃以下。 (3) 實 際濕空氣需要量 3 9 3 4 6 5 4 ])(1[ 5 ?????? ）（空MLL gg 3m / 3m 式中 ? ?5M空 —— 由表 62[1]第五項查取的空氣中含飽和水汽量， 3m / 3m 。 物料平衡計算 以 1000kg 入爐煤為計算基準，入爐煤含水百分比 W=9% (1) 入爐干煤量 Gm 1 0 0 W 1 0 0 9G m 1 0 0 0 1 0 0 0 9 1 01 0 0 1 0 0??? ? ? ? ?kg/t (2) 入爐煤帶入水分 Gs W9G s 1 0 0 0 1 0 0 0 9 0 k g / t1 0 0 1 0 0? ? ? ? ? (1) 全焦量 GJ 干基全焦率按煤的揮發(fā)分 gmV 和焦餅溫 度 tJ相關(guān)式計算 昆明學院 課 程設計 16 ggJ m JK (10 3 .1 9 0. 75 V 0 .0 06 7t )?? ( 10 3 .1 9 0 .7 5 27 .6 3 0 .0 06 7 10 50 ) 75 .4 3%? ? ? ? ? ? 全焦量 J 1 0 0 wG 1 0 0 0 K100?? ? ? 1 0 0 91 0 0 0 7 5 . 4 3 % 6 8 6 . 4 3 6 k g /t100 ?? ? ? ? (2) 無水焦油量 GJY 無水焦油產(chǎn)率 r r r 2JYK [ 1 8 .3 6 1 .5 3 V 0 .0 2 6 ( V ) ]? ? ? ? 2( 18 .36 1 .53 28 .4 0 .02 6 28 .4 ) 4 .12 %? ? ? ? ? ? ? 無水 焦油產(chǎn)量 Y rJ Y J Y1 0 0 W AG 1 0 0 0 K100??? ? ? 1 0 0 9 8 .71 0 0 0 4 .1 2 % 3 3 .9 1 k g /t100??? ? ? ? (3) 粗苯量 BG 粗苯產(chǎn)率 r r r 2BK [ 1 .6 1 + 0 .1 4 4 V 0 .0 0 1 6 ( V ) ]? ? ? 2( 1 .61 0 .14 4 28 .4 0 .00 16 28 .4 ) 1 .19 %? ? ? ? ? ? ? 粗苯產(chǎn)量 Y rBB1 0 0 W AG 1 0 0 0 K100??? ? ? 1 0 0 9 8 . 71 0 0 0 1 . 1 9 % 9 . 7 9 k g / t100??? ? ? ? (4) 氨量 AG 氨產(chǎn)率 ggA 1 7 1 7K ( b N ) 0 . 1 4 1 . 2 8 % 0 . 2 2 %1 4 1 4? ? ? ? ? ? ? 式中 b為氮轉(zhuǎn)變成氨的轉(zhuǎn)化系數(shù)，取為 。 當 2kt =807℃時： 2kC 0 .01 ( 2 .4 2 .13 36 0 .4 1 .45 07+ 871 +2 2 .5029+? ? ? ? ? ? ? + 2 .2 3. 64 80 + 59 .5 1. 31 72 + 4. 0 1. 36 78 ) = 1. 69 65? ? ?kJ /( 3m? ℃ ) 凈煤氣帶走的熱量為： gmg5 1 k 1 k 2 k 2 k0G 21Q C t C t33? ??? ? ? ????? )( ???????? kJ/t (6) 水分所消耗的熱量 6Q? 各溫度段水汽的平均比熱： 在 0～ 747℃時， sqC = kJ /(kg? ℃ ) 在 0～ 450℃時， sqC?? = kJ /(kg? ℃ ) 則水分的平均比熱為 ： sq 7 4 7 2 .0 5 8 2 4 5 0 1 .9 6 2 8C 2 .2 0 2 77 4 7 4 5 0??? ??kJ/(kg? ℃ ) 昆明學院 課 程設計 22 入爐煤帶入水分所消耗的熱量： ? ?6 1 S s q 1 kQ G 2 5 0 1 C t?? ?? ? ?90 25 01 2 .0 58 2 74 7 36 34 62 .7 9? ? ? ? ? kJ/t ? ?6 2 S S X s q 1 kQ ( 0 .2 5 G 1 .2 5 G ) C t 4 5 0 2 0 9 3??? ??? ? ? ??? ? ?( 0 .2 5 9 0 1 .2 5 1 9 .8 3 8 ) 2 .2 0 2 7 7 4 7 4 5 0 2 0 9 3? ? ? ? ? ? ?????= ? ?6 3 S SXQ 65 94 0 .2 5 G G?? ? ? ? ? 6594 0 .25 ( 90 19 .838) =? ? ? ? kJ/t 則水汽所消耗的熱量為： 6 6 1 6 2 6 3Q Q +Q +Q? ? ? ?? =+=(7) 廢氣帶走的熱量 7Q? 廢氣組成為： 2CO