【正文】 生產(chǎn)工藝流程圖 見(jiàn)工藝流程圖。焦化工業(yè)中一般采用立管式電捕焦油器。配置在鼓風(fēng)機(jī)前的設(shè)備和管道處于負(fù)壓，而配置在鼓風(fēng)機(jī)后的則處于正壓。h VV=Vcg………….. (19)式中：Vcg—初冷器出口的干煤氣體積，標(biāo)m3 /hP—水蒸汽在45℃時(shí)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(biāo)m3 /h`—水蒸汽在25℃時(shí)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(bǔ)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。 原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t每小時(shí)裝入干煤量，噸 裝入煤料水分，% 8焦?fàn)t煤氣中的主要化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率如下表表5 主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（按裝入干煤計(jì)）； %（質(zhì)量）項(xiàng)目名稱(chēng)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(jì)100表6 干煤氣組成（粗苯、硫化氫、氨除外）項(xiàng)目煉焦煤氣組成的名稱(chēng)體積百分組成1234567H2 CH4CON2CO2 dabnO2合計(jì) 100 物料平衡集氣管物料衡算：每小時(shí)裝入濕煤量：=裝入沒(méi)料帶入水分：－=1. 進(jìn)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(jì)算時(shí)， 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(jì)： 按體積計(jì)算時(shí)， 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。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(dòng)放散裝置，當(dāng)煤氣壓力超過(guò)允許值時(shí)將煤氣自動(dòng)放散，否則鼓風(fēng)機(jī)的操作調(diào)節(jié)將發(fā)生困難，不能保持焦?fàn)t集氣管煤氣壓力的規(guī)定值。在間冷階段，由于溫差大、冷凝液量多和奈量相對(duì)較少，傳熱系數(shù)高，可大幅度減少所需的傳熱面積。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液進(jìn)入氨水池，在此與洗氨塔來(lái)的部分氨水混合并進(jìn)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(chē)間加工處理。從各臺(tái)初冷器出來(lái)的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度 稱(chēng)為集合溫度，這個(gè)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(lái)，奈溶解于焦油中。、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)單軌手動(dòng)吊車(chē)，最大起重量應(yīng)大于與泵配套的電動(dòng)機(jī)的重量。在冷卻過(guò)程中，煤氣溫度由650~700℃降至80~86℃，同時(shí)約60%的焦油汽冷凝下來(lái)，在實(shí)際生產(chǎn)上，煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點(diǎn)溫度1~3℃.露點(diǎn)溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，即煤氣的冷卻極限溫度。C左右 離開(kāi)炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。變壓吸附裝置技術(shù)特點(diǎn)及適用性與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變壓吸附制氧技術(shù)特點(diǎn)主要是：工藝流程簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置，自動(dòng)化程度高。鼓風(fēng)機(jī)是焦化廠極其重要的設(shè)備，俗稱(chēng)之為焦化廠的“心臟”。為此，我們?cè)?~7號(hào)初冷器投產(chǎn)前，進(jìn)行了如下改造：新建l臺(tái) 洗萘液槽，并將原的混合液槽改為混合液中間槽。C；第二步再在煤氣初冷器重冷卻。C以前。另外，焦炭質(zhì)量提高后，在高爐煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的延伸效益更是巨大的。中國(guó)也是世界焦炭出口大國(guó), 2000年中國(guó)出口焦炭1520 萬(wàn) , 占世界焦炭出口總量2510萬(wàn)噸的60%以上。這個(gè)任務(wù)在化產(chǎn)車(chē)間的初冷器內(nèi)完成。同時(shí)對(duì)其做了工藝計(jì)算，達(dá)到了所需規(guī)格性能的要求。大容積焦?fàn)t、搗固焦?fàn)t、干法熄焦等開(kāi)發(fā)較早的先進(jìn)工藝技術(shù)在工業(yè)化實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中日臻完善；日本的型焦工藝、德國(guó)的巨型煉焦反應(yīng)器、美國(guó)的無(wú)回收焦?fàn)t、前蘇聯(lián)的立式連續(xù)層狀煉焦工藝等近30年來(lái)開(kāi)發(fā)的新工藝新技術(shù)則加快了工業(yè)化進(jìn)程。由于裝爐煤水分的降低，%。煤在煉焦時(shí)，約75%轉(zhuǎn)化為焦炭，其余是粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過(guò)冷卻和用各種吸收劑處理，可以從中提取焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫和粗苯等，并獲得凈煤氣。b. 焦?fàn)t煤氣凈化現(xiàn)狀目前我國(guó)正在運(yùn)行的焦?fàn)t煤氣凈化工藝很多，要包括冷凝鼓風(fēng)、脫硫、脫氨、脫苯等，在凈化煤氣的時(shí)回收焦油、硫磺、硫銨或氨水、粗苯等化工產(chǎn)品?；厥哲?chē)間擔(dān)負(fù)著焦?fàn)t煤氣的冷卻、輸送、凈化及回收焦化產(chǎn)品的任務(wù)。改造后冷凝液泵的噴灑壓力提高到 ，既增加了冷凝液噴灑量，又提高了噴灑效果，初冷器的清掃次數(shù)明顯下降。：a長(zhǎng)治鋼鐵集團(tuán)有限公司，在煉鐵高爐生產(chǎn)中，為降低焦炭耗量和生鐵成本、提高生產(chǎn)效率，我國(guó)開(kāi)創(chuàng)了高風(fēng)溫、低富氧、大噴煤技術(shù)路線。C左右，煤氣中約30%左右的焦油氣以及絕大部分的水蒸氣、萘被冷凝下來(lái)，萘溶解于焦油中，另外還有一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫和其他組分則溶解于冷凝水中，與焦油混合為冷凝液，其余的相繼經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)、電捕焦油器等回收，由各裝置回收的冷凝液全部進(jìn)入焦油氨水澄清槽內(nèi)進(jìn)行分離，分離氨水循環(huán)使用，焦油送往焦油精制車(chē)間進(jìn)一步加工，蒸餾出酚油、萘油、汽油、蒽油和瀝青等產(chǎn)品可以直接送往油庫(kù)外售。煤氣在橋管和集氣管內(nèi)冷卻時(shí)，是用壓力表為150~200kPa的循環(huán)氨水通過(guò)噴頭強(qiáng)烈噴灑，被噴成細(xì)霧狀的氨水與煤氣充分接觸，由于煤氣溫度很高且遠(yuǎn)沒(méi)有被水汽所飽和，所以煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發(fā)，快速進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。目前一般用橫管式冷卻器，因?yàn)槔鋮s效果好。因空氣冷卻器的冷卻效率低和傳熱系數(shù)小，目前已不在采用。兩段初冷可采用如圖2所示具有兩段初冷功能的初冷器，其中前四個(gè)煤氣通道為第一段，后兩個(gè)煤氣通道為第二段。直接冷卻器以有無(wú)填充物而分為兩種，大多采用多段空噴塔，噴淋氨水自上而下與煤氣逆流接觸，從塔底排出的噴淋氨水經(jīng)換熱器和冷卻后循環(huán)使用，在直接式冷卻器中，煤氣在冷卻的同時(shí)還有部分腐蝕性介質(zhì)和焦油霧被噴淋氨水帶走，為不使這些腐蝕性介質(zhì)在循環(huán)液中積累，一般采用補(bǔ)充循環(huán)氨水的方法進(jìn)行排污，排污水送往焦油氨水澄清槽補(bǔ)充水量控制在噴淋氨水循環(huán)量的5%~10%。這樣，鼓風(fēng)機(jī)吸入的煤氣體積小，負(fù)壓下操作的設(shè)備及煤氣管道少。如下圖所示，羅茨鼓風(fēng)機(jī)有一鑄鐵外殼，其殼內(nèi)裝有兩個(gè)8字型的鑄鐵或鑄鋼制成的空心轉(zhuǎn)子，并將汽缸分成兩個(gè)工作室。因此前面假設(shè)的離開(kāi)集氣管的煤氣溫度是正確的?！?；主要取決于煤氣中水蒸汽平均含量（體積%）按下式計(jì)算： …………..(25) —金屬管壁表面上的垢層的熱阻，(m2在操作壓力作用下，管子每平方米脹接周邊上所受到的力： 式中： ； ； ； ； 管子成正三角形排列時(shí)， 管子成正方形排列時(shí)， 式中： 。煤氣含這么高的焦油是不利的，因?yàn)樗绊懥蜾@和洗苯用的洗油質(zhì)量 。此時(shí)，兩極間的所需電位差為： 伏……………(32)式中：—電暈極鋼絲半徑，cm；—沉淀管半徑，cm；E—電壓梯度， E=4000V/cm則： 焦油霧滴的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 焦油霧滴運(yùn)動(dòng)時(shí)間按下式計(jì)算： 秒………………………………….(33) 式中A按下式計(jì)算： 厘米2/秒…………………(34)式中：V—兩極間的電位差，電磁單位；e—電子荷，取—煤氣粘度，取d—最小焦油霧滴直徑，取L—煉焦煤氣0℃時(shí)的氣體分子平均間距，為而在54℃時(shí)為：因此， 沉淀極管數(shù)的確定所需電極管的容積為： ………………………(35)，每根點(diǎn)機(jī)關(guān)的容積為： 所需電極管的數(shù)目為： 所以選用3臺(tái)109根的電捕焦油器。6. 為滿足生產(chǎn)的連續(xù)性，供電一定要滿足雙電路的要求，同時(shí)電。電捕焦油器中的焦油通過(guò)水封排出。 電捕焦油器的選型 為了保證回收車(chē)間的的鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣管道和回收設(shè)備的正常操作，在鼓風(fēng)機(jī)后設(shè)置電捕焦油器以進(jìn)一步捕集煤氣中的焦油霧。試驗(yàn)證明，對(duì)于管子與管板是焊接連接的接頭，接頭的強(qiáng)度高于管子本身金屬的強(qiáng)度，拉脫力不足以引起接頭的破壞；但對(duì)于管子與管板是脹接連接的接頭，拉脫力則可能引起接頭處密封性的破壞或使管子松脫。設(shè)采用三臺(tái)并聯(lián)操作，則煤氣傳給水的傳熱系數(shù)按下式計(jì)算：…………..(24)式中：—煤氣對(duì)管壁的給熱系數(shù)，kJ/(m2h圖6離心式鼓風(fēng)機(jī)示意圖 當(dāng)冷凝工段處理量較小時(shí)，一般可選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。1. 煤氣的輸送系統(tǒng)及其阻力吸入方為負(fù)壓，壓出方為正壓，鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)后壓力與機(jī)前壓力差為鼓風(fēng)機(jī)的總壓頭。所以，大型焦化廠已很少單獨(dú)采用煤氣直接初冷流程。上述煤氣間接初冷流程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)。12. 循環(huán)氨水泵的備用率為50%~100%。初冷器的選擇有煤氣的流量及氨水的流量來(lái)決定，初冷器的選擇也要通過(guò)計(jì)算來(lái)決定，鼓風(fēng)機(jī)的選擇是看煤氣量來(lái)決定的，后邊的電捕焦油器和氨水焦油澄清槽也要通過(guò)煤氣的量來(lái)決定。2設(shè)計(jì)內(nèi)容與工藝方案及選型 設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法 通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)年產(chǎn)60萬(wàn)噸焦炭的焦化廠，估算出粗煤氣的流量。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)。（2）控制好初冷溫度 初冷后煤氣溫度不要超過(guò)20℃，防止萘在后續(xù)工段析出結(jié)晶。改造冷凝噴灑泵的管道。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(guò)程。我國(guó)將會(huì)產(chǎn)生大量剩余焦?fàn)t煤氣的主要有兩類(lèi)焦化廠：一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨(dú)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(méi)有合適的工業(yè)用戶(hù)；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(méi)有合適的用戶(hù)。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]。因而提高了焦炭粒度的均勻系數(shù)煤調(diào)濕技術(shù)。焦炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)的主要是中國(guó)、韓國(guó)、巴西等幾個(gè)發(fā)展國(guó)家[2]。本設(shè)計(jì)對(duì)煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)。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。通常情況下提高焦炭質(zhì)量主要集中在對(duì)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(duì)焦炭進(jìn)行后序處理，同時(shí)加強(qiáng)焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)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)。如不及時(shí)調(diào)整，可使焦?fàn)t爐溫產(chǎn)生波動(dòng)，供熱過(guò)量或供熱不足。 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2001 年產(chǎn)焦12406 萬(wàn)噸計(jì)算，全年焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量約530 億噸 。C左右的循環(huán)氨水（在150~200kPa表壓下）經(jīng)過(guò)噴頭強(qiáng)烈噴灑形成細(xì)霧狀液滴，與橋管進(jìn)口650~750176。機(jī)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(jī)的冷凝液也送入冷凝液槽，用冷凝液泵送往機(jī)械化焦油氨水澄清槽。由于鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載很大，為保證運(yùn)轉(zhuǎn)正常，減少軸承磨損，要使軸承得到很好的潤(rùn)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。b濟(jì)寧市某焦化廠鼓風(fēng)機(jī)的改進(jìn)原設(shè)計(jì)與 66型焦?fàn)t配套的鼓風(fēng)工段設(shè)有三臺(tái) F = 1200 立管初冷器， 一臺(tái) F =760 橫管初冷器 ，采用 D320 離心風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，同時(shí)還備用三臺(tái) LGA80 500 l 羅茨鼓風(fēng)機(jī)，機(jī)后設(shè)有兩臺(tái)同心圓式電捕焦油器。對(duì)于這類(lèi)能量的回收、美國(guó)和加拿大提出帶熱回收的無(wú)副焦產(chǎn)焦?fàn)t煉焦技術(shù)，高爐煤氣經(jīng)過(guò)煤層上部聚集后立即燃燒提供炭化所需要熱量，我國(guó)山西也有類(lèi)似的焦?fàn)t生產(chǎn)。他們一起吸煤氣管道流入氣液分離器。因循環(huán)氨水的溫度約為78~80℃，并考慮水泵長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，機(jī)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?chē)姙彼畨毫Φ囊笙?，選取的最大流量應(yīng)比設(shè)計(jì)計(jì)算的流量大20~30%。焦油和冷凝氨水的混合液稱(chēng)為冷凝液。 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(jī)；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