【文章內(nèi)容簡介】 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。煤氣自上而下通過初冷器。冷卻水由每段下部進(jìn)入，低溫水供入最下段，以提高傳熱溫差，降低煤氣出口溫度：在冷卻器殼程每段上部，設(shè)置噴灑裝置，連續(xù)噴灑含煤焦油的氨水，以清洗管外部的煤焦油和萘，同時還可以從煤氣中吸收一部分萘。 在橫管初冷器中，煤氣和冷凝液由上往下同時流 動，較為合理。由于管壁上的萘可被冷凝液沖洗和溶解下來，同時與冷凝液上部噴灑氨水，自中部噴煤焦油，能更好的沖洗掉沉積的萘，從而更有效的提高了傳熱系數(shù)。此外，還可以防止冷凝液再度蒸發(fā)。 在煤氣初冷器內(nèi) 90%以上的冷卻能力用于水汽的冷凝，從結(jié)構(gòu)上看，橫管式初冷器更有利于蒸汽的冷凝。 橫管初冷器用φ 54mm 3mm的鋼管，管徑細(xì)而管束小，因而水的流速可達(dá) 。又由于冷卻水管在冷卻器斷面上水平密集布設(shè)，使與之成錯流的煤氣產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動，從而提高了傳熱系數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)均平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 7 勻的冷卻，煤氣可冷卻到出口溫度只比進(jìn)口 水溫高 2℃。橫管初冷器雖然具有以上優(yōu)點(diǎn)，但水管結(jié)垢較難清掃，要求使用水質(zhì)好的或經(jīng)過處理含萘低的冷卻水。 橫管初冷器與豎管初冷器兩者相比，橫管初冷器有更多優(yōu)點(diǎn)，如對煤氣的冷卻，凈化效果好，節(jié)省鋼材，造價低，冷卻水用量少，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積省。因此，近年來，新建焦化廠廣泛采用橫管初冷器，以很少采用豎管初冷器了。見于以上兩種初冷器的對比我選用橫管式間接初冷器。 圖 3— 2 橫管式初冷器 機(jī)械化氨水澄清槽環(huán)氨水在集氣管內(nèi)噴灑荒煤氣時，約有 60﹪的焦油氣冷凝下來 ，這種焦油是重質(zhì)焦油，其中混有一定數(shù)量的焦油渣。焦油渣內(nèi)含有煤塵、焦粉、炭化室頂部熱解產(chǎn)生的游離炭及清掃上升管和集氣管時所帶入的多孔物質(zhì)，其量約占焦油渣的 30%,其余約 70%為焦油。 鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及選型 煤氣鼓風(fēng)機(jī)有離心式和容積式兩種。離心式用于大型焦?fàn)t；容積式常用的是羅茨式風(fēng)機(jī)，用于中 小型焦?fàn)t。在次設(shè)計中，我選擇了離心式鼓風(fēng)機(jī)。下面介紹的是此兩種鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)。 離心式鼓風(fēng)機(jī)主要由機(jī)身、轉(zhuǎn)子組件、密封裝置、軸承、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)及其它輔助零部件等組成。 離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作 原理 離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理示意見圖 33當(dāng)電動機(jī)帶動主軸及葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，氣體由進(jìn)氣口吸入機(jī)殼進(jìn)入葉輪，并隨葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，被從葉輪中甩出，進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)蝸室和擴(kuò)壓管，由于擴(kuò)壓管內(nèi)通道截面積漸漸增大，因此，氣體的一部分動能變?yōu)殪o壓能，壓力升高，最后由出氣口排出。與此同時葉輪入口處由于氣體被甩出而產(chǎn)生局部負(fù)壓，氣體在外界壓力作用下，從進(jìn)氣口不斷地被 吸入機(jī)內(nèi)。 煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓縮后溫度要升高 15～ 20℃。 離心式鼓風(fēng)機(jī)的性能。 離心式鼓風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)數(shù)下的生產(chǎn)能力 (Q)與總壓頭 (H)之間有一定 的關(guān)系，曲線有一最高點(diǎn) B，相應(yīng)于 B點(diǎn)壓頭 (最高壓頭 )的輸送量稱為臨界輸送量。鼓風(fēng)機(jī)不允許在 B點(diǎn)的左側(cè)范圍內(nèi)操作，因在此范圍內(nèi)鼓風(fēng)機(jī)輸送量波動，并會發(fā)生振動，產(chǎn)生“飛動”現(xiàn)象。只有在 B點(diǎn)右側(cè)延伸的特性曲線范圍內(nèi)操作才是穩(wěn)定的。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 8 運(yùn)行鼓風(fēng)機(jī)的總壓頭系指機(jī)后壓力（正壓）與機(jī)前壓力（負(fù)壓）之差，其值與化產(chǎn)回收系統(tǒng)采用的工藝流程有關(guān) 鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) (1) 用鼓風(fēng)機(jī)煤氣進(jìn)出口開閉器調(diào)節(jié)：此法鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和煤氣升溫增大，另外也容易產(chǎn)生滲漏。 (2) 用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口交通管調(diào)節(jié)：此法也稱“小循環(huán)”調(diào)節(jié)，一部分煤氣經(jīng) 重復(fù)壓縮，無疑鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和煤氣溫升也要增大。 (3)“大循環(huán)”調(diào)節(jié)：即將鼓風(fēng)機(jī)壓出的煤氣部分地送到初冷器前的煤氣管道中，經(jīng)過冷卻后，再回到鼓風(fēng)機(jī)。一般當(dāng)煤氣量為鼓風(fēng)機(jī)額定能力的 1/1~1/3時，就需采用“大循環(huán)”的措施。顯然，“大循環(huán)”可解決煤氣升溫過高的問題，但要增加鼓風(fēng)機(jī)的能量消耗和初冷器的負(fù)荷。 (4) 用透平機(jī)拖動鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)：此法調(diào)節(jié)范圍有限。 (5) 采用帶液力偶合器的電動煤氣鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)煤氣量實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍在 20%~97%。此法鼓風(fēng)機(jī)啟動方便，調(diào)節(jié)靈活，高效節(jié)能。 （ 6）采用變頻調(diào)速電機(jī)：此法調(diào)節(jié)方便簡單 圖 33 離心式鼓風(fēng)機(jī) 羅茨式鼓風(fēng)機(jī) 羅茨式鼓風(fēng)機(jī)是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的容積變化來吸入和排出煤氣，用電動機(jī)驅(qū)動，其構(gòu)造見圖。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)有一鑄鐵外殼，殼內(nèi)裝有兩個“ 8”字形的用鑄鐵或鑄鋼制成的空心轉(zhuǎn)子，并將汽缸分成兩個工作室。兩個轉(zhuǎn)子裝在兩個互相并行的軸上，在這兩個軸上又各裝有一個互相咬合，大小相同的齒輪，當(dāng)電動機(jī)經(jīng)由皮帶輪帶動主軸轉(zhuǎn)子時，主軸上的齒輪又帶動了從動軸上的齒輪，所以兩個轉(zhuǎn)子做相對反向轉(zhuǎn)動，此時一個工作室吸入氣體，由轉(zhuǎn)子推入另一個工作室而 將氣體壓出。每個轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁及與另一個轉(zhuǎn)子表面均需緊密配合，其間隙一般為 。間隙過大即有一定數(shù)量的氣體由壓出側(cè)漏到吸入側(cè)，有時因漏泄量大而使機(jī)身發(fā)熱：羅茨式鼓風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)子的中心距及轉(zhuǎn)子長度的不同，其輸氣能力可以在很大范圍內(nèi)變動：在中國中小型焦化廠應(yīng)用的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)有多種規(guī)格，其生產(chǎn)能 28300m^3/min ，所生成平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 9 的額定壓頭為 。 羅茨式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，且在轉(zhuǎn)速一定時，如壓頭稍有變化，其輸氣量可保持不變，即輸氣量隨著風(fēng)壓變化幾乎保 持不變?？梢垣@得較高的壓頭。這都是優(yōu)點(diǎn)。但在使用日久后，間隙因磨損而增大，其效率降低，次種鼓風(fēng)機(jī)必須用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全筏，以保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的噪聲較大。 圖 34 羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理示意圖 電捕焦油器 根據(jù)板狀電容的物理原理，如在兩金屬板間維持很強(qiáng)的電場，使含有塵灰或霧滴的氣體通過其間，氣體分子發(fā)生電離，生成帶有正電荷或負(fù)電荷的離子，于是正離子向陰極移動，負(fù)離子想陽極移動。當(dāng)電位差很高時 具有很大速度（超過臨界速度）和動能的離子的電子與中性分子碰撞而產(chǎn)生新的離子（即發(fā)生電離），使兩極間大量氣體分子均發(fā)生電離作用。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，當(dāng)電壓增大到超過絕緣電阻時，兩極之間便會產(chǎn)生火花放電，這不僅會導(dǎo)致電能損失，且能破壞凈化操作。為了避免火花放電或發(fā)生電弧，應(yīng)采用不均勻電場。 在不均勻電場中，當(dāng)兩極間電位差增高時，電流強(qiáng)度并不發(fā)生急劇的變化。這是因在導(dǎo)線附近的電場強(qiáng)度很大，導(dǎo)線附近的離子能以較大的速度運(yùn)動，使被碰 撞的煤氣分子離子化而離導(dǎo)線中心較遠(yuǎn)處，電場強(qiáng)度小，離子的速度和動能不能使相遇的分子離子化，順而絕緣電阻只在導(dǎo)線附近電場強(qiáng)度最大處發(fā)生擊穿，即形成局部電離放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為電暈現(xiàn)象。 由于在電暈區(qū)內(nèi)發(fā)生急劇的碰撞電離，形成大量正負(fù)離子。負(fù)離子的速度比正離子大，所以電暈極常取為負(fù)極，圓管或環(huán)形金屬則取為正極，因而速度大的負(fù)離子即向管壁或金屬板移動，正離子則移向電暈極。在電暈區(qū)內(nèi)存在兩種離子，而電暈區(qū)外只有負(fù)離子，因而在電捕焦油器的大部分空間內(nèi)，煤焦油霧滴平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 10 只能成為帶有包電荷的質(zhì)點(diǎn)而向管壁或板壁移動。由于圓管或 金屬板是接地的，荷電煤焦油質(zhì)點(diǎn)到達(dá)管壁或板壁時，既放電而沉淀于板壁上，故正極也稱為沉淀極。 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。煤氣離子經(jīng)在兩極放電后，重新轉(zhuǎn)變成煤氣分子，從電捕焦油器中逸出。 電捕焦油器的構(gòu)造 在大型焦化廠中均采用管式電捕焦油器，其構(gòu)造如圖 36所示其外殼為圓柱型，底部為凹型或錐型并帶有蒸汽夾套，沉淀管徑為 250mm，長 350mm，在每根沉淀管的中心懸掛著電暈極導(dǎo)線，由上部框架及下不框架拉 緊；并保持偏心度不大于 3mm。電暈極可采用強(qiáng)度高的 Φ 2mm 的鎳鉻鋼絲制作。煤氣自底部進(jìn)入，通過兩塊氣體分布篩板均勻分布到各沉淀管中去。凈化后的煤氣從頂部煤氣出口逸出。從沉淀管捕集下來的煤焦油聚集于器底排出，因煤焦油黏度大，幫底部設(shè)有蒸汽夾 ，以利于排放。 圖 35 電捕焦油器 圖 36 電捕焦油器的構(gòu)造 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 11 機(jī)械化氨水澄清槽結(jié)構(gòu)、特點(diǎn) 機(jī)械化焦油氨水澄清槽是一端為斜 底，斷面為長方形的鋼板焊制容器，由槽內(nèi)縱向隔板分成平行的兩格，每格底部設(shè)有由傳動鏈帶動的刮板輸送機(jī)，兩臺刮板輸送機(jī)用一套由電動機(jī)和減速機(jī)組成的傳動裝置帶動。煤焦油，氨水，和煤焦油渣由入口管經(jīng)承受隔室進(jìn)入澄清槽，使之均勻分布在煤焦油的上部。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。沉積于槽底的煤焦油渣由移動速度為^3/min的刮板刮至前伸的頭部漏斗內(nèi)漏出。如圖 37所示。 為阻擋浮在水面的煤焦油渣，在氨水溢流槽附近設(shè)有高度為 m 的木擋板。為了防止懸浮在煤焦油中的煤焦油渣團(tuán) 進(jìn)入煤焦油引出管內(nèi)，在氨水澄清槽內(nèi)設(shè)有煤焦油渣擋板及活動篩板。煤焦油，氨水的澄清時間一般為半小時 圖 37機(jī)械化焦油氨水澄清槽 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 12 圖 38 風(fēng)冷凝的流程圖 安全規(guī)程 煤氣區(qū)域：必須動火時，應(yīng)申報安全部門制定動火方案和安全措施，經(jīng)獲準(zhǔn)后主可動火。 經(jīng)常檢查風(fēng)機(jī)油位、電壓、電流、溫度等是否正常，聽、摸、看風(fēng)機(jī)是否有異響，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即采取措施。 集中思想，加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)跳閘，應(yīng)立即關(guān)閉出口閥，防止葉輪倒轉(zhuǎn)造成吸壓力下降。 用蒸氣 清掃管道或設(shè)備時，若該部位有非高溫高壓儀表連接，則必須把儀表導(dǎo)管切斷。 生產(chǎn)區(qū)域嚴(yán)禁煙火，禁止用鐵器敲打風(fēng)機(jī)和煤氣及管道。 風(fēng)機(jī)房內(nèi)嚴(yán)禁堆放易燃易爆物品。 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，禁止修理，擦拭和觸及轉(zhuǎn)動部位。 風(fēng)機(jī)前后壓力突然變化時，應(yīng)進(jìn)行檢查并調(diào)節(jié)，直至消除。 發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)有撞擊聲等異?，F(xiàn)象時，應(yīng)及時報告車間廠部領(lǐng)導(dǎo)。 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，負(fù)壓系統(tǒng)放散管禁止打開。 1煤氣正壓系統(tǒng)著火時不停風(fēng)機(jī)，負(fù)壓系統(tǒng)不準(zhǔn)隨便引入火種。 1所有較長時間停用的設(shè)備和管道都應(yīng)放空，并用蒸汽吹掃干凈。 1初冷器 煤氣未通之前，嚴(yán)禁上冷卻水，以防吸癟設(shè)備。 1冷卻塔先開水后開風(fēng)機(jī)。 1冷凝液，混合液，焦油泵開停前后要清掃管道。 1清掃初冷器后，將其與大氣連通或與煤氣連通。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 13 1各泵嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)。 1事故氨水槽和循環(huán)氨水中間槽正常情況下嚴(yán)禁連通。 1焦?fàn)t正常操作時不準(zhǔn)降低循環(huán)氨水量、更不準(zhǔn)停止供應(yīng)，循環(huán)氨水中不準(zhǔn)帶焦油加新水。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 14 第 4章 相關(guān)工藝計算 熱量衡算和物料衡算 表一 主要操作指標(biāo) 煤氣溫度℃ 初冷器前 冷卻水溫度℃ 初冷器后 冷卻水溫度℃ 煤氣壓力 kPa 初冷器前 8086 循環(huán) 2530 循環(huán)水 45 初冷氣后 .394 初冷器后 2535 低溫水 1820 低溫水 2530 鼓風(fēng)機(jī)后 鼓風(fēng)機(jī)后 4045 表二 回收部分計算的原始數(shù)據(jù)（ 110萬噸 /年） 表三 化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（對裝入干煤） 煤氣發(fā)生量 335米 3/噸 焦油 % 粗苯 % 氨 % 硫化氫 % 裝入煤化合水分 % 焦炭 % 表四 煉焦煤氣組成 （體積） % H2 CH4 每小時裝入干煤量 164噸 /時 裝入煤水分 10% 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 15 CO N2 CO CmHm O2 集氣管物料和熱量衡算 一．集氣管的物料衡算 每小時裝入煤量： 164 10100100? = t/h 裝入煤帶水量： = t/h （ 1） 進(jìn)入集氣管的物料（ kg/h） 干煤氣 164 335 = 氨 164000 =492 水蒸氣 164000 +18300=21808 硫化氫