【正文】 煤氣 水蒸汽 焦油汽 粗苯汽 硫化氫 氨 +M 2739 + 合計 +M + 熱平衡 輸入熱量： 1. 焦?fàn)t煤氣帶入集氣管的熱量 （ 1）干煤氣帶入的熱量 Q1=MrCrt1...............(2) 式中： t1— 煤氣溫度，取 t1=650℃ Cr— 在 0~650℃范圍內(nèi)干煤氣的平均比 熱， 3/ ( /kJ m kJ kg??℃ ） 或 （ ℃ ） 干煤氣的平均比熱可根據(jù)其組成的平均比熱求得 : Cr=(+++++ +)= 3/(kJ m ?℃ ） 按質(zhì)量計的比熱 ： Cr= = / (kgkJ ?℃ ） 故： Q1=MrCrt1=650= /kJh （ 2） 水蒸汽帶入的熱量 ： Q2=MB(+CBt1)………… ..(3) 式中： CB— 0~650℃范圍內(nèi)水蒸汽的平均比熱， / (kgkJ ?℃ ） 28 — 0℃ 時水蒸汽的焓， kJ/kg 故： Q2=(+650)= （ 3）焦油汽帶入的熱量 ? ?3136 8. 46CM CMQ M C t??………… ..(4) 式中： — 在 0℃ 時焦油汽的焓， kJ/kg CCM— 按下式求出的焦油汽比熱， /(kgkJ ?℃ ） 3310 . 3 0 5 0 . 3 9 2 1 0 0 . 3 0 5 0 . 3 9 2 1 0 6 5 0 2 . 3 4 4 6 0 8 / ( )CMC t k J k g C??? ? ? ? ? ? ? ? ? 故： ? ?? ?313 6 8 . 4 66 2 7 8 . 6 3 3 6 8 . 4 6 2 . 3 4 4 6 0 8 6 5 0 1 2 9 5 8 4 3 9 . 0 8 /C M C MQ M C t k J h??? ? ? ? ? （ 4）粗苯汽帶入的熱量 ： 41Q M C t??? ………… ..(5) 式中： C? — 苯族烴（粗苯）的比熱，按下式計算： C? = M? M— 苯族烴（粗苯）的平均分子量，取 M=83 C? = ? = / (kgkJ ?℃ ） 故： Q4=650=（ 5）硫化氫帶入的熱量 ： Q5=McCct1………… .. (6) 式中： Cc— 在 0℃ ~650℃ 范圍內(nèi)硫化氫的比熱， / (kgkJ ?℃ ） ， / ( kgkJ ?取 為 ℃ ） 故： Q5=650=（ 6）氨帶入的熱量 ： Q6=MαCαt1………… .. (7) 29 式中： Cα— 在 0℃ ~650℃ 范圍內(nèi)氨的比熱，為 / (kgkJ ?℃ ） 故： Q6=650=由煤氣帶入集氣管的總熱量為： QⅠ =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =+++++ =2. 噴灑氨水帶入集氣管大的熱量 ： QⅡ =W1tB………… .. (8) 式中： W1— 噴灑氨水的量， kg/h Bt — 噴灑循環(huán)氨水的溫度， ℃ 設(shè)：噴灑氨水量為： 米 3/時（以 1 噸干煤為基準(zhǔn)） 則： W1=ρ 水 =1004300 kg/h 噴灑氨水的最低溫度按進入集氣管的煤氣面積確定。 在總壓為 760mm 汞柱時，進入集氣管的煤氣 中水蒸汽分壓為： 2 9 4 8 7 . 4 6= 7 6 0 = 2 3 6 . 7 8 6 2 m m H g9 4 6 4 4 . 3 1 9P ? 這相當(dāng)于 ℃ 時的蒸汽壓。 而噴灑氨水的實際溫度應(yīng)比進入集氣管的煤氣露點高 5~10℃ ，以保證水份蒸發(fā)的推動力，取水溫 77℃ 。 故：噴灑氨水帶入集氣管的熱量為： QⅡ =100077=進入集氣管的總熱量： Q 入 =QⅠ +QⅡ =+= kJ/h 輸出熱量 1. 煉焦煤氣從集氣管帶走的熱量 QIII （ 1）干煤氣帶走的熱量 ： 30 Q1=MrCrt2………… .. (9) 設(shè)集氣管出口煤氣溫度為 83℃ 由有關(guān) 數(shù)據(jù)手冊上 查到 82~650℃ 之間 焦?fàn)t煤氣 的平均比熱容 為 3= (0 . 5 9 5 0 . 3 1 0 . 2 5 5 0 . 3 8 3 0 . 0 6 0 . 3 0 6 0 . 0 4 0 . 3 0 5 0 . 0 2 4 0 . 4 1 50 . 0 2 2 0 . 5 1 8 0 . 0 0 4 0 . 3 1 4 ) 4 . 1 8 6 8 = 1 . 4 0 3 7 7 9 6 1 2 k J /( m C )rC ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 則按質(zhì)量計的比熱為： Cr= 1 .4 0 3 7 7 9 6 1 2 3 .1 1 2 5 9 3 3 7 50 .4 5 1 ? kJ/(kgC? ) 故 ： Q1=83= kJ/h （ 2）水蒸汽帶走的熱量 ： Q2=MB(+CBt2) =(+M) (595+83) = M+ kJ/h 式中： — 水蒸汽的比熱， kJ/(kgC? ) — 0℃ 水蒸汽的焓， kJ/kg （ 3） 焦油汽帶走的熱量 ： Q3=MCM(+CCMt2) ………… .. (10) 式中： — 0℃ 焦油汽的焓， kJ/kg 焦油汽的比熱： CCM=(+10383) = (kgC? ) 故： Q3=MCM(+CCMt2)=2739(88+83)= kJ/h （ 4）粗苯汽帶走的熱量 ： 42Q M C t??? ………… .. (11) 粗苯汽的比熱： ? ?2 0 . 7 0 . 0 2 6 8 3 4 . 1 8 6 8 1 . 1 5 3 0 3 4 6 3 1 /83C k J k g C? ??? ? ? ? 故： Q4=83=（ 5）硫化氫帶走的熱量： Q5=McCct2………… .. (12) 31 式中： Cc— 硫化氫的比熱，取 (kgC? ) 故： Q5=McCct2=83= kJ/h （ 6）氨帶走的熱量： Q6= MαCαt2………… .. (13) 式中： Cc— 氨的比熱，取 kJ/(kgC? ) 故： Q6= MαCαt2=83 = kJ/h 則：焦?fàn)t煤氣從集氣管帶 走的熱量為： QⅢ =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6………… .. (14) =+++++328+ =(+) kJ/h 2. 循環(huán)氨水和冷凝焦油帶走的熱量 ： QⅣ =(W1－ M+gCMCCM)TB1………… .. (15) 式中： TB1— 離開集氣管的氨水和焦油的溫度，并規(guī)定此溫度高于噴灑氨水溫度 2~3℃ ，即 TB1 為 80℃ CCM— 焦油汽的比熱，按下式計算： CCM=（ +10380） = kcal/(kg℃ ) 故： QⅣ =(W1－ M+gCMCCM)TB1 =(1004300－ M+) 80 =(－ ) kJ/h 3. 集氣管周圍散熱損失的熱量 ： 32 ? ? ? ?1 2 1 2VQ F t t??? ? ?………… .. (16) 式中： 12??? — 集氣管壁對空氣的對流和輻射給熱系數(shù)， kJ/(m2 h℃ ) 此值可按下式近似公式求得： 1 2 18 t??? ? ? ………… .. (17) 其中： t1 為集氣管壁溫度，取 120℃ 則： ? ? ? ?2212 8 0 .0 5 1 2 0 1 4 / ( ) 5 8 .6 1 8 /k c a l m h C k J m h C?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? t2— 空氣溫度，取 25℃ F— 集氣管表面積 對于 三 座焦?fàn)t均為 單 集氣管時，當(dāng)集氣管直徑為 米，每根集氣管長為 70 米 F =3π DL=370= m2 式中： D— 集氣管直徑： L— 集氣管長度： 故： ? ? ? ? ? ?1 2 1 2 58 .6 18 79 1. 28 12 0 25 44 06 40 8. 85 /VQ F t t k J h??? ? ? ? ? ? ? ? 總輸出熱量為： Q 出 = QⅢ + QⅣ + QⅤ ………… .. (18) =+++=(+927M)kJ/h 因為輸出熱量應(yīng)等于輸入熱量， Q 出 = Q 入 則： = 得： M=或 =則 離開集氣管的煤氣總體積為： += m3/h 則集氣管的水蒸汽總體積為： += m3/h 33 集氣管出口的煤氣中水蒸汽分壓為： P=760 == 相當(dāng)于煤氣出口溫度 ≈ 83℃（露點）與假設(shè)相符。因此前面假設(shè)的離開集氣管的煤氣溫度是正確的。 根據(jù)上述的計算，在表 8 中列出集氣管的物料平衡，在表 9 中列出其熱平衡。 表 8 集氣管的物料平衡 物料名稱 輸入 千克 /時 米 3/時 輸出 千克 /時 米 3/時 干煤氣 水蒸汽 焦油汽 粗苯 硫化氫 氨 2739 小計 循環(huán)氨水 1004300 —— —— 焦油 —— —— —— 總計 表 9 集氣管的熱平衡 物料名稱 輸 入熱量（ kJ/h） 輸出熱量（ kJ/h） 干煤氣 水蒸汽 焦油汽 苯族烴 硫化氫 氨 小計 34 循環(huán)氨水 焦油 — — 集氣管熱損失 —— 總計 兩段冷卻流程的橫管式煤氣初冷器的初步冷卻工藝計算及選型 本設(shè)計中采用兩段橫管初冷器，第一段從 83℃ 冷卻到 45℃，第二段從 45℃冷卻到 25℃，第一段用循環(huán)水冷卻，第二段采用低溫冷卻水冷卻。 橫管式煤氣初冷器的物料衡算 計算依據(jù)： 橫管式煤氣初冷器安裝在由兩座焦?fàn)t引來的煤氣管線上，則進入煤氣初冷器的煤氣量為： 裝爐干煤量 干煤氣量 初冷器進口煤氣溫度 83℃ 初冷器一段后煤氣溫度 45℃ 初冷器出口煤氣溫度 25℃ 查有關(guān)資料：吸煤氣管道的熱損失大約占出集氣管 輸出 熱量的 3%，故吸煤氣管道熱損失為： ， 由于熱損失 而冷凝下來的水蒸汽的量為： ，或。 入初冷器水蒸汽的量為： 60176－ 2257=57919kg/h 或 74886－ 2809=72077m3/h 入初冷器水煤氣帶入的熱量為： － 5218708= 35 進入橫管初冷器的物料組成 進入煤氣初冷器的煉焦煤氣溫度為 83℃，壓力為 200mmH2O 表 10 進入橫管初冷器的物料如下： 物料名稱 kg/h m3/h 干煤氣 水蒸汽 焦油汽 粗苯 硫化氫 氨 57919 2739 72077 小計 一段初冷器出口煤氣中水蒸汽的計算 煤氣出口溫度為 45℃，壓力為 400mmH2O。在初冷器中大部分焦油汽冷凝。設(shè)焦油汽在初冷器的第一段冷凝了 90%，溶解于剩余氨水中的氨、硫化氫和二氧化碳的總量為103 標(biāo) m3，而在第一段溶解了 90%。 VV=Vcg1ppp? ………… .. (19) 式中： Vcg— 初冷器出口的干煤氣體積， 標(biāo) m3 /h P— 水蒸汽在 45℃時的分壓，為 974mmH2O P1— 一段初冷器出口煤氣壓力，為 9933 mmH2O Vcg =－ 72077－ [(+103) ]=故： VV = 9749933 974? =或 ? = 36 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`cg1```ppp? ………… .. (20) 式中： V`V— 初冷器出口的干煤氣體積