【正文】 靠輻射段的兩排橫管為過熱蒸汽管，用于將脫苯用的直接蒸汽過熱至400176。C以上。其余各管用于富油的初步加熱溫度在130176。C左右的富油分兩程先進入對流段，然后進入輻射段，加熱到180~200176。C后去脫苯塔。圓筒爐底設(shè)有4各煤氣燃燒器（火嘴），每個燃燒器有16個噴嘴，煤氣從噴嘴入，同時吸入空氣。由于有部分空氣先同煤氣混合而后燃燒，故在較小的過剩空氣系數(shù)下，可達完全燃燒。43河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 輔助設(shè)備的選型1—煙囪；2—對流室頂蓋；3—對流室富油入口；4—對流室爐管；5—清掃門；6—飽和蒸汽入口；7—過熱蒸汽出口；8—輻射段富油出口；9—輻射段爐管；10—看火門；11—火嘴12—人孔；13—調(diào)節(jié)閥板的手搖股輪 洗油再生器洗油再生器為鋼板制的直立圓筒，帶有錐形底。中部設(shè)有帶分布裝置的進料管，下部設(shè)有殘渣排出管。蒸汽法加熱富油脫苯的再生器下部設(shè)有加熱器，管式爐法加熱富油脫苯的再生器不設(shè)集熱器。一般情況下，洗油在再生器內(nèi)的蒸出程度約為75%。為了提高洗油的蒸出程度，有的焦化廠采用了在設(shè)備上部裝有兩層泡罩塔板的洗油再生器，當(dāng)所用蒸汽參數(shù)及數(shù)量能滿足要求時，有較好的效果。為了降低洗油的蒸出溫度，再生器底部設(shè)有直接蒸汽管，通入脫苯蒸餾所需44河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 輔助設(shè)備的選型的絕大部分或全部蒸汽。在富油入口管下面設(shè)兩塊弓形隔板，以提高再生器內(nèi)洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面設(shè)三塊弓形隔板，以捕集油滴。進入再生塔的富油中各組分蒸出率按下式計算： 式（62）式中 i組分的蒸出率； 提餾段塔板層數(shù)； i組分的平衡常數(shù)，按下式計算： i組分的飽和蒸汽壓，Kpa； 再生器內(nèi)總壓力，kpa； 油與水蒸氣摩爾質(zhì)量之比，按下式計算： 式（63） 油量和水蒸氣量，； 油和水蒸氣的相對分子質(zhì) 量，分別為170和18。 圖6—6洗油再生器再生器內(nèi)設(shè)5層多孔折流板，設(shè)其 1 洗油出口； 2 放散口；相當(dāng)于兩層泡罩塔，即n=2， 3 殘渣出口；4 電阻油在再生器內(nèi)被加熱到200176。C。 溫度計接口；5 直接蒸汽 該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽 入口；6 加熱器；7 水。 銀溫度計接口；8 油入口。，則組分的平衡常數(shù)為： 萘 洗油 45河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 輔助設(shè)備的選型進入再生器內(nèi)的油量Gm為脫水塔后富油量的1%， kg/h,= kg/h,= kg/h。= kg/h,= kg/h,粗苯（+++）= kg/h,= kg/h。= kg/h,= kg/h，粗苯(+++)= kg/h。進入再生器內(nèi)的水蒸氣量GS=1800 kg/h。液相油與水蒸氣摩爾量之比為： 將上式各值代入式，得組分蒸出率為： 萘 洗油 從再生器進入脫苯塔的氣體數(shù)量： 洗油 萘 粗苯 水蒸氣 從再生器排除殘渣數(shù)量：洗油 萘 共計 對每噸180176。C前粗苯為： 洗油再生的油汽和過熱水蒸氣從再生器頂部進入脫苯塔的底部，作為富油脫苯蒸汽。該蒸汽中粗苯的蒸汽分壓和脫苯塔熱貧油液面的粗苯蒸汽壓接近，很難使脫苯貧油含苯量進一步降低，%左右。故有人提出將富油再生器改為熱貧油再生，%，甚至更低，47河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 輔助設(shè)備的選型使洗苯效率得以提高。 脫苯塔焦化廠脫苯塔多采用泡罩塔，塔盤泡罩為圓形或條形，其材質(zhì)一般采用鑄鐵或不銹鋼，管式爐加熱富油的脫苯塔，一般采用30層塔盤。它的主要優(yōu)點是液體不易泄漏，適應(yīng)性比其他類型的塔板都強，操作比較穩(wěn)定，當(dāng)塔內(nèi)的汽液兩相負荷有較大變化時，仍然能維持較高的效率，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝檢修都不方便，造價很高，由于蒸汽上升過程中路線比較曲折，板上液層較深，壓強降比較大。同時，由于塔盤效率低，同樣處理能力情況下，鑄鐵塔要求的塔徑較大，占地也較大，通常要配置混凝土結(jié)構(gòu)框架，工程量較大。近年來，鑄鐵泡罩塔已逐漸為不銹鋼泡罩塔所取代。不銹鋼泡罩塔泡罩為不銹鋼組件，其傳熱傳質(zhì)效率較高，同等處理能力下塔徑比鑄鐵塔小1到2米，具有塔壁薄，操作重量輕，塔節(jié)為焊接工藝，易于維護?？捎娩撈脚_代替混凝土框架，節(jié)約工程費用。雖然不銹鋼塔一次投入高，但從使用壽命和維護周期來看，總體消耗還是較低的。從預(yù)熱器來的富油由上數(shù)第三層塔板引入，塔頂不打回流，富油中的粗苯完全是在提餾段被上升的蒸汽蒸吹出來，塔低排出的即為貧油。小部分直接蒸汽由浸入貧油中的蒸汽鼓泡器鼓泡而出,連同由再生器來的大部分直接蒸汽（總量大于75%）及油氣一齊沿塔上升，經(jīng)各層塔板蒸吹富油后，又于塔頂部兩層塔板，將蒸汽所夾帶的洗油滴收集下來，然后由塔頂逸出。 由塔頂逸出的蒸汽是粗苯蒸汽，油汽和水蒸汽的混合物。通入塔內(nèi)的直接蒸汽為過熱蒸汽，全部由塔頂逸出。在正常操作情況下，從煤氣中回收的苯族烴在脫苯蒸餾時均應(yīng)從富油中蒸出。同時還有相當(dāng)數(shù)量的洗油低沸點組分被蒸出，其蒸出率可根據(jù)再生器中富油蒸出率公式計算求得，再乘以洗油總量即得蒸出的洗油量。蒸出的洗油量一般為粗苯產(chǎn)量的2～3倍，其中絕大部分在分縮器內(nèi)冷凝下來，即為分縮油。脫苯塔的板間距為600到750 mm，塔徑為800到2200 mm。目前一些焦化廠管式爐加熱富油的脫苯塔也采用30層左右的塔板。 泵洗油和粗苯為易燃易爆的介質(zhì)，粗苯還是高危害介質(zhì)，因此粗苯和洗油等介質(zhì)輸送的泵的選型很重要。一般選型，對輸送粗苯的泵,要求軸封可靠且無泄漏泵，多選用屏蔽泵,這樣可有效避免介質(zhì)的泄漏和設(shè)備漏電，且占地面積較小，貧富油泵要選用密封性能較好、質(zhì)量可靠的化工泵。48河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 輔助設(shè)備的選型 工藝管道因粗苯工段輸送的是易燃易爆的高度危險介質(zhì)，還有溫度高達400176。C ~500176。C的過熱蒸汽，%時，溫度一旦增高，壓力變化較大，特別是在前序的脫硫、硫銨工段處理效果不好時,富油和粗苯中含有少量的氨、硫化氫和氰化氫等物質(zhì)，在高溫時對設(shè)備管道的腐蝕較為嚴重，加之粗苯生產(chǎn)的管道數(shù)量多，尺寸、型式多種多樣，管道布置錯綜復(fù)雜，這樣就增加了發(fā)生事故的可能性和危險性。因此,在高溫的油或苯管道材質(zhì)選用上建議選擇加厚的Q235A碳鋼管或304材質(zhì)的不銹鋼管,而低溫管道則可選用普通Q235A碳鋼管。最好不要選用代材,如用有縫鋼管代替無縫鋼管，用碳鋼管代替合金鋼管。這樣可大大減少因管道泄漏和設(shè)備停產(chǎn)檢修帶來的環(huán)境污染和產(chǎn)量、原材料損失。 換熱器大多數(shù)焦化廠使用的換熱器多為浮頭式列管換熱器，螺旋板式換熱器和波紋板式換熱器3種。其中波紋板式換熱器是一種新型的高效換熱器，板面材質(zhì)為不銹鋼，耐腐蝕性高，由于板面的特殊形狀，既增大了傳熱面積，又促使流體的流向和流速不斷變化，從而使緊貼板面的滯流層受到破壞，在流速不大的情況下，就呈湍流狀態(tài)，使傳熱效果大大提高，波紋板式換熱器的結(jié)構(gòu)十分緊湊，板面很薄，兩塊板面之間的流道空隙只有2 mm~8 mm，因其單位體積設(shè)備可以提供的傳熱面積很大，每m3體積可具有250 m2以上，甚至高達1000 m2，而浮頭式列管換熱器只能達到40 m2到150 m2。此外，板面的加工比較容易，清洗起來也比較方便，一旦被焦油或蔡等雜質(zhì)堵塞，只需拆開，就地維修即可，檢修時間短，檢修費用低，對生產(chǎn)影響較小。波紋板式換熱器占地小，同樣的換熱面積，其占地只有列管換熱器的1/4左右。因此，在現(xiàn)代的焦化企業(yè)中，已被廣泛采用。但由于受板片剛度和墊片強度的限制，其耐壓和耐高溫能力差，對粗苯貧富油換熱不能適應(yīng)，但用于新型的終冷直噴塔中，上下段冷凝液的換熱還是可以的。49河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻7 設(shè)計結(jié)果 本設(shè)計題目為焦?fàn)t煤氣中粗苯的回收工藝設(shè)計，整個工藝流程參考河南京寶焦化有限公司粗苯工段的工藝流程圖，并適當(dāng)?shù)淖隽诵└倪M。洗苯工序采用的是常壓填料塔作為洗苯塔，脫苯工序采用的是管式爐加熱富油的方式進行粗苯蒸餾，粗苯產(chǎn)量為1023 ，具體設(shè)計結(jié)果如下表所示。 主要參數(shù)一覽表設(shè)計項目結(jié)果設(shè)計項目結(jié)果混合氣密度 填料塔高度13 混合氣粘度 填料層壓力降 3150 泛點氣速 填料塔總壓力 洗苯塔塔徑D 填料支承裝置柵板式支撐板塔截面積 液體分布裝置管式液體分布器泛點率 %液體再分布器截錐式再分布器噴淋密度L噴 裙座高度 液相傳質(zhì)系數(shù) /h筒體壁厚 氣相傳質(zhì)系數(shù) 封頭最大允許工作壓力 氣相質(zhì)量流率 封頭壁厚 液相質(zhì)量流率 粗苯產(chǎn)量 G填料有效相接觸面 管式爐換熱面積 F傳質(zhì)單元高度 筒體應(yīng)力 傳質(zhì)單元數(shù) 布液孔數(shù) n3468 參考文獻[1] 郭樹才．煤化工工藝學(xué)[M]． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[2] 呂國志，葉煌． 國內(nèi)焦化粗苯加工發(fā)展趨勢，鞍山，114002[3] 王彩鳳，劉亞冬． 焦?fàn)t煤氣粗苯回收的設(shè)備選型淺談，河津，04330[4] 劉仁萬，柯昌日．提高粗苯回收率及降低洗油消耗的經(jīng)驗，南昌，33001[5] 劉光啟，馬連湘．化工工藝算圖手冊．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[6] 肖瑞華，白金鋒．煤化學(xué)產(chǎn)品工藝學(xué)． 北京：冶金工業(yè)出版社，2003[7] 劉道德．化工設(shè)備的選擇和工藝設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[8] 劉民，翟瑞津等．輕苯生產(chǎn)工藝的改進[J]．燃科與化工，2007，38：4 [9] 崇關(guān)．化工工程制圖[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社，1932[10] 王保國．化工設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001[11] 何建平等．煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ，2005．103—134． [12] 上海化學(xué)工業(yè)設(shè)計院編．化工工藝設(shè)計手冊[M]．上海市商務(wù)印刷廠印刷，197551河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 附錄9 附 錄附圖1：帶控制點的粗苯回收工藝流程圖（一張）附圖2：粗苯回收物料衡算圖（一張）附圖3：粗苯回收洗苯塔設(shè)備圖（一張）53河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 收獲與致謝10 致 謝為期近兩個月的畢業(yè)設(shè)計終于全部結(jié)束了，雖然這算不上上乘之作，但卻凝聚著我的心血和努力。在此，首先要感謝本次設(shè)計的指導(dǎo)老師胡繼勇教授，還有中平能化集團河南京寶焦化有限公司工藝技術(shù)部的柴師傅以及同學(xué)們給我的莫大的支持和幫助。正是在他們的熱情幫助下，畢業(yè)設(shè)計的思路從無到有，從混亂到清晰，材料從復(fù)雜到精到，語言從瑣碎到精煉，一步步接近成熟。在這里請允許我再次向他們表示衷心的感謝！其次，通過這次畢業(yè)設(shè)計我意識到了學(xué)好專業(yè)知識的重要性。對粗苯的回收及其操作各方面的了解和設(shè)計，對實際單元操作設(shè)計中所涉及的各個方面要注意的問題都有所了解。通過這次對填料塔的設(shè)計，不僅讓我將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中，而且對知識也是一種鞏固和提升。從而也使我獲得了很多重要的知識，同時也提高了自己的實際動手和知識的靈活運用能力，使我能更好的從事將來的工作?？傊?，系里各位老師的諄諄教導(dǎo)和殷切鼓勵給了我莫大的支持，各位老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我深受啟發(fā)。感謝各位任課老師，你們豐厚的知識積累和敬業(yè)精神，給予了我很多的教益，你們把你們的知識教授給我們，讓我們有能力去為社會盡一份自己的力，我們會努力實現(xiàn)自己的目標(biāo)的。大學(xué)時光很快的過去了，在河南城建學(xué)院的求學(xué)時光給我留下了太多美好的回憶，不僅學(xué)會很多知識更重要的是學(xué)會怎么做人，怎樣去做一個對社會有用的人。我想這是我大學(xué)生活的終點，同樣也是我未來生活的起點。