【導(dǎo)讀】對環(huán)境保護(hù)及節(jié)約能源方面做了一定的分析。張，采用AutoCAD制作，設(shè)計(jì)最后還附有結(jié)束語和相關(guān)參考文獻(xiàn)。計(jì)算和選型；主要物料管道計(jì)算及選型；環(huán)境保護(hù)及節(jié)能。煤化工的發(fā)展始于18世紀(jì)后半葉，19世紀(jì)形成了完整的煤化學(xué)工業(yè)體系。

　　

【正文】 q3 = 2200 33 = kJ/h ④氨帶走的熱量： q4 = 388 33 = kJ/h ⑤硫化氫帶走的熱量： q5 = 33 = kJ/h 則煤氣在第三段初冷器中帶出的總熱量為： Q12 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = + + + + = kJ/h 2. 水和焦油帶走的熱量 Q14 在第三段初冷器中，水和焦油的平均溫度為： tcp = 33 3345? = ℃ 而焦油比熱為： Cc =( + 103 ) = kJ/kg K 水的比熱為 kJ/kg K 所以： Q14 = [( + 193) + ] = 8308445 kJ/h 3. 冷卻水帶走的熱量： 冷卻水升溫后， Q15 = 25W 3 式中： 25 — 三段循環(huán)水的出口溫度，℃ 這樣就可以得到第三段初冷器總的輸出熱量為： Q 出 3 = Q13 + Q14 + Q15 = 8308445 + + = + ∵ Q 入 3 = Q 出 3 得第三段所用循環(huán)水量為： W3 = kg/h 即 W3 = m3/h 通過上面的計(jì)算，我們了解了初冷器各段的熱平衡情況并通過熱平衡計(jì)算出了各段所需的冷卻水量 ，由此可得出整個初冷器的熱平衡如下表： 表 6 初冷器 熱平衡 荒煤氣總的輸入熱量 kJ/h 輸出熱量 kJ/h 煤氣帶走的熱量 冷凝液帶走的熱量 8308445 一段采暖水帶走的熱量 二段采暖水帶走的熱量 三段采暖水帶走的熱量 小計(jì) 主要設(shè)備計(jì)算 初冷器的工藝計(jì)算 （ 1）從煤氣至金屬壁的給熱系數(shù) α1 按下式計(jì)算： lgα1 = + 式中： x — 水蒸氣體積占濕煤氣總體積的平均百分?jǐn)?shù) 而， x = （ ?? ） 210 = ∴ lgα1 = + = α1 = ㎡ h K = 1932 KJ/㎡ h℃ (2) 計(jì)算從金屬壁至水的給熱系數(shù) α2 按下式計(jì)算 α2 = 為求得給熱系數(shù)α 1 必須先確定水流速，設(shè)采用冷卻面積為 4600 ㎡的橫管 初冷器，其水通路面積為 ㎡，則水在第一段初冷器內(nèi)的平均流速為： U = 18 004 68?? = m/s 式中： — 初冷器所需采暖循環(huán)水量（ 58℃）， m3/h 4 — 初冷器臺數(shù) 當(dāng)采暖循環(huán)水的平均溫度為 63℃時，其物理常數(shù)為 比熱 c = KJ/㎏℃ 導(dǎo)熱系數(shù) λ = 238 KJ/m h℃ 動力黏度 μ = 厘泊 密度 ρ = 982 ㎏ /m3 Pr = λμ?c = ? = 水在管內(nèi)流動的雷諾數(shù) Re = 1000 μρud = 1000 44 98 205 ?? = 90489 因 Re〉 10000，故水在管內(nèi)處于湍流狀態(tài)，這時 φ = 1 所以有： α2 = = 1 = 238232 KJ/㎡ h℃ (3) 計(jì)算第一段總傳熱系數(shù) 第一段傳熱系數(shù) K1由下式得到 K1 = 21221111 1αλδλδα ??? 式中： 11λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ 22λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ ∴ K1 = 23823214 . 1 80 . 0 0 21 6 7 . 20 . 0 0 319321 1 ??? = 982 KJ/㎡ h℃ 通過計(jì)算得到了第一段的總傳熱系數(shù) K1 = 982 KJ/㎡ h℃ （ 1）從煤氣至金屬壁的給熱系數(shù) α1 按下式計(jì)算： lgα1 = + 式中： x — 水蒸氣體積占濕煤氣總體積的平均百分?jǐn)?shù) 而， x = （ ??? ） 210 = ∴ lgα1 = + = α1 = ㎡ h℃ = KJ/㎡ h℃ (2) 計(jì)算從金屬壁至水的給熱系數(shù) α2 按下式計(jì)算 α2 = 為求得給熱系數(shù)α 2 必須先確定水的流速，設(shè)采用冷卻面積為 4600 ㎡的橫管初冷 器，其水通路面積為 ㎡，則水在第二段初冷器內(nèi)的平均流速為： U = 09 004 1?? = m/s 式中： — 初冷器所需冷卻循環(huán)水量（ 30℃）， m3/h 4 — 初冷器臺數(shù) 當(dāng)采暖循環(huán)水的平均溫度為 36℃時，其物理常數(shù)為 比熱 c = KJ/㎏℃ 導(dǎo)熱系數(shù) λ = 225 KJ/m h℃ 動力黏度 μ = 厘泊 密度 ρ = ㎏ /m3 Pr = λμ?c = ? = 水在管內(nèi)流動的雷諾數(shù) Re = 1000μρud = 1000 70 99 3. ?? = 32471 因 Re〉 10000，故水在管內(nèi)處于湍流狀態(tài)，這時 φ = 1 所以有： α2 = dλ = 1 = 121856 KJ/㎡ h℃ (3) 計(jì)算第二段總傳熱系數(shù) 第二段傳熱系數(shù) K2由下式得到 K2 = 21221111 1αλδλδα ??? 式中： 11λδ — 是管壁 的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ 22λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ ∴ K2 = 12185614 . 1 80 . 0 0 21 6 7 . 20 . 0 0 35 5 7 . 61 1 ??? = 435 KJ/㎡ h℃ 通過計(jì)算得到了第二段的總傳熱系數(shù) K2 = 456 KJ/㎡ h℃ 3. 計(jì)算第三段總傳熱系數(shù) （ 1）從煤氣至金屬壁的給熱系數(shù) α1 按下式計(jì)算： lgα1 = + 式中： x — 水蒸氣體積占濕煤氣總體積的平均百分?jǐn)?shù) 而， x = （ ??? ） 210 = ∴ lgα1 = + = α1 = ㎡ h℃ = KJ/㎡ h℃ （ 2） 計(jì)算從金屬壁至水的給熱系數(shù) α2 按下式計(jì)算 α2 = dλ 為求得給熱系數(shù)α 2 必須先確定水的流速，設(shè)采用冷卻面積為 4600 ㎡的橫管初冷器，其水通路面積為 ㎡，則水在第三段初冷器內(nèi)的平均流速為： U = 09 004 5?? = m/s 式中： — 初冷器所需地下冷卻水量（ 18℃）， m3/h 4 — 初冷器臺數(shù) 當(dāng)?shù)叵吕鋮s水的平均溫度為 ℃時，其物理常數(shù)為 比熱 c = KJ/㎏℃ 導(dǎo)熱系數(shù) λ = 216 KJ/m h℃ 動力黏度 μ = 厘泊 密度 ρ = 998 ㎏ /m3 Pr = λμ?c = ? = 水在管內(nèi)流動的雷諾數(shù) Re = 1000 μρud = 1000 97 99 805 ?? = 13559 因 Re〉 10000，故水在管內(nèi)處于湍流狀態(tài)，這時 φ = 1 所以有： α2 = = 1 = 67164 KJ/㎡ h℃ (3) 計(jì)算第二段總傳熱系數(shù) 第二段傳熱系 數(shù) K2由下式得到 K2 = 21221111 1αλδλδα ??? 式中： 11λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ 22λδ — 是管壁的熱阻，取為 ㎡ h℃ /KJ ∴ K2 = 6719414 . 1 80 . 0 0 21 6 7 . 20 . 0 0 33 1 3 . 51 1 ??? = KJ/㎡ h℃ 通 過計(jì)算得到了第三段的總傳熱系數(shù) K2 = KJ/㎡ h℃ 4. 初冷器所需面積的計(jì)算 按下式計(jì)算冷卻器所需面積 F = tcpKQΔ 式中： K — 是各段冷卻器的傳熱系數(shù) △ tcp — 是各段初冷器的平均溫度差 第一段初冷器的平均溫度差 ： 煤氣 65 水 68 58 7 △ tcp1 = 7 ? = ℃ 第二段初冷器的平均溫差 ： 煤氣 65 45 水 42 30 13 15 △ tcp2 = 15 1513? = 14℃ 第三段初冷器的平均溫差 煤氣 45 33 水 25 18 20 15 △ tcp3 = 15 1520? = ℃ 所以我們可以得到 第一段初冷器的面積： F1 = tcp11141ΔKQ = ?? = 2198 ㎡ 式中 41Q1 — 因?yàn)榧僭O(shè)四臺初冷器并聯(lián)使用， 第二段初冷器的面積： F2 = tcp22241ΔKQ = 14435?? = 1238 ㎡ 第三段初冷 器的面積： F3 = tcp33341ΔKQ = ?? = 538 ㎡ 由此，可以計(jì)算得到整臺初冷器的冷卻面積為： F = F1 + F2 + F3 = 2198 + 1238 + 538 = 3974 ㎡ 因此結(jié)果與假設(shè)相符，假設(shè)成立 . 鼓風(fēng)機(jī)的工藝計(jì)算，選型 鼓風(fēng)機(jī)是為了從焦?fàn)t中抽出煉焦煤氣，加壓后送往化學(xué)產(chǎn)品回收車間，通過一系列設(shè)備和管道，在焦化廠邊界保持一定壓力。因此鼓風(fēng)機(jī)必須滿足抽送煤氣量及克 服一系列設(shè)備及管道阻力并保持一定邊界壓力的要求。 回收車間煤氣管道和設(shè)備的阻力一般采用如下數(shù)值： 吸入狀態(tài) Kpa 集氣管到鼓風(fēng)機(jī)的煤氣管道 煤氣初冷器 煤氣開閉器 小計(jì) 壓出狀態(tài) K