【正文】 ℃ ——當(dāng) α= 時， 1 標(biāo)米 3濕煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣量，標(biāo)米 3℃ 4160 ——濕煤氣的低熱值，千 卡 /標(biāo)米 3 ——輻射段的總熱損失，取 qL/Qn=% 當(dāng)煙氣溫度 tp =900℃ 時 330 .3 5 9 9 0 0 5 .7 9 1 1 8 7 0zq ? ? ? ? 千 卡 標(biāo) 米 濕 煤 氣 = 千 焦 標(biāo) 米 濕 煤 氣 221 1 8 7 0 2 7 2 7 9 1 5 . 61 0 . 0 3 5 6 9 3 3 94 1 6 0 4 2 . 2 5 0 . 4 8CPQAF? ??? ? ? ? ? ? ??? ??? 千 卡 米 時 =289837 千 焦 米 時 式中： 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 ——煙氣在 20～ 900℃ 之間的平均比熱，千 焦 /標(biāo)米 3遮蔽管每排 5 根，每根有效長 米。另一部分熱能通過爐墻，再度輻射至爐內(nèi)，然后再被管組所吸收，其余部分熱能上升至對流段。取 Li= 米，則輻射管根數(shù)： 3 1 3 2 1 .9 4 8 .56 .0ZiLLn L? ?? ? ? 取 n=48 根 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 （ 2） 爐管節(jié)圓直徑 D′ 將 48 根爐管分為 6 組，其中 每 組為 8 根 。 輻射段爐體尺寸 （ 1） 輻射管 總長 及根數(shù) 1 8 7 . 5 3133 . 1 4 0 . 0 8 9cAL d?? ? ?? 米 對于不設(shè)輻射錐 或折煙板的圓筒爐，火焰直接照射遮蔽管，因此，把遮蔽管當(dāng)作輻射管看待。秒 按實(shí)際情況，焦油管式爐重量速度選取 650～ 950。通常輻射段的熱負(fù)荷為全爐熱負(fù)荷的 70～80%。 ⑵ 爐體的散熱損失 取輻射段和對流段的總熱損失占總耗熱量的 5%?！?千克 /厘米 2400℃ 過熱水蒸氣的焓 ， 取 I139。 I139。 設(shè)管式爐二段出口焦油的焓為 238千卡 /千克 = /千克。管式爐二段焦油出口溫度必須保證焦油在二段蒸發(fā)器內(nèi)一次蒸發(fā)所需的熱量。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，安裝維護(hù)麻煩；氣相壓降較大，但若在?；蚣訅合虏僮?，這并不是主要問題。其主要特點(diǎn)為：氣、液兩相接觸充分，傳質(zhì)面積大，因此塔盤效率高。由于通過篩孔的氣體有動能，故一般情況下液體不會從篩孔大量泄漏。工作時，液體由上層塔盤經(jīng)降液管流入下層塔盤，氣體從下一層塔盤上升進(jìn)入升氣管，再經(jīng)泡罩的條形孔流散到液體中。 塔設(shè)備的選型 板式塔 可根據(jù)氣液操作狀態(tài)分為鼓泡式塔板，如泡罩、浮閥、篩板等塔板及噴射式塔，如舌形、網(wǎng)孔等塔板。由于燃燒完全，過剩空氣系數(shù)小，爐子熱效率較高。從熱負(fù)荷上看，圓筒爐通常用作中、小型加熱護(hù)，這是因?yàn)檩椛涔懿荒芴L，加大爐膛直徑又會提高造價。其主要優(yōu)點(diǎn)是減少了爐管支架，便于布置多管程，缺點(diǎn)是爐管沿管長受熱不均勻，清掃困難。 立式爐 立式爐爐膛為長方形箱體，爐管可水平放置或垂直放置。有時則利用煙囪的抽力直接將煙氣排入大氣。煙氣沖刷爐管的速度越快，傳熱的能力越大，所以對流室窄而高些，排滿爐管，且間距要盡量小。油品則先進(jìn)入對流管再進(jìn)入輻射管，不斷吸收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量，逐步升高到所需要的溫度。 管式爐的工作原理 管式加熱爐一般由三個主要部分組成：輻射室、對流室及煙囪。輕油經(jīng)窺鏡流入回流槽，用回流泵送到餾份塔頂作為回流油，剩余的輕油送往粗苯工段。蒽塔頂用洗油打回流。無水焦油用 2 段焦油泵送入管式爐輻射段，在此被加熱到400℃ 左右送入 2 段蒸發(fā)器進(jìn)行閃蒸，分離成鎦份的混合蒸汽和液體瀝青。本設(shè)計采用兩塔式蒸餾過程，蒸餾工藝如下： 由原料貯槽來的初步脫水的焦油用 1 段焦油泵送入管式爐的對流段、加熱至120—130℃ 后進(jìn)入 1 次蒸發(fā)器。 Ⅱ 蒽油餾份：產(chǎn)率 4~6%，比重 ～ ，初餾點(diǎn) 310℃ ，餾出 50%時為400℃ ，含萘不大于 3%。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 洗油餾份：為 230～ 300℃ 餾份，產(chǎn)率為 ～ %，比重為 ～ 。 酚油餾份：為 170~210℃ 前的餾分，產(chǎn)率為 ~%，比重為 ~。根據(jù)干餾溫度和方法的不同可得到以下幾種焦油： 低溫（ 450～ 650℃ ）干餾焦油； 低溫和中溫（ 600～ 800℃ ）發(fā)生爐焦油； 中溫（ 900～ 1000℃ ）立式爐焦油 ； 高溫（ 1000℃ ）煉焦焦油。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 2 生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備的論述 目前我國各焦化廠根據(jù)生產(chǎn)能力和規(guī)模大小的不同，所采取的生產(chǎn)形式有：間歇式焦油蒸餾和連續(xù)式焦油蒸餾，生產(chǎn)工藝有分為：單塔、雙塔兩種。其優(yōu)點(diǎn)是：成本低；能耗低、產(chǎn)率高；投資??；產(chǎn)品品種多、檔次高，有利于深加工；環(huán)境保護(hù)好。所以說對蒸餾工段的研究將會對增加產(chǎn)量有著巨大的作用 [1]。其主要原因：一是國家發(fā)展改革委員會在“十五”計劃中己確定中國基礎(chǔ)化學(xué)品和能源將以煤為主，煤焦油加工項(xiàng)目己列人國家發(fā)展計劃，得到國家和地方政府政策上的支持；二是進(jìn)入 90 年代中期，利用煤焦油加工的萘、蒽、吡啶、酚類等多環(huán)或雜環(huán)芳香烴產(chǎn)品，以及發(fā)展起來的炭素工業(yè)對原料 (如針狀焦、中間相瀝青 )的需求不斷加大，人們對煤焦油加工業(yè)的重 要經(jīng)濟(jì)地位又有了更新的認(rèn)識。 2020 年中國煤焦油需求量約為 3Mt／ a，預(yù)計到 2020 年的需求量約為 ／ a，生產(chǎn)能力將有望達(dá)到／ a。而引進(jìn)的煤焦油蒸餾裝 置有如下特點(diǎn)：采用連續(xù)脫水 脫輕油，餾分塔為減壓操作，塔頂采出酚油、壓力為 13． 3 kPa，塔底為軟化點(diǎn)為 65℃的軟瀝青；采用方箱管式爐，出口焦油溫度為 330℃；余熱利用好，其中，軟瀝青與焦油換熱、各餾分采用蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生 0． 3 MPa 的低壓蒸汽；餾分塔塔頂?shù)挠推捎每諝饫淠鋮s器，并為減壓操作，可節(jié)能約 15％一 50％；減壓抽出的尾氣與分離酚水均送往管式爐焚燒；餾分塔材質(zhì)選用抗腐蝕低碳合金鋼。 節(jié)能水平 節(jié)能降耗是裝置的重要指標(biāo)。國外焦油廠收集這部分廢氣，并集中到洗滌塔，凈化、降溫后送管式爐焚燒。只要對國內(nèi)工藝的設(shè)備、儀表控制、能量利用方面做一些改進(jìn)工作，就能夠變成先進(jìn)和實(shí)用的工藝。 3 萬 噸／年 以上的規(guī)模均為連續(xù)蒸餾工藝，小于 3 萬 噸／年 的規(guī)模都是間歇蒸餾工藝。從目前煤焦油行業(yè)的發(fā)展情況來看，國內(nèi)的煤焦化行業(yè)正處在一次重要的整合變革時期，未來的煤焦油工業(yè)正向集中化、精細(xì)分離、深加工、新材料合成方向發(fā)展。s craft size of production process is calculated by the known data, and the design of the noncraft part has been carried on. The technical process is elaborated. The main equipment pipe still is calculated, including material balance, energy balanceand and size of the pipe stil, and the chart of that has been worked out. In addition the materiala balance and heat balance of anthracene tower and the fraction tower is calculated and the craft size of that is dfinited. The special topic of the design is study on production technology of cooling asphalt. the cooling production technology and cleansing of asphalt gas in different craft have been discussed in detail. Finally, according to the data and the material, the noncraft part is carried on. The drafting including the flow sheet with controlled point, the quipment layout plans and the main equipment pipe still have been drawn. Key word: tar distillation, pipe still, asphalt 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計 第 III 頁 目錄 1緒論 ............................................................................................................................. 1 煤化工生產(chǎn)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ................................................................................ 1 發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)意義 ............................................................................ 2 設(shè)計任務(wù) ............................................................................................................ 3 2 生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備的論述 ..................................................................................... 4 工藝流程的論述 ................................................................................................ 4 原料及產(chǎn)品 ..................................................................................................... 4 生產(chǎn)工藝的論述 ............................................................................................. 5 設(shè)備的論述 ........................................................................................................ 6 管式爐的工作原理 ......................................................................................... 6 管式爐的選型 ................................................................................................. 7 塔設(shè)備的選型 ................................................................................................. 8 3 工藝計算及設(shè)備選型 ............................................................................................... 10 物料與熱量衡算 .............................................................................................. 10 計算條件及操作制度 ................................................................................... 10 燃燒過程的計算 ........................................................................................... 11 耗熱量和煤氣用量的計算 ........................................................................... 14 管式