【正文】 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。 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。= kg/m3 式中： 2， 16， 28— 分別為 H2， CH4， CO 的分子量 CmHn 按 80%的 C2H4和 20%的 C6H6計算 水蒸汽： VB= 18= m3/h 其中： 18— 水的分子量 焦油汽： VCM=170= 其中： 170— 焦油的平均分子量 粗苯汽： Vσ= = m3/h 其中： 83— 粗苯的平均分子量 硫化氫： Vc= = m3/h 其中： 34— 硫化氫的分子量 氨 ： Vα= = m3/h 其中 ： 17— 氨的分子量 合計： m3/h 2. 集氣管排出的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量計算如下： 設(shè)： 煤氣中的焦油在集氣管內(nèi)冷凝 60%，則冷凝的焦油量為： gcm==而出集氣管的煤氣中所含的焦油量為： － =2739kg/h 折合成體積為： == m3/h 用 M kg/h 表示集氣管內(nèi)蒸發(fā)的水量。 因配煤 水分 應(yīng)小于 10%，一般規(guī)定當(dāng) 7~8%時，則干煤堆密度最小，本設(shè)計中煤料 水分取 8%。因此為保證安全運轉(zhuǎn)，此種鼓風(fēng)機必需用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全閥 圖 7 羅茨鼓風(fēng)機示意圖 24 3. 煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段的工 藝計算 集氣管的工藝計算 年產(chǎn) 1200kt 焦炭鼓冷計算的原始數(shù)據(jù)： 一般配煤成焦率按 75%計算 則干煤量為： 120247。 羅茨鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小， 轉(zhuǎn)速一定時，如壓頭稍微變化其輸氣量仍保持不變。如下圖所示，羅茨鼓風(fēng)機有一鑄鐵外殼，其殼內(nèi)裝有兩個 8 字型的鑄鐵或鑄鋼制成的空心轉(zhuǎn)子，并將汽缸分成兩個工作室。 23 圖 6 離心式鼓風(fēng)機示意圖 羅茨鼓風(fēng)機的構(gòu)造 當(dāng)冷凝工段處理量較小時，一般可選用羅茨鼓風(fēng)機。 顯然，葉輪的轉(zhuǎn)速越高，煤氣的密度越大，作用于煤氣的離心力即越大，則出口煤氣的壓力也就越高。由葉輪甩出的煤氣速度很高，當(dāng)進入環(huán)形空隙速度減小，其部分動能變成靜壓能 ，冰眼倒也論壇哦并沿導(dǎo)葉輪通道進入第二葉輪，產(chǎn)生與第一葉輪相同的作用，煤氣的靜壓能再次得到提高，經(jīng)環(huán)形空隙及出口連接管被送入壓出管路中 。 離心式鼓風(fēng)機的構(gòu)造 如圖 7 所示 離心式鼓風(fēng)機由導(dǎo)葉輪，外殼和安裝在軸上的兩個工作葉輪組成。此外，還設(shè)有冷凝液導(dǎo)出口，以便將管內(nèi) 冷凝液放入水封槽。吸氣主管順煤氣流向傾斜度為 1%；鼓風(fēng)機前后煤氣管道順煤氣流向傾斜度為 %；逆煤氣流向為 %,飽和器后至粗笨工序前煤氣管道逆煤氣流向傾斜度為 %~%。 鼓風(fēng)機堵塞。這樣，鼓風(fēng)機吸入的煤氣體積小，負壓下操作的設(shè)備及 22 煤氣管道少。 1. 煤氣的輸送系統(tǒng)及其阻力 吸入方為負壓，壓出方 為正壓，鼓風(fēng)機的機后壓力與機前壓力差為鼓風(fēng)機的總壓頭。 目前我國焦 化廠所采用的煤氣鼓風(fēng)機主要有離心式和羅茨式兩種。 本設(shè)計綜合考慮上述三種流程的優(yōu)缺點后，決定采用間接冷卻流程 各種鼓風(fēng)機的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型 煤氣由炭化室出來經(jīng)集氣管 、 吸氣管 、 冷卻及回收設(shè)備和管道阻力及保持足夠的煤氣剩余壓力，需設(shè)置煤氣鼓風(fēng)機。而在直冷階段，可充分發(fā)揮凈化煤氣的效果，降低煤氣中的含奈量和腐蝕性介質(zhì)。 圖 4 空噴初冷塔 1— 塔體； 2— 煤氣入口； 3— 煤氣出口； 4— 循環(huán)液出口； 5— 焦油氨水出口； 6— 蒸汽入口； 7— 蒸汽清掃口； 8— 氣流分布柵板； 9— 集液環(huán)； 10— 噴嘴； 11— 放散口； 12— 放空口； 13— 入孔； 21 間直冷卻 圖 5 間冷直冷相結(jié)合的煤氣初冷工藝流程 1— 氣液分離器； 2— 橫管式間接冷卻器； 3— 直冷空噴塔； 4— 液封槽； 5— 螺旋換熱器； 6— 機械化氨水澄清槽； 7—— 氨水槽； 8— 氨水貯槽； 9— 焦油分離器； 10 焦油中間槽； 11— 焦油貯槽 間直冷卻工藝是間接冷卻與直接冷卻相結(jié)合的方式即用間接冷卻器將煤氣溫度從 80~90℃冷卻到 50~55℃后，再用直接冷卻器進一步冷卻。 空噴塔的冷卻效果，主要取決于噴灑溶劑的粘度 及在 全塔截面上 的均勻性，為此沿塔周圍安設(shè) 68 個噴嘴。 如圖 3 所示，空噴塔為鋼板焊制的中空直立塔，在塔的頂段和中段各安設(shè)六個噴嘴來噴灑 25~28℃的循環(huán)氨水，所形成的細小液滴 在重力作用下 于塔內(nèi)降落，與上升煤氣密切 環(huán)氨水入口溫度，且有洗除部分焦油、奈氨和硫化氫的效果。 直接冷卻器以有無填充物而分為兩種，大多采用多段空噴塔，噴淋氨水自上而下與煤氣逆流接觸，從塔底排出的噴淋氨水經(jīng)換熱器和冷卻后循環(huán)使用，在直接式冷卻器中，煤氣在冷卻的同時還有部分腐蝕性介質(zhì)和焦油霧被噴淋氨水帶走，為不使這些腐蝕性介質(zhì)在循環(huán)液中積累 ，一般采用補充循環(huán)氨水的方法進行排污，排污水送往焦油 氨水澄清槽補充水量控制在噴淋氨水循環(huán)量的 5%~10%。所以，大型焦化廠已很少單獨采用煤氣直接初冷流程。 它與煤氣間接初冷工藝相比，直接初冷工藝有冷卻效率高 、 煤氣壓力損失小 、 不易堵塞以及基建投資和 鋼材用量少等優(yōu)點。在實際生產(chǎn)中，直接初冷塔可洗去進塔煤氣中 90%以上的焦油， 80%左右的氨， 60%以上的奈，以及約 50%的硫化氫 、 氰化氫。而氨水則用泵送入噴淋式冷卻器，經(jīng)冷卻后 送至初冷塔循環(huán)使用，多余的氨水則送去蒸氨。澄清槽底部的焦油用泵送入焦油槽進一步處理。 如圖 3 從吸氣管來的 80~85℃的焦?fàn)t煤氣經(jīng)氣液分離器后，進入直接式木格填料初冷塔 、 用氨水噴灑冷卻到 28℃，然后用鼓風(fēng)機送到后續(xù)工段。 圖 2 直接冷卻 煤氣在直接冷卻器中的初步冷卻，是由煤氣和冷卻水直接接觸混合，將熱量傳給冷卻水而完成的。 18 兩段初冷 可采用如圖 2 所示具有兩段 初冷功能的初冷器，其中前四個煤氣通道為第一段，后兩個煤氣通道為第二段。 上述煤氣間接初冷流程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)。 當(dāng)冷卻煤氣用的冷卻水為直流水時，冷卻器后的熱水直接排放。 如上圖所示，冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入機械化氨水澄清槽，與循環(huán)氨水混合澄清分離。煤氣中一定數(shù)量的 氨 、 二氧化碳 、 硫化氫 、 氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。 經(jīng)氣液分離后的煤氣進入數(shù)臺并聯(lián)立管式間接冷卻器內(nèi)用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。沉淀下來的焦油渣由刮板輸送機連續(xù)刮送到漏斗 處排出槽外。 用水冷卻煤氣的工藝流程 又可分為間接 、 直接和間直混合冷卻等三種，現(xiàn)分述如下： 間接冷卻 煤氣間接工藝流程圖如下： 17 圖 1 煤氣間接初冷工藝流程 1— 氣液分離器； 2— 煤氣初冷器； 3— 煤氣鼓 風(fēng)機； 4— 電捕焦油器； 5— 冷凝液槽； 6— 冷凝液液下泵； 7— 鼓風(fēng)機水封槽； 8— 電捕焦油器水封槽； 9— 機械化氨水澄清槽； 10— 氨水中間槽； 11— 事故氨水槽； 12— 循環(huán)氨水泵； 13— 焦油泵； 14— 焦油貯槽； 15— 焦油中間槽； 16— 初冷冷凝液中間槽； 17— 冷凝液泵； 焦?fàn)t煤氣 與噴灑氨水 、 冷凝焦油 等沿吸煤氣主管首先進入氣液分離器，煤氣與焦油 、 氨水 、焦油渣等在次分離。因空氣冷卻 器的冷卻效率低和傳熱系數(shù)小，目前已不在采用。 12. 循環(huán)氨水泵的備用率為 50%~100%。 ，其他臺數(shù)仍能滿足煤氣流速在上限操作范圍。 ，在設(shè)備清掃檢修時，應(yīng)能滿足生產(chǎn)的要求。 。 ，而要選擇鋼制容器。 。對輸送煤氣量很小的小型焦化廠一般用羅茨鼓風(fēng)機。目前一般用橫管式冷卻器，因為冷卻效果好。初冷器的選擇有煤氣的流量及氨水的流量來決定，初冷器的選擇也要通過計算來決定，鼓風(fēng)機的選擇 是看煤氣量來決定的，后邊的電捕焦油器和氨水焦油澄清槽也要通過煤氣 的量來決定。為了進一步冷卻煤氣和冷凝水汽 、焦油蒸汽等，以減少煤氣體積，便于輸送，且節(jié)省輸送煤氣所需動力，由集氣管出來的煤氣應(yīng)繼續(xù)冷卻到 25~35℃或低于 25℃，這個任務(wù)要在化產(chǎn)車間的初冷器內(nèi)完成。 分離出的焦油 、 焦油渣 、 循環(huán)氨水進入機械化焦油氨水澄清槽。 煤氣經(jīng)上升管、集氣管循環(huán)氨水噴灑冷卻后的溫度仍高達 80~86℃，且含大量焦油汽和水蒸氣及其他物質(zhì) 。 煤氣在集氣管 冷卻時所放出的熱量中，大部分熱量用于蒸發(fā)氨水 ，剩余的熱量用于加熱氨水和集氣管的散熱損失上。 傳質(zhì)過程的推動力是循環(huán)氨水液面上的水汽分壓與煤氣中水汽的分壓之差。 傳熱過程取決于煤氣與氨水的溫度差。 煤氣在橋管和集氣管內(nèi)冷卻時，是用壓力表為 150~200kPa 的循環(huán)氨水通過噴頭強烈噴灑，被噴成細霧狀的氨水與煤氣充分接觸，由于煤氣溫度很高且遠沒有被水汽所飽和，所以煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發(fā)，快速進行著傳熱和傳質(zhì)過程。 15 2 設(shè)計內(nèi)容與工藝方案及選型 設(shè)計內(nèi)容與方法 通過設(shè)計任務(wù)年產(chǎn) 60 萬噸焦炭的焦化廠，估算出粗煤氣的流量。日本報道了上升管中用內(nèi)充薩姆 S700 的盤管回收荒煤氣中的熱量，用來預(yù)熱焦?fàn)t加熱用的混合煤氣、荒煤氣顯熱的回收率可達到 30%左右。該技術(shù)無需回收副產(chǎn)品，也減少了基建投資，化產(chǎn)品回收所帶來的污染也得到了解決。目前工藝為高溫煤氣經(jīng)過氨水噴灑冷卻，進一步分離煤焦油、凈煤氣、粗苯等化產(chǎn)品。 c 高溫粗煤氣熱量回收技術(shù) 高爐粗煤氣在 700176。 蜂窩式電捕焦油器操作穩(wěn)定 ， 脫除效率高 ， 是值得在焦化行業(yè)推廣的新型電捕焦油器。同心圓式存在著制作安裝精度要求高、煤氣短路流失、場 強電壓不穩(wěn)定等缺點 ， 管式也存在著空間效率利用較差等缺點。C 左右，煤氣中約 30%左右的焦油氣以及絕大部分的水蒸氣、萘被冷凝下來，萘溶解于焦油中，另外還有一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫和其他組分則溶解于冷凝水中，與焦油混合為冷凝液，其余的相繼經(jīng)過鼓風(fēng)機、電捕焦油器等回收，由各裝置回收的冷凝液全部進入焦油氨水澄清槽內(nèi)進行分離，分離氨水循環(huán)使用，焦油送往焦油精制車間進一步加工，蒸餾出酚油、萘油、汽油、蒽油和瀝青等產(chǎn)品可以直接送往油 庫外售。C，煤氣中的焦油霧有 50~60%被冷卻成液體，與熱氨水一起流入焦油氨水澄清槽內(nèi)。為此將原離心風(fēng)機更換兩臺羅茨風(fēng)機 ，同時增設(shè)一臺機前電捕焦油器及部分工藝管道。為典型的國內(nèi)中小型焦?fàn)t鼓風(fēng)配套系統(tǒng)。裝置運行獨立性強 ， 穩(wěn)定性好 ， 可靠性高 ， 可連續(xù) 供氧 ； 開停車時間短 一般 30 min 內(nèi)可達使用要求 ； 在常溫常壓下運行 ， 安全性能好 。 在回收條件不滿足時 ，則通過放散煙筒高空點火燃燒后排放掉 。即由轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)將煤氣冷卻 1000 以下 然后通過一文定徑溢流文氏℃ 管重力脫水器進行第 1 次洗滌除塵 再經(jīng)過 RD 閥可調(diào)喉口調(diào)節(jié)閥控制煙氣量 ， 經(jīng) 90176。 轉(zhuǎn)爐吹煉進入回收期 ， 達到煤氣回收的各項技術(shù)條件后 ， 即自動進行煤氣回收 。 13 鼓風(fēng)工藝的改進： a 長治鋼鐵集團有限公司 ， 在煉鐵高爐生產(chǎn)中 ， 為降低焦炭耗量和生鐵成本、提高生產(chǎn)效率 ， 我