【正文】 在總壓為760mm汞柱時(shí)，進(jìn)入集氣管的煤氣中水蒸汽分壓為：。= 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(jì)算水蒸汽：VB= = m3/h 其中：18—水的分子量焦油汽：VCM== 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(jì)： m3/h2. 集氣管排出的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量計(jì)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(shí)，則干煤堆密度最小，本設(shè)計(jì)中煤料水分取8%。因此為保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)，此種鼓風(fēng)機(jī)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(jī)示意圖 3. 煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段的工藝計(jì)算 集氣管的工藝計(jì)算年產(chǎn)1200kt焦炭鼓冷計(jì)算的原始數(shù)據(jù)：一般配煤成焦率按75%計(jì)算則干煤量為： 120247。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、體積小，轉(zhuǎn)速一定時(shí)，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(jī)有一鑄鐵外殼，其殼內(nèi)裝有兩個(gè)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(gè)工作室。圖6離心式鼓風(fēng)機(jī)示意圖 當(dāng)冷凝工段處理量較小時(shí)，一般可選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。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(jìn)入環(huán)形空隙速度減小，其部分動(dòng)能變成靜壓能，冰眼倒也論壇哦并沿導(dǎo)葉輪通道進(jìn)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(jī)的構(gòu)造如圖7所示離心式鼓風(fēng)機(jī)由導(dǎo)葉輪，外殼和安裝在軸上的兩個(gè)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(jī)堵塞。這樣，鼓風(fēng)機(jī)吸入的煤氣體積小，負(fù)壓下操作的設(shè)備及煤氣管道少。1. 煤氣的輸送系統(tǒng)及其阻力吸入方為負(fù)壓，壓出方為正壓，鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)后壓力與機(jī)前壓力差為鼓風(fēng)機(jī)的總壓頭。目前我國(guó)焦化廠所采用的煤氣鼓風(fēng)機(jī)主要有離心式和羅茨式兩種。本設(shè)計(jì)綜合考慮上述三種流程的優(yōu)缺點(diǎn)后，決定采用間接冷卻流程 各種鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及本設(shè)計(jì)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(jī)。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—?dú)饬鞣植紪虐澹?—集液環(huán)；10—噴嘴；11—放散口；12—放空口；13—入孔； 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(jī)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(jìn)一步冷卻?？諊娝睦鋮s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(gè)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(gè)噴嘴來噴灑25~28℃的循環(huán)氨水，所形成的細(xì)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(shí)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(bǔ)充循環(huán)氨水的方法進(jìn)行排污，排污水送往焦油氨水澄清槽補(bǔ)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(dú)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(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，直接初冷塔可洗去進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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。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(gè)煤氣通道為第一段，后兩個(gè)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(shí)，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(jī)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(jìn)入數(shù)臺(tái)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(jī)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：圖1 煤氣間接初冷工藝流程1—?dú)庖悍蛛x器；2—煤氣初冷器；3—煤氣鼓風(fēng)機(jī)；4—電捕焦油器；5—冷凝液槽；6—冷凝液液下泵；7—鼓風(fēng)機(jī)水封槽；8—電捕焦油器水封槽；9—機(jī)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(jìn)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(tái)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(shí)，應(yīng)能滿足生產(chǎn)的要求。，而要選擇鋼制容器。對(duì)輸送煤氣量很小的小型焦化廠一般用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。目前一般用橫管式冷卻器，因?yàn)槔鋮s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(jì)算來決定，鼓風(fēng)機(jī)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(jìn)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(dòng)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(gè)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(jìn)入機(jī)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(dá)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(shí)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(dòng)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(shí)，是用壓力表為150~200kPa的循環(huán)氨水通過噴頭強(qiáng)烈噴灑，被噴成細(xì)霧狀的氨水與煤氣充分接觸，由于煤氣溫度很高且遠(yuǎn)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(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)過程。2設(shè)計(jì)內(nèi)容與工藝方案及選型 設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法 通過設(shè)計(jì)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(bào)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(dá)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(jìn)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(chǎng)強(qiáng)電壓不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，管式也存在著空間效率利用較差等缺點(diǎn)。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(jī)、電捕焦油器等回收，由各裝置回收的冷凝液全部進(jìn)入焦油氨水澄清槽內(nèi)進(jìn)行分離，分離氨水循環(huán)使用，焦油送往焦油精制車間進(jìn)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(jī)更換兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī) ，同時(shí)增設(shè)一臺(tái)機(jī)前電捕焦油器及部分工藝管道。為典型的國(guó)內(nèi)中小型焦?fàn)t鼓風(fēng)配套系統(tǒng)。裝置運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可靠性高，可連續(xù)供氧；開停車時(shí)間短 一般 30 min內(nèi)可達(dá)使用要求；在常溫常壓下運(yùn)行，安全性能好。在回收條件不滿足時(shí)，則通過放散煙筒高空點(diǎn)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(jìn)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(jìn)入回收期，達(dá)到煤氣回收的各項(xiàng)技術(shù)條件后，即自動(dòng)進(jìn)行煤氣回收 。：a長(zhǎng)治鋼鐵集團(tuán)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，我國(guó)開創(chuàng)了高風(fēng)溫、低富氧、大噴煤技術(shù)路線。（2）控制好初冷溫度 初冷后煤氣溫度不要超過20℃，防止萘在后續(xù)工段析出結(jié)晶。此外，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的冷凝液排出管應(yīng)按時(shí)用水蒸氣吹掃，否則，焦油黏附到葉輪上，使鼓風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，影響煤氣的正常輸送。C，出口油溫小于60176。對(duì)其操作管理必須予以高度重視。 煤氣的鼓風(fēng)工藝焦?fàn)t煤氣作為高熱值氣源與其他氣源混摻后外供，焦?fàn)t煤氣經(jīng)初冷器冷卻后至電捕焦油器除去焦油，通過羅茨風(fēng)機(jī)向外輸送。從而徹底解決了兩臺(tái)冷凝液。為解決冷凝液噴灑量不足的問題。改造后冷凝液泵的噴灑壓力提高到 ，既增加了冷凝液噴灑量，又提高了噴灑效果，初冷器的清掃次數(shù)明顯下降。改造冷凝噴灑泵的管道。b南昌鋼鐵公司焦化廠提高噴灑液的質(zhì)量將冷凝液中間槽中的部分冷凝液抽送至機(jī)械化澄清槽處理，同時(shí)往冷凝液中間槽加入適量的輕質(zhì)焦油和氨水，降低噴灑液的含萘量，增加其流動(dòng)性，以提高初冷器的噴灑效果和減少初冷器的清掃次數(shù)。由于初冷器一段沒有必要采用冷凝液混合粗焦油進(jìn)行連續(xù)噴灑，故改為用熱氨水間歇清掃。初冷器一段冷凝液進(jìn)入混合液中間槽，上層氨水自流到冷凝液槽，下層的油流進(jìn)洗萘液槽。由于萘從初冷器二段中大量凝析出來，為了利用含水30%的焦油正常連續(xù)洗萘，原設(shè)計(jì)中，要求運(yùn)行時(shí)必須向混合液槽補(bǔ)充的粗焦油，但在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)帶來以下問題：由于受管道、泵等因素限制，混合液的水分始終很大，而且補(bǔ)充的粗焦油也容易堵塞噴灑孔和管道，運(yùn)行費(fèi)用不經(jīng)濟(jì)，除萘操作也難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。二期建3~7號(hào)初冷器，每臺(tái)冷卻面積 ，也實(shí)行兩段冷卻，中部設(shè)隔液盤，并對(duì)3~7 號(hào)初冷器上下兩段分別用冷凝液混合粗焦油進(jìn)行連續(xù)噴灑洗萘。因此，初冷器的穩(wěn)定運(yùn)行是整個(gè)車間生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而對(duì)兩段高效橫管式初冷器而言在二段實(shí)現(xiàn)連續(xù)除萘是生產(chǎn)工藝得以順行的關(guān)鍵?；厥哲囬g擔(dān)負(fù)著焦?fàn)t煤氣的冷卻、輸送、凈化及回收焦化產(chǎn)品的任務(wù)。于是，在氣、液兩相間形成了煤氣向氨水快速傳熱而降溫、氨水向煤氣快速傳質(zhì)而增濕過程。因此，煤氣向氨水的傳熱速率將會(huì)很高，煤氣溫度會(huì)迅速下降。C煤氣在直接接觸條件下進(jìn)行的。煤氣在橋管和集氣管中的冷卻，通常是將75176。 煤氣的冷卻原理及改進(jìn) 煤氣的冷卻原理煤氣的初步冷卻分兩步進(jìn)行：第一步，是在集氣管及橋管中大量使用循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到80~90176。我國(guó)煤氣凈化工藝已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)平。脫氨工藝主要有水氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法水氨工藝、熱法無水氨工藝、半直接法浸沒式飽和硫銨工藝、半直接法噴淋式飽和器硫銨工藝、間接飽和器硫銨工藝、酸洗法硫銨工藝等。b. 焦?fàn)t煤氣凈化現(xiàn)狀目前我國(guó)正在運(yùn)行的焦?fàn)t煤氣凈化工藝很多，要包括冷凝鼓風(fēng)、脫硫、脫氨、脫苯等，在凈化煤氣的時(shí)回收焦油、硫磺、硫銨或氨水、粗苯等化工產(chǎn)品。我國(guó)將會(huì)產(chǎn)生大量剩余焦?fàn)t煤氣的主要有兩類焦化廠：一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨(dú)立焦化廠， 其生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣既不能供應(yīng)城市煤氣，又沒有合適的工業(yè)用戶；二是目前供應(yīng)城市煤氣的焦化廠， 如北京焦化廠、天津煤氣廠、上海焦化廠、青島煤氣廠等，在采用天然氣取代焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城市煤氣后，焦?fàn)t煤氣沒有合適的用戶。作為城市煤氣氣源廠的焦化廠，絕大部分焦?fàn)t也為復(fù)熱式焦?fàn)t，可采用焦?fàn)t煤氣加熱，也可采用發(fā)