【正文】 cCO2=； cCO=； cCmHn=； cO2=； cH2=； cN2=； cCH4= cH2O=；H2Og=.則，加熱煤氣的平均比熱cmq=(cCO2CO2+ cCOCO+ cO2O2++cH2H2+cN2N2+ cCH4CH4) =(++++++)=(m3/G 式（）=648/=426376 kJ/t ④空氣帶入顯熱（Q4）燃燒每立方米混合煤氣（Lg）所需空氣量可以通過對(duì)混合煤氣進(jìn)行燃燒計(jì)算求得，計(jì)算式如下： , 式（） , 式（）式中 —燃燒每立方米混合煤氣所需理論干空氣量，m3/m3； —小煙道出口處廢氣的空氣系數(shù)； COs；—混合煤氣中各組成的體積含量，%。 式（） =（+） (+)=53516 kJ/t⑤入爐煤帶入的熱量（Q5）入爐干煤的比熱 當(dāng)入爐煤溫度在20～250℃，揮發(fā)分含量不高（9%～12%）時(shí)，煤的平均比熱應(yīng)用下式計(jì)算：cm=，kJ/(kg℃) Q5=GMcmtm，kJ/t 式（） =1000200=246000 kJ/t①焦炭帶走熱量（）焦炭比熱cJ:查資料有焦炭的平均比熱，如表 100～1100℃ 的焦炭平均比熱 t ℃薩勒與德勒提出的值徳布儒奈提出的值10090010001100— AJ— AJ— AJ— AJ— AJ— AJ— AJ，當(dāng)焦炭的灰分AJ=%，溫度t=1400℃時(shí)，根據(jù)表 ，所以焦炭比熱cJ= kJ/(kg℃) 式（）式中 —前半個(gè)結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開炭化室的平均溫度，℃；—0～t1h溫度內(nèi)焦油氣的平均比熱，kJ/(kg則，焦油氣在t1h=747℃溫度下的平均比熱為： cJY=+103747= kJ/(kg一般認(rèn)為焦油氣在結(jié)焦前半期排出，溫度取。℃) 式（） =+103747 = kJ/(kg可以認(rèn)為粗苯氣是在結(jié)焦前半期內(nèi)排出，溫度取t1h。℃)式中 t——整個(gè)結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開炭化室的加權(quán)平均溫度，℃炭化室內(nèi)煤氣發(fā)生量大部分是在結(jié)焦前半期內(nèi)產(chǎn)生的，后半期產(chǎn)生的氣量僅是少部分。得 =℃得： =+103767 = kJ/(kg℃）結(jié)焦后半期時(shí)t=807℃，查資料《焦?fàn)t的物料平衡與熱平衡》附表1，知凈煤氣各組分的比熱為： cCO2=； cCO=； cO2=； cH2=； cN2=； cCH4=.故，該階段凈煤氣的平均比熱為：cmq2=（3+++++24+26）= kJ/（m3此時(shí)，凈煤氣帶走的熱量應(yīng)按下式計(jì)算： = ，kJ/t 式（）則，凈煤氣帶走的熱量為： = =42559kJ/t⑥水分帶走熱量（）查表可知個(gè)溫度階段水的平均比熱為：0~747℃時(shí)，0~450℃時(shí)，由 ，kg/(kg.℃)代入，得：水分帶走熱量是由煤在煉焦過程中的化合水，被蒸發(fā)所消耗的熱量，以及水分與煉焦反應(yīng)和甲烷等其他反應(yīng)共三部分構(gòu)成則 =90（2491+）=362563Kj/t =(+)() =86338Kj/t=(90+)=194688Kj/t =36256386338+194688=470912KJ/t⑦廢氣帶走的熱量（）廢氣組成：H2O=% CO2=% O2=% N2=%廢氣溫度隨換向時(shí)間而變化，機(jī)側(cè)平均溫度為312 ,焦側(cè)平均溫度330 ,總平均溫度為 =321。 cO2=。 cN2=?！妫U氣帶走的熱量為：= 式（）代入數(shù)值得： =（+648/）321+321=648876 kJ/t⑧表面散熱（）輻射傳熱按下式計(jì)算：= 式（）輻射傳熱系數(shù)按下式計(jì)算： , 式（）對(duì)流傳熱系數(shù)按式（）計(jì)算：無風(fēng)時(shí)： 式（）散熱面水平向上時(shí)：=散熱面水平向下時(shí)：=散熱面垂直地平面：=風(fēng)速 時(shí)：=+ 式（）爐體由6大部分即：爐頂、機(jī)側(cè)、焦側(cè)、蓄熱室、爐端和其他。經(jīng)計(jì)算表面散熱合計(jì)為=577679 kJ/t。 =(++ …… +) ,kJ/t 式（） =41068453861732=245113 kJ/t根據(jù)以上計(jì)算。分析焦?fàn)t的熱效率對(duì)改進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提高焦?fàn)t的熱工操作水平，改善生產(chǎn)技術(shù)管理和降低產(chǎn)品能耗具有重要的意義。煙道設(shè)在焦?fàn)t基礎(chǔ)內(nèi)或基礎(chǔ)兩側(cè)，煙道末端通向煙囪。裝爐煤在炭化室內(nèi)經(jīng)高溫干餾變成焦炭?，F(xiàn)代焦?fàn)t均采用硅磚砌筑炭化室墻。炭化室墻厚一般為90—100mm，中國多為95—105mm。立火道由立火道本體和立火道頂部兩部分組成。立火道頂是立火道蓋頂以上部分。如果該尺寸太小，爐頂空間溫度就會(huì)過高，致使?fàn)t頂產(chǎn)生過多的沉積碳；反之，則爐頂空間溫度過低，將出現(xiàn)焦餅上部受熱不足，因而影響焦炭質(zhì)量。炭化室的主要尺寸有長、寬、高、錐度和中心距。為了回收利用焦?fàn)t燃燒廢氣的熱量預(yù)熱貧煤氣和空氣，在焦?fàn)t爐體下部設(shè)置蓄熱室。現(xiàn)代焦?fàn)t的格子磚一般采用異型薄壁結(jié)構(gòu)，以增加蓄熱面積和提高蓄熱效率。小煙道中交替變換的上升氣流（被預(yù)熱的煤氣或空氣）和下降氣流（燃燒室排出的高溫廢氣）溫度差別大，為了承受溫度的急劇變化，并防止氣體對(duì)小煙道的腐蝕，需在小煙道內(nèi)襯以粘土磚。不同類型焦?fàn)t的斜道區(qū)結(jié)構(gòu)有很大差異。為了吸收爐組長向生產(chǎn)的膨脹，在斜道區(qū)各磚層均留膨脹縫。斜道區(qū)承受焦?fàn)t上部的巨大重量，同時(shí)處于11001300℃的高溫區(qū)，所以也用硅磚砌筑。設(shè)有看火孔、裝煤孔和從炭化室導(dǎo)出荒煤氣用的上升管孔等。為減少爐頂散熱，在炭化室頂蓋層以上采用粘土磚、紅磚和隔熱磚砌筑。在多雨地區(qū)，爐頂面設(shè)有坡度，以便排水。炭化室的中心距隨炭化室的高度增加而增大。大型焦?fàn)t一般炭化室長度為13—16米，炭化室高度為4—6米。 焦?fàn)t除了受到自身及爐頂?shù)拇怪必?fù)荷外，還受到炭化室內(nèi)煤料在結(jié)焦過程中產(chǎn)生的膨脹壓力及柱體對(duì)砌體的加壓，這些都屬于水平負(fù)荷。焦?fàn)t中最薄弱的部位是炭化室強(qiáng)。其辦法是：一，降低所受負(fù)荷，主要是控制所用煤料的膨脹壓力；二，提高炭化室墻的負(fù)荷能力即爐墻的極限負(fù)荷，它與焦?fàn)t的尺寸（包括炭化室高，爐頂厚度，煤車負(fù)荷，立火道中心距，炭化室中心距，炭化室墻厚度和火道隔墻厚度等）有關(guān)。30煤料在煉焦時(shí)的膨脹壓力隨著煤的粘結(jié)性，裝爐煤的堆積密度，結(jié)焦速度，煤料，炭化室寬度等因素不同而改變。但膨脹壓力沿炭化室高向和長向并不一樣。此外，由于爐墻兩側(cè)均受側(cè)壓力，因此對(duì)爐墻產(chǎn)生彎曲的負(fù)荷應(yīng)為兩側(cè)負(fù)荷之差。 為使?fàn)t體處于能承受的負(fù)荷能力之內(nèi)，上述最大正應(yīng)力應(yīng)小于爐墻磚在使用溫度下的抗壓強(qiáng)度。上述計(jì)算表明JN43—80型焦?fàn)t的砌體強(qiáng)度是足夠的。 焦?fàn)t的規(guī)格尺寸如下表： 項(xiàng) 目JN43—80項(xiàng) 目JN43—80炭化室全長，mm14080錐度，mm50炭化室有效長，mm13280炭化室中心距，mm1143炭化室全高，mm4300立火道中心距，mm480炭化室有效高，mm4000加熱水平，mm700炭化室平均寬，mm450炭化室有效容積，m3 焦?fàn)t的工藝指標(biāo)為： 爐組焦?fàn)t數(shù)焦?fàn)t孔數(shù) 結(jié)焦率,% 周轉(zhuǎn)時(shí)間,h年消耗干煤量,萬t2 2580 18 焦?fàn)t的物料衡算如下表： 收 入支 出項(xiàng) 目數(shù) 值Kg/t項(xiàng) 目數(shù) 值Kg/t占干煤%干煤 GM合計(jì) G10001000全焦 GJ焦油 GJY粗苯 GB氨 GA凈煤氣 Gmq化合水 GSX差值 G合計(jì) G1000100 焦?fàn)t的熱量衡算如下表： 熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目數(shù) 值項(xiàng) 目數(shù) 值%%加熱煤氣燃燒熱Q13433844焦炭帶走熱量1659365加熱煤氣顯熱Q29196焦油帶走的熱量57895漏入的荒煤氣燃燒熱Q3364211粗苯帶走的熱量16081 空氣帶入顯熱Q453516氨帶走的熱量5317 入爐煤帶入的顯熱Q5246000凈煤氣帶走的熱量425529水分帶走熱量470912廢氣帶走的熱量648876表面散熱577679 差值245113合計(jì)41067671004106767100%，%，煉焦耗熱量為=33參考文獻(xiàn)[1] (2008年修訂版)[M].北京:國家發(fā)改委,2008 [2] [M].北京:國家環(huán)境保護(hù)總局,2003[3] 鄭明東,水恒福,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,。使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，并為我們以后從事化工行業(yè)的工作以及科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。再次感謝李老師對(duì)我設(shè)計(jì)工作的支持，感謝李老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)心,同時(shí)還有一起做設(shè)計(jì)的各位同學(xué)們,在我的設(shè)計(jì)完成過程中給與極大的關(guān)心和支持,在此一并向他們表示最衷心的感謝!同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中也有很多不足之處。此外，由于其他相關(guān)方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，使得在設(shè)備在合理利用資源，環(huán)境保護(hù)等方面考慮不周。在此，對(duì)指導(dǎo)教師的辛苦勞動(dòng)，我再次表示感謝！34 附錄符號(hào)說明——入爐煤干基含量，%；——焦炭干基灰分含量，%；——煤中氧量轉(zhuǎn)變成化合水的轉(zhuǎn)化系數(shù)；——煤中氮量轉(zhuǎn)變成氨的轉(zhuǎn)化系數(shù)；——氨的平均比熱，kJ/(kg℃)；——粗苯氣的平均比熱，kJ/(kg℃)；——結(jié)焦周期后半期凈煤氣的平均比熱，kJ/(kg℃)；——焦油氣的平均比熱，kJ/(kg℃)；——加熱煤氣的平均比熱，kJ/(kg℃)；——水汽的平均比熱，kJ/(kghh183