【正文】 ④實(shí)際干空氣量煙氣中過剩氧體積 3% 則：3% = O2 過/（理論干煙氣量+ O2 過+ N 2 過） = O2 過/（CO 2+N2 理+SO 2+ O2 過+ N 2 過）= O2 過/(+++ O2 過+ O2 過79/21)故：O 2 過= N2 過=79/21=實(shí)際干空氣量=+12022+=⑤濕空氣量（主風(fēng)量）大氣溫度 15℃，相對(duì)濕度 56%，查《石油加工工藝學(xué)》中冊(cè)圖 6—29，得絕對(duì)濕度為 水汽/kg 干空氣空氣帶入水量==濕空氣量=+=此即正常主風(fēng)量 依此量110%，可作為選主風(fēng)機(jī)的依據(jù): 110%= m3/h=5770 [m3（N）/min]故選 D1800–⑥總干煙氣量40總干煙氣量=CO 2+SO2+O2+N2 理 +N2 過=1890++14980++=則總干煙氣的質(zhì)量流率=189044+64+32+1498028+28 =⑦總濕煙氣量=總干煙氣量+ 空氣帶入水量+生成水量= kg/h= kmol/h⑧濕煙氣組成表 18 煙氣量及組成數(shù)據(jù)流 量 組成（mol）﹪組 分Kmol/h Kg/h相對(duì)分子量干煙氣 濕煙氣CO2 1890 83160 44 SO2O22520806406432N2 9480 265440 28 總干煙氣 生成水汽 630 11340 18主風(fēng)帶入水汽 18總濕煙氣 41 物料平衡核算總干空氣量+焦碳量=+25200=總干煙氣量+生成水汽量=+11340=則總干空氣量+焦碳量= 總干煙氣量 +生成水汽量，即物料平衡，上述計(jì)算顯然正確燒焦耗風(fēng)指標(biāo)=總濕空氣量/燒焦量= /25200=[m3/kg 焦]煙風(fēng)比=總濕煙氣量 /總濕空氣量 = 反應(yīng)系統(tǒng)熱平衡計(jì)算表 19 進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的水汽表項(xiàng) 目 性 質(zhì) 溫度℃ Kg/h Kmol/h 依 據(jù)新鮮原料霧化蒸汽回?zé)捰挽F化蒸汽預(yù)提升蒸汽汽提蒸汽汽提段錐底松動(dòng)蒸汽再生滑閥松動(dòng)蒸汽再生滑閥吹掃蒸汽膨脹節(jié)吹掃蒸汽提升管上段采樣口吹掃提升管下段采樣口吹掃上進(jìn)料事故蒸汽嘴吹掃過熱蒸汽飽和蒸汽40020016875562522025019218048484835110進(jìn)料 5%回?zé)?5%經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)96Kg 汽/閥經(jīng)驗(yàn)24Kg 汽/樣口24Kg 汽/樣口24Kg 汽/樣口42下進(jìn)料事故蒸汽嘴吹掃安全閥吹掃蒸汽再生催化劑帶入蒸汽再生催化劑帶入煙氣過熱蒸汽 7204890024Kg 汽/樣口武漢煉油廠1kg 煙氣/t CAT注：以 Gs（t/h）來表示催化劑循環(huán)量，通過計(jì)算來確定催化劑循環(huán)量和劑油比。Q3 = Gs煙氣比熱 (720510)+Gs水蒸汽比熱(720510)= Gs1031(720510)+ Gs103(720510)= （ Gs+753624） KJ/hQ 供 = Q1+Q2+Q3=(103+ Gs)KJ/h(2)耗熱方：①反應(yīng)熱 Q443催化碳=總碳－附加碳－可汽提碳，總碳=，因此：附加碳=新鮮原料量 殘?zhí)?%（重）=225000%=5859kg/h可汽提碳=循環(huán)催化劑 %=103Gs kg/h所以催化碳=（10 3Gs） kg/h所以： Q4 =2180（10 3Gs）=（10 ）kJ/h ②水蒸汽升溫?zé)?Q5Q5=（霧化+預(yù)提升 +汽提+松動(dòng)）蒸汽 比熱容（t 反 t 過熱 ）+各處吹掃蒸汽 比熱容 （t 反 t 飽和 ）=[14181（510400）+1944 （510200 ）] =103 kJ/h③散熱熱損失 Q6Q6 =（KJ/Kg 碳） 燒炭量（Kg/h）=25200=103KJ/h④原料升溫汽化熱 Q7 Q7 =（新鮮原料+ 回?zé)捰停╭ t 反 汽 qt 液 預(yù) ）m 新=225000kg/h ， m 回=225000=112500 kg/hd420 新= ， d420 回= 。③焦碳升溫?zé)?Q3 Q3=焦碳量焦碳比熱（再生器溫度－反應(yīng)器溫度） ，因此有：46Q3=103（700510）=10 4KJ/h。催化劑循環(huán)量為 ，共帶入 水汽。表 20 再生器各處吹掃及松動(dòng)蒸汽項(xiàng) 目 性質(zhì) 溫度 ㎏ /h 依據(jù)待生滑閥前松動(dòng)蒸汽 飽和 180 100 參考經(jīng)驗(yàn)稀相噴水嘴吹掃蒸汽 飽和 180 160 參考經(jīng)驗(yàn)主風(fēng)事故蒸汽嘴蒸汽 飽和 180 60 參考經(jīng)驗(yàn)燃料油噴嘴蒸汽 飽和 180 118 59㎏汽/噸膨脹節(jié)吹掃蒸汽 飽和 180 180 90㎏汽/波組待生斜管吹掃蒸汽 飽和 180 150 參考經(jīng)驗(yàn)Q5=731(－) =10 4 KJ/h查《化工原理書》上冊(cè)，得—700℃水汽焓值 KJ/kg㎏；—180℃水汽焓值 KJ/kg㎏⑥再生器熱損失 Q647Q6=582燒碳量 = 58225200=104KJ/h再生器散熱損失可按燃燒 1kg 炭散熱 582KJ 計(jì)算故出再生器的總熱量Q 再出 =（+++++）10 4 =104 KJ/h⑦剩余熱 Q 剩Q 剩 =Q 可利用 Q 反耗 Q 再出=（ － －）10 4=104 KJ/h 取熱器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：過剩熱量 104 KJ/h軟化水性質(zhì)：給水溫度 25℃發(fā)生蒸汽性質(zhì)：10kg/cm 2取熱器的任務(wù)是取出再生器燒焦放出的過熱量，本設(shè)計(jì)取熱負(fù)荷為：104KJ/h。h℃）比較合適。經(jīng)過換熱后催化劑溫降約取 210℃，即二密床層與取熱催化劑溫差 210℃。h） ；取 120T/（m 2取熱器直徑 D=（） 1/2=；圓整后取 3m。h） ；在 100—150 T/（m 2取物位高度為 5m，稀相高度為 3m，取熱器高度為 10m，取熱管長(zhǎng)度為5m，尺寸為 Φ1448。Q 傳 =Q1+Q2=+=104 KJ/kg解得 m=103kg/hF1=Q1/K△T 1=103（65277）F2=Q2/K△T 2=103（652179）F 總 =F1+F2=118+45=163m2取熱管根數(shù)=163/ 5=91 根 催化劑外循環(huán)管設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)燒焦罐作熱平衡⑴供熱方：①燒焦放熱 Q1，燒焦罐內(nèi)燒焦 85%Q1=107090104 =104 KJ/h49②內(nèi)循環(huán)催化劑放熱Q2=Gs180。KJ/h⑵耗熱方：①焦碳脫附熱 Q3=104KJ/h②外取熱催化劑升溫 Q4=2220103（700570）=3174610 4KJ/h③待劑升溫?zé)?Q5=103（700500）=104 KJ/h④干空氣升溫?zé)酫6=（700190）=10 4 KJ/h⑤空氣帶入水汽升溫?zé)酫7=（700190）=10 4 KJ/h⑥焦碳升溫?zé)酫8=22500（700510）=49510 4 KJ/h⑦待劑帶入水升溫?zé)酫9=1（700－510）=10 4 KJ/h⑧吹掃松動(dòng)Q10=731（700180）=10 4 KJ/h⑨熱損失Q11=2455104 =104 KJ/h⑶供熱=耗熱 Q1+Q2=Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10+Q1150即104+22Gs180。= t/h循環(huán)比為 —，本設(shè)計(jì)為：2545/= ，故設(shè)計(jì)合理。由“燃燒計(jì)算”知濕煙氣量為 Kmol/h，內(nèi)循環(huán)催化劑帶入水汽 2545 kg/h，取熱催化劑帶入水汽 kg/h，待劑帶入水汽 。燒焦罐中氣體總摩爾流率＋（3103＋2220＋3853＋768）/18=燒焦罐中部溫度 T=273＋ 700=973 K燒焦罐中部壓力 P=P 再頂 ＋ H 稀相段 ν 稀相段 ＋H 過 ν 過 ＋H 管 ν 管 +1/2 罐罐 +ΔP 旋推薦值：稀相段高度取 10 米。密度 90～10010 6kg/cm3，取 100106kg/cm3稀相管長(zhǎng)度 68m，取 6 米。密度 250106 kg/cm351P 再 取 269500Pa。247。3600 ） = m。⑵稀相段尺寸計(jì)算稀相段直徑○ 1稀相段線速本設(shè)計(jì)取 。稀相段中點(diǎn)溫度 T=273+720=993 K P 稀相中 =P 再 +ΔP 旋 + H 稀相段 ν 稀相段 =+(500106+610020106) 104=根據(jù) PV=NRT 來計(jì)算氣體體積流量V=993/290932= m3/h故稀相段直徑D=（V/） =（247。247。圓整后稀相段直52徑 D=14 m。一般，從一級(jí)旋分器入口中心線至再生器約有 3 m 空間過渡段計(jì)算○ 3由上述計(jì)算結(jié)果知稀相段與燒焦罐；燒焦罐與稀相管并徑。以免催化劑在該處流動(dòng)不暢堆積。2tg60186。2tg60186。=247。= m3）燒焦罐藏量計(jì)算藏量=燒焦量/燒焦強(qiáng)度=22500/500= T4）催化劑在燒焦罐內(nèi)停留時(shí)間q=藏量 /催化劑循環(huán)量 =247。二密藏量=燒焦量 15%/燒焦強(qiáng)度=2250015%/500= T二密催化劑停留時(shí)間=藏量/催化劑循環(huán)量=3600/= 不大于 30 s；合乎要求。)2+12（12+2H/ tg60186。 ） 2+12（12－2H/ tg60186。247。π ） =(tg60186。247。淹流管截面積=。圓整后淹流管直徑為 m核算淹流管截面強(qiáng)度：54截面強(qiáng)度=（60 2）= T/m 2min。⑵催化劑輸送管線計(jì)算 ：本設(shè)計(jì)催化劑采用斜管輸送，待生斜管與垂直夾角為 30186。管截面積 A=催化劑循環(huán)量 /質(zhì)量流速=。核算催化劑質(zhì)量流速= 2=2181 T/m2h，在 2100—2400 T/m2h 范圍內(nèi)。 旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)稀相管出口設(shè) T 型快速分離裝置，使得煙氣與催化劑快速分離，一般快分效率達(dá) 80%。二密+外取熱流化風(fēng)=624+998=1622 kmol/h。流化待劑帶入水汽量 kmol/h。溫度取稀相管出口溫度 T=273+720=993 K。3600247。催化劑入口線速取一級(jí)入口為 u1=24 m/s；則一級(jí)旋分器入口總面積=氣體體積流量/線速=。核算一級(jí)入口線速 u1=247。10= m/s ≯25 m/s；符合要求。參考《催化裂化工藝設(shè)計(jì)》P248 表 99 選取料腿。s）根據(jù)埃索公司數(shù)據(jù)：一級(jí)料腿質(zhì)量流率為 244～366 kg/（m 2s） ；因此本設(shè)計(jì)在要求范圍內(nèi)。根據(jù)埃索公司數(shù)據(jù)：二級(jí)料腿質(zhì)量流率不大于 366 kg/（m 2⑷旋風(fēng)分離器壓降：本設(shè)計(jì)采用的是杜康型旋分器①一級(jí)旋風(fēng)分離器壓降 ΔP1 的計(jì)算ΔP1=u12247。（kρ T+）其中：k= － u1=－=ρ=（2545+）10 3（1－）247。360057=。ρa(bǔ)= kg/m3。2g247。2247。②二級(jí)旋分器壓降ΔP2= u22247。247。③旋風(fēng)器分離器總壓降ΔP=ΔP1+ΔP2 =+= KPa。ΔP 1= kg/m2。247。則有 H3=（ΔP 1+ H1ν1＋H 2ν2＋ΔP 閥 ）/ν 3=（＋＋900＋35）247。58②核算二級(jí)料腿長(zhǎng)度：二級(jí)應(yīng)大于 H4+1m；H4=（ΔP 總 + H1ν1＋H 2ν2＋ ΔP 閥 ）/ν 4。則有 H4=（ΔP 總 + H1ν1＋H 2ν2＋ΔP 閥 ）/ν 4=（++600+35）247。而二級(jí)料腿最小長(zhǎng)度為 ＋1= m；明顯二級(jí)料腿實(shí)際長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于 m，所以滿足。本設(shè)計(jì)取 ΔP= kg/cm2=104=Q1=103834247。3600=44 m3/sρg=247。= kg/m3；則有 A=（） = m2 噴嘴尺寸?326，則每個(gè)噴嘴的噴射面積S=πr2=（166） 2=314mm2=314106 m259則孔數(shù)即噴嘴數(shù) n=(314106)==3058 個(gè)設(shè)主管直徑為 D，則取主管中氣體線速 u=20m/s，則20 π/4D2=44 則 D=設(shè)每個(gè)支管上的分支管個(gè)數(shù)為 n，則分支管尺寸取?15910，取分支管中線速也為 20m/s,則 4nπ/4[(15920) 103]2=44則 n==36 根設(shè)支管直徑為 d，氣體線速為 20m/s則 420 π/4d2=44則 d=孔速度 v=44/3058/（31410 6）=47m/s符合要求。熱值 11000 kcal/kg⑴輔助燃燒熱負(fù)荷計(jì)算：輔助燃燒熱負(fù)荷計(jì)算按正常生產(chǎn)時(shí)主風(fēng)量加熱到 550℃所需熱量計(jì)，主風(fēng)量為 ，主風(fēng)從主風(fēng)機(jī)出口溫度為 170℃。那么熱負(fù)荷=（550170 ）= KJ/h。則有 M=熱負(fù)荷/（燃料熱值η）=.247。247。燃燒碳量=87247。燃燒氫量=13247。燃料油燃燒所需空氣量：燃燒碳所需氧氣量： kmol/h= kg/h。即有理論耗氧：+=。61空氣帶入水汽量= 干空氣 干空氣濕含量（前以查出）== kg/h=。一次風(fēng)直接進(jìn)入內(nèi)燃燒室，使燃料燃燒；二次風(fēng)進(jìn)入環(huán)型夾套，燃燒室出口與煙氣混合后進(jìn)行燒焦。①內(nèi)燃燒室輔助燃燒室體積強(qiáng)度本設(shè)計(jì)取 106 kT/（m 3h）