畢業論文-年產150萬噸焦化廠鼓冷工段工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 氨水停留時間 /min 20 設備質量 /t 畢業設計說明書 14 第四章 工藝計算 熱量衡算和物料衡算 主要操作指標 煤氣溫度 ℃ 初冷器前 8086 初冷器后 2535 鼓風機后 4045 初冷器前冷卻水溫度 ℃ 循環水 2530 低溫水 1820 初冷器后冷卻水溫度 ℃ 循環水 45 低溫水 2530 煤氣壓力 kPa 初冷氣后 鼓風機后 回收部分計算的原始數據（ 150 萬噸 /年） 每小時裝入干煤量 200 噸 /時 裝入煤水分 10% 化學產品產率（對裝入干煤） 煤氣發生量 360 米 3/噸 焦油 % 粗苯 % 氨 % 硫化氫 % 裝入煤化合水分 % 焦炭 % 畢業設計說明書 15 煉焦煤氣組成 （體積） % H2 CH4 CO N2 CO CmHm O2 集氣管物料和熱量衡算 一．集氣管的物料衡算 每小時裝入煤量： 200 10100100? = t/h 裝入煤帶水量： = t/h （ 1） 進入集氣管的物料（ kg/h） 干煤氣 200 360 =33552 水蒸氣 202100 +22200=26600 焦油氣 202100 =7800 粗苯氣 202100 =2200 硫化氫 202100 =500 氨 202100 =600 合計 71252 干煤氣密度： ρ =（ 2+ 16+ 28+ 28+ 44+ 28+32） = ㎏ /m3 按體積計的物料為 米 3/時 干煤氣 200 360=72021 水蒸氣 26600 = 焦油氣 7800 = 畢業設計說明書 16 粗苯氣 2200= 硫化氫 500 ? 氨 600 ? 合計 其中： 170— 焦油平均分子量 85— 粗苯平均分子量 34— 硫化氫分子量 （ 2） 離開集氣管煤氣的組成 在集氣管中有 60%焦油氣冷凝，即為： 7800 =4680kg/h 或 = m3/h 設在集氣管中有 M kg/h 的水蒸發，即 m3/h。而集氣管中的蒸發水量 M是在熱平衡中確定的。 表 1 集氣管的物料組成 物料名稱 輸入 輸出 Kg/h M3/h Kg/h M3/h 干煤 氣 33552 72021 33552 72021 水蒸氣 26600 26600+M + 焦油氣 7800 3120 粗苯氣 2200 2200 硫化氫 500 500 氨 600 600 合計 71252 66572+M + 二 . 集氣管的熱量衡算 通過集氣管的熱平衡計算已確定蒸發水量 M 及煤氣出口的露點溫度。 輸入熱量： 1. 煤氣帶入的熱量 Q1 （ 1）干煤氣帶入的熱量： 設煤氣的入口溫度為 660℃，干煤氣比熱為： Cg=（ + + + + + + ） =℃ 畢業設計說明書 17 即 kgkJ / ?℃ ∴ q1=33552 660=（ 2）水蒸氣帶入熱量 q2=26600 (2487+ 660)=101617320 kJ/h 式中： 2487 — 0℃時水蒸氣的焓， KJ/Kg — 水蒸氣在 0660℃時的平均比熱， KJ/Kg℃ （ 3）焦油氣帶入的熱量 焦油氣比熱： Cc = （ + 103 t） = (+ 103 660) = KJ/㎏℃ ∴ q3 = 7800 (88+ 660) = 12835680 KJ/h 式中： 88 — 0℃時焦油氣的焓， KJ/㎏ （ 4）粗苯帶入的熱量 粗苯氣比熱： CB= W t )02 ( ?? = 83 )( ??? = ㎏℃ 式中： W — 粗苯的平均分子量，取 W = 83 ∴ q4 = 2200 660 = 2773320 KJ/h （ 5） 硫化氫帶入的熱量 q5 = 500 660 = 379500 KJ/h 式中： — 0660℃ 范圍內 硫化氫的平均比熱， KJ/㎏℃ （ 6） 氨帶入的熱量 q6 = 600 660 =1033560 KJ/h 式中： — 氨的比熱， KJ/㎏℃ 煤氣輸入的熱量： Q1 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 畢業設計說明書 18 = +101617320+12835680+2773320+379500+1033560 = 2. 循環氨水帶入的熱量 Q2 Q2 = W1T1 式中： W1 — 循環氨水，㎏ /h T1 — 循環氨水溫度，℃ 每噸干煤所用循環氨水量 56米 3/時，則： W1 = 200 6 = 1200m3/h 循環氨水溫度應比進入集氣管的煤氣露點溫度高 510℃，以保證水的蒸發動力。 設集氣管中煤氣的總壓力為 760 毫米汞柱，則水蒸氣分壓為： Pv = 760 = 毫米汞柱 相應的露點溫度為 72℃ 取循環氨水的實際溫度 T1 = 77℃ Q2=1200 1000 77 = 386232021 KJ/h 則總輸入量： Q 入 = Q1 + Q2 = + 386232021 = KJ/h 輸出熱量： 1. 煉焦煤氣帶走的熱量 Q3 （ 1） 干煤氣帶走的熱量 設集氣管出口煤氣溫度為 ℃，干煤氣在 ℃ 的平均比熱為： Cg = ( + + + + + + ) = KJ/m3℃ 或： = KJ/㎏℃ ∴ q1 = 33552 = KJ/h 畢業設計說明書 19 （ 2） 水蒸氣帶出的熱量 q2 = (26600+M) (2487+ ) =70237300 + 式中： — 水蒸氣的比熱， KJ/㎏ （ 3）焦油氣帶走的熱量 焦油氣的比熱： Cc = (+ 103 ) = ㎏℃ ∴ q3 = 3120 (+ ) = KJ/h (4) 粗苯氣帶走的熱量 粗苯氣的比熱： CB = 83 *)*( ? = ㎏℃ ∴ q4 = 2200 = KJ/h 式中： 83 — 粗苯氣的平均分子量 （ 5）氨帶走的熱量 q5 = 600 = KJ/㎏ 式中： — 氨的比熱， KJ/㎏℃ （ 6）硫化氫帶走的熱量 q6 = 500 = KJ/㎏ 式中： — 硫化氫的比熱， KJ/㎏℃ 則煉焦煤氣帶走的熱量為： Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = =+70237300++++ + = + 2. 循環氨水和冷凝焦油帶走的熱量 Q4 設循環氨水及冷凝焦油在集氣管中的溫度為 80℃ 畢業設計說明書 20 焦油的比熱： Cc = ( + 103 80) =㎏℃ 則 Q4 = [（ 984000 M） + ] 80 =（ ） KJ/h 3. 集氣管周圍散熱損失 Q5 Q5 =（ α1 + α2） F （ t1 – t2） 式中： α1 + α2 — 集氣管壁對空氣的對流和輻射給熱系數， KJ/㎡ h℃ 可按下式求出： α1 + α2 = + ； t1 — 集氣管壁溫度，取 100℃ 則 α1 + α2 = （ + 100） = KJ/㎡ h℃ t2— 空氣溫度，取 25℃ F — 集氣管總的外表面積，㎡ 按下式求出： F = 2π Dl = 2 50 = ㎡ 式中： D — 集氣管的直徑， m l — 集氣管長度， m 2 — 焦爐座數 則散熱量為： Q5 = （ 10025） = 1663619 KJ/h 所以，總的輸出量為： Q 出 = Q3 + Q4 + Q5 = + +（ – ） + 1663619 = + 令 Q 入 = Q 出 則有： = + M= ㎏ /h 或 = 標米 3/時 集氣管出口煤氣總體積： + = 標米 3/時 畢業設計說明書 21 集氣管煤氣出口水蒸氣體積 ： + =125456 標米 3/時 集氣管出口煤氣中水蒸氣分壓： P = 760 =477 汞柱 相應煤氣出口溫度 ℃≈ ℃（露點），與假設相符。 集氣管的物料平衡見表 2，熱平衡見表 3。 表 2 集氣管的物料平衡 輸入 輸出 物料名稱 千克 /時 標米 3/時 千克 /時 標米 3/時 干煤氣 72021 72021 水蒸氣 26600 焦油氣 7800 粗苯氣 2200 2200 硫化氫 500 500 氨 600 600 小計 循環氨水 984000 —— —— 焦油 —— —— —— 總計 —— —— 表 3 集氣管的熱平衡（ KJ/h） 物料名稱 輸入熱量 輸出熱量 干煤氣 水蒸氣 焦油氣 粗苯氣