130萬(wàn)噸焦炭煉焦車間

1、武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) # I摘要煉焦行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位。焦?fàn)t作為煉焦車間的主體結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)和研究有著重要的意義。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是年產(chǎn)130萬(wàn)噸焦炭煉焦車間。配煤比為：肥煤20%（安徽淮北），氣煤40%（安徽淮南），焦煤25%（河南平頂山）和15%的1/3焦煤（山東棗莊）。在配煤工段，本設(shè)計(jì)采用配合粉碎工藝，同時(shí)對(duì)配合煤的調(diào)濕工藝進(jìn)行了討論。爐型選擇方面，本設(shè)計(jì)結(jié)合我院在焦?fàn)t設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際情況，采用技術(shù)最為成熟的WKD6050型搗固焦?fàn)t。炭化室有效容積為42.77m3，炭化室孔數(shù)根據(jù)焦炭年產(chǎn)量確定為2x55孔。焦?fàn)t采用高爐煤氣加熱，周轉(zhuǎn)時(shí)間為24小時(shí)。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容是工藝計(jì)算，

2、工藝計(jì)算包括物料衡算、熱量衡算、蓄熱室計(jì)算、爐體水壓計(jì)算、煙囪高度計(jì)算。經(jīng)計(jì)算得出：蓄熱室格子磚高度為2.56m，煙囪高度為120m。在熄焦方式上，本設(shè)計(jì)選擇先進(jìn)的干法熄焦。干法熄焦不僅能夠提高焦炭質(zhì)量，而且可以對(duì)紅焦的熱量進(jìn)行回收利用。本設(shè)計(jì)，焦炭分為四級(jí)：40mm，4025mm，2510mm，100mm。此外，本設(shè)計(jì)還對(duì)焦?fàn)t機(jī)械進(jìn)行了選型和計(jì)算。關(guān)鍵詞：配煤；搗固焦?fàn)t；武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1緒論1.1焦化行業(yè)背景焦化工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要行業(yè)，已經(jīng)歷了一百多年的歷史。它所以能發(fā)展到今天，其原因是焦化工業(yè)為鋼鐵工業(yè)提供了焦炭和燃?xì)?；為化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)業(yè)

3、以及國(guó)防工業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門提供了原料；對(duì)城市煤氣化起了促進(jìn)作用。目前焦化工業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)高的水平。為了整頓煉焦行業(yè)規(guī)范，進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)的清潔生產(chǎn)，防止生態(tài)破壞，保護(hù)人民健康，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并為焦化企業(yè)開(kāi)展清潔生產(chǎn)提供技術(shù)支持和導(dǎo)向，國(guó)家相繼頒布了與煉焦行業(yè)相關(guān)的政策和法規(guī)。如：焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件、清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)煉焦行業(yè)等。其他與煉焦行業(yè)相關(guān)的政策法規(guī)還有煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法、危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例和危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)儲(chǔ)存建設(shè)項(xiàng)目安全審查辦法等。1.焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件（2008年修訂）為促進(jìn)焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)秩序，依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)

4、和產(chǎn)業(yè)政策要求，按照“總量控制、調(diào)整結(jié)構(gòu)、節(jié)約能（資）源、保護(hù)環(huán)境、合理布局”的可持續(xù)發(fā)展原則，特制定本準(zhǔn)入條件。現(xiàn)摘錄相關(guān)條例如下：1）錯(cuò)誤！未找到引用源。常規(guī)機(jī)焦?fàn)t：新建頂裝焦?fàn)t炭化室高度必須6.0米、容積38.5m3；新建搗固焦?fàn)t炭化室高度必須5.5米、搗固煤餅體積35m3，企業(yè)生產(chǎn)能力100萬(wàn)噸/年及以上。鋼鐵企業(yè)新建焦?fàn)t要同步配套建設(shè)干熄焦裝置并配套建設(shè)相應(yīng)除塵裝置。2）錯(cuò)誤！未找到引用源。焦化生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)同步配套建設(shè)煤氣凈化（含脫硫、脫氰、脫氨工藝）、化學(xué)產(chǎn)品回收裝置與煤氣利用設(shè)施。熱回收焦?fàn)t同步配套建設(shè)熱能回收和煙氣脫硫、除塵裝置。3）焦化企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、勞動(dòng)

5、安全、職業(yè)衛(wèi)生、消防等相關(guān)法律法規(guī)。應(yīng)同步建設(shè)煤場(chǎng)、粉碎、裝煤、推焦、熄焦、篩運(yùn)焦等抑塵、除塵設(shè)施,以及熄焦水閉路循環(huán)、廢氣脫硫除塵及污水處理裝置，并正常運(yùn)行。4）主要產(chǎn)品質(zhì)量焦炭冶金焦應(yīng)達(dá)到GB/T1996-2003標(biāo)準(zhǔn)；鑄造焦應(yīng)達(dá)到GB/T8729-1988標(biāo)準(zhǔn)；焦?fàn)t煤氣城市民用煤氣應(yīng)達(dá)到GB13612-92標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)或其它用煤氣H2S含量應(yīng)250mg/m3o5）焦化生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)達(dá)到焦炭單位產(chǎn)品能耗標(biāo)準(zhǔn)GB21342-2008）和以下指標(biāo)：表1.1項(xiàng)目常規(guī)焦?fàn)t熱回收焦?fàn)t半焦（蘭炭）爐綜合能耗（kgce/t焦）165*1165*1260*1（內(nèi)熱）9898水循環(huán)利用率959595煉焦煤燒損率1

6、.5注：*1綜合能耗引用焦炭單位產(chǎn)品能耗標(biāo)準(zhǔn)（GB21342-2008）當(dāng)電力折標(biāo)系數(shù)為0.404kgce/KWH等價(jià)值時(shí)的現(xiàn)值標(biāo)準(zhǔn)，如采用電力折標(biāo)系數(shù)為應(yīng)為0.1229kgce/KWH的當(dāng)量值時(shí)，155kgce/t焦；半焦（蘭炭）爐的綜合能耗標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)調(diào)整,250（內(nèi)熱）、350KWh；入爐煤干基揮發(fā)分為23%時(shí)，噸焦發(fā)電量430KWh1.2焦化行發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)階段國(guó)外業(yè)主要爐型有德國(guó)的卡爾-斯蒂爾式焦?fàn)t、奧托式焦?fàn)t；日本的新日鐵M式焦?fàn)t；美國(guó)的考伯斯式焦?fàn)t。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)外具有代表性的煤高溫?zé)捊辜夹g(shù)主要有日本的SC0FE21煉焦新技術(shù)、歐洲煉焦技術(shù)中心開(kāi)發(fā)的巨型煉焦反應(yīng)器和美國(guó)的無(wú)回收焦?fàn)t

7、煉焦技術(shù)。其代表爐型分別為21世紀(jì)高產(chǎn)無(wú)污染大型焦?fàn)t（SC0PE21）、單室爐系統(tǒng)（SCS）和美國(guó)陽(yáng)光煤業(yè)公司爐型。中國(guó)是世界焦炭生產(chǎn)大國(guó)，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭產(chǎn)量的一半左右，已成為全球最大的焦炭生產(chǎn)和出口國(guó)。由此刺激了煉焦技術(shù)的快速發(fā)展，新建和改造焦?fàn)t數(shù)量直線上升，焦?fàn)t大型化比例顯著提高；干熄焦、搗固煉焦、焦?fàn)t信息化改造、煉焦生產(chǎn)自動(dòng)化等一批新技術(shù)得到推廣和應(yīng)用；擴(kuò)大弱黏煤利用、配煤專家系統(tǒng)、煤與不同添加物的共焦化以及改善焦炭熱性質(zhì)等應(yīng)用型研究也取得了可喜的成績(jī)。現(xiàn)階段中國(guó)比較普遍采用JN型、JNX型焦?fàn)t。6米焦?fàn)t現(xiàn)已成為主導(dǎo)爐型，另外，我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)武漢鋼鐵公司、太原鋼鐵公司和馬鞍山鋼鐵公

8、司已簽約引進(jìn)德國(guó)7.63m超大容積焦?fàn)t，現(xiàn)均已投產(chǎn)。1.3搗固煉焦簡(jiǎn)介1.3.1基本原理?yè)v固煉焦，一般是用高揮發(fā)份弱黏結(jié)性或中等黏結(jié)性煤作為煉焦的主要配煤組分，將煤料粉碎至一定細(xì)度后，用機(jī)械搗固成煤餅，送入焦?fàn)t炭化室內(nèi)煉焦嘰1.3.2搗固煉焦技術(shù)優(yōu)勢(shì)1）節(jié)約資源2）提高焦炭質(zhì)量3）保護(hù)環(huán)境4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)隨1.6設(shè)計(jì)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括備煤方案、焦?fàn)t選型及結(jié)構(gòu)、焦?fàn)t工藝計(jì)算、焦?fàn)t設(shè)備選擇、車間布置和生產(chǎn)輔助設(shè)施。2原料與產(chǎn)品2.1我國(guó)煉焦煤資源與煤質(zhì)特點(diǎn)煤炭是我國(guó)儲(chǔ)量最多、分布最廣的不可再生戰(zhàn)略資源。根據(jù)全國(guó)第三次煤炭資源預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，我國(guó)煤炭資源總量約5.57萬(wàn)億噸，居世界第一。我國(guó)煉焦煤品種雖

9、然齊全，但分布很不平衡，儲(chǔ)量最大的氣煤（包括1/3焦煤）占我國(guó)煉焦煤儲(chǔ)量的57%，肥煤、焦煤、瘦煤加到一起也不到煉焦煤儲(chǔ)量的50%。具體的比例分布為：肥煤14.46%；焦煤16.89%；瘦煤12.38%；而且這些儲(chǔ)量中高硫（S22%）的肥、焦、瘦煤分別占本煤種的48.0%、29.6%和56.64%；即有一半的肥煤和瘦煤是高硫煤，1/3的焦煤是高硫煤66。煉焦煤的特性主要包括煤的變質(zhì)程度、巖相組成、黏結(jié)性、化學(xué)成分以及煤的可選性等?？傮w而言，我國(guó)目前主要礦區(qū)生產(chǎn)的洗精煤，其硫分、灰分以氣煤（包括1/3焦煤）為最低，焦煤的灰分為最高，肥煤的硫分為最高。在煤巖組分中，鏡質(zhì)組含量以肥墨煤最高，其他煤種

10、相近，煤的可選性以氣煤為最好。焦煤的可選性差，煤的硬度以氣煤（包括部分1/3焦煤）為最高，較難破碎，肥煤最易破碎71。2.3配煤方案煤種來(lái)源工業(yè)分析項(xiàng)目（）MadAdVdafSdt.dQgr.adGY氣煤安徽淮南0.858.2537.000.6235.47015肥煤安徽淮北0.809.1225.030.5835.881251/3焦煤山東棗莊1.111.4423.580.5135.67216焦煤河南平頂山0.949.5121.640.6635.77414配合煤0.919.2228.750.6135.673.516.9表2.3煤的元素分析煤種來(lái)源兀素分析項(xiàng)目（）CdafHdafNdafOdafSd

11、t,ad氣煤安徽淮南83.795.561.517.460.61肥煤安徽淮北87.945.131.544.820.571/3焦煤山東棗莊85.755.251.476.820.50焦煤河南平頂山89.124.961.503.630.65配合煤86.255.281.515.880.602.3.3選用的原料煤性質(zhì)以及相應(yīng)的配合煤質(zhì)量2.3.3.1原料煤性質(zhì)氣煤質(zhì)量分析氣煤的粘結(jié)性較弱，揮發(fā)分高，在加熱時(shí)，產(chǎn)生的膠質(zhì)體熱穩(wěn)定性差、粘度小、流動(dòng)性強(qiáng)，在結(jié)焦過(guò)程中分解出大量煤氣并使煤料收縮，固化的部分較少。因此，多用氣煤煉焦時(shí)，有減小煤的膨脹壓力和增加化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)氣煤埋藏量大，在配煤中應(yīng)盡量多用

12、氣煤。肥煤質(zhì)量分析肥煤具有很強(qiáng)的粘結(jié)性，受熱時(shí)能產(chǎn)生大量流動(dòng)性大、熱穩(wěn)定性好的膠質(zhì)體。用肥煤煉成的焦炭熔融良好，橫裂紋多，氣孔率高。所以，肥煤是配煤中的重要成分。肥煤加熱時(shí)能產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，其熱穩(wěn)定性比較好，粘度不大。在煉焦煤中以肥煤的粘結(jié)性為最好。肥煤?jiǎn)为?dú)煉焦時(shí)所得焦炭橫裂紋多，氣孔率高，在焦餅根部有蜂窩狀焦，焦炭易成碎塊。但是，用肥煤煉出的焦炭熔融性好。肥煤的結(jié)焦性不如焦煤。1/3焦煤的質(zhì)量分析1/3焦煤具有灰分低、硫分偏高，揮發(fā)分高、黏結(jié)性強(qiáng)、結(jié)焦性較差的特點(diǎn)。其中官橋1/3焦煤的R在80%左右。變質(zhì)程度偏年輕，巳經(jīng)接近氣煤，揮發(fā)分高。max焦煤的質(zhì)量分析焦煤具有硫分低、結(jié)焦性能好、變質(zhì)

13、程度偏年輕（Rmax在1.2%1.3%之間）的特點(diǎn)，并且混洗現(xiàn)象比較嚴(yán)重，質(zhì)量波動(dòng)大91。2.3.3.2配合煤質(zhì)量根據(jù)青島焦化制氣有限公司張玉國(guó)等工程師在采用搗固焦?fàn)t生產(chǎn)鑄造焦驗(yàn)a】中論證的配合煤最佳指標(biāo)：V在28%左右；G在65以上；y值在1020mm之間。daf根據(jù)表2.2煤的工業(yè)分析得：V=28.75%,G=70.26,y=14.35mm。daf可以看出，以上配合煤參數(shù)較好的符合了程啟國(guó)工程師提出的配合煤最佳指標(biāo)。2.4原料煤、蒸汽、電、水、煤氣的年耗量2.4.1原料煤的年耗量焦?fàn)t炭化室孔數(shù)的確定干全焦年產(chǎn)量計(jì)算公式：G二36S24（2.1）T式中，G干全焦的年產(chǎn)量，G=130萬(wàn)t/a；

14、n炭化室孔數(shù)；V炭化室有效容積，本設(shè)計(jì)焦?fàn)t（后面論證），=炭化室有效長(zhǎng)度x炭化室有效高度X炭化室有效寬度=15.14x5.65x0.50=42.77m3/孔；Y一干煤堆比重，本設(shè)計(jì)取1.1t/m3；t一焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間，本設(shè)計(jì)t=24h；K一全焦率，根據(jù)后面的熱量衡算，入爐煤干燥基全焦率Kd=76.57%；J0.95減產(chǎn)系數(shù)；G=36424）.j（2.2）Tn=gt=1300000 x24365x24x0.95xVyKd365x24x0.95x42.77x1.1x0.7657=104-07n取整為110孔，則干全焦年產(chǎn)量G二365x24x0.95nVYKf二365x24x0.95X110 x42.

15、77xl.lx0.7657-二137.40萬(wàn)噸t24（2）原料煤的年耗量的確定年消耗干煤量二110 x42.7724.1x24x365二188.89萬(wàn)噸設(shè)定原料煤的水分為8%,則原料煤的年耗量為：1188%9=205.3萬(wàn)噸2.4.2蒸汽，電，水，煤氣的年耗量蒸汽的年耗量蒸汽主要用于清掃集氣管，消耗指標(biāo)為0.002m3/t（干煤）0.002x188.89x104=3778m3/a電的年耗量生產(chǎn)噸干焦的耗電量為25kWh/t25x137.40 x104=3.43x107kWh/t水的年耗量設(shè)計(jì)采用干法熄焦,故耗水量主要來(lái)自水封及裝煤孔蓋密封等用水，為0.005m3/t（干煤）0.005x188.

16、89x104=9445m3/a煤氣的年耗量本設(shè)計(jì)焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱，根據(jù)后面的熱量衡算，噸入爐干煤需要的干焦?fàn)t煤氣量為133.26m3故年耗濕焦?fàn)t煤氣量為：188.89x104x133.26二2.52x108m3/a2.5焦炭質(zhì)量估計(jì)，全焦及各級(jí)焦炭年產(chǎn)量2.5.1焦炭質(zhì)量估計(jì)根據(jù)謝海深等在焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模型的研究11中提出的用配合煤質(zhì)量預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量的公式：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark56 o Current Document A=-2.23875+1.57222A（煤）（2.3）dd HYPERLINK l bookmark58 o Current D

17、ocument S=0.047597+0.755182S（煤）（2.4）t,dt,d HYPERLINK l bookmark60 o Current Document M=126.147-2.104V+0.144G（2.5）40dafM=12.794+0.452V-0.243G（2.6）10daf配合煤：A=9.22%；S=0.57%；V=25.86%；G=70.26dt,ddaf焦炭：A=-2.23875+1.57222A（煤）=-2.23875+1.57222x9.22=13.26%ddS=0.047597+0.755182S（煤）=0.047597+0.755182x0.57=0.48

18、%t,dt,dM=126.147-2.104V+0.144G=126.147-2.104x26.93+0.144x70.05=81.8640dafM=12.794+0.452V-0.243G=12.794+0.452x26.93-0.144x70.05=7.4110daf計(jì)算結(jié)果表明:A達(dá)到二級(jí)高爐焦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，S、M、M達(dá)到一級(jí)高爐焦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。dt,d40102.5.2全焦及各級(jí)焦炭年產(chǎn)量全焦年產(chǎn)量因本設(shè)計(jì)采用的是干熄焦，擬定焦炭水分為1%全焦年產(chǎn)量為105.47=106.54萬(wàn)噸/年11%各級(jí)焦炭年產(chǎn)量本設(shè)計(jì)焦炭分級(jí)為：40mm；4025mm；2510mm；100mm根據(jù)焦化設(shè)計(jì)參考資料12

19、表2.4各級(jí)焦炭產(chǎn)率分級(jí)范圍產(chǎn)率，%備注全隹1八、7476對(duì)干煤40mm86對(duì)干全焦4025mm7同上2510mm2.5同上100mm4.5同上根據(jù)上表可得各級(jí)焦炭（干基）年產(chǎn)量為:80毫米：105.47x20%=21.09萬(wàn)噸40毫米：105.47x86%=90.70萬(wàn)噸4025毫米：105.47x7%=7.38萬(wàn)噸2510毫米：105.47x2.5%=2.64萬(wàn)噸100毫米：105.47x4.5%=4.75萬(wàn)噸2.6出爐煤氣組成，凈煤氣年產(chǎn)量出爐煤氣組成表2.5出爐煤氣組成（體積，%）H2CH4CHmnCOCO2O2N2焦油氣粗苯氨硫化氫54%28%2%5.5%2.6%0.7%5%0.02

20、g/m345g/m316g/m34g/m3凈煤氣年產(chǎn)量根據(jù)后面的物料衡算，噸入爐煤所產(chǎn)凈煤氣量為136.23kg/t凈煤氣年產(chǎn)量為141.79x104x136.23=1.93x108t/a3備煤工藝概述3.1備煤工藝流程的選擇備煤工藝包括來(lái)煤接受、貯存、倒運(yùn)、粉碎、配合和混勻等工序。備煤工藝大體分為配合粉碎（先配煤后粉碎）和分別粉碎（先單種煤分別粉碎再配煤）二者在煤的接受和貯存基本上是相同的，但在煤的配合與粉碎上則有先后順序的差別。配合粉碎工藝流程優(yōu)點(diǎn)：工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，布置緊湊，操作方便，粉碎機(jī)后亦不再需要混合設(shè)備。缺點(diǎn)：當(dāng)各原料煤的硬度差別較大時(shí)，對(duì)焦炭質(zhì)量有一定的影響。分別粉碎的工藝流程優(yōu)點(diǎn)

21、：各單種煤的粉碎細(xì)度可按其性質(zhì)和要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到改善焦炭質(zhì)量的目的。缺點(diǎn)：工藝過(guò)程復(fù)雜，需要多臺(tái)粉碎機(jī)。在配煤以后還需設(shè)有混合設(shè)備?？紤]各單種原料煤的硬度差別不大，為了簡(jiǎn)化流程，減少投資，故本設(shè)計(jì)選擇配合粉碎工藝流程由于來(lái)自平頂山地區(qū)的煤含水分較多，為達(dá)到本設(shè)計(jì)搗固煉焦所需9%的入爐水分，還要考慮煤的干燥，故還應(yīng)加設(shè)煤調(diào)濕設(shè)備。3.2備煤車間的工段組成和平面布置備煤車間工段組成包括收煤工段、破碎工段、配煤工段、粉碎工段和貯煤塔。備煤車間平面布置備煤車間布置在焦?fàn)t的焦側(cè)優(yōu)點(diǎn)：貯煤場(chǎng)到煤塔的膠帶輸送機(jī)長(zhǎng)度較短，備煤和篩焦的鐵路線可以集中，車間比較緊湊，操作管理較為方便。缺點(diǎn)：篩焦樓離煉鐵車間

22、較遠(yuǎn)，增大了往煉鐵廠運(yùn)送焦炭的距離。備煤車間布置在焦?fàn)t的機(jī)側(cè)優(yōu)點(diǎn)：篩焦樓靠近煉鐵廠，往煉鐵廠運(yùn)送焦炭的距離較短。缺點(diǎn)：化產(chǎn)車間夾在備煤和焦?fàn)t中間，因而增大了粉碎機(jī)室到煤塔的運(yùn)輸距離。備煤車間與焦?fàn)t混合布置優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)工廠比較集中緊湊。缺點(diǎn)：各個(gè)車間，特別是煉焦車間發(fā)展受到限制，備煤車間也比較分散，維護(hù)管理不便。因本設(shè)計(jì)焦化廠焦?fàn)t與鋼鐵廠距離較遠(yuǎn)，布置方式對(duì)焦炭運(yùn)輸距離影響很小。故本設(shè)計(jì)采取焦?fàn)t焦側(cè)的布置形式。本設(shè)計(jì)備煤車間平面布置見(jiàn)圖3.2。3.3備煤車間主要設(shè)備的選擇和計(jì)算受煤設(shè)備的選擇根據(jù)焦化廠的生產(chǎn)實(shí)踐，按照工廠規(guī)模，一次進(jìn)廠車輛數(shù)、允許的卸車時(shí)間以及各種卸車設(shè)備的技術(shù)性能，在焦化廠內(nèi)推薦

23、采用如表3.1中所示的幾種受煤裝置。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量130萬(wàn)噸焦?fàn)t，要求卸料量較大，應(yīng)采用翻車機(jī)卸料更合理。所以本設(shè)計(jì)采用KFJ-2A型三支座轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)卸料。煤場(chǎng)設(shè)備及輔助設(shè)備的選擇堆取料設(shè)備：根據(jù)工廠規(guī)模和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有貯運(yùn)設(shè)備的種類和性能，年產(chǎn)量90萬(wàn)噸的焦化廠采用堆取料機(jī)或大跨度裝卸橋進(jìn)行堆取料較宜。但是大跨度裝卸橋，均為間歇作業(yè)，與堆取料機(jī)相比，有生產(chǎn)能力低、設(shè)備重量大、基建費(fèi)用高等缺點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用堆取料機(jī)進(jìn)行煤料的堆取。選取堆料機(jī)型號(hào)為：DQ5030,圖3.3貯煤場(chǎng)輔助設(shè)備：在機(jī)械化貯煤場(chǎng)中，為了配合貯運(yùn)設(shè)備進(jìn)行輔助作業(yè)，以提高貯運(yùn)設(shè)備的工作效率，都增設(shè)推土機(jī)來(lái)輔助作業(yè)。其他輔助設(shè)置：推

24、土機(jī)庫(kù)、工人休息室、調(diào)度室等。貯煤場(chǎng)容量及長(zhǎng)度計(jì)算貯煤場(chǎng)容量原料煤的年耗量為205.3萬(wàn)噸/年；平均每天焦?fàn)t用煤量為205.3/365=0.562萬(wàn)噸設(shè)貯煤場(chǎng)容量按15天焦?fàn)t用煤量考慮，則其容量為0.562x15=8.43萬(wàn)噸本設(shè)計(jì)將貯煤場(chǎng)容量設(shè)定為9萬(wàn)噸貯煤場(chǎng)長(zhǎng)度(3.1)根據(jù)焦化設(shè)計(jì)參考資料12,貯煤場(chǎng)長(zhǎng)度可用下式計(jì)算：L=Q+nh+(n-l)cK-ZAqL貯煤場(chǎng)的堆煤總長(zhǎng)度，m；Q要求貯煤場(chǎng)的操作容量，為90000t；K貯煤場(chǎng)的操作系數(shù)，一般取0.7；n沿貯煤場(chǎng)全長(zhǎng)方向的主煤堆數(shù)。當(dāng)煤場(chǎng)使用堆取料機(jī)時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，n取煤種數(shù)；故本設(shè)計(jì)n為5；h一煤堆高度，取13m；c相鄰煤堆底邊的間距，

25、取2m；ZAq在每米主煤場(chǎng)的長(zhǎng)度內(nèi)，主煤堆和副煤堆的總堆煤量;按Aq=0.8h(l-h)得，ZAq=Aq+2Aq=0.8h(l-h+2x0.8h(l-h)212=0.8x13x(50-13)+2x0.8x13x(35-13)=384.8+457.6=842.4t/mL=90000+4x13+(5-1)x2=213m0.7x842.4考慮到貯煤場(chǎng)因其他因素所需的長(zhǎng)度L=37m，L=30m；34故貯煤場(chǎng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)+L+L=213+37+30=280m34配煤設(shè)備自動(dòng)配煤裝置本設(shè)計(jì)采用配煤盤配煤，它是最常用的配煤設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)手段多，操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，對(duì)粘結(jié)性煤適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是設(shè)備笨重，耗電多，

26、刮板上易掛雜物影響配煤精度。本設(shè)計(jì)的自動(dòng)配煤裝置見(jiàn)圖3.4圖3.4自動(dòng)配煤裝置1配煤盤；2稱量膠帶輸送機(jī)；3傳感器；4顯示儀表裝置配煤槽的個(gè)數(shù)及容量根據(jù)焦化設(shè)計(jì)參考資料，不同規(guī)模焦化廠的配煤槽個(gè)數(shù)及容量如下:表3.2不同規(guī)模焦化廠的配煤槽個(gè)數(shù)及容量規(guī)模萬(wàn)噸焦炭年直徑米數(shù)量個(gè)容量噸/1個(gè)槽適用煤種數(shù)1020646200三34060767350W490878500三512081012500三518081214500三6180101012800三6270101214800三6表3.3配煤槽、配煤盤與膠帶輸送機(jī)的關(guān)系尺寸配煤槽徑/m膠帶輸送機(jī)帶寬/mm配煤盤直徑，D/mmA/mmB/mmC/mmK/m

27、mH/mm810002000150100055010002500本設(shè)計(jì)取配煤槽的個(gè)數(shù)為12個(gè)，容量為500噸/I個(gè)槽，配煤槽直徑為8m。對(duì)水分適應(yīng)范圍較大12%26.10=76.57,%JGj=910 x76.57%=696.79kg/t焦油量焦油量可按下式計(jì)算：G=1000XKar=1000X(10W-Aar)7，kgJYJY100100式中：Kar入爐煤收到基焦油產(chǎn)率；JYKda入爐煤干燥無(wú)灰基焦油產(chǎn)率；JYA入爐煤收到基灰分，A=8.48,%ararKdaf采用下式進(jìn)行計(jì)算:JY入爐煤V=28.75,%，當(dāng)入爐煤V=1830%時(shí),dafdafKdaf=-18.36+1.53x28.75-

28、0.026x28.752=4.14%JY武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) =1.04x100100 gjy1000(100-9-8-48)x4.14%=34.16kg/t100粗苯量粗苯量可按下式計(jì)算:G二1000KB1000 x(100WA)100arxKdafkgB(5.6)式中：g粗苯量，kg；BKar入爐煤收到基粗苯產(chǎn)率;BarKdaf一入爐煤干燥無(wú)灰基粗苯產(chǎn)率BKdafB目前多用下式進(jìn)行計(jì)算:KdaU1.64B0.144Vdaf0.00126(V)daf(5.7)KdafB=-1.61+0.144x28.75-0.0016x28.752=1.21Gb1000(1009

29、竺x1.21%=9.98kg/t100氨量對(duì)于氨的回收，算成純氨量。氨是由煤含氮化合物轉(zhuǎn)化而成的。氨量一般可按下式計(jì)算:國(guó)內(nèi)主要有生產(chǎn)硫氨和氨水兩種工藝流程。故在物料衡算中均應(yīng)換(5.8)式中：Kar入爐煤收到基氨的產(chǎn)率;AKd入爐煤干燥基氨的產(chǎn)率A經(jīng)研究證實(shí)，煤在煉焦過(guò)程中氮量有1216%轉(zhuǎn)化成氨，故氨的產(chǎn)率可用下式計(jì)算:(5.9)17Kd=bNA14d式中：b煤中總氮量轉(zhuǎn)入氨中的轉(zhuǎn)化系數(shù)，可取0.120.16，本設(shè)計(jì)b取0.15；N入爐煤干躁基氮含量，N=1.20；dd17一氨的分子量；14一氮的分子量;Kd=17bN=17x0.15x1.20=0-22a14b14x嚀x0.22%=2-0

30、0kg/t100WG=1000 xxKd=1000A100A凈煤氣量a算法：凈煤氣量可用下式計(jì)算：G=1000aK=mqmq式中：Kar入爐煤收到基凈煤氣產(chǎn)率，mqKd一入爐煤干燥基凈煤氣產(chǎn)率，mqKd可用入爐煤揮發(fā)分含量求得：mq1皿wx100%;%。Kd=Kmq(5.10)(5.11)K與入爐煤性質(zhì)有關(guān)，一般配合煤取3.1,Kd=14.97mqTOC o 1-5 h zG=1000 x100WxKd=1000 x100-9x14.97%=136.20kg/tmq100mq100b算法：凈煤氣量可用下式計(jì)算：100WG=1000Kar=1000 xxKdmqmqmq式中：Kar入爐煤收到基凈

31、煤氣產(chǎn)率；mqKd入爐煤干燥基凈煤氣產(chǎn)率mqKd可用碳平衡求得，以焦炭、煤氣、焦油和苯中碳總量等于煤中的碳量為基礎(chǔ)。mqKd(5.12)Cd=78.51kg；mn-G(C+C+C)186.x7mjrbxCO+COfCH+2.35C24mn式中：n入爐煤的損耗系數(shù)，可取0.981.00,設(shè)為0.99；Cd100kg入爐干煤所含碳量，由入爐煤c=78.51得,mdCd100kg入爐干煤煉成的焦炭中的含碳量，由全焦率與焦炭中的固定碳含量求J得，干焦中固定碳的含量為86.26%，則Cd二100 x86%xKd=100 x86.26%x78.99%=68.14kgJJCd100Kg干煤所得焦油中含碳量，

32、焦油含碳量一般可取86%，JY已知Kdaf=3.82，Kd二Kdafx（10-Ad）二3.82x1009.86=3.44JYJYJY100100Cd二100 x86%xKd=100 x86%x3.44%=2.96kgJYJYCd100kg干煤所得粗苯中含碳量，粗苯中的含碳量一般可取91.2%B已知Kdaf=1.04,BKd=KdafxBB100Ad1009.86=0.94Cd=100XKdX91.2%=0.86kgTOC o 1-5 h zBBh2,co2,n2,co,o2,ch4,cH分別為凈焦?fàn)t煤氣中相應(yīng)組成的體積含量,22224mnH2=58%,CO2=2.4%,N2=4.5%,CO=6

33、.5%,O2=0.6%,CH4=25%,CH=3%22224mng標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下凈煤氣密度，一般可按下式計(jì)算：mqgmq44xCO+28xCO+16xCH+2xH+32xO+32.6xCH+28xN=0467(513)422.4x10022Kd=186.7xmqn-Cd(Cd+Cd+Cd)mJJYBXgCO+CO+CH+2.35CHmq24mnx0.467=12.300.99x78.51-(68.14+2.96+0.86)=186.7x2.4+6.5+25+2.35x3G1000100wK1000100930%=111.92kgG=1000 xxKd=1000 xx12.30%mq100mq100

34、通過(guò)后面的計(jì)算進(jìn)行比較，因?yàn)槿〉赽種算法誤差很大，故取第a種算法。即：水量Gmq=136.20kg/t水量包括入爐煤帶入的水量和煉焦過(guò)程中煤中的氫和氧化合而得的化合水兩部分。入爐煤帶入的水量與物料平衡計(jì)算中入方的數(shù)值相同。(5.14)化合水量可按下式計(jì)算：G=100 xWdKSX100SX式中，Kd干基化合水產(chǎn)率，可按下面的經(jīng)驗(yàn)式求得:SXKdSX=18xaxOd16m(5.15)a煤中總氧量轉(zhuǎn)化成化合水的轉(zhuǎn)化系數(shù)，一般可取0.30.5,本設(shè)計(jì)取0.4Od入爐煤干基含氧量，Od=5.38；18水分子量；16氧原子量mmKdSXxaxOd16m18=X160.4x5.38=2.42GSX=100

35、0X忖XKSx=1000X喘X242%=22.04kg入爐煤帶入的水量GS=90kg差值DG支出物料總和G=G+G+G+G+G+G+G=991.17kgJJYBAmqSXSDG=SG-G=1000-991.17=8.83DG883X100%=X100%=0.883%1%SG1000武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) # 表5.1物料平衡表5.2焦?fàn)t熱量衡算熱量衡算的依據(jù)和前提焦?fàn)t熱量平衡的測(cè)定和計(jì)算是在物料平衡的基礎(chǔ)上，根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行的，也就是說(shuō)供給焦?fàn)t的總熱量（DQ）等于焦?fàn)t支出的總熱量（DQ）。即DQ=DQ上述等式的成立，必須考慮以下兩個(gè)前提：焦?fàn)t熱平衡的測(cè)定值必須是焦

36、爐正常生產(chǎn)的真實(shí)反映；在焦?fàn)t熱平衡的測(cè)定和計(jì)算中，不考慮入爐煤在煉焦過(guò)程中碳?xì)浠衔锏姆纸夂途酆系臒嵝?yīng)。熱平衡收入項(xiàng)計(jì)算加熱用煤氣的熱量包括加熱煤氣的燃燒熱和顯熱兩部分。本設(shè)計(jì)中焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱。加熱煤氣的燃燒熱（Q）加熱煤氣燃燒熱是噸入爐煤所需加熱煤氣量與加熱煤氣低發(fā)熱量的乘積。設(shè)噸入爐煤所需要加熱煤氣量為Vm3/t，加熱煤氣低發(fā)熱量（Qd）。DW表5.2加熱煤氣（干基）的組成組成CO2O2COCH4CHmnH2N2%2.400.406.0025.52.2059.54.00干焦?fàn)t煤氣的低發(fā)熱量：Qd=0.01X（2.40X68216+6.00X12644+59.5X10802+25.5

37、X35831）=17960kJ/m3DW故加熱煤氣的燃燒熱Q產(chǎn)QdxV=17960XV=17960VkJ/t1DW加熱煤氣帶入的顯熱（Q2）Q=Vct+VHOdct（5.16）2mqmq2sqmq式中，t加熱煤氣的入爐溫度，c；mqc0t溫度內(nèi)加熱煤氣（干）的平均比熱，kJ/（m3C）；mqmqc0t溫度內(nèi)水分的平均比熱，kJ/（m3C）；sqmqHOd干煤氣中水分的含量。2本設(shè)計(jì)中，t取20C，查焦?fàn)t的物料平衡與熱平衡附表3得，干焦?fàn)t煤氣的mq含水量為0.0235m3/m3；020C水的平均比熱c=1.4965kJ/血C）；sq武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)100100 1

38、00100 20C時(shí)，煤氣中各組分的比熱為：c=1.6216；c=1.2997；c=2.0340；TOC o 1-5 h zCOCOCH2mnc=1.3082；c=1.2794；c=1.2948；c=1.5675；2H2N2CH4cmq=0.01(cXCO2+cXO2+cXCO+cXCH4+cXCmH+cXCOOCOCHCHnh224mn2H2+c=0.01X(1.6216X2.40+1.3082X0.40+1.2997X6.00+1.5675X25.50+2.0340X2.20+1.2794X59.50+1.2948X4.00)=1.38kJ/(m3C)Q2=Vcmqt+VHQdctmq=V

39、X1.38X20+VX0.0235X1.4965X20=28.30VkJ/tmq2sq漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣的燃燒熱焦?fàn)t正常狀況下漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣幾乎沒(méi)有，所以這部分燃燒熱不予考慮。空氣帶入的顯熱(q3)空氣帶入的顯熱是進(jìn)入焦?fàn)t的空氣量和空氣比熱及其溫度三者的乘積。進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量包括加熱煤氣和漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣燃燒所需空氣量的總和,其數(shù)值大小決定于加熱煤氣量和漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣量的多少及其組成以及燃燒的空氣系數(shù)。而本設(shè)計(jì)不考慮漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣。Q3=VLckqtkq(517)式中，L1m3加熱煤氣燃燒所需空氣量，m3；tk蓄熱室走廊空氣的平均溫度，tk=20C；kqkqckq0C2

40、0C內(nèi)空氣的平均比熱，kJ/(m3C)。用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，據(jù)焦?fàn)t結(jié)構(gòu)不同，a=1.21.255。取a=1.25查焦化設(shè)計(jì)參考資料附錄12-1得，空氣過(guò)剩系數(shù)a=1.25時(shí)，L=5.550m3。查焦化設(shè)計(jì)參考資料附錄十四得：ckq=0.312kcal/(m3C)=1.304kJ/(m3C)Q3=VLckqtkq=Vx5.550X1.304X20=144.74VkJ/t(5.18)干煤帶入的顯熱(Q4)Q4=Gct4mmm式中，t入爐煤的溫度，C。本設(shè)計(jì)取20C；mc干煤的平均比熱，可用下式計(jì)算：mc=0.883(1+0.008VJ1+0.15mdtm-0.0008(漳)3(5.19)式中，vd入

41、爐煤干基揮發(fā)分，vd=26.10,%。ddcm=0.883x(1+0.008x26.10)1+0.15x0.2-0.0008x0.23=1.099kJ/(kgC)Q4=GCmt=900 x1.099x20=19782kJ/t4mm武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 入爐煤水分帶入的顯熱(q5)Q5=GSct(5.20)*Ssm式中，GS噸入爐煤帶入的水分，為90kg；cs0C20C，水的平均比熱，為4.2kJ/(kg.C)；Q=GCt=90X4.2X20=7560kJ/t5ssm收入熱量總和(32)SQ=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5(5.21)LQ=17960V+28.30V+1

42、44.74V+19782+7560=27342+18133.04VkJ/t熱量支出各項(xiàng)的計(jì)算焦炭帶出熱量(Q)1由炭化室推出的紅焦帶走的熱量是焦炭量與其平均比熱及平均溫度的乘積。Q=GJcJtJ(5.22)1JJJ式中，G廠噸入爐煤產(chǎn)生的焦炭質(zhì)量，kg；c廠焦炭的平均比熱，kJ/(kg.C)；t廠焦餅的平均溫度，C，本設(shè)計(jì)取tJ=1000c；焦炭平均比熱如下表：表5.3.焦炭的比熱溫度/c薩德與德提出的值德布儒奈提出的值1000.308-0.00093AJ9001.562-0.00536AJ1.474-0.00414AJ10001.5990.00565AJ1.511-0.00442AJ表中的“

43、缶”為焦炭的灰分。根據(jù)前面焦炭質(zhì)量的預(yù)測(cè)，Ad=11.22%。Jd當(dāng)Ad=11.22%，t=1000C時(shí)，根據(jù)表5.3，焦炭平均比熱分別為1.536和1.461,取d其平均值為1.498。即Cj=1.498kJ/(kg.C)，GJ=696.79kg/t故Q=Get=696.79X1.498X1000=1043791kJ/t1JJJ焦油帶出的熱量(Q)2焦油氣的平均比熱一般可按下式計(jì)算：cJY=1.277+1.641X10-3t1h,kJ/(kg.C)(5.23)JY1h焦油帶走的熱量可用下式計(jì)算：Q=Gjy(41.68+cJYt1h)，kJ/t(5.24)2JYJY1h式中：Gj廠噸入爐煤的焦

44、油產(chǎn)量，根據(jù)物料衡算，GjY=34.16kg/t；t1h前半個(gè)結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開(kāi)炭化室的平均溫度，本設(shè)計(jì)取t1h=650C；1h1hJ0t1h溫度內(nèi)焦油氣的平均比熱，kJ/(kg.C)。Cjy=1.277+1.641X10-3X650=2.344kJ/(kgC)Q=34.16X(41.68+2.344X650)=53470kJ/t2粗苯帶出的熱量(Q)3粗苯氣帶出的熱量可用下式計(jì)算：Q=G(431+cBt1h)，kJ/t(5.25)3BBq1h式中：GB噸入爐煤的粗苯產(chǎn)量，根據(jù)物料衡算，Gb=9.98kg/t；t1h前半個(gè)結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開(kāi)炭化室的平均溫度，t=650C。1hcBq0t1h溫度

45、內(nèi)粗苯氣的平均比熱，kJ/(kg.C)。5=1.026+1.285X10-3t=1.026+1.285X10-3X650=1.861kJ/(kg.C)Bq1hQ=G(431+c)=9.98X(431+1.861X650)=16374kJ/t3BBq1h氨帶出的熱量(Q)4(5.26)(5.27)(5.28)氨帶出的熱量用下式計(jì)算：Q=GAxcAxtt=2t+1t1h2h35=2.072+0.775X10-3tA式中：GA噸入爐煤的氨產(chǎn)量，根據(jù)物料衡算，GA=2.00kg/t；t整個(gè)結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開(kāi)炭化室時(shí)的加權(quán)平均溫度，C；cA0t溫度內(nèi)氨的平均比熱；ATOC o 1-5 h zt2h后半個(gè)

46、結(jié)焦時(shí)間荒煤氣離開(kāi)炭化室的平均溫度，C；本設(shè)計(jì)取t2h=800C；2h2h121T=t1h+t2h=x650+x8OO=7OOC HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 1h32h33ca=2.072+0.775X10-3t=2.072+0.775X10-3X700=2.6145kJ/(kgC)Q=GxCaxT=2.00X2.6145X700=3661kJ/t4AA凈煤氣帶出的熱量(Q)5凈煤氣帶出的熱量用下式計(jì)算：Q=G(2c1ht1h+1c2ht2h)(5.29)Q5m1hc2hz533omq式中：G一噸入爐煤的凈煤氣產(chǎn)量，根據(jù)物料衡算，G=1

47、36.20kg；mqmq。c?h分別為0th和0亡2人溫度內(nèi)凈煤氣的平均比熱，kJ/(kg.C)；丫om標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下凈煤氣重度，一般可按下式計(jì)算：kg/m3丫=44CO+28CO+16CH+2H+32O+32.6CH+28N,2422mn2omq22.4x100=44x2.4+28x6+16x25.5+2x59.5+32x0.4+32.6x2.2+28x422.4x100=0.445kg/m3t1h=650C,t2h=800C，假設(shè)在不同溫度下凈煤氣的組成不變。凈煤氣的平均比熱：t=650C時(shí)，各組成比熱分別為：c=2.06475;c=1.4256;c=1.3647;c=2.3195;c=3.4

48、0385;c=1.31005;c=1.3469；的。2COCH4CmHHNc1h=0.01(2.4X2.06475+0.4X1.4256+6X1.3647+25.5X2.3195+2.2X3.40385+29.5X1.31005+4X1.3469)=1.6368kJ/m3t=800C時(shí)，各組成比熱分別為：c=2.1311;c=1.4499;c=1.3862;c=2.4953;c=3.6383;c=1.3167;c=1.367；CO2O2COCH4CmHHN2c2h=0.01(2.4X2.1311+0.4X1.4499+6X1.3862+25.5X2.4953+2.2X3.6383+29.5X1

49、.3167+4X1.367)=1.6946kJ/m3凈煤氣帶走的熱量：Q5=叱(2c1ht1h+3c2ht2h)Y33omq=136-20 x(2x1.6368x650+1x1.6946x800)=355396kJ/t0.44533水分帶出的熱量(Q)6水分帶出的熱量是由以下三個(gè)部分熱量構(gòu)成的：即入爐煤帶入水分的加熱和蒸發(fā)所消耗的熱量(Q)；煤在煉焦過(guò)程所形成的化合水，被蒸發(fā)所消耗的熱量(Q)；水6-16-2分與熾熱焦炭反應(yīng)所消耗的熱量(Q6-3入爐煤帶入的水分加熱和蒸發(fā)所消耗的熱量Q6-1=GS(2500.8+csqt1h)(5.30)式中：GS入爐煤含水量，90kg/t；c0C650C內(nèi)水

50、的平均比熱，c=2.032kJ/(kg.C)sqsqQ=GS(2500.8+csqt1h)=90 x(2500.8+2.032x650)=343944kJ/t61煤在煉焦過(guò)程所形成的化合水被蒸發(fā)所消耗的熱量與焦炭反應(yīng)消耗的水量為：G=0.25G+0.25GfssxQ=(0.25GS+1.25GSx)c(-450)-2093,kJ/t62sqc=ct450csq旳1hqt4501hsx式中：G化合水量，根據(jù)物料衡算得：G=22.04kg/tsxCsqCsq450C650C內(nèi)水的平均比熱，kJ/(kg.C)；0C450C內(nèi)水的平均比熱，kJ/(kg.C)。650450c=1.9628kJ/(kgC

51、)，c=650*2豎驚*1.9628=2.188kJ/(kgC)sqsqQ62=(0.25GS+1.25Gsx)寫(t1h-450)-2093=(0.25x90+1.25x22.04)x2.188x(650-450)-2093=82853kJ/t水分與熾熱焦炭反應(yīng)所消耗的熱量每千克水分與焦炭反應(yīng)吸收6594kJ熱量，故Q63=6594Gf=6594x(沖心化)，kJ/t(5.31)(5.32)(5.33)(5.34)Q=6594x(0.25x90+0.25x22.04)=184698kJ/t63Q=Q+Q+Q=34394482853+184698=445789kJ/t6616263廢氣帶走的熱

52、量(Q)7Q=VVfcftf(5.35)式中：V噸入爐煤所需的加熱煤氣量；Vf每m3加熱煤氣所產(chǎn)生的理論廢氣量，m3。由焦化設(shè)計(jì)參考資料附表12-1,查得Vf=4.995m3；tf廢氣的溫度，C。本設(shè)計(jì)取tf=300C。c廠廢氣的平均比熱，kJ/(m3.C)。根據(jù)焦化設(shè)計(jì)參考資料圖141得，cf=0.335kcal/(m3.C)=1.407kJ/(m3.C)；Q=VVfcftf=Vx4.995xl.407x300=2108.4VkJ/t7III爐體表面總散熱量(Q)8大型煉焦?fàn)t的散熱損失約占熱量總消耗的812%。本設(shè)計(jì)取10%。貝V,Q=0.1Q=0.1x(27342+18133.04V)=2

53、734.2+1813.304VkJ/t8總的支出熱量LQ災(zāi)=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8=1043791+53470+16374+3661+355396+445789+2108.4V+2734.2+1813.304V=1921215.2+3921.7VkJ/t差值（AQ）根據(jù)熱量平衡求V,因?yàn)闉镼二Q,則27342+18133.04V=1921215.2+3921.7V得V=133.26m3/tYQ=27342+18133.04V=27342+18133.04xl33.26=2443750.91kJ/t工Q=1921215.2+3921.7V=1921215.2+3921.7

54、xl33.26二2443820.94kJ/1AQ=LQ-LQ,=2443750.91-2443820.94=70.03kJ/tAQx100%=-70.03X100%熱入收43759100100和總*熱出支0015.3焦?fàn)t蓄熱室計(jì)算蓄熱室計(jì)算的目的蓄熱室計(jì)算的目的是求出格子磚的高度，從而進(jìn)一步確定蓄熱室的高度。蓄熱室計(jì)算的總體思路應(yīng)該按熱交換量最大的蓄熱室進(jìn)行計(jì)算，所以一般選焦側(cè)煤氣蓄熱室來(lái)計(jì)算格子磚高度。運(yùn)算時(shí)先列出有關(guān)的原始數(shù)據(jù)，然后通過(guò)蓄熱室熱平衡計(jì)算，確定預(yù)熱空氣或高爐煤氣的溫度，以及蓄熱室的熱交換量，再按下列方法算出熱交換系數(shù)K。P對(duì)流傳熱系數(shù)a的計(jì)算K(5.33)=T0.25(0.9

55、617+0.2125Vd0.60式中：a對(duì)流傳熱系數(shù)，kcal/m2hC；KV0換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕氣體的流速，m/s；d一格子磚的水力直徑，m輻射給熱系數(shù)a的計(jì)算F先求出輻射層厚度C，C=Pd（5.34）式中：P三原子氣體co2或h2o的體積百分?jǐn)?shù)；d一格子磚水力直徑，m。按求得的C和C值，查焦化設(shè)計(jì)參考資料附錄十六，分別查表得輻射給熱TOC o 1-5 h zCO2H2。系數(shù)aco2和ah2o，kcal/m2hC。再將此兩項(xiàng)相加，得a。FFF將a與a之和乘以氣流通過(guò)蓄熱室的不均勻系數(shù)（一般為0.70.8）即得總傳熱KF系數(shù)，再根據(jù)加熱期和冷卻期的總傳熱系數(shù)（查焦化設(shè)計(jì)參考資料附錄十七），確定

56、總熱交換系數(shù)K。P然后算出格子磚上、下部氣體溫差的對(duì)數(shù)平均溫度，最后按下式求出換熱面積F：F=_QL（5.35）KjAtP式中：F換熱面積，m2；Q預(yù)熱高爐煤氣或空氣凈得的熱量，kcal/min；Kj一格子磚的平均總熱交換系數(shù)，kcal/m2周期C；PT一個(gè)換向周期的持續(xù)時(shí)間，一般為20min；At格子磚頂部與底部的氣體對(duì)數(shù)平均溫度，C根據(jù)一層格子磚的蓄熱面積，可以確定格子磚的高度。原始數(shù)據(jù)名稱單位數(shù)量備注炭化室有效容積（煤餅體積）m342.77炭化室一次裝入干煤量t47.05干煤堆積密度：l.lt/m3周轉(zhuǎn)時(shí)間h24緊張操作系數(shù)1.071kg干煤相當(dāng)耗熱量kJ2659.3入爐水分以10%計(jì)干

57、焦?fàn)t煤氣發(fā)熱量kJ/m317960通過(guò)計(jì)算得濕焦?fàn)t煤氣的成分，%CO2CHmnO2COH2CH4N2H2O2.352.150.395.8658.1024.903.902.35每一燃燒室所需的干焦?fàn)t煤氣量：47.。5x1000 x2659,3x1.0717960 x24m3/h310.591m3干焦?fàn)t煤氣燃燒所需的濕空氣量(a=1.25)m35.550查焦化設(shè)計(jì)參考資料附錄十二焦側(cè)燃燒時(shí)一個(gè)燃燒室所需干煤氣量310.59x1-08x22.08m3/h322.54焦、機(jī)側(cè)煤氣分配比1.05x500+7.5=1.08500-7.5機(jī)側(cè)燃燒時(shí)個(gè)燃燒室所需干煤氣量310.59X22.08m3/h298.

58、64通過(guò)焦側(cè)一個(gè)蓄熱室的濕空氣量(a=1.25):322.54x5.550/60m3/min29.83當(dāng)a=1.25時(shí)，1m3干焦?fàn)t煤氣所產(chǎn)生的濕廢氣量m36.248查附錄十二二通過(guò)焦側(cè)一個(gè)蓄熱室的濕廢氣量(a=1.25)322.54x6.248/60m3/min33.59a=1.25時(shí)濕廢氣成分,CO2O2N2H0查附錄十二二6.413.6869.8520.0630C時(shí)空氣熱容量kcal/m3C0.311查附錄十四400C時(shí)濕廢氣熱容量(a=1.25)kcal/m3C0.338查附錄十四1300C時(shí)濕廢氣熱容量(a=1.25)kcal/m3.C0.374查附錄十四1168C空氣熱容量kcal

59、/m3.C0.344查附錄十四1m3濕空氣中含水汽量m30.025飽和溫度30C,相對(duì)濕度0.6表5.5蓄熱室高向溫度分布部位溫度/c絕對(duì)溫度/K下降氣流廢氣溫度焦側(cè)蓄熱室上部13001573中部10351308下部400673下降氣流格子磚溫度焦側(cè)蓄熱室格子磚上部12351508中部9751248下部350623上升氣流格子磚溫度焦側(cè)蓄熱室格子磚上部11801453中部8201095下部150673上升氣流空氣溫度焦側(cè)蓄熱室上部tt+273中部7601033下部30373本設(shè)計(jì)采用12孔格子磚，其參數(shù)如下：一塊格子磚的蓄熱面積F=0.4122m2焦側(cè)一層格子磚的蓄熱面積F=0.4122x60

60、+1.929=26.661m（其中包括60塊格子磚的蓄熱面及相應(yīng)高度的蓄熱室墻面積）焦側(cè)蓄熱室一層格子磚的總空隙面積Fk=1.320m2焦側(cè)蓄熱室一層格子磚的總周邊長(zhǎng)度L=211.32m格子磚的水力直徑d=0.0236m煤氣蓄熱室熱平衡1）帶入熱量廢氣帶入顯熱Q=1300 x0.374x33.59=16331.46kcal/min空氣帶入熱量Q2=30 x0.311x29.83=278.31kcal/min進(jìn)入總熱量Qa=Q1+Q2=16331.46+278.31=16609.77kcal/min2）帶出熱量廢氣帶出熱量Q3=400 x0.338x33.59=4541.37kcal/min蓄熱