煤氣鼓風(fēng)冷凝-—鼓風(fēng)冷凝工段設(shè)計(jì) 精品.doc

題 目：煤氣凈化工藝鼓風(fēng)冷凝工段設(shè)計(jì)第1章 概述1.1 煤氣鼓風(fēng)機(jī)的發(fā)展歷程光武帝劉秀在位期間，注意“選用良吏”。建武七年（31），在做南陽太守期間，注意節(jié)省民力。為了提高冶金技術(shù)，他發(fā)明了水排（一種水力）。水排應(yīng)用水力輪軸帶動(dòng)鼓風(fēng)囊，使皮囊不斷伸縮，給冶金高爐加氧。這種裝置，用力少，見功多，是中國冶金史上的一大改革。時(shí)期的釧暨曾加以改進(jìn)推廣，使其效果提高了三倍。1.2 鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造現(xiàn)今在中國各行各業(yè)的各類機(jī)械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機(jī)配套的電機(jī)約占全國電機(jī)裝機(jī)量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，現(xiàn)許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費(fèi)電能和金錢為代價(jià)來滿足工藝和工況對(duì)氣體流量調(diào)節(jié)的要求。近幾年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。以上海正藝科技對(duì)上海嘉定區(qū)某風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造的工程案例為例，計(jì)算變頻節(jié)能的效果。上海正藝科技的變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起動(dòng)、制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，其廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。對(duì)于風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性實(shí)施變頻調(diào)速控制在原理上屬于減少流體（空氣、液體等）動(dòng)力節(jié)電方法，是一種較好的、被廣泛采用的節(jié)電方法。無數(shù)實(shí)例業(yè)已證明，它比通常所采用的風(fēng)門或擋板調(diào)節(jié)方式有著顯著的節(jié)電效果。在實(shí)際情況下，使用變頻調(diào)速技術(shù)后節(jié)約能耗多少的精確、精準(zhǔn)性的前期計(jì)算具有一定的難度，它不僅與負(fù)荷的變化波動(dòng)分布規(guī)律等密切相關(guān)（與時(shí)間相關(guān)的函數(shù)），而且，還與電機(jī)、水泵等在不同工作點(diǎn)的效率特性、管網(wǎng)特性等相關(guān)。然而，我們可以通過以上方式對(duì)改造項(xiàng)目進(jìn)行能耗節(jié)約估算，以獲取投變頻驅(qū)動(dòng)方式不僅可以調(diào)節(jié)流量以適應(yīng)風(fēng)量的需求變化，而且也在調(diào)節(jié)流量的同時(shí)降低了輸出揚(yáng)程的能量消耗。而工頻定速運(yùn)行方式雖然可以通過調(diào)節(jié)入口風(fēng)門檔板方式調(diào)節(jié)風(fēng)量的變化，但是，工頻調(diào)節(jié)風(fēng)門檔板方式?jīng)]有達(dá)到降低出口揚(yáng)程的目的，導(dǎo)致電能的極大浪費(fèi)。三晶變頻器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場(chǎng)革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。1.3煤氣的初步冷卻的目的和意義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用大量的循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到80-90；第二步再在煤氣初冷器中冷卻?？蓪⒚簹饫鋮s到25-65。煤氣的初冷，輸送及初步凈化，是煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收工藝過程的基礎(chǔ)。其操作運(yùn)行的好壞，不僅對(duì)回收工段的操作有影響，而且對(duì)焦油蒸餾工段及煉焦?fàn)t的操作也有影響。因此，對(duì)這部分工藝及設(shè)備的研究都很重視。煤氣初冷的目的一是冷卻煤氣，二是使焦油和氨水分離，并脫除焦油渣在煉焦過程中，從焦?fàn)t炭化室經(jīng)上升管逸出的粗煤氣溫度為650-750，首先經(jīng)過初冷器，將煤氣溫度降至25-30，粗煤氣心中含有大部分水氣、焦油氣、萘及固體微粒被分離出來，部分硫化氫和氰化氫等腐蝕性物質(zhì)溶于冷凝液中，從而可減少回收設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕；煤氣經(jīng)冷卻后，體積變小，從而使鼓風(fēng)機(jī)以較少的動(dòng)力消耗將煤氣送往后續(xù)的凈化工序。煤氣經(jīng)初冷后，溫度降低，是保證煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收率和質(zhì)量的先決條件。第2章 鼓風(fēng)冷凝工藝流程選擇煤氣冷凝和煤焦油氣，水蒸氣的冷凝，可以采用不同形式的冷卻器。被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)直接接觸的冷卻器，稱為直接混合式冷卻器，簡稱為直接冷卻器或直接冷卻；被冷卻的煤氣與冷卻介質(zhì)分別從固體壁面的兩側(cè)流過，煤氣將熱量傳給壁面，再由壁面?zhèn)鹘o冷卻介質(zhì)的冷卻器，稱為間壁式冷卻器，簡稱為間接冷卻或間接冷卻器。由于冷卻的器的形式不同，煤氣冷卻所采取的流程方式不同。煤氣冷卻的流程方式可分為間接冷卻，直接冷卻和間冷-直冷混合冷卻三種。上述三種各有缺點(diǎn)，可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，工藝要求幾其他條件因地制宜地選擇采用。2.1煤氣初冷的工藝流程來自焦?fàn)t的荒煤氣與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，氣液分離后荒煤氣進(jìn)入橫管初冷器分兩段冷卻。上段用循環(huán)水，下段用低溫水將煤氣冷卻至2122。由橫管初冷器下部排出的煤氣，進(jìn)入電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油霧后，再由煤氣鼓風(fēng)機(jī)壓送至下一個(gè)工段。為了保證初冷器的冷卻效果，在上段和下段連續(xù)噴灑焦油氨水混合液，在其頂部用熱氨水不定期進(jìn)行沖洗，以清除管壁上沉積的焦油和萘等雜質(zhì)。初冷器上段排出的冷凝液經(jīng)水封槽流入上段冷凝液槽，用泵將其送入初冷器上段進(jìn)行噴灑，多余部分送到機(jī)械化氨水澄清槽。初冷器下段排出的冷凝液經(jīng)水封槽流入下段冷凝液槽，加兌一定量焦油和氨水后，用泵將其送入初冷器下段進(jìn)行噴灑，多余部分流入冷凝液槽。由氣液分離器分離下來的焦油和氨水首先進(jìn)入機(jī)械化氨水澄清槽，在此進(jìn)行氨水、焦油和焦油渣的分離。上部的氨水流入循環(huán)氨水槽，再由循環(huán)氨水泵送至焦?fàn)t集氣管噴灑冷卻煤氣。澄清槽下部的焦油靠靜壓流入焦油分離器，進(jìn)一步進(jìn)行焦油與焦油渣的沉降分離，焦油用焦油泵送往油庫工段焦油貯槽。機(jī)械化氨水澄清槽和焦油分離器底部沉降的焦油渣刮至焦油渣車，定期送往煤場(chǎng)，人工摻入煉焦煤中。2.2煤氣的間接冷卻工藝煤氣的間接冷卻有立管式和橫管式兩種，立管式相對(duì)于橫管式工藝較老，而且本設(shè)計(jì)也是按橫管式間冷設(shè)計(jì)的，故立管式工藝在此不再多說，下面是橫管式間冷工藝圖。2-1橫管式煤氣初冷器冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。水通道分上下兩段，上段用循環(huán)水冷卻，下段用制冷水冷卻，將煤氣溫度冷卻到22以下。橫管式初冷器煤氣通道一般分上、中、下三段，上段用循環(huán)氨水噴灑，中段和下段液量和熱負(fù)荷的計(jì)算可知：上段和中段冷凝液量約占總量的95%，而下段冷凝液量僅占總量的5%；從上段和中段流至下段的冷凝液由45降至30的顯熱，約占總熱負(fù)荷的60%；下段冷凝液的冷凝潛熱及冷卻至30的顯熱，約占總熱負(fù)荷的20%；下段噴灑冷凝液的冷卻顯熱，約占總熱負(fù)荷的20%。由此可見，上段和中段噴灑的氨水和冷凝液全部從下段排出，顯著地增加了下段符合。為此推薦如圖1所示的橫管式煤氣初冷工藝流程。該流程上段和中段冷凝液從隔板經(jīng)水封自流至氨水分離器。下段冷冷凝液經(jīng)自流至冷凝液槽。下段冷凝液主要是輕質(zhì)煤焦油，作為中段和下段噴灑液有利于洗萘。噴灑液不足時(shí)，可補(bǔ)充煤焦油或上段和中段的冷凝液。該流程最突出的特點(diǎn)是橫管式處冷器下段的熱負(fù)荷顯著降低，低溫冷卻水用量大為減少。圖2-1煤氣初冷工藝流程2.3煤氣的直接冷卻工藝煤氣的直接冷卻，是在直接式煤氣初冷塔內(nèi)由煤氣和冷卻水直接接觸傳熱完成的。我國小焦化大都用此流程。工藝如下：由圖2-2可見，由煤氣主管來的80-85的煤氣，經(jīng)過氣液分離器進(jìn)入并聯(lián)的直接式煤氣初冷塔，用氨水噴灑冷卻到25-28，然后由鼓風(fēng)機(jī)送至電捕焦油器，電捕除焦油霧后，將煤氣送往回收氨工段。由氣液分離器分離出的氨水，煤焦油和焦油渣，經(jīng)過焦油盒分離出焦油渣后流入焦油氨水澄清池，從澄清池出來的氨水用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。澄清槽底部的煤焦油流入煤焦油池，然后用泵抽送到煤焦油槽中，再送往煤焦油車間加工處理。煤焦油盒底部的煤焦油渣人工撈出。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液經(jīng)水封槽進(jìn)入初冷氨水澄清池，與洗氨塔來的氨水混合并在澄清池與煤焦油進(jìn)行分離。分離出來的煤焦油與上述煤焦油混合。澄清后的氨水則用泵送入冷卻器冷卻后，送至初冷塔循環(huán)使用。剩余氨水則送去蒸氨或脫酚。從初冷塔流出的氨水，由氨水管路上引出支管至煤焦油氨水澄清池，以補(bǔ)充焦?fàn)t用循環(huán)氨水的蒸發(fā)損失。圖2-2煤氣直接初冷工藝流程煤氣直接冷卻，不但冷卻了煤氣，而且具有凈化煤氣的良好效果。據(jù)某廠實(shí)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，在直接式煤氣初冷塔內(nèi)，可以洗去90%以上的煤焦油，80%左右的氨，60%以上的萘，以及50%的硫化氫和氰化氫。這對(duì)后面洗氨洗苯過程及減少設(shè)備腐蝕都有好處。同煤氣間接冷卻相比，直接冷卻還具有冷卻效率高，煤氣壓損失小，基建投資少等優(yōu)點(diǎn)。但也具有工藝流程較復(fù)雜，動(dòng)力消耗大，循環(huán)氨水冷卻器易腐蝕易堵塞，各澄清池污染也嚴(yán)重，大氣環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。因此目前大型焦化廠還很少單獨(dú)采用這種煤氣直接冷卻流程。2.4煤氣的間冷-直冷混合冷卻自集氣管來的荒煤氣幾乎為水蒸氣所飽和，水蒸氣熱焓約占煤氣總熱焓的94%，所以煤氣在高溫階段冷卻放出的熱量決大部分為水蒸氣冷凝熱，因而傳熱系數(shù)較高；而且在溫度較高時(shí)，萘不會(huì)凝結(jié)造成堵塞。所以，煤氣高溫冷卻階段宜采用間接冷卻。而在低溫冷卻階段，由于煤氣中水汽含量已大為減少，氣體對(duì)壁面的對(duì)流傳熱系數(shù)底，同時(shí)萘的凝結(jié)也易造成堵塞。所以，此階段宜采用直接冷卻。流程如下：由集氣管來的82左右的荒煤氣經(jīng)氣液分離器分離出煤焦油氨水后，進(jìn)入橫管式間接冷卻器被冷卻到50-55，再進(jìn)入直冷空噴塔冷卻到25-35。在直冷空噴塔內(nèi)，煤氣由下向上流動(dòng)，與分兩段噴淋下來的氨水煤焦油混合液逆流密切接觸而得到冷卻。聚集在塔底的噴灑液及冷凝液沉淀出其中的固體雜志后，其中用于循環(huán)噴灑的部分經(jīng)液封槽用泵送往螺旋板換熱器，在此冷卻到25左右，再壓送到直冷空噴塔上、中兩段噴灑。相當(dāng)于塔內(nèi)生成的冷凝液量的部分混合液，由塔底導(dǎo)入機(jī)械化氨水澄清槽，與氣液分離器下來的氨水、煤焦油以及橫管初冷器下來的冷凝液等一起混合后進(jìn)行分離澄清的氨水進(jìn)入氨水槽后，泵往焦?fàn)t噴灑，剩余氨水經(jīng)氨水儲(chǔ)槽泵送脫酚及蒸氨裝置。初步澄清的煤焦油送至煤焦油分離槽除去煤焦油渣及進(jìn)一步脫除水分，然后經(jīng)煤焦油中間槽泵入煤焦油儲(chǔ)槽。第3章 鼓風(fēng)冷凝設(shè)備的選擇3.1 初冷器型式的選擇初冷器是焦化廠煤氣冷卻的主要設(shè)備，主要有立管式間接初冷器和橫管式間接初冷器兩種。在此設(shè)計(jì)里我們選擇了橫管式間接初冷器，下面我們就其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)此兩種初冷器進(jìn)行詳細(xì)分析。3.1.1 立管式間接初冷器如圖3-1所示，立管式間接初冷器的橫斷面呈長橢圓形，直立的鋼管束裝在上下兩塊管柵板之間，被五塊縱板分成六個(gè)管組，因而煤氣通路也分成六個(gè)流道。煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)，二者逆向流動(dòng)。冷卻水從冷卻器煤氣出口端底部進(jìn)入，依次通過各組管束后排出器外。由圖3-1可知，六個(gè)煤氣流道的橫斷面積是不一樣的，這是因?yàn)槊簹饬鬟^出冷氣時(shí)溫度逐步降低，并冷凝出液體，煤氣的體積流量逐漸減小。為使煤氣在各個(gè)流道中的流速大體保持穩(wěn)定，所以沿煤氣流向各流道的橫斷面積依次遞減；而冷卻水沿起流向各管束的橫斷面積則相應(yīng)遞減。所用鋼管規(guī)格為76mm3mm。立管式出冷器一般均為多臺(tái)并聯(lián)操作，煤氣流速為3-4m/s，煤氣通過阻力約為0.5-1kPa。 當(dāng)接近飽和的煤氣進(jìn)入出冷器后，即有水汽和煤焦油在管壁上冷凝下來，冷凝液在管壁上形成很薄的液膜，在重力作用下沿管壁向下流動(dòng)，并因不斷有新的冷凝液加入，液膜逐漸加厚，從而降低了傳熱系數(shù)。此外，隨著煤氣的冷卻，冷凝的萘將以固態(tài)薄片晶體析出。 在初冷器前幾個(gè)流道中，因冷凝焦油量多，溫度也較高，萘多溶于煤焦油中；在其后通路中，因冷凝煤焦油量少，溫度低，萘晶體將沉積在管壁上，使傳熱系數(shù)降低，煤氣流通阻力亦增大。在煤氣上升通路上。冷凝物還會(huì)因接觸熱煤氣而又部分蒸發(fā)，因而增加了煤氣中萘的含量。上述問題都是立管式初冷器的缺點(diǎn)。為克服這些缺點(diǎn)，可在初冷器后幾個(gè)煤氣流通內(nèi)，用含萘較低的混合煤焦油進(jìn)行噴灑，可解決萘的沉積堵塞問題，使之低于集合溫度下。的沉積堵塞問題，使之低于集合溫度下。 圖3-1立管式間接初冷器3.1.2 橫管式間接初冷器如圖3-2所示，橫管式初冷器具有直立長方形的外殼，冷卻水管與水平面成3度角橫向配置。管板外側(cè)管箱與冷卻水管連通，構(gòu)成冷卻水通道，可分兩段和三段供水。兩段供水是供低溫水和循環(huán)水，三段供水則供低溫水，循環(huán)水和采暖水。煤氣自上而下通過初冷器。冷卻水由每段下部進(jìn)入，低溫水供入最下段，以提高傳熱溫差，降低煤氣出口溫度：在冷卻器殼程每段上部，設(shè)置噴灑裝置，連續(xù)噴灑含煤焦油的氨水，以清洗管外部的煤焦油和萘，同時(shí)還可以從煤氣中吸收一部分萘。在橫管初冷器中，煤氣和冷凝液由上往下同時(shí)流動(dòng)，較為合理。由于管壁上的萘可被冷凝液沖洗和溶解下來，同時(shí)與冷凝液上部噴灑氨水，自中部噴煤焦油，能更好的沖洗掉沉積的萘，從而更有效的提高了傳熱系數(shù)。此外，還可以防止冷凝液再度蒸發(fā)。在煤氣初冷器內(nèi)90%以上的冷卻能力用于水汽的冷凝，從結(jié)構(gòu)上看，橫管式初冷器更有利于蒸汽的冷凝。橫管初冷器用54mm3mm的鋼管，管徑細(xì)而管束小，因而水的流速可達(dá)0.5-0.7m/s。又由于冷卻水管在冷卻器斷面上水平密集布設(shè)，使與之成錯(cuò)流的煤氣產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動(dòng)，從而提高了傳熱系數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻，煤氣可冷卻到出口溫度只比進(jìn)口水溫高2。橫管初冷器雖然具有以上優(yōu)點(diǎn)，但水管結(jié)垢較難清掃，要求使用水質(zhì)好的或經(jīng)過處理含萘低的冷卻水。橫管初冷器與豎管初冷器兩者相比，橫管初冷器有更多優(yōu)點(diǎn)，如對(duì)煤氣的冷卻，凈化效果好，節(jié)省鋼材，造價(jià)低，冷卻水用量少，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積省。因此，近年來，新建焦化廠廣泛采用橫管初冷器，以很少采用豎管初冷器了。見于以上兩種初冷器的對(duì)比我選用橫管式間接初冷器。圖32橫管式初冷器機(jī)械化氨水澄清槽環(huán)氨水在集氣管內(nèi)噴灑荒煤氣時(shí)，約有60的焦油氣冷凝下來，這種焦油是重質(zhì)焦油，其中混有一定數(shù)量的焦油渣。焦油渣內(nèi)含有煤塵、焦粉、炭化室頂部熱解產(chǎn)生的游離炭及清掃上升管和集氣管時(shí)所帶入的多孔物質(zhì)，其量約占焦油渣的30%,其余約70%為焦油。3.1.3鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及選型煤氣鼓風(fēng)機(jī)有離心式和容積式兩種。離心式用于大型焦?fàn)t；容積式常用的是羅茨式風(fēng)機(jī)，用于中小型焦?fàn)t。在次設(shè)計(jì)中，我選擇了離心式鼓風(fēng)機(jī)。下面介紹的是此兩種鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)。離心式鼓風(fēng)機(jī)主要由機(jī)身、轉(zhuǎn)子組件、密封裝置、軸承、聯(lián)軸器、潤滑系統(tǒng)及其它輔助零部件等組成。離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理示意見圖3-3當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸及葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體由進(jìn)氣口吸入機(jī)殼進(jìn)入葉輪，并隨葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，被從葉輪中甩出，進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)蝸室和擴(kuò)壓管，由于擴(kuò)壓管內(nèi)通道截面積漸漸增大，因此，氣體的一部分動(dòng)能變?yōu)殪o壓能，壓力升高，最后由出氣口排出。與此同時(shí)葉輪入口處由于氣體被甩出而產(chǎn)生局部負(fù)壓，氣體在外界壓力作用下，從進(jìn)氣口不斷地被吸入機(jī)內(nèi)。煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓縮后溫度要升高1520。離心式鼓風(fēng)機(jī)的性能。離心式鼓風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)數(shù)下的生產(chǎn)能力(Q)與總壓頭(H)之間有一定的關(guān)系，曲線有一最高點(diǎn)B，相應(yīng)于B點(diǎn)壓頭(最高壓頭)的輸送量稱為臨界輸送量。鼓風(fēng)機(jī)不允許在B點(diǎn)的左側(cè)范圍內(nèi)操作，因在此范圍內(nèi)鼓風(fēng)機(jī)輸送量波動(dòng)，并會(huì)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生“飛動(dòng)”現(xiàn)象。只有在B點(diǎn)右側(cè)延伸的特性曲線范圍內(nèi)操作才是穩(wěn)定的。運(yùn)行鼓風(fēng)機(jī)的總壓頭系指機(jī)后壓力（正壓）與機(jī)前壓力（負(fù)壓）之差，其值與化產(chǎn)回收系統(tǒng)采用的工藝流程有關(guān)鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)(1)用鼓風(fēng)機(jī)煤氣進(jìn)出口開閉器調(diào)節(jié)：此法鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和煤氣升溫增大，另外也容易產(chǎn)生滲漏。(2)用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口交通管調(diào)節(jié)：此法也稱“小循環(huán)”調(diào)節(jié)，一部分煤氣經(jīng)重復(fù)壓縮，無疑鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗和煤氣溫升也要增大。(3)“大循環(huán)”調(diào)節(jié)：即將鼓風(fēng)機(jī)壓出的煤氣部分地送到初冷器前的煤氣管道中，經(jīng)過冷卻后，再回到鼓風(fēng)機(jī)。一般當(dāng)煤氣量為鼓風(fēng)機(jī)額定能力的1/11/3時(shí)，就需采用“大循環(huán)”的措施。顯然，“大循環(huán)”可解決煤氣升溫過高的問題，但要增加鼓風(fēng)機(jī)的能量消耗和初冷器的負(fù)荷。(4)用透平機(jī)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)：此法調(diào)節(jié)范圍有限。(5)采用帶液力偶合器的電動(dòng)煤氣鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)煤氣量實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍在20%97%。此法鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方便，調(diào)節(jié)靈活，高效節(jié)能。（6）采用變頻調(diào)速電機(jī)：此法調(diào)節(jié)方便簡單圖3-3 離心式鼓風(fēng)機(jī)3.14羅茨式鼓風(fēng)機(jī)羅茨式鼓風(fēng)機(jī)是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的容積變化來吸入和排出煤氣，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其構(gòu)造見圖。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)有一鑄鐵外殼，殼內(nèi)裝有兩個(gè)“8”字形的用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。兩個(gè)轉(zhuǎn)子裝在兩個(gè)互相并行的軸上，在這兩個(gè)軸上又各裝有一個(gè)互相咬合，大小相同的齒輪，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)由皮帶輪帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)子時(shí)，主軸上的齒輪又帶動(dòng)了從動(dòng)軸上的齒輪，所以兩個(gè)轉(zhuǎn)子做相對(duì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)一個(gè)工作室吸入氣體，由轉(zhuǎn)子推入另一個(gè)工作室而將氣體壓出。每個(gè)轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁及與另一個(gè)轉(zhuǎn)子表面均需緊密配合，其間隙一般為0.25-0.40mm。間隙過大即有一定數(shù)量的氣體由壓出側(cè)漏到吸入側(cè)，有時(shí)因漏泄量大而使機(jī)身發(fā)熱：羅茨式鼓風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)子的中心距及轉(zhuǎn)子長度的不同，其輸氣能力可以在很大范圍內(nèi)變動(dòng)：在中國中小型焦化廠應(yīng)用的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)有多種規(guī)格，其生產(chǎn)能28-300m3/min，所生成的額定壓頭為19.61-34.32kPa。羅茨式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，且在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，如壓頭稍有變化，其輸氣量可保持不變，即輸氣量隨著風(fēng)壓變化幾乎保持不變?？梢垣@得較高的壓頭。這都是優(yōu)點(diǎn)。但在使用日久后，間隙因磨損而增大，其效率降低，次種鼓風(fēng)機(jī)必須用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全筏，以保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的噪聲較大。 圖3-4羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理示意圖3.2 電捕焦油器3.2.1電捕焦油器的工作原理根據(jù)板狀電容的物理原理，如在兩金屬板間維持很強(qiáng)的電場(chǎng)，使含有塵灰或霧滴的氣體通過其間，氣體分子發(fā)生電離，生成帶有正電荷或負(fù)電荷的離子，于是正離子向陰極移動(dòng)，負(fù)離子想陽極移動(dòng)。當(dāng)電位差很高時(shí)具有很大速度（超過臨界速度）和動(dòng)能的離子的電子與中性分子碰撞而產(chǎn)生新的離子（即發(fā)生電離），使兩極間大量氣體分子均發(fā)生電離作用。離子與霧滴的質(zhì)點(diǎn)相遇而附于其上，使質(zhì)點(diǎn)帶有電荷，即可被電極吸引而從氣體中除去，但金屬平板形成的是均勻電場(chǎng)，當(dāng)電壓增大到超過絕緣電阻時(shí)，兩極之間便會(huì)產(chǎn)生火花放電，這不僅會(huì)導(dǎo)致電能損失，且能破壞凈化操作。為了避免火花放電或發(fā)生電弧，應(yīng)采用不均勻電場(chǎng)。在不均勻電場(chǎng)中，當(dāng)兩極間電位差增高時(shí)，電流強(qiáng)度并不發(fā)生急劇的變化。這是因在導(dǎo)線附近的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，導(dǎo)線附近的離子能以較大的速度運(yùn)動(dòng)，使被碰撞的煤氣分子離子化而離導(dǎo)線中心較遠(yuǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度小，離子的速度和動(dòng)能不能使相遇的分子離子化，順而絕緣電阻只在導(dǎo)線附近電場(chǎng)強(qiáng)度最大處發(fā)生擊穿，即形成局部電離放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為電暈現(xiàn)象。由于在電暈區(qū)內(nèi)發(fā)生急劇的碰撞電離，形成大量正負(fù)離子。負(fù)離子的速度比正離子大，所以電暈極常取為負(fù)極，圓管或環(huán)形金屬則取為正極，因而速度大的負(fù)離子即向管壁或金屬板移動(dòng)，正離子則移向電暈極。在電暈區(qū)內(nèi)存在兩種離子，而電暈區(qū)外只有負(fù)離子，因而在電捕焦油器的大部分空間內(nèi)，煤焦油霧滴只能成為帶有包電荷的質(zhì)點(diǎn)而向管壁或板壁移動(dòng)。由于圓管或金屬板是接地的，荷電煤焦油質(zhì)點(diǎn)到達(dá)管壁或板壁時(shí)，既放電而沉淀于板壁上，故正極也稱為沉淀極。由于存在正離子的電暈區(qū)很小，且電暈區(qū)內(nèi)正離子和負(fù)離子有中和作用，所以電暈極上沉淀的焦油量很少絕大部分焦油霧均在沉淀極沉淀下來。煤氣離子經(jīng)在兩極放電后，重新轉(zhuǎn)變成煤氣分子，從電捕焦油器中逸出。3.2.2 電捕焦油器的構(gòu)造在大型焦化廠中均采用管式電捕焦油器，其構(gòu)造如圖3-6所示其外殼為圓柱型，底部為凹型或錐型并帶有蒸汽夾套，沉淀管徑為250mm，長350mm，在每根沉淀管的中心懸掛著電暈極導(dǎo)線，由上部框架及下不框架拉緊；并保持偏心度不大于3mm。電暈極可采用強(qiáng)度高的 3.5-4mm的碳素鋼或2mm的鎳鉻鋼絲制作。煤氣自底部進(jìn)入，通過兩塊氣體分布篩板均勻分布到各沉淀管中去。凈化后的煤氣從頂部煤氣出口逸出。從沉淀管捕集下來的煤焦油聚集于器底排出，因煤焦油黏度大，幫底部設(shè)有蒸汽夾 ，以利于排放。 圖3-5 電捕焦油器 圖3-6電捕焦油器的構(gòu)造3.3 機(jī)械化氨水澄清槽結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)機(jī)械化焦油氨水澄清槽是一端為斜底，斷面為長方形的鋼板焊制容器，由槽內(nèi)縱向隔板分成平行的兩格，每格底部設(shè)有由傳動(dòng)鏈帶動(dòng)的刮板輸送機(jī)，兩臺(tái)刮板輸送機(jī)用一套由電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)組成的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)。煤焦油，氨水，和煤焦油渣由入口管經(jīng)承受隔室進(jìn)入澄清槽，使之均勻分布在煤焦油的上部。澄清后的氨水經(jīng)溢流槽流出，沉聚于下部的煤焦油經(jīng)液面調(diào)節(jié)器引出。沉積于槽底的煤焦油渣由移動(dòng)速度為0.03m3/min的刮板刮至前伸的頭部漏斗內(nèi)漏出。如圖3-7所示。為阻擋浮在水面的煤焦油渣，在氨水溢流槽附近設(shè)有高度為0.5m的木擋板。為了防止懸浮在煤焦油中的煤焦油渣團(tuán)進(jìn)入煤焦油引出管內(nèi)，在氨水澄清槽內(nèi)設(shè)有煤焦油渣擋板及活動(dòng)篩板。煤焦油，氨水的澄清時(shí)間一般為半小時(shí)圖3-7機(jī)械化焦油氨水澄清槽 3.4鼓風(fēng)冷凝的流程圖圖3-8風(fēng)冷凝的流程圖3.5 安全規(guī)程1、煤氣區(qū)域：必須動(dòng)火時(shí)，應(yīng)申報(bào)安全部門制定動(dòng)火方案和安全措施，經(jīng)獲準(zhǔn)后主可動(dòng)火。2、經(jīng)常檢查風(fēng)機(jī)油位、電壓、電流、溫度等是否正常，聽、摸、看風(fēng)機(jī)是否有異響，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即采取措施。3、集中思想，加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)跳閘，應(yīng)立即關(guān)閉出口閥，防止葉輪倒轉(zhuǎn)造成吸壓力下降。4、用蒸氣清掃管道或設(shè)備時(shí)，若該部位有非高溫高壓儀表連接，則必須把儀表導(dǎo)管切斷。5、生產(chǎn)區(qū)域嚴(yán)禁煙火，禁止用鐵器敲打風(fēng)機(jī)和煤氣及管道。6、風(fēng)機(jī)房內(nèi)嚴(yán)禁堆放易燃易爆物品。7、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，禁止修理，擦拭和觸及轉(zhuǎn)動(dòng)部位。8、風(fēng)機(jī)前后壓力突然變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查并調(diào)節(jié)，直至消除。9、發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)有撞擊聲等異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告車間廠部領(lǐng)導(dǎo)。10、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)壓系統(tǒng)放散管禁止打開。11、煤氣正壓系統(tǒng)著火時(shí)不停風(fēng)機(jī)，負(fù)壓系統(tǒng)不準(zhǔn)隨便引入火種。12、所有較長時(shí)間停用的設(shè)備和管道都應(yīng)放空，并用蒸汽吹掃干凈。13、初冷器煤氣未通之前，嚴(yán)禁上冷卻水，以防吸癟設(shè)備。14、冷卻塔先開水后開風(fēng)機(jī)。15、冷凝液，混合液，焦油泵開停前后要清掃管道。16、清掃初冷器后，將其與大氣連通或與煤氣連通。17、各泵嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)。18、事故氨水槽和循環(huán)氨水中間槽正常情況下嚴(yán)禁連通。19、焦?fàn)t正常操作時(shí)不準(zhǔn)降低循環(huán)氨水量、更不準(zhǔn)停止供應(yīng)，循環(huán)氨水中不準(zhǔn)帶焦油加新水。第4章 相關(guān)工藝計(jì)算4.1 熱量衡算和物料衡算表一 主要操作指標(biāo)煤氣溫度初冷器前冷卻水溫度初冷器后冷卻水溫度煤氣壓力kPa初冷器前80-86循環(huán)25-30循環(huán)水45初冷氣后 4.13-5.394 初冷器后25-35低溫水18-20低溫水 25-30鼓風(fēng)機(jī)后 118.9-125.8鼓風(fēng)機(jī)后40-45每小時(shí)裝入干煤量164噸/時(shí)裝入煤水分 10%表二 回收部分計(jì)算的原始數(shù)據(jù)（110萬噸/年）表三 化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（對(duì)裝入干煤）煤氣發(fā)生量 335米3/噸焦油 3.9%粗苯 1.1%氨 0.3%硫化氫 0.25%裝入煤化合水分 2.2%焦炭76.5%表四 煉焦煤氣組成 （體積）%H2 56.9CH426.7CO 6.5N2 4.7CO 2.4CmHm 2.3O2 0.54.1.1 集氣管物料和熱量衡算一集氣管的物料衡算每小時(shí)裝入煤量：164=182.2 t/h裝入煤帶水量：182.2-164=18.2 t/h（1） 進(jìn)入集氣管的物料（kg/h）干煤氣 1643350.466=25602.4 氨 1640000.003=492水蒸氣 1640000.022+18300=21808 硫化氫 1640000.0025=410焦油氣 1640000.039 =6396 粗苯氣 1640000.011 =1804合計(jì)：56512.04干煤氣密度：=（0.5692+0.2616+0.06528+0.04728+0.02444+0.02328+0.00532）=0.466 /m3按體積計(jì)的物料為（m3/h）干煤氣 164335=54940水蒸氣 21808=27138.8 焦油氣 6396=842.8粗苯氣 1804=486.9 硫化氫 410氨 492合計(jì)：84326.9其中：170焦油平均分子量 34硫化氫分子量85粗苯平均分子量（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：62960.6=3837.6 kg/h 或 8420.4=336.8 m3/h設(shè)在集氣管中有M kg/h的水蒸發(fā)，即1.244M m3/h。而集氣管中的蒸發(fā)水量M是在熱平衡中確定的。表五 集氣管的物料組成物料名稱輸入輸出Kg/hM3/hKg/hM3/h干煤氣25602.045494025602.0454940水蒸氣2180827138.821808+M27138.8+1.24M焦油氣6396842.82558.4336.8粗苯氣1804486.91804486.9硫化氫410270.1410270.1氨492648.349268.3合計(jì)56512.0484326.952674.4+M83820.9+1.24M二. 集氣管的熱量衡算通過集氣管的熱平衡計(jì)算已確定蒸發(fā)水量M及煤氣出口的露點(diǎn)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(shè)煤氣的入口溫度為660，干煤氣比熱為：Cg=（0.5690.313+0.2670.5566+0.0650.3265+0.0470.3235+0.0240.4943+0.0230.717+0.0050.3409）4.18=1.643kJ/m3 即 q1=25602.043.52660=59478659.33kJ/h（2）水蒸氣帶入熱量q2=21808(2487+2.02660)=83310921.6式中：24870時(shí)水蒸氣的焓，KJ/Kg2.02水蒸氣在0-660時(shí)的平均比熱，KJ/Kg（3）焦油氣帶入的熱量焦油氣比熱：Cc = （0.305+0.39210-3t）4.18= (0.305+0.39210-3660)4.18= 2.36 KJ/q3 = 6396(88+2.36660) = 10525257.6 KJ/h式中：88 0時(shí)焦油氣的焓，KJ/（4）粗苯帶入的熱量粗苯氣比熱：CB = = 1.91KJ/ 式中：W粗苯的平均分子量，取 W = 83q4 = 18041.91660 = 2274122.4 KJ/h（5）硫化氫帶入的熱量q5 = 4101.15660 = 311190 KJ/h式中：1.15 0-660 范圍內(nèi)硫化氫的平均比熱，KJ/（6） 氨帶入的熱量q6 = 4922.61660 = 847519.2 KJ/h式中：2.61氨的比熱，KJ/煤氣輸入的熱量：Q1 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6= 5947865.3+83310721.6+10525257.6+2274122.4+311190+847519.2= 156747670.1 KJ/h2. 循環(huán)氨水帶入的熱量Q2Q2 = W1T1式中：W1 循環(huán)氨水，/hT1 循環(huán)氨水溫度， 每噸干煤所用循環(huán)氨水量5-6米3/時(shí)，則：W1 = 1646 = 984m3/h循環(huán)氨水溫度應(yīng)比進(jìn)入集氣管的煤氣露點(diǎn)溫度高5-10，以保證水的蒸發(fā)動(dòng)力。設(shè)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 = 244.6 毫米汞柱相應(yīng)的露點(diǎn)溫度為71.09取循環(huán)氨水的實(shí)際溫度 T1 = 77Q2=11641000774.18= 316710240 KJ/h則總輸入量：Q入=Q1 + Q2= 156747670.1 + 346710240= 473457910.1 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(shè)集氣管出口煤氣溫度為83.9，干煤氣在0-83.9的平均比熱為：Cg = (0.5690.306+0.2670.384+0.0650.31+0.00470.309+0.0240.392+0.0230.518+0.0050.314)4.18 = 1.397 KJ/m3或： = 2.998 KJ/ q1 = 25602.042.99883.9 = 6439737.45 KJ/h（2） 水蒸氣帶出的熱量q2 = (21808+M)(2487+1.8383.9) = 57584831 + 2640.5M式中：1.83 水蒸氣的比熱，KJ/ （3）焦油氣帶走的熱量焦油氣的比熱：Cc = (0.305+0.39210-383.9)4.18 = 1.41KJ/ q3 = 2558.4(367.8+1.4183.9) = 1243635.7 KJ/h（4）粗苯氣帶走的熱量粗苯氣的比熱：CB = = 1.152KJ/ q4 = 18041.15283.9 = 174361.65 KJ/h式中：83 粗苯氣的平均分子量 （5）氨帶走的熱量 q5 = 4922.1183.9 = 87098.3 KJ/式中：2.11 氨的比熱，KJ/（6）硫化氫帶走的熱量q6 = 4100.99583.9 = 34227式中：0.995 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= 6439737.5+57584831+2640.5M+1243635.7+174361.7+87098+34227= 65563891.1 + 2640.5M2. 循環(huán)氨水和冷凝焦油帶走的熱量 Q4設(shè)循環(huán)氨水及冷凝焦油在集氣管中的溫度為80焦油的比熱： Cc = (0.327 + 0.3110-380)4.18=1.471KJ/則 Q4= （984000 - M）4.18 + 3837.61.47180=（329501208.8 - 334.4G）KJ/h3. 集氣管周圍散熱損失 Q5Q5 =（1 + 2） F （t1 t2）式中：1 + 2 集氣管壁對(duì)空氣的對(duì)流和輻射給熱系數(shù)，KJ/h可按下式求出： 1 + 2 = 33.44+0.209t1 ； t1 集氣管壁溫度，取100則1 + 2 = （33.44+0.209100）= 54.34 KJ/ht2 空氣溫度，取25F 集氣管總的外表面積， 按下式求出：F = 2Dl = 23.141.350 = 408.2 式中：D 集氣管的直徑，ml 集氣管長度，m2 焦?fàn)t座數(shù) 則散熱量為：Q5 = 54.34408.2（100-25）= 1663619 KJ/h所以，總的輸出量為：Q 出 = Q3 + Q4 + Q5 = 65563891.1 + 2640.5M +（329501208.8 334.4M）+ 1663619 =394996878.9 + 2306.1M令 Q 入 = Q 出則有：473311786.1 = 394996878.9 + 2306.1MM= 33208.9 /h或 33208.9 = 41326.6 標(biāo)米3/時(shí)集氣管出口煤氣總體積：83820.9 + 41326.6 = 125147.5 標(biāo)米3/時(shí)集氣管煤氣出口水蒸氣體積：27138.8 + 41326.6 = 68465.4 標(biāo)米3/時(shí)集氣管出口煤氣中水蒸氣分壓：P = 760 =415 毫米汞柱相應(yīng)煤氣出口溫度84.1383.9（露點(diǎn)），與假設(shè)相符。4.1.2 橫管初冷器熱量和物料衡算根據(jù)計(jì)算，吸煤氣主管的熱損失為5100486 kJ/h，由于損失而冷凝的水蒸氣量為2244 kg/h，或2792m3/h，則入初冷器的水蒸氣量為：55016.9-2244=5772.9 kg/h 或 68465.5-2792=65673.5 m3/h。入初冷器的煤氣帶入的熱量為：153248991.9-5100486=148148505.9 kJ/h本塔采用三段冷卻流程，第一段煤氣從82.9冷卻到65；第二段從65冷卻到45；第三段從45冷卻到33。第一段采用58-68的采暖循環(huán)水，第二段采用30-42的循環(huán)水，第三段采用18的低溫冷卻水，升溫至25。一橫管初冷器的物料衡算表六 進(jìn)入初冷器的物料組成如下物料名稱千克/時(shí)標(biāo)米/時(shí)干煤氣25602.0454940水蒸氣52772.965673.5焦油氣2558.4336.8粗苯氣1804486.9硫化氫410270.1氨492648.3小計(jì)83639.34 122355.6（1）一段初冷器出口煤氣中水蒸氣量的計(jì)算知煤氣出口溫度為65壓力-350毫米汞柱，在初冷器中大部分焦油氣冷凝。即焦油氣在第一段冷凝了60%溶解于剩余氨水中的氨、硫化氫和二氧化碳的總量為189標(biāo)米3，而在第一段中溶解了60%。第一段初冷器煤氣出口所含水蒸氣量按下式計(jì)算：Vv = Vcg式中：Vcg初冷器出口干的煤氣體積，標(biāo)米3/時(shí)p 水蒸氣在65時(shí)的分壓，p = 2547 毫米水柱P一段初冷器出口煤氣壓力，P = 9983 毫米水柱而Vcg = 122355.6-65673.5-（336.8+189）0.6 = 56366.6 標(biāo)米3/時(shí)Vv = 56366.6 標(biāo)米3/時(shí)或 18 = 15514.4 kg/h （2）二段初冷器出口煤氣中水蒸氣量的計(jì)算在二段中設(shè)有30%焦油蒸氣冷凝下來，30%的氨、硫化氫和二氧化碳溶于剩余氨水中。水蒸氣量按下式計(jì)算：Vv = Vcg式中：Vcg初冷器出口干的煤氣體積，標(biāo)米3/時(shí)p 水蒸氣在45時(shí)的分壓，p = 974 毫米水柱P二段初冷器出口煤氣壓力，P = 9933 毫米水柱而Vcg = 122355.6-65673.5-（336.8+189）0.9 = 56180.7 標(biāo)米3/時(shí)Vv = 56180.7 標(biāo)米3/時(shí)或 18 = 4908.1 kg/h（3）三段初冷器出口煤氣中水蒸氣量的計(jì)算在此段中假設(shè)焦油蒸氣已經(jīng)全部冷凝，189標(biāo)米3的氨、硫化氫和二氧化碳也全部溶解于剩余氨水中。水蒸氣量按下式計(jì)算：Vv = Vcg式中：Vcg初冷器出口干的煤氣體積，標(biāo)米3/時(shí)p 水蒸氣在33時(shí)的分壓，p = 511 毫米水柱P三段初冷器出口煤氣壓力，P = 9833 毫米水柱而Vcg = 122355.6-65673.5-（336.8+189） = 56125.1 標(biāo)米3/時(shí)Vv = 56125.1 標(biāo)米3/時(shí)或 18 = 2492.3 kg/h通過計(jì)算得，在一、二、三段初冷器中冷凝的水蒸氣量為：52772.9 2472.3 = 50300.6 kg/h送到溶劑脫酚去的氨水量為：21808 2472.3 = 19335.7 kg/h需要補(bǔ)充到循環(huán)氨水中的冷凝水量為：51300.6 -19335.7 = 31964.9 kg/h 設(shè)剩余氨水含氨5.37克/升，含硫化氫2.3克/升，含二氧化碳2.3克/升，則溶解于剩余氨水中的二氧化碳和硫化氫各為：19335.9 0.0023 = 44.5 kg/h 或:：H2S 29.3標(biāo)米3/時(shí) , CO2 22.7標(biāo)米3/時(shí)溶解于剩余氨水中的氨為： 19335.7 0.00537 = 103.97 kg/h 或 137 標(biāo)米3/時(shí)因此三段冷卻流程的橫管式初冷器的物料平衡見下表：表七 三段冷卻流程橫管式初冷器的物料平衡表物料名稱輸入輸出Kg/h標(biāo)米3/時(shí)Kg/h 標(biāo)米3/時(shí)干煤氣25602.045494025557.5454917.3水蒸氣52772.965673.52472.33076.6焦油氣2558.4336.8粗苯氣1804486.91804486.9硫化氫410270.1365.5240.8氨492648.3388511.3小計(jì)83639.34122355.630587.3459232.9水50300.6溶解氣體193189焦油2558.4336.8總計(jì)83639.3483639.34二橫管初冷器的熱量衡算通過上面的計(jì)算，我們確定了物料在初冷器中的基本運(yùn)行情況，下面我們要通過熱量衡算來確定橫管初冷器各段所需的冷卻水量。第一段初冷器的熱量衡算（采暖循環(huán)水段）輸入熱量：1. 煤氣的帶入熱量：Q1 = 148148505.9 kJ/h2.冷卻水帶入的熱量：Q2 = Wtw 4.18 kJ/h式中：W 初冷器所需要冷卻水量，kg/htw 冷卻水入口溫度，tw = 58 故：Q2 = 242.44W kJ/h則輸入總熱量：Q入 = 148148505.9+242.44W kJ/h輸出熱量1. 煤氣帶走的熱量設(shè)在第一段初冷器的煤氣出口處溫度為65，則在下邊的計(jì)算中應(yīng)用到以下數(shù)據(jù)：表八 第一段初冷器相關(guān)數(shù)據(jù)物料名稱溫度( )比熱（kJ/kgK）干煤氣 65 3.003水蒸氣 651.906粗苯氣 651.129氨 652.245硫化氫 651.099焦油氣 651.379煤氣帶走的熱量：干煤氣帶走的熱量：q1 = 25575.34 3. 3 65 = 4992178.5 kJ/h水蒸氣帶走的熱量：q2 = 15514.4 (2487.1 + 1.906 65) = 40507943.3 kJ/h粗苯氣帶走的熱量：q3 = 1804 1.129 65 = 132386.54 kJ/h氨帶走的熱量：q4 = 429.6 2.245 65 = 62689.38 kJ/h硫化氫帶走的熱量：q5 = 383.3 1.099 65 = 25161.2 kJ/h焦油氣帶走的熱量：q6 = 1023.36 1.397 65 = 92926.2 kJ/h則煤氣帶出的總熱量為：Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = 4992178.5 + 40507943.3 + 132386.54 + 62689.38 + 25161.2 +92926.2= 45813285.12 kJ/h2. 水和焦油帶走的熱量Q4在第一段初冷器中，水和焦油的平均溫度為：tcp = = 73.67 而焦油比熱為：Cc =(0.327 + 0.31 10-3 73.67) 4.18 =1.463 kJ/kgK水的比熱為4.18 kJ/kgK所以： Q4 = (37258.5 + 115.8) 4.18 + 1535.04 1.463 73.67= 11674509.77 kJ/h3. 冷卻水帶走的熱量：Q5 = 68W 4.18式中：68 冷卻水的出口溫度，這樣就可以得到第一段初冷器總的輸