產(chǎn)120萬噸焦炭焦化廠鼓冷工段畢業(yè)設(shè)計

1、目錄摘要3abstract4引言51 文獻(xiàn)綜述6 1.1 世界煉焦工業(yè)的發(fā)展6 1.2 中國焦化工業(yè)現(xiàn)狀61.2.1如何提高焦炭質(zhì)量61.2.2 煉焦生產(chǎn)發(fā)展的趨勢81.2.3 煉焦化學(xué)工業(yè)81.2.4 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展思路9 1.3 煤氣的冷卻原理及改進(jìn)101.3.1 煤氣的冷卻原理101.3.2焦?fàn)t煤氣冷凝工藝的改進(jìn)111.3.3 煤氣的鼓風(fēng)工藝121.3.4鼓風(fēng)工藝的改進(jìn)：132設(shè)計內(nèi)容與工藝方案及選型15 2.1 設(shè)計內(nèi)容與方法15 2.2設(shè)備選擇原則16 2.3 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型162.3.1 間接冷卻162.3.2 直接冷卻182.3.3 間直冷卻21

2、2.4 各種鼓風(fēng)機的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型212.4.1 離心式鼓風(fēng)機的構(gòu)造222.4.2羅茨鼓風(fēng)機的構(gòu)造233. 煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段的工藝計算24 3.1 集氣管的工藝計算243.1.1 原始數(shù)據(jù)243.1.2 物料平衡253.1.3 熱平衡27 3.2 兩段冷卻流程的橫管式煤氣初冷器的初步冷卻工藝計算及選型343.2.1橫管式煤氣初冷器的物料衡算343.2.2 進(jìn)入橫管初冷器的物料組成353.2.3 一段初冷器出口煤氣中水蒸汽的計算353.2.4 二段初冷器出口的物料衡算363.2.5 橫管式煤氣初冷器的衡算373.2.6 橫管式煤氣初冷器的冷卻水量的計算373.2.7 冷卻面積的計算及煤氣

3、初冷器的選擇383.2.8 初冷器管板的拉脫力校核41 3.3 機械化氨水澄清槽的工藝計算及選型44 3.4 離心式煤氣鼓風(fēng)機的工藝計算及選型443.4.1 冷鼓風(fēng)機的揚程443.4.2 鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)子所需功率453.4.3 鼓風(fēng)機后煤氣溫度t46 3.5 電捕焦油器的選型473.5.1 兩極間的電位差483.5.2 焦油霧滴的運動時間493.5.3 沉淀極管數(shù)的確定503.5.4 煤氣在電捕焦油器沉淀極管內(nèi)的平均流速和平均停留時間503.5.5 電捕焦油器的電能消耗（兩臺并聯(lián)）504 非工藝條件的選擇和設(shè)計51 4.1 土建設(shè)計條件514.1.1 生產(chǎn)工藝流程圖514.1.2 車間平面圖514.

4、1.3 設(shè)備一覽表524.2 供電照明系統(tǒng)544.2.1 供電系統(tǒng)及用電要求544.2.2 用電設(shè)備平面布置圖544.2.3 避雷要求544.3儀表控制設(shè)計條件544.3.1 控制方式544.3.2 儀表控制條件544.4 采暖通風(fēng)條件564.5 給排水設(shè)計條件564.6 分析化驗設(shè)計條件574.7 爆炸和火災(zāi)危險場所等級584.8 車間人員一覽表584.9 供汽設(shè)計條件584.9.1 供汽方式584.9.2 供汽條件594.10 設(shè)備維修59 謝辭.60 參考文獻(xiàn).61摘要本設(shè)計任務(wù)為年產(chǎn)120萬噸冶金焦焦化廠鼓風(fēng)冷凝階段的初步設(shè)計。設(shè)計是由摘要、引言、文獻(xiàn)綜述、文獻(xiàn)綜述、研究內(nèi)容與工藝設(shè)計

5、方案及選型、煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段的工藝計算、非工藝條件的選擇和設(shè)計、工廠的實際經(jīng)驗和某些技術(shù)上的改進(jìn)、參考文獻(xiàn)等部分組成。本設(shè)計對煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段進(jìn)行了初步的設(shè)計。對流程中所需的各種設(shè)備，如橫管初冷氣、鼓風(fēng)機、電捕焦油器、機械化氨水澄清槽等進(jìn)行了詳細(xì)的計算和選型。同時對其做了工藝計算，達(dá)到了所需規(guī)格性能的要求。本設(shè)計還對鼓風(fēng)冷凝工段的非工藝條件進(jìn)行了選擇、設(shè)計，使鼓風(fēng)冷凝工段更加完善。在鼓風(fēng)冷凝工段中，本設(shè)計應(yīng)用了國內(nèi)的一些焦化廠的改進(jìn)技術(shù)，具有一定參考價值。關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)，冷凝，煉焦，橫管初，鼓風(fēng)工藝流程abstractthe task of design is the primary des

6、ign of the congealed work segment of blasting in the coking plan that products metallurgical coke 1200 thousand ton. the design is divided into the abstract ,the introduction ,the literature summarizes,the research content and the technological design plan and the shaping,the coal gas drum wind cond

7、ensation construction section process design, the non-technological conditions choice and the design , the factory practical experience and certain technical improved, the reference parts etc.this design has carried on the preliminary design to the congealed work segment of breeze of blasting to pur

8、ifying coal gas.each kind of equipment needed in the processing, such as the horizontal at the beginning of cross-tube primary gas cooler,the blast ,the electricity caughtthe tar,the mechanized storage pond and so on carries on in detail, has been done to it and has matched the requipment. this desi

9、gn also has designed and chosen the condition of the non-craft section of the drum wind condensation construction, causes the drum wind condensation consruction section to be more perfect.in the drum wind condensation construction section design,some new improved technologies are cited.so it has muc

10、h practical value.keywords:blast,condensation,coking plant , cross-tube primary gas cooler,crafatwork flow.引言煤煉焦時生成的焦?fàn)t煤氣以650800的溫度從焦?fàn)t的爐頂空間逸出。此時焦?fàn)t煤氣稱為荒煤氣，它包括常溫下的氣態(tài)物質(zhì)，如氫氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等；烴類；含氧化合物，如酚類；含氮化合物，如氨、氰化氫、吡啶類和喹啉類等；含硫化合物，如硫化氫、二硫化碳和噻吩等。粗煤氣中還含有水蒸氣。為適應(yīng)以后的工藝過程的需要，應(yīng)將焦?fàn)t煤氣冷卻至2535。這個任務(wù)在化產(chǎn)車間的初冷器內(nèi)完成。鼓冷工段是焦

11、化廠的心臟，鼓冷工段投產(chǎn)成功與否決定了焦化廠是否能夠順利投產(chǎn)，其主要任務(wù)如下：1. 分離出荒煤氣中的絕大部分焦油、萘、氨水，以利于后續(xù)單元的運行；2. 將煤氣冷卻到一定的溫度，使之能滿足后續(xù)單元的要求；3. 氨水、焦油、焦油渣的分離；4. 物料的輸送：（1）往焦?fàn)t送循環(huán)氨水，往后續(xù)單元送剩余氨水；（2）輸送煤氣并使整個煤氣系統(tǒng)的吸力、壓力能夠滿足焦?fàn)t、煤氣凈化的正常要求；（3）外送焦油。1 文獻(xiàn)綜述1.1 世界煉焦工業(yè)的發(fā)展 焦炭是煉鋼的重要輔料，因此焦化工業(yè)隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。 世界焦炭產(chǎn)量于20世紀(jì)70年代達(dá)到頂峰，即3.8億噸左右。從80年代初以來，世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢，90年代

12、曾下降到3.3億噸1。到20世紀(jì)末，各國焦炭生產(chǎn)增減幅度已明顯變小，21世紀(jì)初期世界焦炭產(chǎn)量基本穩(wěn)定在本世紀(jì)3.5億噸上下，與焦炭需求量是基本平衡。近幾年世界焦炭產(chǎn)量略有回升，但總量變化不大。焦炭產(chǎn)量大幅度增長的主要是中國、韓國、巴西等幾個發(fā)展國家2。 世界煉焦工業(yè)近幾十年來取得了長足發(fā)展。大容積焦?fàn)t、搗固焦?fàn)t、干法熄焦等開發(fā)較早的先進(jìn)工藝技術(shù)在工業(yè)化實際生產(chǎn)運行中日臻完善；日本的型焦工藝、德國的巨型煉焦反應(yīng)器、美國的無回收焦?fàn)t、前蘇聯(lián)的立式連續(xù)層狀煉焦工藝等近30年來開發(fā)的新工藝新技術(shù)則加快了工業(yè)化進(jìn)程。 1.2 中國焦化工業(yè)現(xiàn)狀中國是世界焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭量的36%左右。 焦

13、炭出口量占世界焦炭出口貿(mào)易有國際20 世紀(jì)80 年代先進(jìn)水平的大型機械化焦?fàn)t, 但中國焦?fàn)t的大型化和平均裝備水平低于西方發(fā)達(dá)國家, 焦油和粗苯的加工水平也落后于國外。除鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的焦化廠和供應(yīng)城市煤氣的焦化廠外, 許多獨立焦化廠所產(chǎn)的焦?fàn)t煤未得到合理有效的利用。進(jìn)入21 世紀(jì), 結(jié)構(gòu)調(diào)整和技步仍是中國焦化工業(yè)發(fā)展的主題3 。近十多年來, 中國的焦炭總產(chǎn)量翻了一番還多,1997 年達(dá)到了歷史最高峰的13902 萬 。從1993年起, 中國的焦炭產(chǎn)量已連續(xù)居世界第一位。中國也是世界焦炭出口大國, 2000年中國出口焦炭1520 萬 , 占世界焦炭出口總量2510萬噸的60%以上。由以上可見，焦化

14、工業(yè)在在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位。1.2.1如何提高焦炭質(zhì)量通常情況下提高焦炭質(zhì)量主要集中在對煉焦原料煤的選擇和預(yù)處理，改善煤在焦?fàn)t內(nèi)的成焦工藝和對焦炭進(jìn)行后序處理，同時加強焦?fàn)t生產(chǎn)過程管理也是穩(wěn)定焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素是提高焦炭質(zhì)量的工藝技術(shù)。焦炭質(zhì)量的提高受多種因素影響并與焦炭生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)息息相關(guān)，為了全面探究提高焦炭質(zhì)量的技術(shù)措施我們從焦炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析研究 。a 原料煤的預(yù)處理技術(shù)搗固煉焦技術(shù)裝爐煤料搗固成煤餅后 ，從焦?fàn)t的機側(cè)裝入炭化室 ，其密度可以提高到1 150kg/m。增加煉出的焦炭比頂裝煤焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭抗碎強度提高耐磨強度改善反應(yīng)后強度，提高在相同焦炭質(zhì)量下可多用

15、的高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤使入爐煤料中高揮發(fā)分弱黏結(jié)性煤的配入量高達(dá)70%80%。b 配型煤煉焦技術(shù)在配煤比相同的條件下，配型煤煉焦生產(chǎn)的焦炭與常規(guī)粉煤煉焦生產(chǎn)的焦炭比較，提高2%3%，變化不大或稍有改善，轉(zhuǎn)鼓試驗指標(biāo)提高降低，提高焦炭篩分組成有所改善，產(chǎn)率有所下降80mm 80m，級顯著增加一般可增加25mm 。因而提高了焦炭粒度的均勻系數(shù)煤調(diào)濕技術(shù)。采用煤調(diào)濕技術(shù)將入爐煤的水分降低至6%7%，使煉焦耗熱量降低，如果按正常入爐煤水分為11，則采用煤調(diào)濕技術(shù)后水分降低了以干煤為5% /1kg，基準(zhǔn)煉焦耗熱量降低約300kj350kj。由于裝爐煤水分的降低，堆密度增加約7.7%。焦炭的產(chǎn)量也將有所增加

16、。同時，由于入爐煤的堆密度增加和炭化室裝初期升溫速度的提高都能促使焦炭品質(zhì)的提高，焦炭的粒級分布更趨均勻粉焦率約提高2% 0.8%。 c配添加劑所謂配添加物就是在裝爐煤中配入適量的黏結(jié)劑和抗裂劑等非煤添加物，以改善其結(jié)焦性的一種焦煤準(zhǔn)備特殊技術(shù)措施。 配黏結(jié)劑工藝適用于低流動度的弱黏結(jié)性煤料，有改善焦炭機械強度和焦炭反應(yīng)性的功效，配抗裂劑工藝適用于高流動度的高揮發(fā)性煤料，可增大焦炭塊度， 提高焦炭機械強度，改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu)，改進(jìn)結(jié)焦工藝。d 焦?fàn)t容積大型化焦?fàn)t的大型化是實現(xiàn)我國煉焦行業(yè)協(xié)調(diào)健康可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑，炭化室加寬、加高，提高單孔炭化室產(chǎn)焦量，是煉焦技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展方向。由于增大焦

17、爐炭化室的容積在同等生產(chǎn)規(guī)模及外部環(huán)境下使得結(jié)焦時間延長可以大大減少出爐次數(shù)減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染，改善煉焦生產(chǎn)操作環(huán)境大容積焦?fàn)t的自動化水平較高，煉焦工序能耗大大降低，勞動生產(chǎn)率也顯著提高，大型焦?fàn)t的裝爐煤密度得到提高降低了，結(jié)焦速率使焦炭成熟均勻冶金焦炭的質(zhì)量便得到改善，以包鋼焦?fàn)t為例在同種配煤比及焦?fàn)t生產(chǎn)均正常的情況下 jn60型焦?fàn)t，提高了焦炭質(zhì)量，降低了煉焦能耗，煉焦成本也減少了。另外，焦炭質(zhì)量提高后，在高爐煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的延伸效益更是巨大的。e 采用焦?fàn)t加熱自動控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)煉焦生產(chǎn)管理中， 一旦加熱制度制定后一般不會輕易改變， 但因裝煤不足、 煤的水分波動煤氣的壓力波動、天氣

18、變化、個別爐號因某種原因延長或縮短結(jié)焦時間等， 均對煤的炭化過程有一定的影響。如不及時調(diào)整，可使焦?fàn)t爐溫產(chǎn)生波動，供熱過量或供熱不足。采用加熱控制模型后 ，可實時測量爐組的各種參數(shù)，從而達(dá)到使?fàn)t組的加熱處于平衡狀態(tài) 爐組的需熱量和能源供給平衡，燃燒室的供熱有可能不一致或爐組在某一段時間供熱產(chǎn)生波動。 動態(tài)調(diào)度模型和加熱控制模型可以逐漸使全爐組的加熱情況保持一致。 1.2.2 煉焦生產(chǎn)發(fā)展的趨勢 目前，焦化行業(yè)面臨挑戰(zhàn)和機遇同在，困難與希望并存的形勢；都要以推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，提高經(jīng)濟效益為中心，抓好標(biāo)準(zhǔn)化操作和現(xiàn)代化管理，深化焦?fàn)t、化產(chǎn)和環(huán)保的綜合治理，搭理開發(fā)新產(chǎn)品，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能降耗，降

19、低成本，力爭能出口創(chuàng)匯。同時要努發(fā)揮我省焦化行業(yè)的整體優(yōu)勢，加強聯(lián)合，搞好技術(shù)交流和協(xié)作，實現(xiàn)焦?fàn)t及化產(chǎn)系列的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效、低耗、長壽，使煉焦工業(yè)走上持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的道路。我們應(yīng)該做到：大力推進(jìn)焦化企業(yè)的整合大力推廣新型工藝裝備積極發(fā)展焦化產(chǎn)品深加工加大環(huán)保投入4。1.2.3 煉焦化學(xué)工業(yè)煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭的綜合利用工業(yè)。煤在煉焦時，約75%轉(zhuǎn)化為焦炭，其余是粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過冷卻和用各種吸收劑處理，可以從中提取焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫和粗苯等，并獲得凈煤氣。凈焦?fàn)t煤氣是鋼鐵等工業(yè)的重要燃料，經(jīng)過深度脫硫后，還可以用作民用燃料或送至化工廠合成原料。焦化廠主要生產(chǎn)流程如下：煉焦化學(xué)產(chǎn)品數(shù)量

20、和組成是隨著煉焦過程（主要是煉焦溫度）和原料煤的質(zhì)量不同而波動的。炭化室的煤在200°c以前，蒸出表面水份，同時析出吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等氣體。隨著溫度的升高，煤開始分解，大分子芳香族稠環(huán)化合物側(cè)鏈的斷裂和分解，產(chǎn)生小分子的氣體和液體，煤炭開始軟化和熔融，形成膠質(zhì)體。約在600°c以前。從膠質(zhì)體析出的和部分從半焦中析出的蒸氣和煤氣叫做初次分解產(chǎn)物，主要含有甲烷、二氧化碳、一氧化碳、化合水及初次焦油汽，以后溫度繼續(xù)升高，析出的氣體主要是氫及少量苯和焦油汽5。1.2.4 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀及發(fā)展思路a 焦?fàn)t煤氣利用現(xiàn)狀按2001 年產(chǎn)焦12406 萬噸計算，全年焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量

21、約530 億噸 。其中與3 000 萬噸土焦相伴產(chǎn)生的約128 億噸煤氣在煉焦過程中全部被燒掉，機焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣則經(jīng)過凈化后，除部分用于焦?fàn)t自身加熱外， 剩余煤氣均不同程度地得到了利用。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的焦化廠，絕大部分焦?fàn)t均為復(fù)熱式焦?fàn)t，一般采用高爐煤氣加熱，所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化后供給煉鐵、煉鋼、軋鋼等用戶。作為城市煤氣氣源廠的焦化廠，絕大部分焦?fàn)t也為復(fù)熱式焦?fàn)t，可采用焦?fàn)t煤氣加熱，也可采用發(fā)生爐煤氣加熱，所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化達(dá)到城市煤氣標(biāo)準(zhǔn)后供應(yīng)城市居民用戶或工業(yè)用戶。目前，以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠，如山西在土焦改機焦過程中新建的許多焦化廠，除少數(shù)焦化廠所產(chǎn)的煤氣供應(yīng)城市煤氣或工業(yè)用途

22、如煅燒高鋁釩土、金屬鎂等外，絕大部分焦化廠所產(chǎn)的煤氣均用于發(fā)電甚至直接燃燒放散，未能得到有效利用，浪費了大量的優(yōu)質(zhì)煤氣資源。我國將會產(chǎn)生大量剩余焦?fàn)t煤氣的主要有兩類焦化廠：一是以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠， 其生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣既不能供應(yīng)城市煤氣，又沒有合適的工業(yè)用戶；二是目前供應(yīng)城市煤氣的焦化廠， 如北京焦化廠、天津煤氣廠、上海焦化廠、青島煤氣廠等，在采用天然氣取代焦?fàn)t煤氣供應(yīng)城市煤氣后，焦?fàn)t煤氣沒有合適的用戶。這些過剩的煤氣迫切希望找到經(jīng)濟合理高效的綜合利用途徑3。b. 焦?fàn)t煤氣凈化現(xiàn)狀目前我國正在運行的焦?fàn)t煤氣凈化工藝很多，要包括冷凝鼓風(fēng)、脫硫、脫氨、脫苯等，在凈化煤氣的時回收焦油、硫磺、硫銨

23、或氨水、粗苯等化工產(chǎn)品。我國煤氣凈化一般均采用高效的橫管初冷器冷卻荒煤氣，幾種不同的煤氣凈化技術(shù)主要表現(xiàn)脫硫、脫氨工藝方案的選擇上。脫氨工藝主要有水氨蒸氨濃氨水工藝、水洗氨蒸氨氨分解工藝、冷法水氨工藝、熱法無水氨工藝、半直接法浸沒式飽和硫銨工藝、半直接法噴淋式飽和器硫銨工藝、間接飽和器硫銨工藝、酸洗法硫銨工藝等。脫硫工藝主有濕式氧化工藝如以氨為堿源的法、th frc法及以鈉為堿源的法和濕hpf ada pds吸收工藝如氨硫聯(lián)合洗滌的法、索爾菲班法真空碳酸鹽法等。我國煤氣凈化工藝已達(dá)到或接近國際先進(jìn)平。根據(jù)煤氣用戶的不同，可選用不同的工藝流程滿足用戶對不同煤氣質(zhì)量的要求6。1.3 煤氣的冷卻原理

24、及改進(jìn)1.3.1 煤氣的冷卻原理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大量使用循環(huán)氨水噴灑，使煤氣冷卻到8090°c；第二步再在煤氣初冷器重冷卻。煤氣在橋管和集氣管中的冷卻，通常是將75°c左右的循環(huán)氨水（在150200kpa表壓下）經(jīng)過噴頭強烈噴灑形成細(xì)霧狀液滴，與橋管進(jìn)口650750°c煤氣在直接接觸條件下進(jìn)行的。細(xì)霧狀液滴為氣-液兩相提供了很大的接觸面積；起初，兩相間溫差很大；既存在對流傳熱，又有輻射傳熱，聯(lián)合傳熱系數(shù)很大。因此，煤氣向氨水的傳熱速率將會很高，煤氣溫度會迅速下降。但入口高溫煤氣中水蒸氣的分壓卻遠(yuǎn)低于氨水溫度下的飽和蒸汽壓，氨水會

25、快速汽化。于是，在氣、液兩相間形成了煤氣向氨水快速傳熱而降溫、氨水向煤氣快速傳質(zhì)而增濕過程。由于煤氣的平均比熱容遠(yuǎn)低于水的汽化潛熱以及水的比熱容，所以煤氣溫度雖急劇降低，而氨水溫升卻不多5。1.3.2焦?fàn)t煤氣冷凝工藝的改進(jìn)回收車間擔(dān)負(fù)著焦?fàn)t煤氣的冷卻、輸送、凈化及回收焦化產(chǎn)品的任務(wù)。來自焦?fàn)t的高溫荒煤氣的體積大、水汽含量多，必須將煤氣冷卻以便于輸送和后續(xù)工序回收焦化產(chǎn)品。因此，初冷器的穩(wěn)定運行是整個車間生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而對兩段高效橫管式初冷器而言在二段實現(xiàn)連續(xù)除萘是生產(chǎn)工藝得以順行的關(guān)鍵。a馬鞍山鋼鐵公司煤焦化公司的鼓冷工段分兩期建設(shè)一期建1、 2號初冷器，每臺冷卻面積為4300 ，實行兩段冷卻，

26、中部無隔液盤。二期建37號初冷器，每臺冷卻面積 ，也實行兩段冷卻，中部設(shè)隔液盤，并對37 號初冷器上下兩段分別用冷凝液混合粗焦油進(jìn)行連續(xù)噴灑洗萘。焦油氨水及煤氣冷凝液通過機械化焦油氨水澄清槽分離。由于萘從初冷器二段中大量凝析出來，為了利用含水30%的焦油正常連續(xù)洗萘，原設(shè)計中，要求運行時必須向混合液槽補充的粗焦油，但在實際運行中會帶來以下問題：由于受管道、泵等因素限制，混合液的水分始終很大，而且補充的粗焦油也容易堵塞噴灑孔和管道，運行費用不經(jīng)濟，除萘操作也難以實現(xiàn)連續(xù)運行。為此，我們在37號初冷器投產(chǎn)前，進(jìn)行了如下改造：新建l臺 洗萘液槽，并將原的混合液槽改為混合液中間槽。初冷器一段冷凝液進(jìn)入

27、混合液中間槽，上層氨水自流到冷凝液槽，下層的油流進(jìn)洗萘液槽。機械化焦油澄清槽上層的含水焦油也改為自流入洗萘液槽，用洗萘液泵送往初冷器二段噴灑，洗萘液槽中多余的混合焦油滿流到冷凝液槽，電捕焦油器及風(fēng)機的冷凝液也送入冷凝液槽，用冷凝液泵送往機械化焦油氨水澄清槽。由于初冷器一段沒有必要采用冷凝液混合粗焦油進(jìn)行連續(xù)噴灑，故改為用熱氨水間歇清掃。改造完成后，整個鼓風(fēng)冷凝工序運行穩(wěn)定，效果很好，保證了焦?fàn)t生產(chǎn)和后續(xù)煤氣凈化工藝的順行7。b南昌鋼鐵公司焦化廠提高噴灑液的質(zhì)量將冷凝液中間槽中的部分冷凝液抽送至機械化澄清槽處理，同時往冷凝液中間槽加入適量的輕質(zhì)焦油和氨水，降低噴灑液的含萘量，增加其流動性，以提高

28、初冷器的噴灑效果和減少初冷器的清掃次數(shù)。采取上述措施后，初冷器阻力的上升速度明顯變慢，初冷器和排液管的清掃次數(shù)也明顯減少，較好地穩(wěn)定了鼓風(fēng)機的操作和降低了初冷器后煤氣的集合溫度。改造冷凝噴灑泵的管道。兩臺冷凝液泵就可同時運行，一臺用于冷凝液噴灑，另一臺將冷凝液送至機械化澄清槽。改造后冷凝液泵的噴灑壓力提高到 ，既增加了冷凝液噴灑量，又提高了噴灑效果，初冷器的清掃次數(shù)明顯下降。提高冷凝液噴灑量。為解決冷凝液噴灑量不足的問題。我們將兩臺冷凝液泵的吸入管分別接至冷凝液中間槽的同時，加大了吸入管的直徑。從而徹底解決了兩臺冷凝液。改進(jìn)后生產(chǎn)實踐表明，不僅減輕了初冷器操作工的勞動強度，而且很好地控制了鼓冷

29、系統(tǒng)的工藝參數(shù)，同時提高了焦油與粗苯的產(chǎn)率。1.3.3 煤氣的鼓風(fēng)工藝焦?fàn)t煤氣作為高熱值氣源與其他氣源混摻后外供，焦?fàn)t煤氣經(jīng)初冷器冷卻后至電捕焦油器除去焦油，通過羅茨風(fēng)機向外輸送。鼓風(fēng)機是焦化廠極其重要的設(shè)備，俗稱之為焦化廠的“心臟”。對其操作管理必須予以高度重視。由于鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速和負(fù)載很大，為保證運轉(zhuǎn)正常，減少軸承磨損，要使軸承得到很好的潤滑，并在較低的溫度下進(jìn)行工作，為此，軸承入口油溫為2545°c，出口油溫小于60°c。此外，對鼓風(fēng)機的冷凝液排出管應(yīng)按時用水蒸氣吹掃，否則，焦油黏附到葉輪上，使鼓風(fēng)機超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，影響煤氣的正常輸送?？赡軙鸾?fàn)t煤氣管道頻繁發(fā)生堵塞，因

30、此我們應(yīng)該做好防范措施：（1）保證電捕焦油器開工率及捕集效率 降低煤氣中焦油含量。（2）控制好初冷溫度 初冷后煤氣溫度不要超過20，防止萘在后續(xù)工段析出結(jié)晶。（3）定期清掃煤氣管路 保證管路坡度要大于52。1.3.4鼓風(fēng)工藝的改進(jìn)：a長治鋼鐵集團有限公司，在煉鐵高爐生產(chǎn)中，為降低焦炭耗量和生鐵成本、提高生產(chǎn)效率，我國開創(chuàng)了高風(fēng)溫、低富氧、大噴煤技術(shù)路線。目前國內(nèi)大部分高爐均已廣泛采用富氧鼓風(fēng)技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)點是：高爐富氧 1%,可使實際產(chǎn)量增加 3%4%，風(fēng)口理論燃燒溫度升高 3545 ，高爐煤氣發(fā)熱值提高 3.4%，允許高爐噴吹煤粉 1220 kg/t。轉(zhuǎn)爐吹煉進(jìn)入回收期，達(dá)到煤氣回收的各項

31、技術(shù)條件后，即自動進(jìn)行煤氣回收 ?；厥諘r，轉(zhuǎn)爐的活動煙罩下降，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫含塵煙氣經(jīng)過活煙罩，固定煙道進(jìn)行冷卻。即由轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)將煤氣冷卻1000以下 然后通過一文定徑溢流文氏 管重力脫水器進(jìn)行第1次洗滌除塵 再經(jīng)過rd閥可調(diào)喉口調(diào)節(jié)閥控制煙氣量，經(jīng)90° 彎頭脫水器， 濕旋脫水器脫水后由鼓風(fēng)機抽出，再通過三通閥，水封逆止閥進(jìn)入煤氣柜 。在回收條件不滿足時，則通過放散煙筒高空點火燃燒后排放掉。變壓吸附裝置技術(shù)特點及適用性與傳統(tǒng)技術(shù)相比，變壓吸附制氧技術(shù)特點主要是：工藝流程簡單，不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置，自動化程度高;裝置運行獨立性強，穩(wěn)定性好，可靠性高，可連續(xù)供氧；開停車時間

32、短 一般 30 min內(nèi)可達(dá)使用要求；在常溫常壓下運行，安全性能好。b濟寧市某焦化廠鼓風(fēng)機的改進(jìn)原設(shè)計與 66型焦?fàn)t配套的鼓風(fēng)工段設(shè)有三臺 f = 1200 立管初冷器， 一臺 f =760 橫管初冷器 ，采用 d320 離心風(fēng)機兩臺，同時還備用三臺 lga80 - 500 - l 羅茨鼓風(fēng)機，機后設(shè)有兩臺同心圓式電捕焦油器。為典型的國內(nèi)中小型焦?fàn)t鼓風(fēng)配套系統(tǒng)。改進(jìn)后：羅茨風(fēng)機具有操作簡單、維修方便、性能可靠、投資小等優(yōu)點 ， 無需設(shè)置獨立冷卻油站；缺點是：軸孔密封較差、易泄漏煤氣 ，機后焦油含量高、機前需降低焦油含量。為此將原離心風(fēng)機更換兩臺羅茨風(fēng)機 ，同時增設(shè)一臺機前電捕焦油器及部分工藝管

33、道。1.4焦油、氨水的分離 a焦油初步處理系統(tǒng)：機械化焦油氨水澄清槽焦油澄清槽焦油中間泵焦油槽汽車外送循環(huán)氨水系統(tǒng)：氨水循環(huán)槽循環(huán)氨水泵焦?fàn)t煤氣管及橋管荒煤氣管道氣液分離器機械化焦油氨水澄清槽氨水循環(huán)槽從上升管出來的荒煤氣在橋管和接氣管中被循環(huán)氨水噴灑冷卻到8085°c，煤氣中的焦油霧有5060%被冷卻成液體，與熱氨水一起流入焦油氨水澄清槽內(nèi)。煤氣進(jìn)入初冷器被直接或間接冷卻到30°c左右，煤氣中約30%左右的焦油氣以及絕大部分的水蒸氣、萘被冷凝下來，萘溶解于焦油中，另外還有一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫和其他組分則溶解于冷凝水中，與焦油混合為冷凝液，其余的相繼經(jīng)過鼓

34、風(fēng)機、電捕焦油器等回收，由各裝置回收的冷凝液全部進(jìn)入焦油氨水澄清槽內(nèi)進(jìn)行分離，分離氨水循環(huán)使用，焦油送往焦油精制車間進(jìn)一步加工，蒸餾出酚油、萘油、汽油、蒽油和瀝青等產(chǎn)品可以直接送往油庫外售。b 電捕焦油器的改進(jìn)電捕焦油器主要有同心圓式、管式及蜂窩式三種，同心圓式及管式在國內(nèi)焦化廠應(yīng)用較早，運行較為穩(wěn)定。同心圓式存在著制作安裝精度要求高、煤氣短路流失、場強電壓不穩(wěn)定等缺點，管式也存在著空間效率利用較差等缺點。蜂窩式具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、沒有電場空穴、脫除效率高等優(yōu)點。蜂窩式電捕焦油器操作穩(wěn)定，脫除效率高，是值得在焦化行業(yè)推廣的新型電捕焦油器。針對中小型焦?fàn)t來說，煤氣流量小，采用羅茨風(fēng)機，并在機前增設(shè)

35、電捕不僅消耗低，而且投資少，運行指標(biāo)也能滿足工藝系統(tǒng)要求，是一種切實可行的工藝流程。c高溫粗煤氣熱量回收技術(shù)高爐粗煤氣在700°c左右 離開炭化室?guī)ё叩臒崃考s占總加熱煤氣熱量的35%。目前工藝為高溫煤氣經(jīng)過氨水噴灑冷卻，進(jìn)一步分離煤焦油、凈煤氣、粗苯等化產(chǎn)品。對于這類能量的回收、美國和加拿大提出帶熱回收的無副焦產(chǎn)焦?fàn)t煉焦技術(shù)，高爐煤氣經(jīng)過煤層上部聚集后立即燃燒提供炭化所需要熱量，我國山西也有類似的焦?fàn)t生產(chǎn)。該技術(shù)無需回收副產(chǎn)品，也減少了基建投資，化產(chǎn)品回收所帶來的污染也得到了解決。有文獻(xiàn)提出采用熱管回收上升管高溫煤氣熱焓，將熱管的蒸發(fā)段安裝在上升管夾套內(nèi)，熱管的冷凝段以分離熱管的形式

36、安裝在焦?fàn)t上方的某一位置，生產(chǎn)蒸汽或熱水，一定程度上解決了上升管根部易冷凝初焦油而影響上升管使用壽命的問題。日本報道了上升管中用內(nèi)充薩姆s-700的盤管回收荒煤氣中的熱量，用來預(yù)熱焦?fàn)t加熱用的混合煤氣、荒煤氣顯熱的回收率可達(dá)到30%左右。山東濟鋼采用上升管煤氣加熱導(dǎo)熱油技術(shù)、高溫導(dǎo)熱油再用來蒸氨、粗苯精制等取代蒸汽加熱介質(zhì)，同時達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和減少廢水外排的目的8。2設(shè)計內(nèi)容與工藝方案及選型2.1 設(shè)計內(nèi)容與方法 通過設(shè)計任務(wù)年產(chǎn)60萬噸焦炭的焦化廠，估算出粗煤氣的流量。因為焦化生產(chǎn)是連續(xù)的過程，所以一年按365天計算出每小時的粗煤氣流量。煤氣在橋管和集氣管內(nèi)冷卻時，是用壓力表為150200k

37、pa的循環(huán)氨水通過噴頭強烈噴灑，被噴成細(xì)霧狀的氨水與煤氣充分接觸，由于煤氣溫度很高且遠(yuǎn)沒有被水汽所飽和，所以煤氣放出大量顯熱，氨水大量蒸發(fā)，快速進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)過程。氨水在此處是過量的，其具體的量由煤氣的總量來決定。傳熱過程取決于煤氣與氨水的溫度差。因煤氣溫度高于循環(huán)氨水的溫度，所以熱量就會從煤氣傳給氨水，使煤氣冷卻。傳質(zhì)過程的推動力是循環(huán)氨水液面上的水汽分壓與煤氣中水汽的分壓之差。因為循環(huán)氨水液面上水汽分壓大于進(jìn)入集氣管的煤氣中水汽分壓，所以氨水就產(chǎn)生蒸發(fā)。煤氣在集氣管冷卻時所放出的熱量中，大部分熱量用于蒸發(fā)氨水，剩余的熱量用于加熱氨水和集氣管的散熱損失上。在冷卻過程中，煤氣溫度由65070

38、0降至8086，同時約60%的焦油汽冷凝下來，在實際生產(chǎn)上，煤氣溫度可冷卻至高于其最后達(dá)到的露點溫度13.露點溫度就是煤氣被水汽飽和的溫度，即煤氣的冷卻極限溫度。煤氣經(jīng)上升管、集氣管循環(huán)氨水噴灑冷卻后的溫度仍高達(dá)8086，且含大量焦油汽和水蒸氣及其他物質(zhì)。他們一起吸煤氣管道流入氣液分離器。分離出的焦油、焦油渣、循環(huán)氨水進(jìn)入機械化焦油氨水澄清槽。在機械化氨水澄清槽中靠比重差靜置分離。為了進(jìn)一步冷卻煤氣和冷凝水汽、焦油蒸汽等，以減少煤氣體積，便于輸送，且節(jié)省輸送煤氣所需動力，由集氣管出來的煤氣應(yīng)繼續(xù)冷卻到2535或低于25，這個任務(wù)要在化產(chǎn)車間的初冷器內(nèi)完成。因焦化廠內(nèi)該冷卻器位于煤氣輸送系統(tǒng)的開

39、始部位，故稱為煤氣初步冷卻器，簡稱初冷器。初冷器的選擇有煤氣的流量及氨水的流量來決定，初冷器的選擇也要通過計算來決定，鼓風(fēng)機的選擇是看煤氣量來決定的，后邊的電捕焦油器和氨水焦油澄清槽也要通過煤氣的量來決定。2.2設(shè)備選擇原則1. 間接式煤氣初冷器有立管式和橫管式兩種。目前一般用橫管式冷卻器，因為冷卻效果好。2.根據(jù)煤氣的輸送量、輸送系統(tǒng)的阻力，有選用電動離心鼓風(fēng)機或汽動鼓風(fēng)機。對輸送煤氣量很小的小型焦化廠一般用羅茨鼓風(fēng)機。3.為再生潤滑油，應(yīng)配備移動式濾油機一臺。4.大中型焦化廠一般采用電捕焦油器。小型廠一般用旋風(fēng)式機械捕焦油器。5.氨水焦油分離設(shè)備及焦油貯槽盡量避免用鋼筋混凝土制作，而要選擇

40、鋼制容器。6.為安裝和檢修循環(huán)氨水泵、初冷循環(huán)水泵等，在冷凝泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)單軌手動吊車，最大起重量應(yīng)大于與泵配套的電動機的重量。7.循環(huán)氨水泵應(yīng)分系設(shè)置。因循環(huán)氨水的溫度約為7880，并考慮水泵長期運轉(zhuǎn)后，機械性能減弱，泵的輸送能力降低，所以應(yīng)在保證焦?fàn)t集氣管噴灑氨水壓力的要求下，選取的最大流量應(yīng)比設(shè)計計算的流量大2030%。8.煤氣冷卻器的面積，在設(shè)備清掃檢修時，應(yīng)能滿足生產(chǎn)的要求。9.煤氣鼓風(fēng)機只需一臺運行時，設(shè)備用率為100%；兩臺運行時，備用率為50%。10.電捕焦油器的臺數(shù)應(yīng)考慮當(dāng)其中一臺清掃或維修氨水時，其他臺數(shù)仍能滿足煤氣流速在上限操作范圍。11.焦油、氨水分離設(shè)備的總?cè)莘e，在設(shè)備清

41、掃或維修時，應(yīng)能滿足生產(chǎn)的要求。12. 循環(huán)氨水泵的備用率為50%100%。2.3 三中煤氣冷凝方法的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型冷卻沒啟用的主要設(shè)備是煤氣初冷器，一般有水冷卻器和空氣冷卻器兩類。因空氣冷卻器的冷卻效率低和傳熱系數(shù)小，目前已不在采用?，F(xiàn)在大多數(shù)焦化廠都采用水冷卻的煤氣冷卻器9。用水冷卻煤氣的工藝流程又可分為間接、直接和間直混合冷卻等三種，現(xiàn)分述如下：2.3.1 間接冷卻煤氣間接工藝流程圖如下：圖1 煤氣間接初冷工藝流程1氣液分離器；2煤氣初冷器；3煤氣鼓風(fēng)機；4電捕焦油器；5冷凝液槽；6冷凝液液下泵；7鼓風(fēng)機水封槽；8電捕焦油器水封槽；9機械化氨水澄清槽；10氨水中間槽；11事故氨水槽

42、；12循環(huán)氨水泵；13焦油泵；14焦油貯槽；15焦油中間槽；16初冷冷凝液中間槽；17冷凝液泵；焦?fàn)t煤氣與噴灑氨水、冷凝焦油等沿吸煤氣主管首先進(jìn)入氣液分離器，煤氣與焦油、氨水、焦油渣等在次分離。分離下來的焦油、氨水和焦油渣一起進(jìn)入焦油氨水澄清槽，經(jīng)過澄清分成三層：上層為氨；中層為焦油；下層為焦油渣。沉淀下來的焦油渣由刮板輸送機連續(xù)刮送到漏斗處排出槽外。焦油則通過液面調(diào)節(jié)器流至焦油中間槽，由此泵往焦油貯槽，經(jīng)初步脫水后泵往焦油車間。 經(jīng)氣液分離后的煤氣進(jìn)入數(shù)臺并聯(lián)立管式間接冷卻器內(nèi)用水間接冷卻，煤氣走管間，冷卻水走管內(nèi)。從各臺初冷器出來的煤氣溫度是有差別的，匯集在一起后的煤氣溫度 稱為集合溫度，

43、這個溫度因生產(chǎn)工藝的不同而有不同的要求，在生產(chǎn)硫銨系統(tǒng)中，要求集合溫度低于35；在生產(chǎn)氨水系統(tǒng)中，則要求集合溫度低于25. 隨著煤氣的冷卻，煤氣中絕大部分焦油氣、大部分水汽和奈在初冷器中被冷凝下來，奈溶解于焦油中。煤氣中一定數(shù)量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫和其他組分溶解于冷凝水中，形成了冷凝氨水。焦油和冷凝氨水的混合液稱為冷凝液。如上圖所示，冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入機械化氨水澄清槽，與循環(huán)氨水混合澄清分離。分離后所得剩余氨水送去脫酚和蒸氨。當(dāng)冷卻煤氣用的冷卻水為直流水時，冷卻器后的熱水直接排放。如為循環(huán)水時，則將熱水送到?jīng)鏊芾鋮s至25.左右，再送回初冷器循環(huán)使用。上述煤氣間接初冷流

44、程適用于生產(chǎn)硫銨工藝系統(tǒng)。當(dāng)生產(chǎn)濃氨水時，為使初冷后煤氣集合溫度達(dá)到20.左右，宜采用兩端初步冷卻。兩段初冷可采用如圖2所示具有兩段初冷功能的初冷器，其中前四個煤氣通道為第一段，后兩個煤氣通道為第二段。在第一段用循環(huán)冷卻水將煤氣冷卻到約45，第二段用低溫水將煤氣冷卻到25以下。 圖22.3.2 直接冷卻 煤氣在直接冷卻器中的初步冷卻，是由煤氣和冷卻水直接接觸混合，將熱量傳給冷卻水而完成的。我國的一些小型焦化廠多采用直接式初冷流程9。如圖3從吸氣管來的8085的焦?fàn)t煤氣經(jīng)氣液分離器后，進(jìn)入直接式木格填料初冷塔、用氨水噴灑冷卻到28，然后用鼓風(fēng)機送到后續(xù)工段。從氣液分離器分離出來的循環(huán)氨水和焦油進(jìn)

45、入焦油氨水澄清槽，從澄清槽出來的循環(huán)氨水，用泵送回集氣管噴灑冷卻煤氣。澄清槽底部的焦油用泵送入焦油槽進(jìn)一步處理。初冷塔底部流出的氨水和冷凝液進(jìn)入氨水池，在此與洗氨塔來的部分氨水混合并進(jìn)入分離，分離出的焦油與氨水澄清槽分離的焦油混合，送往焦油車間加工處理。而氨水則用泵送入噴淋式冷卻器，經(jīng)冷卻后送至初冷塔循環(huán)使用，多余的氨水則送去蒸氨。 圖3 煤氣直接初冷工藝流程1 氣液分離器；2焦油盒；3、4直接式煤氣初冷塔；5羅茨鼓風(fēng)機；6捕焦油器；7水封槽； 8焦油泵；9焦油循環(huán)氨水泵；10焦油循環(huán)氨水澄清槽；11焦油槽；12焦油池；13焦油泵；14初冷循環(huán)氨水澄清池；15初冷循環(huán)氨水冷卻器；16初冷循環(huán)氨

46、水泵；17剩余氨水泵；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。在實際生產(chǎn)中，直接初冷塔可洗去進(jìn)塔煤氣中90%以上的焦油，80%左右的氨，60%以上的奈，以及約50%的硫化氫、氰化氫。這對后面洗氨、洗苯過程及減少設(shè)備腐蝕，都是有益的。它與煤氣間接初冷工藝相比，直接初冷工藝有冷卻效率高、煤氣壓力損失小、不易堵塞以及基建投資和鋼材用量少等優(yōu)點。但其工藝流程較復(fù)雜、動力消耗較大、循環(huán)氨水冷卻器易堵塞等缺點。所以，大型焦化廠已很少單獨采用煤氣直接初冷流程。用于煤氣初冷的直接式冷卻塔有木格填料塔、金屬隔板塔和空噴塔、在大型焦化廠得到廣泛應(yīng)用。直接冷卻器以有無填充物而分為兩種，大多采用多段

47、空噴塔，噴淋氨水自上而下與煤氣逆流接觸，從塔底排出的噴淋氨水經(jīng)換熱器和冷卻后循環(huán)使用，在直接式冷卻器中，煤氣在冷卻的同時還有部分腐蝕性介質(zhì)和焦油霧被噴淋氨水帶走，為不使這些腐蝕性介質(zhì)在循環(huán)液中積累，一般采用補充循環(huán)氨水的方法進(jìn)行排污，排污水送往焦油氨水澄清槽補充水量控制在噴淋氨水循環(huán)量的5%10%。但由于直接式冷卻器的噴淋氨水在循環(huán)過程中需用冷卻水冷卻，當(dāng)用相同溫度的冷卻水時，直接式冷卻器后的煤氣溫度就高于間接初冷器。如圖3所示，空噴塔為鋼板焊制的中空直立塔，在塔的頂段和中段各安設(shè)六個噴嘴來噴灑2528的循環(huán)氨水，所形成的細(xì)小液滴在重力作用下 于塔內(nèi)降落，與上升煤氣密切 環(huán)氨水入口溫度，且有洗

48、除部分焦油、奈氨和硫化氫的效果。. 由于噴灑液中混有焦油所以可以將煤氣中奈含量脫除到低于 煤氣出口溫度下的飽和奈的濃度?？諊娝睦鋮s效果，主要取決于噴灑溶劑的粘度及在 全塔截面上的均勻性，為此沿塔周圍安設(shè)6-8個噴嘴。為防止噴嘴堵塞，需定時通入蒸汽清掃。 圖4空噴初冷塔 1塔體；2煤氣入口；3煤氣出口；4循環(huán)液出口；5焦油氨水出口；6蒸汽入口；7蒸汽清掃口；8氣流分布柵板；9集液環(huán)；10噴嘴；11放散口；12放空口；13入孔； 2.3.3 間直冷卻 圖5 間冷直冷相結(jié)合的煤氣初冷工藝流程1 氣液分離器；2橫管式間接冷卻器；3直冷空噴塔；4液封槽；5螺旋換熱器；6機械化氨水澄清槽；7氨水槽；8氨

49、水貯槽；9焦油分離器；10焦油中間槽；11焦油貯槽間直冷卻工藝是間接冷卻與直接冷卻相結(jié)合的方式即用間接冷卻器將煤氣溫度從8090冷卻到5055后，再用直接冷卻器進(jìn)一步冷卻。在間冷階段，由于溫差大、冷凝液量多和奈量相對較少，傳熱系數(shù)高，可大幅度減少所需的傳熱面積。而在直冷階段，可充分發(fā)揮凈化煤氣的效果，降低煤氣中的含奈量和腐蝕性介質(zhì)。但也存在工藝復(fù)雜、設(shè)備多、能耗高和占地面積大等缺點，國內(nèi)僅寶鋼采用。本設(shè)計綜合考慮上述三種流程的優(yōu)缺點后，決定采用間接冷卻流程2.4 各種鼓風(fēng)機的優(yōu)缺點及本設(shè)計的選型煤氣由炭化室出來經(jīng)集氣管、吸氣管、冷卻及回收設(shè)備和管道阻力及保持足夠的煤氣剩余壓力，需設(shè)置煤氣鼓風(fēng)機

50、。同時，在確定化產(chǎn)回收工藝流程及所用設(shè)備時，除考慮工藝要求外，還應(yīng)該使整個系統(tǒng)煤氣輸送阻力盡可能小，以減少鼓風(fēng)機的動力消耗10。目前我國焦化廠所采用的煤氣鼓風(fēng)機主要有離心式和羅茨式兩種。當(dāng)焦化廠蒸汽量充足時，也可選用蒸汽透平帶動鼓風(fēng)機。1. 煤氣的輸送系統(tǒng)及其阻力吸入方為負(fù)壓，壓出方為正壓，鼓風(fēng)機的機后壓力與機前壓力差為鼓風(fēng)機的總壓頭。鼓風(fēng)機一般設(shè)置在初冷器后面。這樣，鼓風(fēng)機吸入的煤氣體積小，負(fù)壓下操作的設(shè)備及煤氣管道少。有的焦化廠將油洗奈塔及電捕焦油器設(shè)在鼓風(fēng)機前，可防止。鼓風(fēng)機堵塞。2. 煤氣輸送管道 煤氣管道應(yīng)有一定的傾斜度，以保證冷凝液按預(yù)定方向自流。吸氣主管順煤氣流向傾斜度為1%；鼓

51、風(fēng)機前后煤氣管道順煤氣流向傾斜度為0.5%；逆煤氣流向為0.7%,飽和器后至粗笨工序前煤氣管道逆煤氣流向傾斜度為0.7%1.5%。由于奈能夠沉積于管道中，所以在可能存積奈的部位，均設(shè)有清掃蒸汽口。此外，還設(shè)有冷凝液導(dǎo)出口，以便將管內(nèi)冷凝液放入水封槽。在全部回收設(shè)備之后的回爐煤氣管道上，設(shè)有煤氣自動放散裝置，當(dāng)煤氣壓力超過允許值時將煤氣自動放散，否則鼓風(fēng)機的操作調(diào)節(jié)將發(fā)生困難，不能保持焦?fàn)t集氣管煤氣壓力的規(guī)定值。2.4.1 離心式鼓風(fēng)機的構(gòu)造如圖7所示離心式鼓風(fēng)機由導(dǎo)葉輪，外殼和安裝在軸上的兩個工作葉輪組成。煤氣由吸入口進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的第一工作葉輪，在離心力的作用下，增加了靜壓能并被甩向葉輪外面的

52、環(huán)形空隙，于是在葉輪中心處形成負(fù)壓，煤氣及不斷吸入。由葉輪甩出的煤氣速度很高，當(dāng)進(jìn)入環(huán)形空隙速度減小，其部分動能變成靜壓能，冰眼倒也論壇哦并沿導(dǎo)葉輪通道進(jìn)入第二葉輪，產(chǎn)生與第一葉輪相同的作用，煤氣的靜壓能再次得到提高，經(jīng)環(huán)形空隙及出口連接管被送入壓出管路中。煤氣的壓力是在各個葉輪作用下，并經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而得到提高。顯然，葉輪的轉(zhuǎn)速越高，煤氣的密度越大，作用于煤氣的離心力即越大，則出口煤氣的壓力也就越高。離心式鼓風(fēng)機廣泛應(yīng)用于大中型焦化廠，按進(jìn)口煤氣的流量大小有150、300、750和1200米3/分等各種規(guī)格，產(chǎn)生的總壓頭為29.534.3kpa11。圖6離心式鼓風(fēng)機示意圖2.4.2羅茨鼓風(fēng)機的

53、構(gòu)造 當(dāng)冷凝工段處理量較小時，一般可選用羅茨鼓風(fēng)機。此種鼓風(fēng)機在電動機功率即轉(zhuǎn)速一定時，其輸入量與風(fēng)機升壓無關(guān)。如下圖所示，羅茨鼓風(fēng)機有一鑄鐵外殼，其殼內(nèi)裝有兩個8字型的鑄鐵或鑄鋼制成的空心轉(zhuǎn)子，并將汽缸分成兩個工作室。由于轉(zhuǎn)子的中心距即轉(zhuǎn)子長度的不同，輸氣其能力可以在很大范圍內(nèi)波動。 羅茨鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小，轉(zhuǎn)速一定時，如壓頭稍微變化其輸氣量仍保持不變。但是，使用時間久后，間隙因磨損增大，效率降低。因此為保證安全運轉(zhuǎn)，此種鼓風(fēng)機必需用循環(huán)管調(diào)節(jié)煤氣量，在壓出管路上需安裝安全閥 圖7羅茨鼓風(fēng)機示意圖 3. 煤氣的鼓風(fēng)冷凝工段的工藝計算3.1 集氣管的工藝計算年產(chǎn)1200kt焦炭鼓

54、冷計算的原始數(shù)據(jù)：一般配煤成焦率按75%計算則干煤量為： 120÷75%=160萬噸/年=182.6噸/時一年按365個工作日計算，工藝為連續(xù)性生產(chǎn)。因配煤水分應(yīng)小于10%，一般規(guī)定當(dāng)78%時，則干煤堆密度最小，本設(shè)計中煤料水分取8%。3.1.1 原始數(shù)據(jù)焦?fàn)t每小時裝入干煤量，噸 182.6裝入煤料水分，% 8焦?fàn)t煤氣中的主要化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率如下表表5 主要煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率（按裝入干煤計）； %（質(zhì)量）項目名稱質(zhì)量占干煤量，%（質(zhì)量）1234567焦炭焦油氨硫化氫粗苯化合水（熱解水）干煤氣合計167.43噸/時74.93.750.260.221.074.2815.52100表6 干煤氣組成（粗苯、硫化氫、氨除外）項目煉焦煤氣組成的名稱體積百分組成1234567h2 ch4con2co2 dabno2合計 59.5 25.56.04.02.42.20.41003.1.2 物料平衡集氣管物料衡算：每小時裝入濕煤量：182.6×=198.48噸/時裝入沒料帶入水分：198.48182.6=15.88噸/時1. 進(jìn)入集氣管的氣態(tài)煉焦產(chǎn)品數(shù)量如下：（kg/h）按質(zhì)量計算時， kg/h干煤氣：mr=182.6×103×15.52%=28339.52千克/時水蒸汽：