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7型树脂的热稳定性?
电石 法生产7型 树脂 的热老化白度不是太高,大家讨论一下如何改进?
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炉门紧丝座处经常坏的原因?
是受力中心
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输电线路采用直流融冰技术?
如题,那天在电视上看到一条新闻,天气较冷,输电线路结冰,一些地方采用直流融冰技术,请教各位大侠,此技术什么原理?
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关于冷盐水(氯化钙)从-20升温到30℃腐蚀程度讨论?
如题,把冷盐水从-20℃左右循环加热至30℃左右,讨论腐蚀程度,谢谢!
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谁介绍下氨法脱硫?
听说柳钢氨法脱硫已经运行,谁介绍下氨法脱硫.谢谢!
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分馏塔建回流?
开工时 分馏塔 建回流为什么要由上至下进行?请各位大侠指教
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冷换设备的工艺设计?
冷换设备计算资料,共13个包 目录 第一章 概述1 第一节 换热器 在工业中的应用1 第二节换热器的分类3 第三节换热器型式的选用6 第四节介质走向的选择9 第五节允许压力降的选择9 第二章换热器的结构参数11 第一节换热器的型号与结构11 第二节标准换热器主要结构参数20 第三节内导流和外导流换热器及 冷凝器 主要参数25 第四节浮头式双弓形折流板换热器的主要工艺参数28 第三章换热器的工艺参数参考表32 一.总传热系数32 二.结垢热阻42 三.金属导热系数λ44 附录(GB151—1999)壁温计算45 第四章换热器的结构和使用特点及防腐48 第一节典型换热器的结构和使用特点48 第二节换热器的材料及防腐58 第三节研究现状及发展方向59 第五章 板壳式换热器 61 第一节概述61 第二节结构形式62 第三节设计计算70 第六章再沸器73 第一节概述73 第二节再沸器的类型和特点74 第三节再沸器选型78 第四节带蒸发空间的卧式换热器90 第五节计算步骤与例题93 第六节T型翅片管再沸器102 第七节高效再沸器在炼油化工气分装置的应用109 第八节在脱硫装置上应用T型翅片管再沸器的设计110 第九节PRO/Ⅱ中热虹吸再沸器的设计113 参考文献 [ ]
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如何判断加氢反应器铠装热电偶测温是否准确?
如何判断加[wiki]氢[/wiki] 反应器 铠装热电偶 测温是否准确加 氢 反应器中测量 催化剂 床层径向温度,如何判断热电偶测温是否准确
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麻烦高手看一下这个LISP程序有什么问题?
(DEFUN C:CZ(/sad ss ) (setq sad(getstring "\n改变对象颜色\n请输入对象颜色或弹出颜色对话框(c):[红(1)/黄(2)/绿(3)/青(4)/蓝(5)/品红(6)/白(7)] <7>:")) (if (= sad "")(setq sad "7")) (SETQ SS(SSGET) (command "change" ss "" "p" "C" sad "") (princ) ) 加载后显示输入列表有缺陷,麻烦帮我看一下,最近刚学,语法有点不对,估计!
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二取二,二取一逻辑?
问一下二取二逻辑是不是就等同于“与”门?二取一逻辑是不是等同于“或”门?
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如何用HYSYS做含水蒸气的天然气的相图?
天然气中有水蒸气时用HYSYS可以做相图吗?
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有没有离心泵汽蚀引起振动的振动特征和频谱图?
有没有 离心泵 汽蚀引起振动的振动特征和频谱图
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操作室用什么电?
控制室的电脑DCS画面用的是什么电?一般有几路?UPS是什么?加分
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离心式空压机?
那位有 离心式空压机 的图纸,故障分析等资料,能不能给大家学习一下?先谢谢了!
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毕业设计配煤炼焦?
08届毕业设计 系别: 化学化工系 专业: 化学工程与工艺 姓名: 学号: 1114040111 指导教师: 完成时间: 2008-5-30 目录 一、 总论……………………………………………………………4 二、 焦炉概况………………………………………………………7 1. 焦炉的发展…………………………………………………7 2. 现代焦炉的结构……………………………………………………8 3. 我国现有焦炉的炉型………………………………………………10 4. 关于炼焦技术的现状,目标………………………………………11 三、 设计内容 1. 设计任务…………………………………………………………13 2. 设计原理………………………………………………………14 3. 原始数据……………………………………………………14 四、 工艺计算 1. 原始数据的处理与计算…………………………………………16 2. 物料恒算…………………………………………………………20 3. 热量恒算…………………………………………………………23 4. 焦炉的热工评定………………………………………………31 五、炉型选择 1.炭化室的中心距…………………………………………………31 2.焦炉的生产能力…………………………………………………32 六. 干熄焦热态捣固炼焦联合工艺…………………………………33 七、强度校核 1.炭化室强度 ……………………………………………………34 2. 燃烧室强度……………………………………………………35七、 结束语……………………………………………………………35 八、 参考文献…………………………………………………………36 年处理量30万吨 1/5高硫肥煤4/5贫瘦煤配煤炼焦工艺设计 *** ( 平顶山,河南 111404111 ) 摘要:为了缓解炼焦煤资源的紧张局势,扩大焦化用煤来源,使用非焦化用煤配煤炼焦成为当前有待解决的问题。为此本次设计以贫瘦煤为主,充分利用当地的煤炭资源,降低成本,使设计最优化。结合平顶山当地焦化厂生产配煤的实际情况和我此次设计选择捣固炼焦工艺的特点,进行了以贫瘦煤为主的配煤试验和焦炉设计新工艺,并通过干熄焦法与煤预热联合捣固炼焦来炼制出达到国家冶金二级标准的焦碳。 关键词:弱粘结性煤;热解捣固;干法熄焦;配煤炼焦 一、总论 煤在隔绝空气的条件下,加热到950-1050 oC,经过干燥,热解,熔融,粘结固化,收缩等阶段最终制成焦炭,这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼,铸造,气化和化工等工业部门作为燃料或原料;炼焦过程中得到的干馏煤气经回收,精制得到各种芳香烃和杂 环化合物 ,供合成纤维,染料,医药,涂料和国防等工业作原料;经净化后的 焦炉煤气 既是高热值的燃料,又是合成氨,合成燃料和一系列有机合成工业的原料。因此,高温炼焦是煤综合利用的重要方法之一。 由于新的炼焦工艺—-热解法捣固炼焦的广泛使用,使得我国的煤炭资源更能够被充分利用,尤其是平顶山地区优质、低灰、低硫、高挥发分、弱黏结性或不黏结性的煤,用平顶山地区的煤作配煤炼焦,不仅提高了该地区煤的使用价值,在一定程度上降低钢铁生产成本,而且缓减了我国煤炭资源紧张的压力。 本次设计采用一种热态捣固炼焦工艺,其特征是先将煤经粉碎、混料后,入煤仓,然后经传送带送至碳化室一侧的上料溜槽,待碳化室的煤达到200-450℃ 时,煤处于软熔状态,然后由设置在碳化室顶部的捣固机构对软熔状态的煤进行捣固,使煤在碳化室内直接捣固成密度较大的煤饼与其他工艺技术相比,彻底改变了常规炉外捣制炼焦工艺,采用在焦炉碳化室干馏过程中,即碳化室温度在400℃左右时,煤处在软融状态下进行捣固炼焦,大大提高了捣固强度,M40可提高8-10%,使非主焦煤配比增加,减少了焦碳的气孔率 远在16世纪已经开始发展高温炼焦,它始于炼铁的需要,是煤综合利用最成熟,应用最广泛的方法。几百年来高温炼焦随冶金,化工的发展而不断变革。近几十年来随高炉技术的发展和能源构成的变化,高温炼焦技术正在出现新的进展。焦炉的发展经历了:土法炼焦、倒焰式炼焦炉、废热式焦炉和现代的蓄热式焦炉,工艺技术上也从最早的不回收化学产品、热效率极低的土法炼焦发展的今天回收化学产品和充分利用废气余热的高效焦炉。 高炉大型化和高压喷吹技术的发展,对焦炭质量的要求日益严格。随着人们对高炉内焦炭行为的深入了解,传统的冷态强度,化学成分和筛分组成等指标已不足以全面评定焦炭的质量。焦炭的高温性能,显微结构及其他新的检验和评定焦炭质量的方法正在逐步建立,以适应低燃料比和大型高效高炉稳定操作的需要。另一方面由于世界优质炼焦煤明显短缺,优质焦炭与低质煤炭间的矛盾日益尖锐。它推动着配煤炼焦和非炼焦煤炼焦技术的发展。 以粘结组分和纤维质组分作为配煤基本概念的配煤原理正在形成,反映该二种组分的各粘结性参数和煤化度参数,正由宏观的粘结性指数,流动度,膨胀度和挥发分,发热量,C/H比等转向以煤岩学为基础的组织平衡指数和强度指数等。这标志着配煤研究从宏观走向微观,为实验室预测焦炭强度提供了有效途径。与此同时,中间相(液晶)理论用于煤热解过程的分析,正在使人们加深对煤向焦转化过程的认识,并通过对煤的显微组分和焦炭显微结构之间建立定性和定量关系的研究,寻找它们之间的相关数学模型,使电算机自动确定配煤组成和控制配煤操作成为现实。 为了扩大炼焦煤源,将弱粘结煤或不粘结煤用于炼焦。适合于常规焦炉配煤炼焦的各种新技术(煤干燥,预热,选择粉碎,捣固,配型煤,配用人造粘结煤或抗裂剂等)已达到工业化水平,从而成为解决用较差的炼焦煤炼出优质焦炭的主要方法。型焦作为广泛利用劣质煤的最有效方法,经过二十多年的试验和发展,世界上已有年产20至50万t的工业性试验装置,这将成为今后发展冶金和非冶金用焦的重要方向。 为使焦炉与大型高炉配套,实现焦炉的高效低耗,焦炉日趋大型化和高效化。焦炉大型化主要在于提高炭化室高度并适当增加长度,由此在焦炉结构的发展上,愈来愈多地采用分段加热及贫煤气和空气全下喷的方式。加热煤气设备向全自动调节和程序加热的方向发展。为了实现焦炉的高效化,减薄炭化室炉墙,提高燃烧室的温度已属于人们最注视的课题,对此采用既能确保炉体坚固严密,又能提高炉温和传热速率的高密度高强度的硅砖,这是焦炉用耐火材料的主要研制方向。 焦炉大型化对焦炉操作的全盘机械化和自动化提出了更高的要求。各种机械化和自动化方案正在试用,电子计算机开始用于焦炉生产(操作和加热管理)。焦炉操作的机械化和自动化为改善环境污染创造了条件,各种装煤出焦的防尘设施不断出现。干熄焦的采用不仅有 利于熄焦过程的环境保护,还可以节约能源,改善焦炭质量和扩大次煤用量,国内外均日益重视,是我国焦化工业今后发展的一个方向。 伴随焦炉大型化和对焦炭质量要求的进一步提高,10万t级以上的大型货轮,卸煤机和处理量达每小时几千吨原煤的大型 堆取料机 等煤场机械已用于煤的装卸和贮存。分级粉碎和选择粉碎等先粉后配流程正逐渐代替先配后粉流程。备煤过程的全自动作业也成为现实。 用溶剂精制煤,石油残油蒸汽裂解得到的APS粘结剂等作为配煤或型煤的组分,粉煤快速干馏用于型焦生产或制取优质碳粒,由煤或焦炉煤气制取高炉喷吹或直接还原用的还原性气体……,这些新工艺的出现,标志着传统的高温炼焦工业已开始被煤的液化,气化等工业所渗透。 二、焦炉概况 1. 焦炉的发展 焦炉结构的发展大致经过四个阶段,即土法炼焦,倒火焰式焦炉,废热式焦炉和近代的蓄热式焦炉。 随着化学工业的发展,要求从干馏煤气中回收有用的化学产品,为此将炭化室和燃烧室完全隔开,炭化室内生产的荒煤气送到回收车间分离出化学产品后,再送回燃烧室内燃烧和民用。 1881年德国建成了第一座回收化学产品的焦炉。由于煤在干馏过程中产生的煤气量及煤气组成是随时间变化的,所以炼焦炉必须有一定数量的炭化室组成,各炭化室按一定的顺序装煤成焦,才能使全炉的煤气量及煤气组成接近不变,以实现稳定的连续生产,这就出现了炼焦炉组。 这种焦炉所产生的煤气几乎全部用于自身的加热。燃烧生成的1,200℃的高温废气带走的热量相当可观。为了减少能耗,降低成本,并将结余部分的焦炉煤气供气冶金化工等部门作原料和燃料,又发展成具有回溯废气热量装置的换热式或废热式焦炉。 换热式焦炉靠耐火砖砌成的相邻通道及隔墙,将废气热量传给空气,它不需换向装置,但易漏气,回收废弃热量消耗效率差,故近代焦炉都采用废热式。蓄热式焦炉所产生的焦炉煤气,用于自身加热时只需煤气产量的一半左右。它还可以用贫煤气加热,将焦炉所产的全部煤气,作为产品提供的其他部门使用,这不仅可以降低成本,还使资源利用更加合理。 自1884年建成第一座蓄热式焦炉,焦炉在总体上变化不大,但在建筑材料,炉体构造,炭化室的有效容积,技术装备等表面都有显著改进。随着耐火材料工业的发展,自本世纪20年代起,焦炉用耐火材料由黏土砖改用硅砖,使结焦时间从24小时到28小时,缩短到14小时~16小时。炉体使用寿命也从10年左右延长到20~25年甚至更长,由于高炉炼铁技术的发展,要求焦炭高,块度均匀, 由于有机化学工业发展的需要,希望提高化学产品的产率。这就促进了对炉体构造的研究,使之即实现均匀加热以改善焦炭质量,又能保持适宜的炉顶温度以控制二次热解而提高化学品的产率。 近年来,焦炉向大型化,高效化发展,焦炉发展的主要方向是大容积。采用致密硅砖,减薄炭化室墙和提高加热火道的标准温度。 2. 现代焦炉的结构 现代焦炉虽有多种炉型,结构都有基本要求: 1)焦饼长向和高向加热均匀,加热水平适当,以减轻化学产品的裂解损失。 2)劳动生产率和设备利用率高。 3)加热系统阻力小,热工效率高,能耗低。 4)炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。 5)劳动条件好,调节控制方便,环境污染少。 为此需从焦炉的各个方面加以分析。焦炉主要有炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶和基础部分组成。现代焦炉炉体最上部是炉顶,炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室,炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区,每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。烟道设在焦炉基础内或基础两侧,烟道末端通向烟囱。 a.燃烧室和炭化室 燃烧室是煤气燃烧的地方,通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室的提供热量。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达1300--1400℃,而炭化室墙面温度约1000--1150℃, 装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈,且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀 能力强、高温热稳定性能好和无残余收缩等优良性能。砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构,以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度;所用的砖型有:丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖,20世纪80年代以后则多采用宝塔砖。炭化室墙厚一般为90—100mm,中国多为95—105mm。为防止焦炉炉头砖产生裂缝,有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑,并设置直缝以消除应力,中国焦炉多采用这种结构。 燃烧室分成许多立火道,立火道的形式因焦炉炉型不同而异。立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。煤气在立火道本体内燃烧。立火道顶是立火道盖顶以上部分。从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离,称加热水平高度,它是炉体结构中的一个重要尺寸。如果该尺寸太小,炉顶空间温度就会过高,致使 炉顶产生过多的沉积碳;反之,则炉顶空间温度过低,将出现焦饼上部受热不足,因而影响焦炭质量。另外,炉顶空间温度过高或过低,都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。捣固焦炉与顶装炉不同,其锥度较小,只有0—200mm。 b.蓄热室 为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气,在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室(其中心线与燃烧室中心线平行),以便于单独调节。蓄热室有宽蓄热室和窄蓄热室两种。宽蓄热室是每个炭化室下设一个,窄蓄热墙一般用硅砖砌筑,有些国家用粘土砖或半硅砖代替硅砖砌筑温度较低的蓄热室下部。在蓄热室中放置格子砖,以充分回收废气中的热量。格子砖要反复承受急冷急热的温度变化,故采用粘土质或半硅质材料制造。现代焦炉的格子砖一般采用异型 薄壁结构,以增加蓄热面积和提高蓄热效率。蓄热室下部有小烟道,其作用是向蓄热室交替导入冷煤气和空气,或排出废气。小烟道中交替变换的上升气流(被预热的煤气或空气)和下降气流(燃烧室排出的高温废气)温度差别大,为了承受温度的急剧变化,并防止气体对小烟道的腐蚀,需在小烟道内衬以粘土砖。 c.斜道区 位于燃烧室和蓄热室之间的通道。不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。斜道区布置着数量众多的通道(斜道、水平砖煤气道貌岸然和垂直砖煤气道等),它们彼此距离很近,并且上升气流和下降气流之间压差较大,容易漏气,所以斜道区设计要合理,以保证炉体严密。为了吸收炉组长向生产的膨胀,在斜道区各砖层均留膨胀 缝。膨胀缝之间设置滑动缝,以利于膨胀之间的砖层受热自由滑动。斜道区承受焦炉上部的巨大重量,同时处于1100-1300℃的高温区,所以也用硅砖砌筑。 d.炉顶 位于焦炉炉体的最上部。设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层,一般用硅砖砌筑,以保证整个炭化室膨胀一致,也有用粘土砖砌筑的,这种砖不易断裂,但易产生表面裂纹。为减少炉顶散热,在炭化室顶盖层以上采用粘土砖、红砖和隔热砖砌筑。炉顶表面一般铺缸砖,以增加炉 顶面的耐磨性。在多雨地区,炉顶面设有坡度,以便排水。炉顶厚度按保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定,现代焦炉炉顶一般为1000—1700mm,中国大型焦炉的炉顶厚度为1000-1250mm。 3. 我国现有焦炉的炉型 我国使用的焦炉炉型,在建国初期1953年以前主要是回复和建设解放前遗留下来的奥拓式,考贝式,索尔维式等 老焦炉。1958年前建设了一批原苏联设计的ⅡBP型、ⅡK型焦炉。我国自行设计建造了一大批适合我国实际情况的各种类型的焦炉。主要有大型的双联火道焦炉,高5.5m的大容积焦炉,58-Ⅰ型和58-Ⅱ型焦炉。中型焦炉,两分下喷复热式焦炉。小型焦炉:66型、70型及红旗3号型焦炉。形成了大、中、小型的焦炉类型。 改革开放以来我国又改进和自行设计建造了一批具有世界先进水平的新型焦炉,它们是由日本引进的新日铁M型焦炉(上海宝钢焦化厂),鞍山焦耐院为宝钢二期工程设计的6m高的下调式JNX43-83,以及1982年设计的6m高焦炉JN60-82型等。 4、关于炼焦技术的现状、目标和应发展的关键技术 1)炼焦技术的现状 我国焦炉生产虽已以机械化焦炉为主,但土法炼焦仍然占较大比例。 到2005年底,有400多家机焦企业,机械化焦炉2034座,生产能力达29967亿吨/年。碳化室高度4.3m以上,装备水平较高的570多座焦炉中,大于等于6m的104座,能力4833万吨/年。年产焦炭100万吨以上的焦化厂仅有24家。 一批大型焦化厂计算机控制和管理达到了国际先进水平;宝钢等厂焦炭质量符合国家一级冶金焦标准,与发达国家的焦炭质量基本相同;干法熄焦技术推广迅速,而且已形成60~160t/h自主设计、制造、生产的干熄焦装备技术。2005年止,已有36套干熄焦装置投产,产能超过3800万吨/年,2006年和2010年,干熄焦产能将分别大于4600万吨和6000万吨,干熄焦装备与技术总体上达到了国际先进水平。 目前我国炼焦技术与发达国家的主要差距表现在:现代化的焦化厂比例不高,落后的小型焦炉与土焦生产能力约占1/3;大部分焦化厂自动控制水平低,大部分焦炭质量只能达到国家二、三级冶金焦的标准要求;灰份高,热态强度低;焦炉一代平均炉龄在25年左右,远低于发达国家炉龄30~40年的水平,大量的炼焦煤气和副产物没有处理,造成对环境的污染,这些问题必须解决。 2)炼焦技术的发展目标 ——总体目标 焦炉大型化,炭化室高度向>4m以上发展 焦炉寿命达到35年以上 加快废塑料和提高非粘结煤配比生产高强度焦炭的技术产业化 实现焦炭的清洁生产 工序能耗最终<100kgce/t ——分阶段目标 2006~2010年 高非粘结煤配比生产高强度焦炭的技术产业化 捣固焦、煤调湿和型煤炼焦生产扩大 加快国产65~160t干熄焦技术装备的推广应用 自主知识产权的炭化室>7.0m的焦炉推广应用 超大型焦炉、连续床炼焦等前沿技术研究取得初步成果 用焦炉煤气经济、大规模制H2技术具备产业化基础 工序能耗低于120kgce/t 2011~2020年 新型炼焦工艺和特大型焦炉等前沿技术产业化,大大提高生产效率和焦炭质量 非粘结煤生产高强度焦炭的炼焦技术产业化 焦炭生产完全清洁实现化 工序能耗低于10 0kgce/t 焦炉寿命达到35年以上 三、设计任务 1.设计任务: 煤种选自山西2#煤层的高硫肥煤和平顶山二矿5#煤层的贫瘦煤,以1:4的比例在配比一定的黏结剂——煤焦油,高温干馏条件下炼制出达到冶金焦国家二级标准。年工作300天,年处理量为30万吨。 2. 设计原理: (1).煤的预处理——配煤 炼焦煤在装入炭化室以前要经过各种加工和处理过程亦及配煤工艺。一般包括入炉煤预处理单种煤的配合以及煤的粉碎环节。此次配煤与处理基本流程如图1-1所示: 图1-1炼焦煤配煤与处理流程图 虽说此工艺复杂但是易于多用弱粘结性煤 (2). 炼焦与煤在炭化室内的成型过程 (a)炼焦概念: 煤在炼焦炉中隔绝空气加热到950 oC—1050 oC左右,经过干馏等一系列阶段,最终得到焦炭、焦油和煤气,这一过程称 为炼焦。 (b)煤的成焦过程分为: 煤的干燥预热阶段,胶质体成型阶段,半焦成型阶段,焦炭成型阶段。 基本流程图如图2-2: 图2-2煤的成焦过程基本流程图 3. 原始数据 焦炉用高炉煤气加热 加热煤气,结焦时间有关参数 表1 结焦 时间 h 加热煤气 孔板设计参数 实际装煤量t 流量 m3 /h 压力 Pa 温 度 oC 压力 温度 重度 机侧 焦侧 总管 机侧 焦侧 Pa oC kg/m3 17.0 26539 30912 4763 1559 1696 42 4903 30 1.285 16.4 加热煤气的组成 表2 组成 CO2 O2 CO CH4 CmHn H2 N2 高炉煤气% 19.06 0.06 23.41 0.06 / 1.43 55.98 焦炉煤气% 3.23 0.63 8.1 21.87 1.83 66.67 3.67 大气参数及有关的温度 表3 大气参数 入 炉 煤 温 度 焦饼中心温度 小废 烟气 道温 出度 口 蓄热室走廊温度 荒煤气温度 压力 温度 相对湿度 前半个结焦周期 后半个结焦周期 加权平均 101325 24 40 24 1000 321 35.5 747 807 767 小烟道及总烟道废气组成 表4 部位 小烟道出口 总烟道出口 组成 CO2 CO O2 CO2 CO O2 正常加热% 24.68 0 1.73 28.37 0.3 3.15 停止加热% ¬--- --- --- 3.10 0 6.74 入炉煤的工业分析和元素分析 表5 项目 工业分析 % 元素分析 % 组成 水分 灰分 挥发分 碳 氢 氧 氮 硫 符号 W 高硫肥煤 8.30 5.12 8.35 23.60 25.47 80.26 2.86 6.38 0.74 2.37 贫瘦煤 11.50 9.60 10.25 26.38 29.80 75.47 5.14 4.32 1.54 0.74 加焦油配合好的煤 10.86 8.71 9.81 25.82 28.93 76.43 4.68 4.73 1.38 1.07 焦炭 --- --- 4.37 1.00 1.36 84.63 --- --- 0.61 --- 注:高硫肥---山西2#煤层的煤,贫瘦煤---平顶山二矿5#煤层的煤以1:4的比例在配比 四、工艺计算 1.原始数据处理与计算 A 净煤气标准流量的换算 孔板设计参数:P=4903Pa; =30℃; =1.285kg/m3 加热高炉煤气实际工作参数:P=4763Pa ; =42℃;f=0.0708 kg/m =26539+30912=57451 煤气重度 = + =1.369 kg/m3 净煤气标准流量: = =57451 =52774 B干加热煤气换算成湿加热煤气 干加热煤气换算成湿加热煤气相应组分含量 表6 (高炉煤气温度为42 oC) 组成 CO 合计 高炉干煤气% 23.41 19.06 55.98 1.43 0.06 0.06 / 100 湿高炉干煤气% 21.51 17.52 51.46 1.31 0.06 0.06 8.08 100 C 煤气燃烧计算 以100 高炉煤气为单位,进行燃烧计算列于表7 高炉煤气的燃烧计算 表7 成分 组成 反应式 理论需氧量m3 % CO2 CO O2 H2 N2 CH4 19.16 23.41 0.06 1.43 55.98 0.06 11.71 -0.06 0.715 0.12 1.43 0.12 55.98 23.41 19.06 0.06 100 12.48 1.55 55.98 42.53 100.06 当 =1时所需干空气量399.24 空 气 带 入 氨 的 量 m3 46.95 湿废气 体积m3 1.55 1.05 103.0 42.53 147.01 百分比% 70.02 28.93 干废气 体积m3 103.0 42.53 145.46 百分比% 70.78 29.24 以100 干焦炉煤气为单位,进行燃烧计算列于表8 干焦炉煤气的燃烧计算 表8 成分 组成 反应式 理论需氧量m3 % CO2 CmHn CO O2 H2 N2 CH4 3.23 1.83 0.63 8.10 60.67 3.67 21.87 6.34 -0.63 4.05 30.34 43.74 3.23 1.30 60.67 43.74 3.67 3.23 4.30 60.67 43.74 100 83.84 108.44 3.67 37.50 当 =1时所需干空气量399.24 空 气 带 入 氨 的 量 m3 315.7 湿废气 体积m3 108.44 8.06 37.50 10.52 319.0 37.50 465 百分比% 68.62 干废气 体积m3 319.0 357 百分比% 89.48 注:CmHn中,按含 80%, 15%, 5%计算 D全炉漏气率计算: 1. 经过上图计算每小时所用的高炉煤气燃烧后生成的干废气量( =1时) =52774*14546=76765 2. 高炉煤气以理论空气量燃烧时,干废气中二氧化碳含量由高炉煤气燃烧得计算29.24%(查表7) 3. 荒煤气(净煤气)以理论空气量燃烧时,干废气中二氧化碳含量由净煤气燃烧计算得10.52%(查表8) 4. (每小时漏如荒煤气燃烧后生成干废气)计算 -----加热煤气标准状态下的流量 ---总烟道废气中的 含量% 28.37% ---荒煤气燃烧生成的 含量% 10.52% ----加热煤气燃烧生成的 含量% 29.24% 5.每立方米干荒煤气燃烧后生成干废气量由燃烧计算得取3.866 6.漏入加热系统中的荒煤气量; E 空气系数计算 =1+K =1+3.408 =1.239 =1+K =1+3.408 F 空气中的水分含量 空气中相对湿度 =40%;大气温度t=24℃时,饱和水分压为2986Pa gk= = =0.0119 / 2.物料恒算 以1000Kg入炉煤气为计算单位 A 物料收入 (1)干煤量(Gm) 根据配好的煤的水分含量即入炉煤水含量 =10.86% Gm=10*00 =100 =891.4 (2)入炉煤气量(Gs) Gs=1000 =100 =108.6 % B 物料支出 (1)全焦量(GJ) =77.84% GJ=1000 KJY=100 77.84%=693.87 (2)无水焦油量( ) =4.14% =1000 KJY=100 4.14%=36.9 (3)粗苯量(GB) =1.22% GB=1000 KJY=100 1.22%=10.9 (4)氨量(GA) =bN =0.145 1.38% =0.243% 式中----煤中氮转化为氨的 转化系数,取0.145 GA=1000 =100 0.243%=2.17 (5)化合水量(GSX) 化合水产率按煤中氧转化为化合水的经验式进行计算 KSX= OM =0.45 4.73% =2.93%, 转化系数(b)取0.45 GSX=1000 KSX=100 2.93%=21.3 (6)净煤气量(Gmq) =100-693.87-36.9-10.9-2.17-21.3 =126.26 以上计算,列于表9中 物料衡算表 表9 收入 支出 项目 数值 Kg/t 占湿煤 % 项目 数值 Kg/t 占湿煤 % 占干煤 % 干煤 入炉煤带水量 合计 891.4 108.6 1000 89.14 10.86 100 全焦 焦油 粗笨 氨 净煤气 化合水 入炉煤带水 合计 693.87 36.9 10.9 2.17 126.26 21.3 108.6 1000 69.39 3.69 10.9 0.217 12.63 10.83 2.1 100 77.8 4.14 1.22 0.24 14.6 / 2.39 100 3.热量恒算 A 热量收入计算 (1)加热煤气燃烧热(Q1) 加热煤气低发热量 QDW=126.44 23.41 +108.02 108.43+358.31 0.06+=3136 全炉每小时入炉煤量 根据相关数据取全炉碳化室孔数(N)为65孔,结焦周期( )为17.00h,每孔装煤量 为16.4t则每小时装煤量(G)为: 每吨入炉煤所需加热煤气量(VOJ) 加热煤气燃烧热 Q1= VOJ=3136 841.7=2639541.7 (2)加热煤气显热( ) ℃时,煤气中各组分比热为 =1.6412 =1.304 C =1.5876 C =1.3109 C =1.2824 C =1.295 C =1.5780 C =0.01( CO2+ + CO+C +C + C + C ) =0.01(1.6412 19.06+1.304 23.41+1.3109 0.06+1.2824 4.43+1.295 55.98+1.5876 0.06 =1.3623 查相关资料可得高炉干煤气在 时其饱和水含量为0.088 加热煤气显热: =VOJ =1866.8 (1.3623 42+0.088 0.04989 42) =117153.8 (3)漏入燃烧系统的荒煤气燃烧热(Q3) 荒煤气的发热量: =126.44 CO2+ 682.03 +108.02 + 358.31 =126.44 8.1+ 682.03 1.83+108.02 60.67+ 358.31 21.87 =16664.3 =16664.3 =257616.3 (4)空气带入显热(Q4) 前面计算干空气的水分含量 =0.0119 =24 C =1.4980 = 20859.3 (5)入炉干煤带入热量(Q5) =1.0513 (6)入炉煤水分带入热量(Q6) B 热量支出计算 (1)焦炭带走热量( ) 焦饼中心温度t=1000℃时 =1.0718 =1.5282 =1.8447 =1.0718 +1.5282 +1.8447 =1.4989 = =693.87 1.4657 1000=1017037.87 (2)焦炭带走热量( ) 焦油平均比热 : = =2.3697 焦油带走的热量:标准状态下蒸发潜热可取418.68 = (418.68+ ) =36.9(418.68+2.3697 666.5) =73741.15 (3)粗苯带走热量( ) 粗苯平均比热: =1.8841 粗苯带走热量 = (431+ )=10.9(431+1.8841 666.5) =18388.07 (4)氨气带走热量( ) 氨的平均温度tk= = =691.3℃ =2.6335 = =2.17 2.6335 691.3 =29352.7 (5)净煤气带走热量( ) t=666.5℃时,各组分的比热为: =2.0725 C =3.4302 =1.367 C =1.4285 C =1.3109 C =1.349 =2.3387 =0.01(3.23 2.0725+0.63 1.4285+8.1 1.367+21.87 2.3387+1.83 3.4302+60.67 1.3109+3.67 1.349)=1.6035 t=741℃时,各组分的比热为: =2.106 =3.5479 =1.3775 C =1.4407 C =1.3142 C =1.359 =2.4242 =0.01(3.23 2.106+0.63 1.4407+8.1 1.3775+21.87 2.4242+1.83 3.5479+60.67 1.3142+3.67 1.359)=1.6329 净煤气带走的热量: = = =291026.5 (6)水分所消耗的热量( ) 式子中: ----入炉煤带入水分所消耗的热 ----化合水在生成过程中所消耗及带走的热量 ----水与焦炭反应所消耗的热量 各温度段的平均比热: 0~666.5 时 =2.0306 0~450时 =1.9628 C = =2.1717 水分各项所消耗热量: = =108.6(2501+2.0306 666.5) =418563.25 = =(0.25 108.6+1.25 21.3)[2.1717(666.5-450)-2093]=-87267.5 =6954 0.25 =6954 0.25(108.6+21.3) =214140.15 = + + =418563.25-87267.5+214140.15 =545435.9 (7)废气带走热量( ) 废气组成:废气温度随换向时间而变化,机侧平均温度为295 焦侧平均温度312.5 总平均温度为 =304 时b= = =386188.6 ----废气量查表可得取1.0 b-----燃烧不完全燃烧而引起的修正系数 (8)不完全燃烧损失的热量( ) b= = =54827.9 (9)炉体表面散失的热( ) 辐射传热按下式计算: = 对流传热系数按下式计算: 辐射传热系数按下式计算: 无风时: 散热面水平向上时: =11.72 散热面水平向下时: =6.28 散热面垂直地平面: =9.21 风速 时, 炉体由6大部分29各部位散热组成(将计算的结果绘制成表10从略) 有此得: KJ/t 表面散热情况列于表 炉体表面散热计算结果 表10 部位 面积 m2 物体温度 ℃ 风速 m/s 散热量 KJ/t 炭化室顶层 5.529 56 3.4 17681 燃烧室顶层 9.355 82 3.4 560452 热平衡表 表11 热收入 热支出 项目 数值 项目 数值 KJ/t % KJ/t % 加热煤气燃烧热(Q1) 2639541.7 85.4 焦炭带走热量( ) 1017037.87 33.1 加热煤气显热( ) 117153.8 3.8 焦炭带走热量( ) 73741.15 2.4 漏入的荒煤气燃烧热(Q3) 257616.3 8.3 粗苯带走热量( ) 18388.07 0.59 空气带入显热(Q4) 20859.3 0.7 氨气带走热量( ) 3952.7 0.13 入炉干煤带入热量(Q5) 22490.12 0.72 净煤气带走热量( ) 291026.5 9.5 入炉煤水分带入热量(Q6) 10912.48 0.35 水分消耗的热量( ) 545435.9 17.8 废气带走热量( ) 386188.6 12.6 不完全燃烧热量( ) 54827.9 1.78 表面散热( ) 509889.1 16.6 差值 168085.8 5.4 合计 3068573.7 100 合计 3068573.7 100 从上表可以看出:热量衡算计算误差 =5.4% 6%符合规定要求 4.焦炉的热工评定 A 热效率 B热工效率 ﹪ C焦炉的统一效率: ﹪ B 炼焦耗热量 湿煤耗热量( ) 换算成7%水分的当湿煤耗热量: 相当干煤耗热量: 五、炉型选择 1.炭化室的中心距 炭化室的中心距随炭化室的高度增加而增大。根据相关数据此此设计取1143 ,炭化室中心距对焦炉来说是足够的,当提高产量来增大炭化室的高度时,应进行强度计算。大型焦炉一般炭化室长度为13—16米,炭化室高度为4—6米。炭化室的宽度不宜过大也不宜过小,一般58型焦炉炭化室宽度取450mm或407mm为宜。 综上所述:炭化室得长度高度宽度所决定得 炭化室容积,必须与焦炉的规模,煤质及能所提供的技术装备技术水平相适应,因此不能脱离实际。 2.焦炉的生产能力 焦炉的生产能力根据冶金焦的需要量而定。为了合理利用焦炉机械,本设计一个炉组由1座焦炉构成。 /年 式中 Q------一个炉组生产全焦的能力 /年 N------每座焦炉炭化室孔数 M------一个炉组的焦炉座数 B------每孔炭化室一次装干煤量 /孔 K------干煤产全焦率 % 7200-----一年按正常生产300天计算小时数 0.97-----考虑到检修炭化室的减产系数 ------周转周期 0.94-----按湿煤焦含水量6%计算的湿焦换算系数 此次设计年处理量30万吨成焦率K=77.8﹪ 即Q=300000 77.8﹪=23.34万吨,M=1,周转时间 取26.4 , N取65孔 炭化室平均宽度一般在350-550 之间,根据此设计产量及炭化室炉顶面积,可以取炭化室的平均宽度为450 。所以炭化室的有效长度为: 根据炉顶面积A=5.529 炭化室的有效长度=5.529 /0.450 =13280 炭化室的高度可以由容积来计算: 每孔炭化室进干煤量16.4 ,按一小时计,总共65个孔,一小时进干煤量 换算为体积流量 根据配煤标准可知在煤预热和捣固过程中可以增加煤的堆密度 此次配煤的堆密度为 =1.68 每小时进干煤体积=炭化室的平均长度 炭化室的有效长度 炭化室有效高度 V =500 11058 炭化室有效高度 V=23.9 即炭化室有效高度=4000mm 可得:炭化室的有效高度为4000 焦炉设计尺寸 表11 每孔炭化室装干煤量 炭化室的平均长度 炭化室的有效长度 炭化室有效 高度 炭化室 中心距 16.4 450 13280 4000 1143 工艺技术指标 表12 焦炉孔数 结焦率 周转时间 干煤气产率 年消耗干煤量 65 77.8﹪ 26.4 126.26 267.42 根据计算的各种参数指标综合各方面因素考虑,此次设计选择炉型为65孔平均宽度450mm的58-II型焦炉。 58-II型焦炉体现了现代焦炉的特点,其特点是双连火道带废气循环,焦炉煤气下喷,两个蓄热式的复热式焦炉。它的炉体结构严密,砖型少,砖炉体砖型总数为266种。向高向长向加热均匀,根据我国弱粘结性煤比重日益加大特点,加热水平由600mm—800mm,能够降低炉顶空间温度,减少化学产品的热解损失。与此同时能改善劳动环境。 总之,58—II型焦炉对比之下设计最优良的炉型之一,具有结构严密,炉头不易开裂,高向加热均匀,热工效率高,砖型少投资低等优点。 六、干熄焦热态捣固炼焦联合工艺 由于焦炭推出的赤热焦炭的温度约为1050 oC其显热占炼焦耗热量的40﹪以上。如果采用洒水湿法息焦,虽然方便简单,但是损失这部分极高热量,而且耗用了大量的息焦用水,污染了环境。采用干法息焦,即利用惰性气体将炽热焦炭冷却,得到惰性气体加热捣固热解温度使入炉后的煤得到捣固热解热量、降了温的惰性气体再循环使用。从而回收了焦炭显热,提高了炼焦生产的热效率。每吨1000--1100oC的焦炭显热约为1.51---1.67MJ,干熄焦回收率可达80﹪左右,可给捣固机提供很高的热解热量。为了利用干熄焦的热量进行捣固热态热量之用兼收煤预热和干熄焦之利可以增加堆密度,所得焦炭平均块度减小,而焦炭强度有所提高,从高炉使用强度来看,热态捣固和干熄焦二者都有明显效益,而且有相加性,二者没有抵消作用。 七. 强度校核 1.炭化室强度 焦炉除了受到自身及炉顶的垂直负荷外,还受到炭化室内煤料在结焦过程中产生的膨胀压力及柱体对砌体的加压,这些都属于水平负荷。焦炉强度必须足以承受所受到的负荷。焦炉中最薄弱的部位是炭化室强。要保持炉体有足够长的寿命,必须注意使炭化室强所受负荷处于能承受的范围之内。其办法是:一,降低所受负荷,主要是控制所用煤料的膨胀压力;二,提高炭化室墙的负荷能力即炉墙的极限负荷,它与焦炉的尺寸(包括炭化室高,炉顶厚度,煤车负荷,立火道中心距,炭化室中心距,炭化室墙厚度和火道隔墙厚度等)有关。此次设计选择数据符合要求。 2. 燃烧室强度 煤料在炼焦时的膨胀压力随着煤的粘结性,装炉煤的堆积密度,结焦速度,煤料含水,炭化室宽度等因素不同而改变。一般不应大于 。但膨胀压力沿炭化室高向和长向并不一样。炭化室底部煤气外排的阻力最大,故膨胀压力也最大,而到炉顶则接近为零。此外,由于炉墙两侧均受侧压力,因此对炉墙产生弯曲的负荷应为两侧负荷之差。考虑上述因素,侧压力一般取0.69 。 为使炉体处于能承受的负荷能力之内,上述最大正应力应小于炉墙砖在使用温度下的抗压强度。硅砖的抗压强度随温度升高而降低,当温度为1500 时,其抗压强度约为98.1 ,考虑安全起见,硅砖墙的允许耐压应力应不大45.1 。上述计算表明58--II型焦炉的砌体强度是足够的。 八、结束语 本设计在池吉安老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择、开题报告到具体设计和绘图,无不凝聚着池老师的心血和汗水,在四年的本科学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向池吉安老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 不积跬步何以至千里,本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持,才使我的毕业设计工作顺利完成,在此向平顶山工学院,化学化工系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们四年来的辛勤栽培。通过本次设计使我全面了解掌握了焦炉结构及其生产工艺,大量的工艺计算,相信这对以后的工作学习会有很大的帮助。 九、参考文献  郑国周等 焦炉物料平衡与热量平衡 冶金工业出版社 , 1998  徐绍平等 ,化工工艺学 . 大连理工出版社 , 2004  苏宜春编 ,炼焦工艺学 . 冶金工业出版社 , 1994  严文福等 ,焦炉加热调节与节能 . 合肥工业大学出版社 ,2005  姚昭章等 ,炼焦学 . 冶金工业出版社 , 1995  郭树才等, 煤化工工艺 化学工业出版社, 2006  郑明东等, 炼焦新工艺与技术 化学工业出版社 2005  张飏 等, 洁净煤技术 煤科总院北京煤化工分院焦化所 2008
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