年產(chǎn)45噸冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)PAGE學(xué)號(hào)：02

課程設(shè)計(jì)題目：20萬(wàn)噸每年冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：呂玉鈴專業(yè)班級(jí)：化工091院系：資源與環(huán)境工程系指導(dǎo)教師：陳寧程永高宮惠峰2011年6月20日邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）摘要20萬(wàn)噸/年冶金焦的煉焦工藝設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)參照鞍山鋼鐵集團(tuán)公司化工總廠成熟的煉焦工藝，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外煉焦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，以改善焦炭質(zhì)量、提高焦炭產(chǎn)量、減少環(huán)境污染為宗旨，進(jìn)行了年產(chǎn)量為100萬(wàn)噸的冶金焦的工藝設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：廠址選擇、煉焦用煤的選擇、爐型的選擇、工藝流程的確定以及環(huán)保措施的制定，并重點(diǎn)針對(duì)所選爐型進(jìn)行了焦?fàn)t的物料衡算、熱量衡算、煤氣的燃燒計(jì)算、爐體各點(diǎn)壓力計(jì)算、加熱系統(tǒng)各部位浮力與壓力計(jì)算和煙囪高度的確定，同時(shí)還完成了相關(guān)圖紙的繪制：設(shè)備連接圖、焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)圖、焦?fàn)t蓄熱室結(jié)構(gòu)圖。關(guān)鍵詞：冶金焦，煉焦，工藝設(shè)計(jì)邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）目錄目錄1文獻(xiàn)綜述…………………………11.1概述………………………11.2煉焦用煤準(zhǔn)備……………11.2.1原料煤的接受與貯存……………….11.2.2配煤與粉碎………….11.2.3裝爐煤的干燥和預(yù)熱……………….21.2.4添加改質(zhì)粘結(jié)劑及瘦化劑………….21.3煉焦生產(chǎn)…………………21.3.1煉焦?fàn)t及其輔助設(shè)備……………….21.3.2焦?fàn)t生產(chǎn)操作……………………….31.4煉焦新技術(shù)………………41.5發(fā)展前景…………………51.5.1世界焦炭生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)…………….51.5.2我國(guó)焦炭生產(chǎn)和煉焦技術(shù)發(fā)展的展望……………51.6本次設(shè)計(jì)要完成的任務(wù)……………….62煉焦工藝的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………….62.1入爐煤的選擇………….62.2焦?fàn)t爐型選…………….72.3工藝流程的選定……………………….92.4加熱用煤氣相關(guān)計(jì)算…………………102.5煤氣燃燒計(jì)算………………………112.6焦?fàn)t的物料平衡與熱量平衡計(jì)算…………………132.6.1原始數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算……….142.6.2物料平衡計(jì)算………………….152.6.3熱量平衡計(jì)算………………….182.6.4焦?fàn)t熱效率…………………….312.6.5煉焦耗熱量……………………322.7爐體水壓計(jì)算………………………322.7.1爐內(nèi)各點(diǎn)壓力計(jì)算……………322.7.2加熱系統(tǒng)各部位浮力計(jì)算……………………432.7.3加熱系統(tǒng)各部位壓力計(jì)算……………………452.8煙囪高度計(jì)算……………………473環(huán)境保護(hù)……………………544結(jié)論…………………………55致謝……………56參考文獻(xiàn)………………………57邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)PAGE51文獻(xiàn)綜述1.1概述煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到1000℃左右，經(jīng)過(guò)干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制得焦炭，這一過(guò)程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊埂Ｓ筛邷責(zé)捊沟玫降慕固靠捎糜诟郀t冶煉、鑄造、氣化和化工等工業(yè)部門作為燃料或原料；煉焦過(guò)程中得到的干餾煤氣經(jīng)過(guò)回收、精制得到各種芳香烴和雜環(huán)化合物，可供合成纖維、染料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防等工業(yè)作為原料；經(jīng)凈化過(guò)的焦?fàn)t煤氣既是高熱值燃料，又是合成氨、合成燃料和一系列有機(jī)合成工業(yè)的原料。因此，高溫?zé)捊故敲壕C合利用的重要方法之一。1.2煉焦用煤準(zhǔn)備煉焦煤入爐前的預(yù)處理包括來(lái)煤接受、貯存、倒運(yùn)、粉碎、配合和混勻等工序。若來(lái)煤是灰分較高的原煤，還應(yīng)包括選煤、脫水工序。為擴(kuò)大弱粘煤用量，可采取干燥、預(yù)熱、搗固、配型煤、配添加劑等預(yù)處理工序。北方地區(qū)的工廠，還有解凍和凍塊破碎等工序。煉焦煤的預(yù)處理基本流程見(jiàn)圖1-1。1.2.1原料煤的接受與貯存原料煤的接受通常在貯煤場(chǎng)進(jìn)行。焦化廠設(shè)置貯煤場(chǎng)的目的：一是要保證洗選干燥解凍煤場(chǎng)搗固來(lái)煤接受干燥，預(yù)熱與卸煤配煤槽粉碎部分成型煤倉(cāng)裝爐配添加劑煤槽粉碎配合混合圖1-1煉焦煤的預(yù)處理基本流程焦?fàn)t的連續(xù)性生產(chǎn)；二是要穩(wěn)定裝爐煤質(zhì)量，貯煤場(chǎng)由卸煤機(jī)械、倒運(yùn)機(jī)械、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶和受煤斗槽以及貯煤場(chǎng)地等組成。1.2.2配煤與粉碎1、配煤配煤系統(tǒng)有兩種，一種是配煤槽，靠其下部的定量給料設(shè)備進(jìn)行配煤，這種系統(tǒng)精確度高，但設(shè)備多、投資高。另一種是采用配煤場(chǎng)代替配煤槽進(jìn)行的配煤系統(tǒng)。2、粉碎煤料的細(xì)度和粒度分布對(duì)焦炭質(zhì)量及焦?fàn)t操作有很大影響，為此裝爐煤必須粉碎。1.2.3裝爐煤的干燥和預(yù)熱1、裝爐煤的干燥煤的干燥工藝一般由煤干燥器、除塵裝置和輸送裝置等組成，煤的干燥工序可以設(shè)在配合和粉碎工序之前，即對(duì)單種煤進(jìn)行進(jìn)行干燥后再配合、粉碎，由于煤干燥配合、粉碎時(shí)有大量粉塵逸出，故一般均設(shè)在配合和粉碎之后，即對(duì)配合煤進(jìn)行干燥。2、裝爐煤的預(yù)熱裝爐煤在裝爐前用氣體熱載體或固體熱載體快速加熱到熱分解開(kāi)始前溫度（150～250℃），然后再裝爐煉焦稱為預(yù)熱煤煉焦。對(duì)煤進(jìn)行預(yù)熱可以增加氣煤用量，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力，改善焦炭質(zhì)量，降低熱耗，是擴(kuò)大煉焦煤源的重大方法。1.2.4添加改質(zhì)粘結(jié)劑及瘦化劑當(dāng)配合煤中由于缺少?gòu)?qiáng)粘結(jié)煤而流動(dòng)不足時(shí)，可以通過(guò)添加適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑或人造粘結(jié)煤來(lái)補(bǔ)充低流動(dòng)度配合煤的粘結(jié)性，從而提高焦炭質(zhì)量，此種粘結(jié)劑稱為煤改質(zhì)粘結(jié)劑。在煤結(jié)焦過(guò)程的收縮階段，隨溫度升高，揮發(fā)分析出，固態(tài)半焦發(fā)生收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力大于焦炭材料強(qiáng)度時(shí)，將在焦炭中產(chǎn)生裂紋。收縮系數(shù)越大，裂紋越多越寬，故為了減小收縮系數(shù)可在焦炭中添加瘦化劑，而且還可以減少層間的收縮差，降低層間應(yīng)力。1.3煉焦生產(chǎn)1.3.1煉焦?fàn)t及其輔助設(shè)備1、焦?fàn)t分類按照裝煤方式可分為頂裝焦?fàn)t和側(cè)裝焦?fàn)t；按照加熱用煤氣種類可分為復(fù)熱式焦?fàn)t和單熱式焦?fàn)t；按空氣和加熱用煤氣的供入方式可分為側(cè)入式焦?fàn)t和下噴式焦?fàn)t；按氣流調(diào)節(jié)方式可分為上部調(diào)節(jié)式焦?fàn)t和下部調(diào)節(jié)式焦?fàn)t；按拉長(zhǎng)火焰方式可分為多段加熱式焦?fàn)t、高低燈頭式焦?fàn)t、廢氣循環(huán)式焦?fàn)t。2、爐體結(jié)構(gòu)炭化室與燃燒室：炭化室是煤隔絕空氣干餾的地方；燃燒室是煤氣燃燒的地方，兩者依次相間，其間的隔墻面平均溫度為1300℃，炭化室平均溫度為1100℃，局部區(qū)域還要高些。斜道區(qū)：位于蓄熱室與燃燒室之間，它是連接燃燒室和蓄熱室蓄熱室：位于焦?fàn)t爐體下部，其上經(jīng)斜道同燃燒室相連，其下經(jīng)廢氣盤分別同分煙道、貧煤氣管道以及大氣相通。爐頂區(qū)：炭化室蓋頂磚以上部位稱爐頂區(qū)，設(shè)有裝煤孔、上升管孔、看火孔、烘爐孔及拉條溝。煙道與基礎(chǔ)：蓄熱室下部設(shè)有分煙道，來(lái)自各下降蓄熱室的廢氣流經(jīng)各廢氣盤，分別匯集到機(jī)側(cè)或焦側(cè)分煙道。3、護(hù)爐設(shè)備護(hù)爐設(shè)備包括爐柱、小爐柱、保護(hù)板、縱橫拉條、彈簧、機(jī)焦側(cè)操作臺(tái)等。護(hù)爐設(shè)備的作用是對(duì)砌體施加保護(hù)性壓力，使砌體在烘爐及生產(chǎn)過(guò)程中保持整體性，避免在溫度及機(jī)械沖擊下產(chǎn)生破壞。4、煤氣設(shè)備煤氣設(shè)備包括干餾煤氣導(dǎo)出設(shè)備和加熱煤氣供入設(shè)備兩套系統(tǒng)。兩套管系。5、廢氣設(shè)備廢氣設(shè)備包括交換開(kāi)閉器和總分煙道翻板等。6、交換設(shè)備交換設(shè)備是用于切換焦?fàn)t加熱系統(tǒng)氣體流向的動(dòng)力設(shè)備和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括交換機(jī)和交換傳動(dòng)裝置。每次切換動(dòng)作所需時(shí)間一般為46.6秒。7、荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備炭化室中煤料在高溫下干餾產(chǎn)生的煤氣因尚未經(jīng)凈化處理，習(xí)慣上成為荒煤氣或粗煤氣。荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)的設(shè)備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、氨水噴灑系統(tǒng)等。8、焦?fàn)t機(jī)械煉焦生產(chǎn)中焦?fàn)t專用機(jī)械，頂裝焦?fàn)t用的有裝煤車、攔焦機(jī)、推焦機(jī)、熄焦車；搗固焦?fàn)t則用裝煤推焦機(jī)代替裝煤車和推焦機(jī)，并增加消煙車以消除裝煤時(shí)產(chǎn)生的煙塵。隨煉焦技術(shù)的發(fā)展，焦?fàn)t機(jī)械也趨向多功能、自動(dòng)化方向。1.3.2焦?fàn)t生產(chǎn)操作1裝煤煤塔貯煤貯煤塔，用于貯存入爐煤料，以保證焦?fàn)t穩(wěn)定生產(chǎn)。從貯煤塔取煤裝煤車在貯煤塔下取煤時(shí)，必須按照車間規(guī)定的順序進(jìn)行。為使裝煤車順利取煤，煤塔放煤時(shí)應(yīng)將放煤閥門完全打開(kāi)，加快放煤速度，以防煤塔發(fā)生棚料。裝煤車在接煤前后應(yīng)進(jìn)行稱量，以便正確計(jì)量裝入炭化室實(shí)際煤量，保證每個(gè)炭化室裝煤量準(zhǔn)確。裝煤與平煤裝煤順序是裝煤操作重要環(huán)節(jié)，往炭化室裝平煤操作大致可分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段，從裝煤開(kāi)始到平煤桿進(jìn)入爐內(nèi)，該階段延續(xù)時(shí)間約為60秒。這階段內(nèi)操作關(guān)鍵是選用合理的裝煤順序，它將影響整個(gè)裝煤過(guò)程的好壞。第二階段，自平煤開(kāi)始到煤斗內(nèi)煤料卸完為止。一般不應(yīng)超過(guò)120秒，該階段是裝煤最重要階段，它決定是否符合裝煤標(biāo)準(zhǔn)。第三階段，自煤斗卸完煤到平煤結(jié)束，該階段不超過(guò)60秒，這階段要平整煤料，保證荒煤氣在爐頂空間能自由暢通。(2)推焦推焦就是把成熟的焦炭推出炭化室的操作。焦炭成熟后，炭化室中焦餅產(chǎn)生一定收縮，才能保證順利推焦。(3)熄焦由于煤干餾成焦的最終溫度為950～1050℃，所以從炭化室推出的是熾熱的焦炭，將其熄滅至300℃以下的過(guò)程，稱熄焦。(4)篩焦焦炭的分級(jí)是為了適應(yīng)不同的用戶對(duì)焦炭塊度的要求，塊度大于60～80mm的焦炭可供鑄造使用，40～60mm的焦炭供大型高爐使用，25～40mm的焦炭供高爐和耐火材料廠豎窯使用，10～25mm的焦炭用作燒結(jié)機(jī)的燃料或供小高爐、發(fā)生爐使用，小于10mm的焦炭共燒結(jié)礦石用。1.4煉焦新技術(shù)20世紀(jì)現(xiàn)代室式焦?fàn)t煉焦技術(shù)雖然發(fā)展到十分成熟和相當(dāng)完善水平,但其自身固有的不足和問(wèn)題卻日趨突出,因此自50年代起,德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)和我國(guó)等主要焦炭生產(chǎn)國(guó)都曾大力研究開(kāi)發(fā)煉焦新工藝。干法熄焦的工藝流程為：從炭化室中推出的950～1050℃的紅焦經(jīng)過(guò)攔焦機(jī)的導(dǎo)焦柵落入運(yùn)載車上的焦罐內(nèi)，運(yùn)載車由電機(jī)車牽引至干熄焦裝置提升機(jī)至井架頂部，再平移到干熄爐爐頂。焦罐中的焦炭通過(guò)爐頂裝置裝入干熄爐。在干熄爐中，焦炭與惰性氣體直接進(jìn)行熱交換，冷卻至250℃以下。冷卻后的焦炭經(jīng)排焦裝置卸到膠帶輸送機(jī)上，送篩焦系統(tǒng)。180℃的冷惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)通過(guò)干熄爐底的供氣裝置股入爐內(nèi)，與紅焦進(jìn)行熱交換，出干熄爐的熱惰性氣體夾帶大量的焦粉經(jīng)一次除塵器進(jìn)行沉降，氣體含塵量降到10g/m3以下，進(jìn)入干熄焦鍋爐換熱，在這里惰性氣體溫度降至200℃以下。冷惰性氣體由鍋爐出來(lái)，經(jīng)二次除塵器，含塵量降至1g/m3后，由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄爐循環(huán)使用。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或并入廠內(nèi)蒸氣管或送去發(fā)電。干法熄焦能夠改善焦炭品質(zhì)，并且在防止污染物的逸散、改善環(huán)境方面配備了完整的設(shè)施。因此，干法熄焦取代傳統(tǒng)濕法熄焦已成為趨勢(shì)。1.5發(fā)展前景1.5.1世界焦炭生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)世界焦炭產(chǎn)量于20世紀(jì)70年代末發(fā)展到頂峰,達(dá)到318億t/a左右。從80年代初開(kāi)始世界焦炭產(chǎn)量呈下降趨勢(shì),90年代初曾下降到313億t/a左右。若不包括中國(guó)焦炭產(chǎn)量,世界焦炭產(chǎn)量呈明顯下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)橐恍┙固可a(chǎn)大國(guó),如美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家由于焦炭需求減少、焦?fàn)t老化、嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)限制等因素,大批關(guān)停焦?fàn)t和成倍地削減焦炭產(chǎn)量。近幾年世界焦炭產(chǎn)量略有回升,這是幾個(gè)發(fā)展國(guó)家(如韓國(guó)、巴西等)主要是我國(guó)焦炭產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)的結(jié)果。這樣,一些發(fā)達(dá)國(guó)家焦炭減產(chǎn),而另一些發(fā)展國(guó)家焦炭增產(chǎn),世界焦炭產(chǎn)量總的變化不大。20世紀(jì)末,各國(guó)焦炭生產(chǎn)增減幅度已經(jīng)明顯變小,新世紀(jì)初期世界焦炭產(chǎn)量將基本穩(wěn)定在315億t/a上下,與焦炭需求量是基本平衡的。1.5.2我國(guó)焦炭生產(chǎn)和煉焦技術(shù)發(fā)展的展望焦炭是高爐煉鐵不可步發(fā)展缺少的原料。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中,焦炭生產(chǎn)提供的焦炭和焦?fàn)t煤氣約占其總能源消費(fèi)量的50%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)70%焦炭用于冶金行業(yè),主要用于高爐煉鐵。我國(guó)焦炭生產(chǎn)始終是與鋼鐵生產(chǎn)同步發(fā)展。從1993年起,我國(guó)焦炭總產(chǎn)量和機(jī)焦產(chǎn)量都居世界第一位。近幾年來(lái),焦炭生產(chǎn)與鋼鐵生產(chǎn)一樣,增長(zhǎng)速度明顯地降低下來(lái)。預(yù)計(jì)21世紀(jì)初期我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量不會(huì)有大的增長(zhǎng),鋼產(chǎn)量將在112億t/a上下保持相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。盡管各種非高爐煉鐵技術(shù)(不用焦炭煉鐵)將會(huì)得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,但無(wú)論從技術(shù)上、生產(chǎn)規(guī)模上還是從經(jīng)濟(jì)上分析,我國(guó)現(xiàn)有大量高爐仍是我國(guó)煉鐵生產(chǎn)的最主要的裝備,高爐用焦仍將是焦炭消費(fèi)的主渠道。21世紀(jì)高爐將繼續(xù)向大型化、氧煤強(qiáng)化煉鐵方向發(fā)展,噴煤要大幅度增加,焦比要下降。現(xiàn)在有條件的大鋼鐵企業(yè)高爐噴煤已接近或達(dá)到200kg/t鐵左右。因此預(yù)計(jì)21世紀(jì)初期國(guó)內(nèi)高爐用焦在總量上將有減無(wú)增,即使鋼鐵總產(chǎn)量有所增加,焦比下降所節(jié)約的焦炭也將補(bǔ)償新增所需焦炭量。PAGE551.6本次設(shè)計(jì)要完成的任務(wù)本次設(shè)計(jì)要完成的任務(wù)包括廠址選擇，制定煤焦化的環(huán)境保護(hù)措施，設(shè)計(jì)煉焦工藝流程，選定技術(shù)操作條件，選擇焦?fàn)t爐型以及完成煉焦?fàn)t的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算等，其中計(jì)算包括加熱煤氣相關(guān)計(jì)算、物料衡算、熱量衡算、爐體各部位水壓計(jì)算以及煙囪高度的確定等，同時(shí)按要求繪制焦化工藝設(shè)備連接圖、爐體剖面圖、蓄熱室結(jié)構(gòu)圖。2煉焦工藝的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1入爐煤的選擇我國(guó)煉焦用煤主要指肥煤、焦煤、氣煤、瘦煤。(1)肥煤肥煤具有很高的粘結(jié)性，受熱能產(chǎn)生流動(dòng)性大、熱穩(wěn)定性好。在煉焦過(guò)程中，肥煤的軟化溫度低，固化溫度高，具有很強(qiáng)的粘結(jié)能力，是配煤煉焦的重要成分。用肥煤?jiǎn)为?dú)煉焦時(shí)能生成熔融性良好的焦炭，橫裂紋較多，氣孔率較高。肥煤很少用來(lái)單獨(dú)煉焦，而多與粘結(jié)性較弱的氣煤，瘦煤，弱粘煤配合煉焦，以獲得高強(qiáng)度的冶金焦。(2)焦煤焦煤是結(jié)焦性最好的一種煉焦煤，其煤化程度高于肥煤，具有中等揮發(fā)分。焦煤在受熱時(shí)能形成穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、耐磨性好的焦炭，配入煤料中可以起到提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度的作用，因此，焦煤是配煤中的重要成分。但是，焦煤在結(jié)焦過(guò)程中收縮度小、膨脹力大，單獨(dú)煉焦或配量過(guò)多時(shí)，會(huì)發(fā)生推焦困難并引起焦?fàn)t的損壞。我國(guó)的焦煤儲(chǔ)量有限，為合理利用我國(guó)煤炭資源，在配煤中應(yīng)盡量減少焦煤的配比。(3)氣煤氣煤是煤化程度最低的一種煉焦用煤，可燃基揮發(fā)分高，在隔絕空氣加熱時(shí)這種煤能產(chǎn)生大量煤氣和較多的焦油。在焦化時(shí)氣煤一般都能單獨(dú)結(jié)焦，但在結(jié)焦過(guò)程中收縮大，焦碳多細(xì)長(zhǎng)而易碎，并常有較多的縱裂紋，在煉焦時(shí)多配入這種煤，可以降低焦?fàn)t的膨脹壓力，增大焦餅收縮，增加化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率，有利于綜合利用，降低煉焦成本。但如果摻入過(guò)多，就使焦炭塊度變小，強(qiáng)度降低。氣煤是我國(guó)煉焦煤中儲(chǔ)量最多的一種，約占煉焦用煤40%以上。根據(jù)我國(guó)煉焦煤的特點(diǎn)，在發(fā)展焦化工業(yè)時(shí)，應(yīng)著重考慮多用氣煤，這對(duì)合理利用我國(guó)煉焦用煤資源是十分有利的。(4)瘦煤瘦煤是一種煤化程度最高的煉焦用煤。它的揮發(fā)分低，一般為>14~20%，受熱時(shí)產(chǎn)生膠質(zhì)體數(shù)量比焦煤少，且軟化溫度高，雖然瘦煤也能單獨(dú)結(jié)焦，尤其是2號(hào)瘦煤的焦炭塊度大，裂紋少，但熔融性比焦炭差，有時(shí)在焦塊中有顆粒物存在，因此焦炭的耐磨強(qiáng)度低，配煤時(shí)加入瘦煤能提高焦炭的塊度，在煉制鑄造用焦炭時(shí)，常配入較多瘦煤。(5)弱粘煤弱粘煤是一種粘結(jié)性較弱的煤化程度的煤。單獨(dú)煉焦時(shí)，焦炭多成小塊，易破碎。在配煤煉焦中如有足夠的強(qiáng)粘煤時(shí)，就可摻入30~40%左右的弱粘煤。這不僅能降低焦炭的硫分和灰分，提高化學(xué)產(chǎn)品的收率，在煉鐵時(shí)可降低焦比，而且還大大降低焦化成本。綜上所述，根據(jù)單種煤結(jié)焦性質(zhì)、我國(guó)煤資源分布以及本設(shè)計(jì)的產(chǎn)量和工藝設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)采用的配煤方案見(jiàn)表2-1，所選煤的工業(yè)分析與元素分析見(jiàn)表2-2。表2-1設(shè)計(jì)配煤方案焦煤肥氣煤肥煤氣煤弱粘煤22.3%14.6%13.2%37.8%12.1%表2-2所選煤的工業(yè)分析與元素分析項(xiàng)目工業(yè)分析%元素分析%組成水分灰分揮發(fā)分碳?xì)溲醯獞?yīng)用基干基干基可燃基符號(hào)入爐煤98.79.7627.6328.478.924.354.981.282.2焦?fàn)t爐型選本設(shè)計(jì)所選擇爐型為JN43-58-2型焦?fàn)t，焦?fàn)t設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)表2-3。該焦?fàn)t是由鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究院在多年焦?fàn)t生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，吸取國(guó)外爐型優(yōu)點(diǎn)所設(shè)計(jì)成的，為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、焦?fàn)t煤氣下噴的復(fù)熱式焦?fàn)t。每個(gè)炭化室下面設(shè)兩個(gè)寬度相同的蓄熱室，在蓄熱室異向氣流之間的主墻內(nèi)設(shè)有垂直磚煤氣道，焦?fàn)t煤氣通過(guò)它供入爐內(nèi)。表2-3JN43—80型焦?fàn)t尺寸爐型內(nèi)容單位數(shù)值炭化室全長(zhǎng)mm14080炭化室有效長(zhǎng)mm13280炭化室全高mm4300炭化室有效高mm4000炭化室寬度機(jī)側(cè)焦側(cè)平均錐度mmmmmmmm42547545050炭化室中心距mm1143立火道中心距mm480加熱水平高度mm800炭化室有效容積m323.9炭化室墻厚度mm100爐頂厚度mm1178結(jié)焦時(shí)間立火道數(shù)h個(gè)/孔/燃燒室1728為了合理利用焦?fàn)t機(jī)械，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，一個(gè)爐組多為兩座或四座焦?fàn)t組成，本設(shè)計(jì)根據(jù)年產(chǎn)焦能力選定為每個(gè)爐組四座焦?fàn)t。(1)每座焦?fàn)t最多炭化室孔數(shù)式中——檢修時(shí)間，h；——最緊張焦?fàn)t機(jī)械所承擔(dān)操作的焦?fàn)t座數(shù)；——最緊張焦?fàn)t機(jī)械每操作一爐的時(shí)間，min。JN43-58-2型焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間為17.2h，檢修時(shí)間為2h，當(dāng)兩座焦?fàn)t合用一臺(tái)熄焦車時(shí)，該車為最緊張機(jī)械，其操作時(shí)間為6min，則：，孔(2)根據(jù)焦?fàn)t生產(chǎn)能力計(jì)算定額爐孔數(shù)焦?fàn)t生產(chǎn)能力公式如下：式中G——每個(gè)爐組的年生產(chǎn)焦炭能力，本設(shè)計(jì)中G=106t/a；n——每個(gè)爐組的焦?fàn)t座數(shù)，取為4；N——每座焦?fàn)t的炭化室孔數(shù)；μ——考慮炭化室檢修等原因的減產(chǎn)系數(shù)，取為0.95；V——炭化室有效容積，m3/孔；ρ干——裝爐煤堆積密度（干基）取為0.75t/m3；K——干煤全焦率，取為75%；τ——周轉(zhuǎn)時(shí)間，h。則每座焦?fàn)t炭化室孔數(shù)N為：孔考慮到設(shè)計(jì)能力要稍大于實(shí)際生產(chǎn)能力，則N取為8<。(3)一座焦?fàn)t一天裝煤量2.3工藝流程的選定本次設(shè)計(jì)所選用的工藝流程見(jiàn)設(shè)備連接圖。如圖所示，原料煤自貯煤場(chǎng)運(yùn)至配煤場(chǎng)，以設(shè)計(jì)比例配合后送去粉碎，粉碎后的濕煤由斗槽經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥以一定的給料速度送入干燥管下部，被來(lái)自預(yù)熱管的熱氣體流化、干燥并運(yùn)輸，在干燥管上部，用初次旋風(fēng)分離器將干燥煤和氣體分離，再由初次旋風(fēng)分離器、旋轉(zhuǎn)閥將干燥煤粒送入預(yù)熱管下部，在此被來(lái)自燃燒爐的高溫氣體夾帶著在預(yù)熱管內(nèi)并流上升同時(shí)被加熱到預(yù)定溫度。在預(yù)熱管上部設(shè)有旋分器，將預(yù)熱煤和熱氣體分離，分離熱氣體后的預(yù)熱煤經(jīng)螺旋運(yùn)輸機(jī)、旋轉(zhuǎn)閥、布料運(yùn)輸機(jī)送入熱煤斗槽。由此經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥送入定量計(jì)量槽，再經(jīng)密封接口放入裝煤車裝爐。熱煤輸送、儲(chǔ)存和計(jì)量系統(tǒng)均用惰性氣體保護(hù)。由干燥管初次旋分器排出的氣體則通過(guò)一組多管的高效二次旋分器，將其中的細(xì)煤粒分出后直接送往預(yù)熱煤斗槽。排出的氣體經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)，使大部分氣體循環(huán)到燃燒爐，其余經(jīng)洗滌，除塵后排放。燃燒爐提供的熱廢氣進(jìn)入預(yù)熱管前先經(jīng)過(guò)一個(gè)噴灑室，在此可以噴入水，其作用是：當(dāng)其含氧量高時(shí)，它是一個(gè)靈便的惰性氣體快速發(fā)生器，在煤流堵塞或倒落時(shí)，用它來(lái)進(jìn)行充氣。經(jīng)焦?fàn)t煉焦后，熾熱的焦炭從炭化室中推入焦罐，裝有紅焦的焦罐車運(yùn)到提升塔，由提升機(jī)提升到干熄槽頂。紅焦裝入干熄槽，在冷卻室中與冷惰性氣體進(jìn)行逆流熱交換，冷卻到250℃以下。冷卻的焦炭由干熄槽底部排焦設(shè)備排到膠帶輸送機(jī)送往用戶。冷的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄槽，與紅焦換熱后，溫度升到800℃左右。熱惰性氣體經(jīng)過(guò)一次除塵器，除去氣體中夾帶的粗粒焦粉后進(jìn)入余熱鍋爐，鍋爐出口處的氣體溫度降到200℃以下，再經(jīng)二次除塵器，除去氣體中的細(xì)粒焦粉，然后用循環(huán)風(fēng)機(jī)送回干熄槽循環(huán)使用。2.4加熱用煤氣相關(guān)計(jì)算所選焦?fàn)t煤氣組成見(jiàn)表2-4。表2-4焦?fàn)t煤氣組成，%2.40.67.025.02.0(80%)59.04.0(20%)(1)干煤氣熱值煤氣中可燃成分的低熱值（）為：—12730，—10840，—35840，—71170則煤氣的低熱值為：(2)干煤氣密度=0.458式中——煤氣中某成分的分子量；——煤氣中某成分的體積，%。(3)濕煤氣組成焦?fàn)t煤氣溫度為31.2℃時(shí)，1干煤氣所含水汽量為0.0464/，則濕煤氣中氫氣含量為：%其它氣體計(jì)算與上相同，計(jì)算結(jié)果如下：：23.89%，：6.69%，：1.91%，：2.29%，：3.82%：0.57%，：4.64%(4)濕煤氣熱值(5)濕煤氣密度2.5煤氣燃燒計(jì)算以1干煤氣燃燒計(jì)算(1)理論空氣需要量理論需氧量為：=0.01[0.5(59+7.0)+225+320.8+7.520.2-0.6]=0.902/式中，，……分別為煤氣中該成分的體積，%。理論空氣需要量為：/(2)實(shí)際干空氣需要量/式中——空氣過(guò)剩系數(shù)，暫取為1.2。(3)實(shí)際濕空氣需要量/式中——由表6-2[1]第五項(xiàng)查取的空氣中含飽和水汽量，/。(4)廢氣量和廢氣組成完全燃燒時(shí)，廢氣中只有，，和過(guò)剩空氣中帶入的，故廢氣中各成分的量為：=0.01(2.4+0.7+25+220.8+620.2)=0.4/=1.4196///式中，，……分別為煤氣中該成分的體積，%。總廢氣量為：=0.4+1.4196+4.1118+0.1804=6.1118/根據(jù)以上數(shù)據(jù)就可計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)：式中分別為廢氣分析中各成分的體積，%。將=1.2代入以上煤氣燃燒計(jì)算式中，可得到以下結(jié)果：=5.1542/，=5.3934/，=0.4/，=1.4196/，=4.1118/，=0.1804/，=0.4+1.4196+4.1118+0.1804=6.1118/故在廢氣中的百分比為：=6.5%在廢氣中的百分比為：=23.23%在廢氣中的百分比為：=67.28%在廢氣中的百分比為：=2.95%2.6焦?fàn)t的物料平衡與熱量平衡計(jì)算結(jié)焦時(shí)間與加熱煤氣參數(shù)見(jiàn)表2-5。大氣參數(shù)與其它溫度見(jiàn)表2-6。小煙道及總煙道廢氣組成見(jiàn)表2-7。入爐煤與焦炭的工業(yè)分析和元素分析見(jiàn)表2-8。表2-5結(jié)焦時(shí)間與加熱煤氣參數(shù)結(jié)焦時(shí)間h加熱煤氣孔板設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)際裝濕煤量t流量壓力溫度壓力溫度重度m3/hPa℃Pa℃175391.5510731.24903250.47表2-6大氣參數(shù)與其它溫度大氣參數(shù)入爐煤溫度℃焦餅中心溫度℃小煙道出口廢氣溫度℃蓄熱室走廊溫度℃荒煤氣溫度℃壓力Pa溫度℃相對(duì)濕度%前半個(gè)結(jié)焦周期后半個(gè)結(jié)交周期加權(quán)平均101325244722105032135747807767表2-7小煙道及總煙道廢氣組成部位小煙道出口處總煙道組成正常加熱含量%6.042.925.24.1停止加熱含量%0.627.87表2-8入爐煤與焦炭的工業(yè)分析和元素分析項(xiàng)目工業(yè)分析%元素分析%組成水分灰分揮發(fā)分碳?xì)溲醯獞?yīng)用基干基干基可燃基符號(hào)入爐煤98.79.7627.6328.478.924.354.981.28焦炭——12.831.201.27886.06——0.612.6.1原始數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算(1)加熱煤氣表流量換算成標(biāo)準(zhǔn)流量流量孔板設(shè)計(jì)參數(shù)：壓力(P)為4903Pa，溫度(t)為25℃，水汽含量(f)為0.026，重度()為0.47，大氣壓力(P0)為101325Pa加熱用焦?fàn)t煤氣工作狀態(tài)參數(shù)：表流量()為5391.5，壓力()為5107Pa，溫度()為31.2℃，水汽含量()為0.0378則=5342.5(2)空氣過(guò)剩系數(shù)的計(jì)算小煙道處：總煙道處：(3)漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣量式中——總煙道廢氣空氣系數(shù)；——停止加熱后干廢氣中含量，%；——1荒煤氣燃燒后生成體積，/。2.6.2物料平衡計(jì)算A.物料入方計(jì)算以1000kg入爐煤為計(jì)算基準(zhǔn)，入爐煤含水百分比W=9%(1)入爐干煤量Gmkg/t(2)入爐煤帶入水分GsB.物料出方計(jì)算(1)全焦量GJ干基全焦率按煤的揮發(fā)分和焦餅溫度tJ相關(guān)式計(jì)算全焦量(2)無(wú)水焦油量GJY無(wú)水焦油產(chǎn)率無(wú)水焦油產(chǎn)量(3)粗苯量粗苯產(chǎn)率粗苯產(chǎn)量(4)氨量氨產(chǎn)率式中b為氮轉(zhuǎn)變成氨的轉(zhuǎn)化系數(shù)，取為0.14。氨產(chǎn)量(5)凈煤氣量100kg干煤及其所生成的焦炭、焦油、粗苯中的含碳量：干煤含碳量：焦炭含碳量：焦油含碳量：粗苯含碳量：凈煤氣產(chǎn)率為：凈煤氣產(chǎn)量為：=1000(6)化合水量化合水產(chǎn)率按煤中氧轉(zhuǎn)化為化合水經(jīng)驗(yàn)公式：式中——裝爐煤中干基含氧量；a——轉(zhuǎn)化系數(shù)，取為0.39。則化合水量為:根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，列出物料平衡表見(jiàn)表2-9。表2-9物料平衡表收入支出項(xiàng)目數(shù)值kg/t占濕煤%項(xiàng)目數(shù)值kg/t煤%干煤Gm91091全焦GJ686.43668.64入爐煤帶入水Gs909焦油GJY33.913.39粗苯9.790.98氨2.0020.20凈煤氣157.88515.55化合水19.8381.98入爐煤帶入水Gs909.00差值0.1390.25合計(jì)1000100合計(jì)10001002.6.3熱量平衡計(jì)算A.熱量收入計(jì)算(1)加熱煤氣燃燒熱加熱煤氣低發(fā)熱量為=17918.5KJ/全爐每小時(shí)平均入爐煤量表示為，因?yàn)槿珷t炭化室孔數(shù)N為8孔，結(jié)焦時(shí)間為17h，每孔裝煤量為17.9t，則每小時(shí)裝煤量為：每噸入爐煤所需加熱煤氣量為：則加熱煤氣燃燒熱為：(2)加熱用焦?fàn)t煤氣帶入的顯熱Q2加熱煤氣溫度℃加熱煤氣平均比熱為：=1.3806/（℃）式中，，……分別為煤氣中該成分的體積，%。焦?fàn)t煤氣在31.2℃時(shí)的飽合水含量為0.0464/，則加熱煤氣顯熱為：=(3)漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣的燃燒熱(4)空氣帶入的顯熱干空氣的水分含量為′=47%，溫度為35℃(蓄熱室走廊溫度)時(shí)飽和水分壓5630.16Pa，大氣壓P=101325Pa則空氣帶入顯熱為：=142096.46/t(5)入爐干煤代入的熱量干煤比熱為：入爐煤帶入熱量為：入爐煤水分代入的熱量為：B.熱量支出計(jì)算(1)焦炭帶走的熱量=1050℃時(shí)，=1.0718/(℃)，=1.5282/(℃)，=1.8447/(℃)則焦炭的平均比熱為：/(℃)則焦炭帶走的熱量為：(2)焦油帶走的熱量焦油的平均比熱為：/(℃)式中--結(jié)焦周期前半周期荒煤氣平均溫度。則焦油帶走的熱量為：(3)粗苯帶走的熱量粗苯的平均比熱為：/(℃)粗苯帶走的熱量為：(4)氨帶走的熱量氨的平均溫度為：℃式中--結(jié)焦周期后半周期荒煤氣平均溫度。氨帶走的熱量為：(5)凈煤氣帶走的熱量?jī)裘簹獾钠骄葻釣椋寒?dāng)=747℃時(shí)：+/(℃)式中，，……分別為煤氣中該成分的體積，%。當(dāng)=807℃時(shí)：/(℃)凈煤氣帶走的熱量為：(6)水分所消耗的熱量各溫度段水汽的平均比熱：在0～747℃時(shí)，=2.0582/(℃)在0～450℃時(shí)，=1.9628/(℃)則水分的平均比熱為：/(℃)入爐煤帶入水分所消耗的熱量：=-68051.55則水汽所消耗的熱量為：=363462.79-68051.55+181067.943=476479.18(7)廢氣帶走的熱量廢氣組成為：%=6.5%，%=23.23%，%=67.28%，%=2.95%小煙道出口廢氣溫度t=321℃,此時(shí)各種氣體比熱為：=1.8969，=1.5474，=1.3088，=1.3607則廢氣平均比熱為:=1.4035/(℃)則廢氣帶走熱量為：=1995196.07(8)表面散熱a.爐頂1)裝煤口蓋對(duì)流傳熱系數(shù):℃)式中為風(fēng)速，當(dāng)時(shí)即采用此公式。輻射傳熱系數(shù):℃)式中為物體表面溫度，為物體表面空氣溫度，℃。則裝煤口蓋部位散熱量為：式中F--爐體各部位此處為裝煤口蓋的表面積；--結(jié)焦時(shí)間；--每孔炭化室裝濕煤量。2)裝煤口座對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則裝煤口座處散熱量為:3)看火孔蓋對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則看火孔處散熱量為:4)看火孔座對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則看火孔座處散熱量為:5)炭化室頂磚對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:6)燃燒室頂磚對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:b.機(jī)側(cè)7)小爐頭對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:8)鋼柱對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:9)爐門對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:10)爐門框?qū)α鱾鳠嵯禂?shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:c.焦側(cè)11)小爐頭對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:12)鋼柱對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:13)爐門對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:14)爐門框?qū)α鱾鳠嵯禂?shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:d.蓄熱室15)機(jī)側(cè)鋼柱對(duì)流傳熱系數(shù):℃)式中A當(dāng)散熱面垂直于地平面時(shí)取9.21。輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:16)機(jī)側(cè)隔熱罩對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:17)焦側(cè)鋼柱對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:18)焦側(cè)隔熱罩對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:e.爐墻19)護(hù)墻對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:20)抵抗墻對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:21)蓄熱室部位對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:f.其它22)基礎(chǔ)頂板對(duì)流傳熱系數(shù):℃)輻射傳熱系數(shù):℃)則此處散熱量為:則以上所散熱之和為:則傳入地下的熱量為:打開(kāi)爐門時(shí)損失的熱量為:所以爐體表面總的散熱量為:根據(jù)以上計(jì)算，列出爐體表面散熱計(jì)算結(jié)果于表2-10。2-10爐體表面散熱計(jì)算結(jié)果區(qū)域編號(hào)部位面積℃物體溫度℃環(huán)境溫度℃風(fēng)速對(duì)流傳熱系數(shù)輻射傳熱系數(shù)散熱量占總熱量比例%爐頂1裝爐煤口蓋0.389232243.473.5453.358873.32.892裝爐煤口座0.203220243.473.5450.724272.51.393看火孔蓋0.371180243.473.5442.655811.81.904看火孔座0.156187243.473.5443.982582.70.845炭化室頂磚5.52556243.473.5423.8314878.34.856燃燒室頂磚9.35582243.473.5427.0747180.015.39機(jī)側(cè)7小爐頭0.588624252.427.62486.30.818鋼柱5.5657624252.426.919832.96.479爐門5.689324252.428.527402.58.9410爐門框4.8111424252.431.531390.210.24焦側(cè)11小爐頭0.5857242.559.9523.951386.20.4512鋼柱5.56559242.559.9524.1914163.84.6213爐門5.6583242.559.9527.225105.18.1914爐門框4.8192242.559.928.4124977.88.15蓄熱室機(jī)側(cè)15鋼柱3.645843018.1326.212092.30.6816隔熱罩2.256643020.1727.272121.80.69焦側(cè)17鋼柱3.6043528014.9821.87803.50.2618隔熱罩2.253728015.9522.10665.90.22爐墻19護(hù)爐墻0.9353243.473.5423.482261.50.7420抵抗墻3.5450243.473.5423.137494.32.421蓄熱室部位1.56028021.9124.751935.70.63其它22基礎(chǔ)頂板16.095334013.1124.609963.53.252348959.615.97合計(jì)306641.5100綜上所述，列出焦?fàn)t熱量平衡表見(jiàn)表2-11。表2-11熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目數(shù)值項(xiàng)目數(shù)值%%加熱燃燒煤氣熱11132869.887.97焦炭帶出熱量1062973.608.4加熱煤氣帶入顯熱5738.590.045焦油帶出熱量77608.670.61漏入荒煤氣燃燒熱1345844.6410.63粗苯帶出熱量18741.900.15助燃空氣顯熱142096.461.12氨帶出熱量4043.830.044入爐煤帶入顯熱21039.020.17凈煤氣帶出熱量435621.333.44入爐煤水分顯熱8289.860.065水分帶走熱量476479.183.76廢氣帶走熱量1995196.0715.76爐體表面總散熱量306641.52.42差值8278572.2965.41合計(jì)12655878.37100合計(jì)12655878.371002.6.4焦?fàn)t熱效率2.6.5煉焦耗熱量(1)濕煤耗熱量:(2)換算成7%水分的相當(dāng)濕煤耗熱量:(3)相當(dāng)干煤耗熱量:(4)計(jì)算包括荒煤氣漏入燃燒室的煉焦?jié)衩汉臒崃?=17670.1(630.04+641.31/8.42)/1000=12478.712.7爐體水壓計(jì)算2.7.1爐內(nèi)各點(diǎn)壓力計(jì)算焦?fàn)t爐體水壓計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2-12）加熱系統(tǒng)各部位溫度（見(jiàn)表2-13）加熱系統(tǒng)各部位斷面積和水力直徑（見(jiàn)表2-14）表2-12原始數(shù)據(jù)名稱單位數(shù)量備注炭化室有效容積13.28×0.45×4.0炭化室一次裝入干煤量一kg干煤相當(dāng)耗熱量結(jié)焦時(shí)間焦?fàn)t煤氣發(fā)熱量每一燃燒室所需干焦?fàn)t煤氣量m3tkJhkJ/m3m3/h23.917.92497.561717670.1146.76干煤堆積密度為0.75t/m3入爐煤水分為9%已考慮緊張操作系數(shù)1米3干焦?fàn)t煤氣燃燒所需濕空氣量（）m35.372焦?fàn)t燃燒時(shí)一個(gè)燃燒室所需干煤氣量m3m3/s155.070.0431焦機(jī)側(cè)煤氣分配比為1.12空氣過(guò)剩系數(shù)：爐內(nèi)小煙道總煙道1.211.211.35通過(guò)一個(gè)焦側(cè)煤氣蓄熱室的濕空氣量：m3/hm3/h833.040.231時(shí)1米3干煤氣燃燒產(chǎn)生的濕廢氣量m36.070時(shí)機(jī)側(cè)一個(gè)蓄熱室所通過(guò)的濕廢氣量：m3/hm3/h941.270.261時(shí)，通過(guò)焦側(cè)煙道的濕廢氣量：m3/s5.282爐端燃燒時(shí)的煤氣量為中間燃燒室的70%通過(guò)機(jī)側(cè)煙道濕廢氣量5.28/1.12m3/s4.716通過(guò)總煙道的濕廢氣量5.282+4.716m3/s9.998標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕廢氣重度：kg/m3kg/m31.2111.217標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕空氣重度kg/m31.28標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕焦?fàn)t煤氣重度kg/m30.460溫度為31.2℃時(shí)濕空氣重度kg/m31.153表2-13加熱系統(tǒng)各部位溫度下降氣流上升氣流部位溫度,℃絕對(duì)溫度,K部位溫度,℃絕對(duì)溫度,K立火道13301603小煙道70343斜道13151588箅子磚80353蓄熱室頂部空間13001573蓄熱室格子磚下部90363蓄熱室格子磚上部13001573中部8001073中部10351308上部10801353下部360633蓄熱室頂部空間10801353箅子磚350623斜道10951368小煙道321594立火道16501923交換開(kāi)閉器280553立火道跨越孔14501723煙道連接管250523爐頂10001273分煙道240513總煙道煙囪235220508493表2-14加熱系統(tǒng)各部位斷面積和水力直徑部位斷面積水力直徑長(zhǎng)度或高度斷面尺寸小煙道0.0940.2646.690.54×0.174箅子磚（取焦側(cè)中段箅子磚孔直徑近似計(jì)算。共計(jì)108孔）上孔Ф400.136下孔Ф600.305平均0.220.0510.09格子磚（以一層計(jì)算）0.9120.02592.159蓄熱室頂部空間水平斷面2.096.505×0.3215蓄熱室頂部對(duì)應(yīng)的斜道下口斷面0.1170.244×0.48短斜道：0.82下口0.01920.16×0.1245゜轉(zhuǎn)彎前斷面0.01580.132×0.12上口平均斷面（放調(diào)節(jié)磚后）上下口平均斷面0.007280.013240.1140.091×0.08長(zhǎng)斜道：1.02下口0.02230.186×0.1245゜轉(zhuǎn)彎前斷面0.01580.132×0.12上口平均斷面（放調(diào)節(jié)磚后）0.007280.091×0.08上下口平均斷面0.01480.121立火道0.16380.403.4140.468×0.35立火道跨越孔0.05550.2250.321×0.173A.上升氣流(1)小煙道1)摩擦損耗℃，查附錄十三[2]得,查附錄十五[2]得2)分流阻力綜合阻力系數(shù)K=0，故=03)合計(jì)(2)箅子磚1)入口90o轉(zhuǎn)彎和縮小綜合阻力損耗綜合阻力系數(shù)K=1.5,入口斷面F=0.305，t=80℃2)摩擦損耗，t=80℃,查附錄十三[2]得，查附錄十五[2]得3)出口突然擴(kuò)大損耗，4)合計(jì)(3)格子磚1)格子磚阻力損耗℃，℃，℃℃，2)出格子磚擴(kuò)大損耗，，T=1353K,3)合計(jì)(4)段斜道因?yàn)闋t頭兩個(gè)斜道，進(jìn)入的空氣量比其余的斜道多20%，故里面每個(gè)斜道進(jìn)入空氣量為1)入斜道前45゜轉(zhuǎn)彎損耗,,查附錄十八[2]得2)縮小損耗，3)45o轉(zhuǎn)彎損耗，，查附錄十八[2]得4)摩擦損耗，℃，查附錄十三[2]得，查附錄十五[2]得5)斜道出口擴(kuò)大損耗，6)合計(jì)(5)立火道1)摩擦損耗廢氣循環(huán)量按50%計(jì)：，火道溫度℃，跨越孔溫度℃，℃，查附錄十三[2]得，查附錄十五[2]得2)90o轉(zhuǎn)彎損耗，，查附錄十八[2]得3)入跨越孔縮小損耗，4)合計(jì)B.下降氣流(6)立火道1)立火道跨越孔入下降火道突然擴(kuò)大損耗2)90o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得3)摩擦損耗=1330℃，=1450℃，=1390℃，查附錄十三[2]得,查附錄十五[2]得4)合計(jì)(7)長(zhǎng)斜道1)入口縮小損耗，2)摩擦損耗，，，t=1315℃，查附錄十三[2]得,查附錄十五[2]得3)45o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得,,4)出口擴(kuò)大損耗,5)入蓄熱室頂45o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得,,,6)合計(jì)(8)格子磚1)格子磚縮小損耗,2)格子磚阻力損耗,,,℃,℃,℃℃,T=932.5+273=1205.5K3)合計(jì)(9)箅子磚1)入口突然縮小損耗,,T=623K2)摩擦損耗,t=350℃，查附錄十三[2]得,查附錄十五[2]得3)進(jìn)入小煙道擴(kuò)大和90o轉(zhuǎn)彎綜合阻力損耗綜合阻力系數(shù)，，4)合計(jì)(10)小煙道1)小煙道集流損耗，，查附錄十八[2]得2)摩擦損耗，2.777，t=321℃查附錄十三[2]得，查附錄十五[2]得3)合計(jì)2.7.2加熱系統(tǒng)各部位浮力計(jì)算大氣溫度：℃，大氣重度：=1.28A.上升氣流(1)小煙道℃,H=0.54/2=0.27m(2)箅子磚t=80℃,H=0.09+0.035=0.125(3)格子磚℃，H=2.159(4)蓄熱室頂部空間t=1080℃,H=0.128m(5)蓄熱室頂部空間至斜道出口t=1095℃,H=0.708(6)立火道℃，H=3.414(7)跨越孔中心至爐頂t=1000℃,H=2.064B.下降氣流(8)跨越孔中心至爐頂t=1000℃,H=2.064(9)跨越孔中心至立火道底℃，H=3.414(10)斜道（至蓄熱室頂部中心）t=1315℃,H=0.708(11)蓄熱室頂部空間中心(至格子磚頂)t=1300℃,H=0.128(12)格子磚℃，H=2.159(13)箅子磚t=350℃,H=0.125(14)小煙道t=321℃,H=0.27爐內(nèi)加熱系統(tǒng)各部位的阻力及浮力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-15表2-15爐內(nèi)加熱系統(tǒng)各部位阻力及浮力，部位阻力浮力部位阻力浮力上升氣流：下降氣流：小煙道0.08260.223立火道1.5243.394箅子磚0.09350.105斜道11.5270.697蓄熱室格子磚0.1792.295蓄熱室頂部空間0.126蓄熱室底部空間0.141蓄熱室格子磚0.66481.984斜道0.5970.780箅子磚0.4220.083立火道1.55443.454小煙道2.0000.172爐頂1.926小計(jì)2.50658.924小計(jì)16.1386.4562.7.3加熱系統(tǒng)各部位壓力計(jì)算A.上升氣流：為保證下降氣流看火空壓力為±0.00，則(1)小煙道中心：=3.891-8.924=-5.033(2)箅子磚底部：=-5.033-0.0826+0.223=-4.893(3)箅子磚上部：=-4.893-0.0935+0.105=-4.881(4)蓄熱室頂部空間：=-4.884-0.179+2.295+0.141=-2.624(5)立火道底部：=-2.624-0.597+0.780=-2.441(6)跨越孔中心：=-2.441-1.5544+3.454=-0.541(7)爐頂：=-0.541+1.926=1.385B.下降氣流：(1)爐頂：=-0.541-(1.074+0.3109)+1.926=-0.001(2)跨越孔中心：=-0.001-1.926=-1.927(3)立火道底部：=-1.927-1.524-3.394=-6.845(4)蓄熱室頂部空間；=-6.845-11.527-0.697=-19.069(5)箅子磚上部：=-19.069-0.6648-0.126-1.984=-21.844(6)箅子磚下部：=-21.844-0.422-0.083=-22.349(7)小煙道出口：=-22.349-2.000-0.172=-24.5212.8煙囪高度計(jì)算A.原始數(shù)據(jù)參看爐體水壓計(jì)算的原始數(shù)據(jù)。B.從交換開(kāi)閉器到煙囪根部的阻力計(jì)算(1)交換開(kāi)閉器(t=280℃,)1)兩叉部之一的摩擦損耗L=0.28+0.72+0.06+0.117=1.177，查附錄十五[2]得2)兩叉部之一的轉(zhuǎn)彎損耗=30o查附錄十八[2]得K=0.23)90o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得K=1.1，4)擴(kuò)大損耗，，5)匯合損耗，查附錄十八[2]得K=1.06)調(diào)節(jié)翻板損耗，，查附錄十八[2]得k=0.57)廢氣連接管摩擦損耗，查附錄十八[2]得8)合計(jì)(2)煙道連接管1)摩擦損耗，，℃，查附錄十五[2]得，查附錄十八[2]得2)135o轉(zhuǎn)彎損耗，查附錄十五[2]得3)進(jìn)入分煙道90o轉(zhuǎn)彎和擴(kuò)大的綜合阻力綜合阻力系數(shù)為K=1.54）合計(jì)(3)焦側(cè)煙道1)集流損耗，查附錄十八[2]得，℃2)摩擦損耗℃，查附錄十三[2]得查附錄十五[2]得，考慮到分煙道兩壁粗糙，阻力系數(shù)增加1.5倍3)調(diào)節(jié)翻板損耗（按翻板關(guān)15o計(jì)算）查附錄十八[2]得K=0.94)90o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得K=1.15)合計(jì)(4)集合煙道1)摩擦損耗t=240℃,查附錄十三[2]得查附錄十五[2]得2)匯合損耗，查附錄十八[2]得3）合計(jì)(5)總煙道1)摩擦損耗，t=235℃,查附錄十三[2]得考慮到總煙道內(nèi)壁粗糙，阻力系數(shù)增加1.5倍2)兩個(gè)45o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得K=0.63)90o轉(zhuǎn)彎損耗查附錄十八[2]得K=0.254)進(jìn)入煙囪90o轉(zhuǎn)彎t=230℃,查附錄十八[2]得K=1.1合計(jì)5)從交換開(kāi)閉器到煙囪根部的總阻力C.從交換開(kāi)閉器到煙囪底部各點(diǎn)浮力計(jì)算(1)由小煙道中心到分煙道頂面（取大氣溫度為24℃）H=-1.153,℃(2)分煙道頂面至分煙道中心H=-1.695,℃(3)分煙道中心至總煙道出口中心H=5.425,℃(4)從交換開(kāi)閉器到煙囪底部的總浮力D.煙囪高度的計(jì)算(1)煙囪底部的壓力小煙道出口中心處的壓力:P=-24.521交換開(kāi)閉器至煙囪底部的阻力損耗:=3.811交換開(kāi)閉器至煙囪底部的浮力:=1.361煙囪底部壓力:P=-24.521-3.811+1.361=-26.971(2)煙囪的阻力損耗1)摩擦損耗煙囪頂口直徑：式中——焦?fàn)t排出廢氣量，；——焦?fàn)t煤氣表流量，；——1焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生的濕廢氣量，；——煙囪出口處廢氣流速（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），取為3m/s。煙囪根部直徑：先假設(shè)煙囪高度H=70則煙囪頂口截面積：煙囪根部截面積：平均截面積：，平均直徑：t=220℃,查附錄十三[2]得故摩擦損耗為2)煙囪出口損耗K=1.0,3）煙囪總阻力(3)煙囪高度計(jì)算煙囪備用吸力5煙囪所產(chǎn)生的吸力：P=26.971+0.7002+5=32.6712大氣溫度24℃，大氣壓力P=760煙囪高度：=65故煙囪高度取為70米式中H——煙囪高度，；P——進(jìn)入煙囪前加熱系統(tǒng)的全部阻力和浮力，；——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濕空氣重度，；——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濕廢氣重度，；——大氣溫度，℃;——煙囪內(nèi)廢氣平均溫度，℃。3環(huán)境保護(hù)焦化生產(chǎn)過(guò)程中排入環(huán)境的污染物主要是煤在干餾、結(jié)焦等化學(xué)加工轉(zhuǎn)化過(guò)程中流失于環(huán)境的有害物質(zhì)，主要有煙塵、煤塵、飛灰；結(jié)焦過(guò)程中泄漏的粗煤氣，其中重要污染物為苯并笓等苯系物、酚、氰、硫氧化物、氯、碳?xì)浠衔锏榷喾N污染