年產(chǎn)20萬(wàn)噸配煤煉焦工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文]</p><p>　　題 目： 年產(chǎn)20萬(wàn)噸配煤煉焦</p><p><b>　　工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　系 別： 化學(xué)與化學(xué)工程系</p><p>　　專 業(yè)： 煤炭深加工與利用</p><p

2、>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2010 年 5 月 20 日</p><p><b>　　1總論4</b></p><p><

3、;b>　　1.1概述4</b></p><p>　　1.2煉焦煤種簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.3配煤煉焦意義5</p><p>　　1.4煤場(chǎng)及配煤機(jī)械簡(jiǎn)介6</p><p>　　1.4.1卸煤機(jī)械6</p><p>　　1.4.2倒運(yùn)機(jī)械7</p><p>　

4、　1.4.3配煤槽及配煤設(shè)備7</p><p>　　1.5預(yù)熱煉焦工藝7</p><p>　　1.6干法熄焦工藝8</p><p>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)10</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)10</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)目標(biāo)10</p><p>　　3生產(chǎn)方案確定及生產(chǎn)流程說(shuō)明

5、11</p><p>　　3.1生產(chǎn)方案確定11</p><p>　　3.2生產(chǎn)流程說(shuō)明12</p><p>　　4煉焦用煤的準(zhǔn)備14</p><p>　　4.2煤場(chǎng)機(jī)械的選型15</p><p>　　4.2.1卸煤機(jī)械15</p><p>　　4.2.2倒運(yùn)機(jī)械15</p&

6、gt;<p>　　4.3配煤比的確定16</p><p>　　4.4配煤設(shè)備和配煤操作18</p><p>　　4.4.1配煤槽18</p><p>　　4.4.2配煤設(shè)備18</p><p>　　4.5配煤比的控制19</p><p>　　4.5.1操作要點(diǎn)和配煤比檢測(cè)19</p>

7、;<p>　　4.5.2自動(dòng)配煤20</p><p><b>　　5工藝計(jì)算22</b></p><p>　　5.1原始數(shù)據(jù)22</p><p>　　5.2原始數(shù)據(jù)處理與計(jì)算23</p><p>　　5.3物料平衡計(jì)算26</p><p>　　5.4熱量平衡計(jì)算29<

8、;/p><p>　　5.5焦?fàn)t的熱效率和煉焦耗熱量38</p><p><b>　　6爐型選擇40</b></p><p>　　6.1焦?fàn)t的構(gòu)造40</p><p>　　6.1.1燃燒室和炭化室40</p><p>　　6.1.2蓄熱室40</p><p>　　6.1

9、.3斜道區(qū)41</p><p>　　6.1.4爐頂41</p><p>　　6.2炭化室的中心距41</p><p>　　6.3焦?fàn)t的生產(chǎn)能力42</p><p>　　7干熄焦與預(yù)熱煉焦聯(lián)合工藝44</p><p><b>　　8強(qiáng)度校核45</b></p><p&

10、gt;　　8.1炭化室強(qiáng)度45</p><p>　　8.2燃燒室強(qiáng)度45</p><p>　　9設(shè)計(jì)心得體會(huì)46</p><p>　　10重要符號(hào)及其單位一覽表47</p><p><b>　　11參考文獻(xiàn)50</b></p><p><b>　　12致謝51</b&g

11、t;</p><p><b>　　1總論</b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　煤在煉焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到1000℃左右，經(jīng)過(guò)干餾的一系列階段，最終得到焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和焦?fàn)t煤氣。這一過(guò)程稱為煤的高溫干餾或高溫?zé)捊?，一般?jiǎn)稱煉焦。</p><p>　　煉焦的主要目

12、的是為了獲取焦炭，煉焦時(shí)副產(chǎn)的煤氣和化學(xué)產(chǎn)品。焦炭主要用于高爐煉鐵。煤氣可以用來(lái)合成氨，生產(chǎn)化學(xué)化肥或用作加熱燃料。煉焦所得化學(xué)產(chǎn)品種類很多，特別是含有多種芳香族化合物，主要由硫酸銨、吡啶堿、苯、甲苯、二甲苯、酚、蒽、萘和瀝青等。所以煉焦化學(xué)工業(yè)能提供農(nóng)業(yè)所需的化學(xué)肥料和農(nóng)藥，合成纖維的原料苯，塑料和炸藥的原料酚以及醫(yī)藥原料吡啶堿等。可見(jiàn)，煉焦化學(xué)工業(yè)與許多部門都有關(guān)系，可生產(chǎn)很多重要產(chǎn)品，是煤綜合利用行之有效的方法。</p>

13、;<p>　　煤由常溫開(kāi)始受熱，溫度逐漸上升，煤料中水分首先析出，然后煤開(kāi)始發(fā)生熱分解，當(dāng)煤受熱溫度在350-480℃左右時(shí)，煤熱解有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)產(chǎn)物，出現(xiàn)膠質(zhì)體。由于膠質(zhì)體透氣性不好，氣體析出不易，產(chǎn)生了對(duì)爐墻的膨脹壓力。當(dāng)超過(guò)膠質(zhì)體固化溫度時(shí)，則發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，產(chǎn)生半焦。在由半焦形成焦炭的階段，有大量氣體生成，半焦收縮""現(xiàn)裂紋。當(dāng)溫度超過(guò) 650℃左右時(shí)，半焦階段結(jié)束，開(kāi)始由半焦形成焦炭，一直到

14、 950-1050℃ 時(shí)，焦炭成熟，結(jié)焦過(guò)程結(jié)束。</p><p><b>　　1.2煉焦煤種簡(jiǎn)介</b></p><p>　　焦炭是鋼鐵、化工等工業(yè)的重要原料，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)焦炭的需求量與日俱增，傳統(tǒng)的單一煤種煉焦受儲(chǔ)量短缺和推焦困難等因素的影響已被配煤煉焦新工藝所取代。配煤煉焦是把不同煤化程度的煤按比例配合起來(lái)，利用各種煤在性質(zhì)上的互補(bǔ)原理，生產(chǎn)符合質(zhì)

15、量要求的焦炭。</p><p>　　煉焦煤的特征是具有不同程度的黏結(jié)性和結(jié)焦性，中國(guó)煉焦用煤包括：焦煤JM、肥煤FM、氣煤QM和瘦煤SM以及中間過(guò)渡性牌號(hào)煤類構(gòu)成的。對(duì)煤化度中等、黏結(jié)性極強(qiáng)的煙煤也是煉焦用煤的一種。此外，褐煤、長(zhǎng)焰煤和貧煤沒(méi)有粘結(jié)性，單獨(dú)干餾得不到焦塊。在一定條件下可以少量配入配煤中煉焦。</p><p>　　肥煤（FM）的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf>10%～37%，

16、膠質(zhì)層最大厚度y>25mm。肥煤揮發(fā)物一般較高。膠質(zhì)層較厚。粘結(jié)性強(qiáng)，加熱時(shí)產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)生成的焦炭，熔融性好，耐磨性大，故為煉焦煤。用肥煤煉出的焦炭橫裂紋多，氣孔率高，焦根部蜂焦多，易碎，煉焦時(shí)必需配入氣煤、瘦煤等以提高焦炭質(zhì)量。肥煤的粘結(jié)力很強(qiáng)，能與粘結(jié)力較弱的煤搭配后煉出優(yōu)質(zhì)煤稱肥煤為配焦煤之母。肥煤是煉焦配合煤中的重要組分，配入肥煤可使焦炭熔融良好，從而提高焦炭的耐磨強(qiáng)度，并為配加黏結(jié)性差的煤或瘦化劑創(chuàng)造條件。

17、</p><p>　　貧瘦煤（PS）是煉焦煤中變質(zhì)程度最高的一種，其特點(diǎn)是揮發(fā)分較低，粘結(jié)性比典型瘦煤差。其干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf>10%～20%，粘結(jié)指數(shù)G>5～12。單獨(dú)練焦時(shí)，生成的焦粉多，配煤煉焦時(shí)配入較少比例就能起到瘦化作用，有利于提高焦炭的塊度。這種沒(méi)也可用于發(fā)電、機(jī)車、民用及鍋爐燃料。</p><p>　　氣煤（QM）是一種煤化程度較低的煉焦煤，結(jié)焦性較好，熱解

18、時(shí)能產(chǎn)生較多的煤氣和焦油，膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性較差。其干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf>37%，粘結(jié)指數(shù)G>65。單獨(dú)練焦時(shí)，焦炭呈細(xì)長(zhǎng)條且易碎，有較多縱向裂紋，焦炭的抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度低于其他煉焦煤。在配煤煉焦時(shí)配入氣煤可增加焦炭的收縮，便于推焦，又可得到較多化學(xué)產(chǎn)品。但多配氣煤將使焦炭塊度降低。由于我國(guó)氣煤儲(chǔ)量大，為了合理利用煉焦煤資源，在煉焦配煤中應(yīng)盡量多配氣煤。有些工廠根據(jù)氣煤的特性，采用不同的方法煉焦，如搗固、高溫快速加熱、熱

19、壓等。</p><p><b>　　1.3配煤煉焦意義</b></p><p>　　以前煉焦只用單種焦煤，由于煉焦工業(yè)的發(fā)展，焦煤的儲(chǔ)量開(kāi)始感到不足。而且還存在著煤煉得的焦餅收縮小，推焦困難;焦煤膨脹壓力很大，容易脹壞爐體;焦煤揮發(fā)分少，煉焦化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率小等缺點(diǎn)。為了克服這些缺點(diǎn)，采用了多種煤的配煤煉焦。配煤煉焦擴(kuò)大了煉焦煤資源，把不能單獨(dú)煉成合格冶金焦的煤，經(jīng)過(guò)幾種

20、煤配合可煉出優(yōu)質(zhì)焦炭，還可以降低煤料的膨脹壓力，增加收縮，利于推焦，并可提高化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率，配煤煉焦可以少用好焦煤，多用結(jié)焦性差的煤，使國(guó)家資源不但利用合理，而且還能獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。</p><p>　　配煤煉焦是以各單種煤的特性以及它們?cè)谠谂浜厦褐械南嗳菪詾榛A(chǔ)的，肥煤一般是配煤煉焦的骨架煤和基礎(chǔ)煤，它可以多配用弱粘結(jié)性煤和不黏煤；配入的肥煤可以提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率；瘦煤可以增加焦炭的塊度，起一定的瘦化作用；貧煤可以

21、少量配入，與肥煤配合煉焦，但必須細(xì)碎；當(dāng)煤料較“瘦”或黏結(jié)性較差時(shí)可加入煤焦油、瀝青等作為粘結(jié)劑。由于新的煉焦工藝—-預(yù)熱法煉焦的廣泛使用,使得我國(guó)的煤炭資源更能夠被充分利用,尤其是平頂山地區(qū)優(yōu)質(zhì)、低灰、低硫、高揮發(fā)分、弱黏結(jié)性或不黏結(jié)性的煤,用平頂山地區(qū)的煤作配煤煉焦,不僅提高了該地區(qū)煤的使用價(jià)值,在一定程度上降低鋼鐵生產(chǎn)成本,而且緩減了我國(guó)煤炭資源緊張的壓力。</p><p>　　可見(jiàn)，配煤煉焦對(duì)合理利用煤炭

22、資源、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤、擴(kuò)大煉焦煤源具有重要意義。</p><p>　　1.4煤場(chǎng)及配煤機(jī)械簡(jiǎn)介</p><p>　　焦化廠的配煤煉焦工藝要從煤場(chǎng)開(kāi)始，來(lái)煤的卸車與儲(chǔ)存以及單種煤配合成適合煉焦的配合煤的配煤機(jī)械的型號(hào)選取，諸如此類的都要根據(jù)焦化廠的生產(chǎn)規(guī)模而定。</p><p><b>　　1.4.1卸煤機(jī)械</b></p><

23、;p>　?。?）翻車機(jī) 翻車機(jī)的卸煤方式是通過(guò)把火車車箱翻轉(zhuǎn)一定角度，從而把煤從車箱內(nèi)傾倒出來(lái)。一般用于大型焦化廠。</p><p>　?。?）螺旋卸車機(jī) 螺旋車煤機(jī)由兩大部分組成；機(jī)架及其行走機(jī)構(gòu)，螺旋及其旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)。各廠使用的螺旋卸車機(jī)，按整體形式的不同，大致可分為橋式、門式和單臂式三種。一般用于中型焦化廠。</p><p>　?。?）鏈斗卸車機(jī)（聯(lián)合卸煤機(jī)） 鏈斗卸車機(jī)主

24、要有機(jī)架、鏈斗提升機(jī)構(gòu)和可移動(dòng)膠帶機(jī)等三部分所組成。一般用于小型焦化廠。</p><p><b>　　1.4.2倒運(yùn)機(jī)械</b></p><p>　　倒運(yùn)機(jī)械用于把卸下的煤料倒運(yùn)到貯煤場(chǎng)指定位置堆放，以及從貯煤場(chǎng)堆取回送至配煤槽系統(tǒng)。主要的倒運(yùn)機(jī)械有幾種:</p><p>　　門式抓斗起重機(jī)和裝卸橋 </p><p>&

25、lt;b>　　橋式抓斗起重機(jī)</b></p><p><b>　　斗輪式堆取料機(jī)</b></p><p>　　1.4.3配煤槽及配煤設(shè)備</p><p>　　配煤槽用來(lái)存配煤所需的各種煤料，一般設(shè)在配煤設(shè)備之上。其數(shù)目和容量與煤種及焦化廠的生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。其中數(shù)目一般比煤種多2～3個(gè)，主要考慮煤種的更換及設(shè)備的維修，對(duì)配煤量大的

26、煤種要同時(shí)開(kāi)兩個(gè)槽。其容量在大多數(shù)情況下，應(yīng)能保證焦?fàn)t一晝夜的用煤量。</p><p>　　配煤設(shè)備主要有配煤盤和電磁震動(dòng)給料機(jī)兩種。</p><p>　?。?）配煤盤 調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行可靠，其缺點(diǎn)是耗電量大，傳動(dòng)部件多，設(shè)備笨重，另外刮煤板要經(jīng)常清理，不然掛上雜物，影響配煤的準(zhǔn)確性。</p><p>　　（2）電磁震動(dòng)給料機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，布置緊湊、投

27、資省、耗電量小及產(chǎn)量容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是安裝、調(diào)整要求嚴(yán)格，若調(diào)整不好，進(jìn)行中將產(chǎn)生噪音，且達(dá)不到預(yù)期效果。電磁震動(dòng)給料機(jī)在煉焦配煤上廣泛使用，使配煤的準(zhǔn)確性不斷提高。</p><p><b>　　1.5預(yù)熱煉焦工藝</b></p><p>　　裝爐煤在裝爐前用氣體熱載體或固體熱載體快速加熱到分解前開(kāi)始前溫度（150～250℃），然后再裝爐煉焦的工藝過(guò)程稱為煤的預(yù)

28、熱煉焦技術(shù)。</p><p>　　預(yù)熱煤煉焦有下述顯著效果：①提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力，當(dāng)煤料預(yù)熱到200℃時(shí)，由于堆比重增大，裝煤量增加8～10％，由于升溫速度加快，結(jié)焦時(shí)間縮短25～30％，使焦?fàn)t生產(chǎn)能力可提高35～40％；②裝爐煤堆密度增大而且均勻化。將煤加熱到后，煤顆粒表面的水膜幾乎全脫盡，煤自動(dòng)鋪平而且緊密堆積，使裝爐煤堆密度增加。</p><p>　　煤預(yù)熱煉焦與濕煤煉焦的焦炭質(zhì)量比較

29、 % 表 1.1</p><p>　　煤預(yù)熱是煉焦前對(duì)煤料進(jìn)行預(yù)處理的有效措施，該工藝不僅可以脫除煤水分，降低煉焦耗熱量，而且可增加裝爐煤堆密度。此外，還因煤料加熱速度提高及堆密度增加等使塑性層厚度增加，改善結(jié)焦性能，煤預(yù)熱工藝還可以大幅度提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力，比濕煤煉焦增加焦炭產(chǎn)量。</p><p>　　預(yù)熱后的煤粉裝人由高熱導(dǎo)率耐火磚砌筑的薄壁室式焦?fàn)t，在低于通常干餾溫度下

30、(中低溫于餾)推焦，送入干熄爐內(nèi)再次加熱，以獲得所需的焦炭質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，改善環(huán)境。</p><p><b>　　1.6干法熄焦工藝</b></p><p>　　采用惰性氣體（通常為氮?dú)猓┫绯酂峤固康南ń狗椒ǚQ為干法熄焦，簡(jiǎn)稱“干熄焦”。熾熱的焦炭出爐時(shí)溫度約1000℃，由熄焦車運(yùn)至干熄焦工段，由接焦車和提升機(jī)裝至冷卻塔內(nèi)，被惰性氣體冷卻只200℃左右從底部卸出；

31、惰性氣體從冷卻塔底部的環(huán)形風(fēng)管及中央風(fēng)帽處進(jìn)入，與焦炭進(jìn)行熱交換吸收熱焦炭的熱量后，溫度升至約850℃作為二次能源，從上部的風(fēng)口流出，進(jìn)入鍋爐給出熱量而重新冷卻到約200℃后，經(jīng)旋風(fēng)除塵器，由風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入冷卻塔內(nèi)冷卻后再去冷卻紅焦炭，循環(huán)使用。這一過(guò)程實(shí)際上是氣相與固相的熱交換過(guò)程，熱交換方式主要是對(duì)流傳熱，輻射傳熱比例不大。在熱交換過(guò)程中，焦炭的冷卻速度既取決于惰性氣體的溫度和惰性氣體穿過(guò)焦炭層的速度，也取決于焦塊的溫度和外形表面積

32、。因而要提高冷卻速度，一是降低入口氣體溫度，二是增大氣體流速。但氣體流速過(guò)大將使循環(huán)風(fēng)機(jī)的電耗量大大增加，因而降低入口氣體速度是切實(shí)可行的。</p><p>　　干法熄焦克服了濕法熄焦的缺點(diǎn),具有下列優(yōu)點(diǎn): </p><p>　　(1)節(jié)約能源 干熄焦能從每噸紅焦中回收500kg中壓蒸汽,對(duì)年產(chǎn)冶金焦90萬(wàn)噸的廠家,年回收的熱量相當(dāng)于節(jié)省5萬(wàn)噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。 (2)提高焦炭質(zhì)量 冶金

33、焦的M40提高3～8 % , M10改善0. 3～1%,并且焦炭塊度趨于均勻,可降低高爐煉鐵焦比2%左右。 (3)減少了焦塵和有害氣體向大氣中的擴(kuò)散污染,有利于環(huán)境保護(hù),從而具有明顯的社會(huì)效益。</p><p>　　干法熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1噸焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45～0.6t。由于出爐的紅焦顯熱約占焦?fàn)t能耗的35%～40%，這部分能量相當(dāng)于煉焦煤能量的5%。如將其回

34、收和利用，可大大降低冶金產(chǎn)品成本，起到節(jié)能降耗的作用。 </p><p>　　其次，由于干熄焦能夠產(chǎn)生蒸汽并可進(jìn)一步用于發(fā)電，避免了生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐因燃煤對(duì)大氣造成污染，尤其減少了二氧化碳、二氧化硫向大氣的排放。同時(shí)在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)粘結(jié)性的焦、肥煤配入量10%～20%，有利于保護(hù)資源并降低焦炭成本。</p><p>

35、　　由于從焦?fàn)t推出的赤熱焦炭的溫度約為1050 ℃其顯熱占煉焦耗熱量的40﹪以上。采用干法熄焦，即利用惰性氣體氮?dú)鈱霟峤固坷鋮s，得到600～800℃惰性氣體。大部分加熱的惰性氣體把熱量傳給鍋爐的換熱面產(chǎn)生蒸汽，可直接用于發(fā)電，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。另一部分進(jìn)行煤預(yù)熱。降了溫的惰性氣體再循環(huán)使用。從而回收了焦炭顯熱，提高了煉焦生產(chǎn)的熱效率。</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)</b>&

36、lt;/p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求及畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)而確定的。</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　煤種選用高硫肥煤：貧瘦煤，以1:4的比例配合，再配入一定的黏結(jié)劑——煤焦油，高溫干餾條件下煉制出達(dá)到冶金焦國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。年工作300天，年處理量為10萬(wàn)噸。</p><p&

37、gt;<b>　　2.2設(shè)計(jì)目標(biāo)</b></p><p>　　1、焦?fàn)t大型化炭化室高度≥4m以上發(fā)展；</p><p>　　2、焦?fàn)t壽命達(dá)35年以上；</p><p>　　3、合理利用煤炭資源提高非黏結(jié)配比生產(chǎn)高強(qiáng)度焦碳；</p><p>　　4、實(shí)現(xiàn)焦炭潔凈生產(chǎn)；</p><p>　　5、達(dá)到冶

38、金焦國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　附：國(guó)家二級(jí)冶金焦標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　　轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指標(biāo) 表2.1</p><p>　　質(zhì)量分析指標(biāo)： 表2.2</p><p>　　3生產(chǎn)方案確定及生產(chǎn)流程說(shuō)明</p><p><b>　　3.1生產(chǎn)方案確定<

39、/b></p><p>　　隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，對(duì)焦炭的需求量及焦炭的質(zhì)量都提出了更高的要求。尤其是焦炭需求量的增大，不僅在中國(guó)，全世界范圍內(nèi)優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源已明顯感到不足。為節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源，擴(kuò)大煉焦煤源，而又不降低焦炭質(zhì)量，故采用配煤煉焦。采用配煤煤種選用肥煤、貧瘦煤，以1:4的比例配合，再配入一定量的黏結(jié)劑——煤焦油，高溫干餾條件下煉制出達(dá)到冶金焦國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)年處理量為10萬(wàn)噸，年工作300天。

40、</p><p>　　結(jié)合平頂山地區(qū)實(shí)際情況，平頂山貧瘦煤資源豐富，因此，希望在配煤中多配入貧瘦煤。預(yù)熱煉焦工藝恰好能滿足這一要求，一般散裝煤煉焦只能配入35%左右的貧瘦煤，預(yù)熱法可配入貧瘦煤65%左右。這是由于預(yù)熱煤煉焦使得煤堆密度增大，煤的一些工藝特性改變。堆密度增大煤粒子自然相互靠近，煤成焦時(shí)只需要較少的液相黏結(jié)成分即可達(dá)到較大的焦塊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此可用較少的黏結(jié)性煤。這正符合我國(guó)煤炭資源的特點(diǎn)，正是我們所期

41、望的結(jié)果，為此，設(shè)計(jì)采用預(yù)熱煤煉焦工藝。</p><p>　　預(yù)熱后的煤粉裝人由高熱導(dǎo)率耐火磚砌筑的薄壁室式焦?fàn)t，在低于通常干餾溫度下(中低溫于餾)推焦，送入干熄爐內(nèi)再次加熱，以獲得所需的焦炭質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，改善環(huán)境。</p><p>　　由焦?fàn)t推出的熾熱的焦炭的溫度約為1000℃左右，其顯熱約占煉焦耗熱量的38%左右。如果采用灑水濕法熄焦，雖然方法簡(jiǎn)便，但是損失了這部分高品位的熱量，而

42、且耗費(fèi)了大量的熄焦用水，不僅浪費(fèi)了水資源而且也污染了環(huán)境。采用干法熄焦，即利用惰性氣體將熾熱的焦炭冷卻，得到的熱惰性氣體用來(lái)加熱鍋爐發(fā)生蒸汽，降了溫的惰性氣體再循環(huán)使用，從而回收了熾熱焦炭的熱量，提高了煉焦生產(chǎn)的熱效率。每1噸1000-1100℃的熾熱焦炭的顯熱約為1.51-1.67MJ干熄焦熱量回收率可達(dá)80%左右，可產(chǎn)蒸汽400㎏以上。</p><p><b>　　3.2生產(chǎn)流程說(shuō)明</b&g

43、t;</p><p>　　配煤煉焦主要由配煤槽，輸煤皮帶，粉碎機(jī)，蒸汽鍋爐，焦油儲(chǔ)罐等組成。配煤作業(yè)時(shí)，不同的煤料分別放在不同的煤槽中，根據(jù)不同煤種在配煤中的比例來(lái)調(diào)節(jié)煤料量。焦油儲(chǔ)罐中的焦油，首先通過(guò)蛇形蒸汽管預(yù)熱，以降低其粘度，便于使用泵來(lái)輸送焦油。焦油輸送管道采用套管，即內(nèi)管走焦油，外管走高溫水蒸氣，最外層為絕熱夾套，以降低焦油在輸送過(guò)程中的阻力。最后焦油在出口處由外管水蒸氣吹出使焦油霧化，便于均勻的噴灑在

44、煤料上。</p><p>　　預(yù)熱煤煉焦的主要問(wèn)題是預(yù)熱沒(méi)輸送和裝爐時(shí)的大量煙塵，懸浮的熱煤塵在輸送過(guò)程中可能引起爆炸的危險(xiǎn)，故必須采取密封，充惰性氣體以及其他自動(dòng)檢測(cè)控制等保護(hù)性措施。</p><p>　　因此實(shí)現(xiàn)預(yù)熱煤煉焦，關(guān)鍵在于裝煤。預(yù)熱煤裝爐的基本要求是：</p><p>　　系統(tǒng)封閉，輸送安全，裝爐無(wú)煙；</p><p>　　結(jié)構(gòu)

45、簡(jiǎn)單，經(jīng)久耐用，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；</p><p>　　堆密度大，煙塵量小，適應(yīng)性強(qiáng)。</p><p>　　該設(shè)計(jì)采用爐頂裝煤的重力裝爐法，其主要優(yōu)點(diǎn)是裝爐煤的堆密度大。而重力裝煤又分為裝煤車裝煤和埋刮板輸送機(jī)裝煤。此次設(shè)計(jì)采用的預(yù)熱煤煉焦工藝是普雷卡邦預(yù)熱煤煉焦工藝，該工藝中預(yù)熱煤的輸送與裝爐系統(tǒng)由計(jì)量槽、埋刮板輸送機(jī)和叉式裝煤小車等組成。預(yù)熱煤用埋刮板輸送機(jī)送至位于爐組附近的熱煤斗槽后，經(jīng)

46、旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)計(jì)量槽，稱量后的預(yù)熱煤由此經(jīng)架在爐頂上方的埋刮板機(jī)，送至預(yù)定裝煤的炭化室上方，再經(jīng)叉式裝煤小車上的溜槽裝入炭化室內(nèi)，溜槽下端用導(dǎo)套與裝煤孔密封連接，炭化室內(nèi)煤線高度用探針測(cè)量。當(dāng)達(dá)到預(yù)定裝煤高度時(shí)，埋刮板機(jī)自動(dòng)停止，結(jié)束裝爐。工藝流程圖附圖2（右）。</p><p>　　干法熄焦裝置主要有冷卻槽，廢熱鍋爐，惰性氣體循環(huán)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。焦炭從炭化室推出，落在焦罐里，焦炭溫度可達(dá)1050℃。焦罐由提升

47、機(jī)提到干熄室頂部，這時(shí)將冷卻室上部的預(yù)存室打開(kāi)，焦炭進(jìn)入室中。在室中的焦炭放出的氣體進(jìn)入洗滌塔，然后收集，避免有害氣體進(jìn)入大氣。進(jìn)料室為鎖斗式，進(jìn)了后上部關(guān)閉，下部打開(kāi)，焦炭下移到冷卻室。在冷卻室中，熾熱的焦炭被氣體冷卻到200℃左右排出。冷卻氣體由鼓風(fēng)機(jī)送入，在冷卻焦炭的同時(shí)，氣體溫度升高，出口氣體溫度可達(dá)800℃，進(jìn)入廢熱鍋爐，發(fā)生高壓蒸汽（440℃，4.0MPa）。氣體經(jīng)過(guò)兩級(jí)旋風(fēng)除塵后，再由鼓風(fēng)機(jī)循環(huán)到冷卻室中。工藝流程圖如附圖

48、2（左）。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)實(shí)用新型涉及一種干法熄焦?fàn)t充氮裝置，其包含一氮?dú)廨斎肟偣?，該氮?dú)廨斎肟偣苓B接一環(huán)行管道，該環(huán)行管道上設(shè)置有若干噴嘴。噴嘴的直徑不同，離氮?dú)廨斎肟偣芙膰娮熘睆奖入x氮?dú)廨斎肟偣苓h(yuǎn)的噴嘴要大。干法熄焦?fàn)t充氮裝置安裝干熄爐的最底部。其能在循環(huán)風(fēng)機(jī)因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，提高充氮的均勻性及有效性，達(dá)到冷卻室內(nèi)焦炭溫度縱向的合理分布，避免冷卻室內(nèi)因焦炭高溫區(qū)下移而發(fā)生自燃現(xiàn)象</p&

49、gt;<p>　　焦化廠的煤粉和焦?fàn)t煤氣容易燃燒甚至爆炸，因此設(shè)計(jì)中電器設(shè)備一律選用隔爆式電氣設(shè)備，各設(shè)備均要有接地線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施。此外，生產(chǎn)中還應(yīng)注意以下問(wèn)題：</p><p>　?、艔S內(nèi)禁止使用明火，禁止吸煙，禁止使用鐵器敲打設(shè)備機(jī)動(dòng)車輛和外來(lái)人員不經(jīng)允不得進(jìn)入廠區(qū)；</p><p>　　⑵生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防設(shè)施的種類及存放位置，并能熟練正確使

50、用，了解現(xiàn)場(chǎng)物料的性質(zhì)；</p><p>　?、巧a(chǎn)人員在生產(chǎn)過(guò)程中要及時(shí)檢查，消除漏點(diǎn)；</p><p><b>　　4煉焦用煤的準(zhǔn)備</b></p><p>　　焦化廠用煤量很大，對(duì)于一座34孔的JN43—80型焦?fàn)t，晝夜用煤量為：</p><p>　　式中 n——焦?fàn)t的座數(shù)；</p><p&g

51、t;　　K——每座焦?fàn)t孔數(shù)；</p><p>　　G——每孔炭化室的裝煤量；</p><p>　　——焦?fàn)t緊張操作系數(shù)，一般為1.07；</p><p><b>　　——周轉(zhuǎn)時(shí)間，h。</b></p><p>　　對(duì)于含水10%的濕煤，則上述的晝夜用濕煤量為：970/0.9=1078t/24h</p>&l

52、t;p>　　4.1備煤車間工藝流程確定</p><p>　　圖4.1 配合粉碎工藝流程示意圖</p><p>　　備煤工藝根據(jù)原料煤的巖相組成、性質(zhì)及其他具體情況，可采用配合粉碎（先配合后粉碎）和各種煤先單獨(dú)粉碎再配合兩種流程。它們?cè)诮邮芎唾A存上基本相同，但在煤的配合與粉碎上則有先后順序的差別。先配后粉碎工藝流程圖如圖1。</p><p>　　該種流程的優(yōu)

53、點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，布置緊湊，操作方便，粉碎后不需再設(shè)混合設(shè)備。缺點(diǎn)是當(dāng)各單種煤的硬度差別較大時(shí)，粉碎粒度不均勻，對(duì)焦炭質(zhì)量有一定的影響。鑒于我選的幾種煤硬度相差不大，選用種備煤工藝。</p><p>　　4.2煤場(chǎng)機(jī)械的選型</p><p><b>　　4.2.1卸煤機(jī)械</b></p><p>　　卸煤機(jī)械的卸煤能力按一次進(jìn)廠原料的車輛數(shù)和允許

54、的卸車時(shí)間來(lái)確定，并保證達(dá)到考慮來(lái)煤不均衡系數(shù)在內(nèi)的日卸煤量的要求。即卸煤能力不小于：</p><p><b>　　t/h式4.1</b></p><p>　　式中 G1——進(jìn)廠列車的總載重量。一列車的載重量用車皮數(shù)來(lái)決定，一般20萬(wàn)噸以下焦化廠為15輛。</p><p>　　T2——協(xié)議規(guī)定的卸一列車的時(shí)間，一般規(guī)定為3～4h。</p

55、><p>　　卸煤機(jī)械的日卸煤能力“A”應(yīng)不小于：</p><p>　　A=KaQr ， t/24h 式4.2</p><p>　　式中 Ka ——來(lái)煤不均衡系數(shù)，一般中小型焦化廠取1.5.</p><p>　　Qr——焦化廠日用濕煤量，t/24h</p><p>　　該設(shè)計(jì)選用1

56、5;34孔JN43—80型焦?fàn)t，每次進(jìn)廠原煤車皮數(shù)為15輛，每輛載重45t，則卸車能力應(yīng)大于：</p><p>　　Q1=G1/T2=15×45/4=168.75t/h</p><p>　　則選用卸煤能力為200t/h的鏈斗卸車機(jī)一臺(tái)即可滿足要求。</p><p>　　要求卸煤機(jī)械的日卸煤能力不小于：</p><p>　　A=107

57、8×1.5=1617t/24h</p><p>　　則鏈斗卸車機(jī)的晝夜操作時(shí)數(shù)最多為：</p><p>　　1617/200=8.085h/臺(tái)</p><p>　　考慮到設(shè)備檢修等因素，卸煤機(jī)卸的有效操作時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)16h，故符合要求。</p><p><b>　　4.2.2倒運(yùn)機(jī)械</b></p&g

58、t;<p>　　倒運(yùn)機(jī)械的能力一般按焦?fàn)t的日用煤量的30%有來(lái)煤直接進(jìn)配煤槽，70%通過(guò)貯煤場(chǎng)倒運(yùn)進(jìn)行計(jì)算。來(lái)煤不均衡系數(shù)同前。即倒運(yùn)機(jī)械的能力應(yīng)能在規(guī)定的設(shè)備晝夜有效操作時(shí)間內(nèi)完成全部倒運(yùn)任務(wù)。</p><p>　　倒運(yùn)機(jī)械的晝夜最大操作時(shí)間“Tc”可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　， h式4.3</b></p><p&

59、gt;　　式中 Ka、Qr同前；</p><p>　　0.3，0.7——即日用煤量的30%直接進(jìn)配煤槽，70%由煤場(chǎng)倒運(yùn)；</p><p>　　Qd——設(shè)備的堆煤能力t/h，當(dāng)卸煤機(jī)械能力小于堆煤能力而受卸裝置的緩沖容量又不大時(shí)，應(yīng)以卸煤能力Q1代替；</p><p>　　Qs——設(shè)備的取煤能力，t/h。</p><p>　　該設(shè)計(jì)采用5

60、t40m裝卸橋來(lái)倒運(yùn)煤，設(shè)計(jì)抓斗容積3m3，則平均倒運(yùn)能力可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　4.4</b></p><p>　　式中 V——抓斗容積，m3；</p><p>　　r——煤料的堆密度，t/m3；</p><p>　　——一次抓取所需時(shí)間；</p><p>　　——抓斗的填充

61、系數(shù)，從煤堆上取煤時(shí)=0.8～0.9。</p><p>　　即該裝卸橋平均倒運(yùn)能力為：</p><p>　　故裝卸橋的最大晝夜有效操作時(shí)間可由式4—3計(jì)算。由于煤場(chǎng)卸煤時(shí)有足夠緩沖容量的臨時(shí)煤堆，故堆煤能力和取煤能力均為195t/h。</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　故選用一臺(tái)裝

62、卸橋即可滿足要求。</p><p><b>　　4.3配煤比的確定</b></p><p>　　設(shè)定配煤比時(shí)應(yīng)知道各單種煤煤質(zhì)、庫(kù)存和來(lái)煤、焦?fàn)t生產(chǎn)日用煤量、焦炭質(zhì)量及用戶要求等情況來(lái)確定實(shí)際的配煤方案。配合煤質(zhì)量指標(biāo)主要是指配合煤的灰分、硫分、揮發(fā)分、粘結(jié)指數(shù)等?？砂磫畏N煤的質(zhì)量指標(biāo)與配比，按“可加性”計(jì)算出來(lái)。再依據(jù)配合煤的化驗(yàn)分析質(zhì)量來(lái)驗(yàn)證配煤操作及管理的規(guī)范程

63、度。還應(yīng)考慮在保證焦炭質(zhì)量的前提下，做到配合煤原料成本最低等因素。</p><p>　　查資料知肥煤、貧瘦煤和氣煤的工業(yè)性質(zhì)及元素含量如表4.1：</p><p>　　單種煤化驗(yàn)分析質(zhì)量部分指標(biāo) 表4.1</p><p>　　按肥煤：貧瘦煤：氣煤=2:6:2配比配合，可求出配合媒的質(zhì)量指標(biāo)，如下：</p><p>　　Ad=0

64、.20×9.12%+0.60×9.20%+0.20×8.65%=9.07%</p><p>　　Vdaf=0.20×35.60%+0.60×17.30%+0.20×39.30%=25.36%</p><p>　　Std=0.20×1.90%+0.60×0.38%+0.20×0.62%=0.73%<

65、;/p><p>　　G=0.20×98+0.60×12+0.20×78=42.4</p><p>　　附：配合煤主要質(zhì)量指標(biāo)</p><p><b>　?。?）化學(xué)指標(biāo)。</b></p><p>　　水分：控制范圍5%～12%。一般水分是越少越好，但低于5%后不利于操作和環(huán)保。由于該設(shè)計(jì)采用預(yù)熱

66、煤法煉焦，故水分這個(gè)指標(biāo)不是主要指標(biāo)，可不考慮。</p><p>　　灰分：越小越好。因灰分大部分進(jìn)入焦炭，不利于焦炭質(zhì)量。</p><p>　　揮發(fā)分：對(duì)于頂裝焦?fàn)t一般在20%～28%之間，據(jù)工藝條件及需求控制，對(duì)搗固煉焦視炭化室高度不同，可在24%～32%之間變化。</p><p>　　硫分：越低越好。焦炭中硫分不利于高爐生產(chǎn)。</p><p

67、><b>　?。?）工藝指標(biāo)。</b></p><p>　　G值：配合煤煉焦原則上要求黏結(jié)指數(shù)G>75。</p><p>　　由于該配合煤的黏結(jié)性沒(méi)有達(dá)到75，故加入粘結(jié)劑——煤焦油。</p><p>　　4.4配煤設(shè)備和配煤操作</p><p><b>　　4.4.1配煤槽</b>&l

68、t;/p><p>　　配煤槽用來(lái)貯存配煤所需的各種煤料，一般設(shè)在配煤設(shè)備之上。其數(shù)目和容量與煤種及焦化廠的生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)目一般比配煤煤種多2～3個(gè)，主要考慮煤種的更換及設(shè)備的維修，對(duì)配煤量大的煤種要同時(shí)開(kāi)兩個(gè)槽。煤槽的容量，在大多數(shù)情況下應(yīng)能保證焦?fàn)t一晝夜的用煤量。</p><p>　　查資料知道20萬(wàn)t/年焦化廠的配煤槽直徑為6m，每個(gè)槽容量為200t，配煤槽放煤口直徑為0.7m

69、。據(jù)該設(shè)計(jì)所選配煤?jiǎn)畏N煤三種，故設(shè)置配煤槽為六個(gè)。</p><p><b>　　4.4.2配煤設(shè)備</b></p><p>　　配煤設(shè)備有配煤盤和電磁震動(dòng)給料機(jī)兩種。</p><p>　　由于電磁震動(dòng)給料機(jī)的準(zhǔn)確性比較高，又造價(jià)不是太高，故我選用電磁震動(dòng)給料機(jī)作為配煤設(shè)備。</p><p>　　電磁震動(dòng)給料機(jī)是一種利用電

70、磁鐵與彈性原件配合作為震動(dòng)源，使給料槽作高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，槽上物料一定角度被拋擲，并使之朝一定方向給料的機(jī)械。</p><p>　　電磁震動(dòng)給料機(jī)在生產(chǎn)中運(yùn)行是否可靠，除設(shè)計(jì)和制造的正確性外，很重要的是設(shè)備的安裝、調(diào)整和維護(hù)。</p><p>　　配煤的準(zhǔn)確性與槽體的安裝傾角及煤在槽體內(nèi)料層厚度和煤的含水量有關(guān)。隨著料層厚度的增加，給料過(guò)程中產(chǎn)生的不均勻塌落現(xiàn)象較嚴(yán)重，從而使配煤準(zhǔn)確性下降

71、。料層太薄，給料機(jī)能力不能充分發(fā)揮。料層厚度通常保持在80～120mm范圍較好。</p><p>　　對(duì)粘結(jié)性較強(qiáng)或者水分含量較大（>12%）的煤，應(yīng)在槽體內(nèi)襯以塑料板或不銹鋼板，適當(dāng)加大給料槽的傾角及增大給料機(jī)的振幅，以增大煤在槽體內(nèi)滑動(dòng)，從而使輸送速度增加。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，配煤用的電磁震動(dòng)給料機(jī)安裝傾角以16～17°為宜。</p><p>　　電磁震動(dòng)給料機(jī)的配煤能力可按下式

72、計(jì)算：</p><p>　　, t/h 4.5</p><p>　　式中 B——槽體寬度，m；</p><p>　　H——槽體卸料端的煤層厚度，m；</p><p>　　——煤在槽體卸料端的移動(dòng)速度，m/s；</p><p>　　——煤料堆積密度，（按0.8計(jì)算），t/m3。</p&

73、gt;<p>　　根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，H=80～120mm，當(dāng)槽體安裝傾角在17°左右時(shí)，振幅為1.5～1.6mm，煤料水分為10%時(shí)，可按0.2計(jì)算。</p><p>　　由于煤在槽體內(nèi)的料層不宜過(guò)厚，故煉焦配煤用的電磁震動(dòng)給料機(jī)的給料槽體寬度一般比作為給料設(shè)備的槽體寬些。即B可按0.8m計(jì)算。</p><p>　　帶入數(shù)值可求出其配煤能力為：</p>&

74、lt;p><b>　　日配煤量為：</b></p><p>　　=1217>1078=</p><p>　　故，該配煤設(shè)備可以滿足工藝要求。</p><p><b>　　4.5配煤比的控制</b></p><p>　　4.5.1操作要點(diǎn)和配煤比檢測(cè)</p><p>

75、;　　配煤比的準(zhǔn)確與穩(wěn)定焦炭質(zhì)量有密切關(guān)系。為了保證煤量穩(wěn)定，配煤槽的裝滿高度應(yīng)保持在2/3以上，并防止在一個(gè)煤槽內(nèi)同時(shí)上煤和放煤。配煤比是根據(jù)對(duì)配煤的質(zhì)量要求而確定的，通常用百分率來(lái)表示。生產(chǎn)中為便于檢查，一般均采用單位長(zhǎng)度配煤膠帶上各種煤的千克數(shù)來(lái)表示的。單位長(zhǎng)度配煤膠帶上煤的總量稱為配煤量（干基）。該配煤量可以根據(jù)膠帶輸送機(jī)的生產(chǎn)能力和取料的長(zhǎng)度來(lái)確定。</p><p>　　生產(chǎn)上一般每小時(shí)檢測(cè)一次配煤量。

76、其方法是用放在配煤膠帶上0.5m長(zhǎng)的鐵盤來(lái)測(cè)量，多次取樣稱量算出實(shí)際的平均配煤比，一般要求實(shí)際配煤量與規(guī)定配煤量之差應(yīng)小于配煤膠帶上該種煤配入量的2%，超過(guò)此值時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)。</p><p>　　在檢查配煤比的同時(shí)，也要對(duì)配合煤的灰分和揮發(fā)分進(jìn)行檢查，以評(píng)定配煤操作的好壞，其方法是理論計(jì)算出的配合煤的灰分和揮發(fā)分指與實(shí)際配合煤的灰分揮發(fā)分相比較，要求其差值揮發(fā)分應(yīng)小于±0.7%，灰分應(yīng)小于±0

77、.3%。</p><p><b>　　4.5.2自動(dòng)配煤</b></p><p>　　用人工方法檢查配煤的準(zhǔn)確性并調(diào)整配煤操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大且準(zhǔn)確性差，配煤質(zhì)量指標(biāo)不宜穩(wěn)定，因此現(xiàn)已發(fā)展多種形式的自動(dòng)配煤系統(tǒng)，目前使用最多的是電子秤自動(dòng)配煤裝置。按所用定量給料設(shè)備的不同，有兩種工藝，即配煤盤—電子秤自動(dòng)配煤裝置和電磁震動(dòng)給料機(jī)—電子秤自動(dòng)配煤裝置如圖4.2。</p

78、><p>　　圖4.2 電磁震動(dòng)給料機(jī)—電子秤自動(dòng)配煤裝置</p><p>　　即在電磁震動(dòng)給料機(jī)下面，增設(shè)稱量小膠帶和電子秤，并通過(guò)調(diào)節(jié)裝置控制電振器的振幅來(lái)調(diào)節(jié)下煤量使配煤量保持定值。稱量小膠帶機(jī)為長(zhǎng)度約為4m的框架式或懸臂式膠帶機(jī)。</p><p>　　自動(dòng)配煤的工作原理可用圖4.3表示： 圖4.3 電子秤自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理

79、方框圖</p><p>　　傳感器送出正比于重量的毫伏信號(hào)，經(jīng)毫伏變送器將信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成0～10mA的電流信號(hào)，再經(jīng)重量顯示儀表及比例積分單元，分別指示出瞬間量和累計(jì)量，當(dāng)實(shí)際下料量與給定值（通過(guò)電流量）發(fā)生偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器給出偏差信號(hào)（電流），經(jīng)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，自動(dòng)改變電振機(jī)的工作電壓，進(jìn)而改變電振機(jī)的振幅，使下料量回到給定值，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到自動(dòng)配煤的目的。</p><p>&l

80、t;b>　　5工藝計(jì)算</b></p><p>　　焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱</p><p><b>　　5.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　用焦?fàn)t煤氣加熱焦?fàn)t的有關(guān)原始數(shù)據(jù)分別列于表5.1～5.4</p><p>　　加熱煤氣、凈煤氣有關(guān)參數(shù) 表 5.1</p><p

81、>　　加熱煤氣的組成 表 5.2</p><p>　　大氣參數(shù)及有關(guān)的溫度 表5.3</p><p>　　小煙道及總煙道廢氣組成 表5.4</p><p>　　5.2原始數(shù)據(jù)處理與計(jì)算</p><p>　　A 凈煤氣標(biāo)準(zhǔn)流量與計(jì)算</p><p>

82、　　孔板設(shè)計(jì)參數(shù)：P=10000Pa；t=25℃；=0.48kg/m3</p><p>　　實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)：=6785Pa；=31℃；=13098m3/h</p><p>　　煤氣重度按其組成計(jì)算：</p><p><b>　　凈煤氣標(biāo)準(zhǔn)流量：</b></p><p>　　查資料《焦?fàn)t的物料平衡與熱平衡》附表3，知：<

83、;/p><p>　　=25℃時(shí)，=0.026kg/m3；=31℃時(shí)，=0.0373kg/m3。</p><p><b>　　5.1</b></p><p>　　式中 ,——加熱煤氣的標(biāo)準(zhǔn)流量和表流量，m3/h；</p><p>　　,——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱煤氣的重度，kg/m3；</p><p&

84、gt;　　,——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱煤氣中水分含量，kg/m3；</p><p>　　,——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱煤氣的絕對(duì)溫度，℃。</p><p>　　所以，凈煤氣的標(biāo)準(zhǔn)流量為：</p><p>　　B 加熱煤氣標(biāo)準(zhǔn)流量的換算</p><p>　　孔板設(shè)計(jì)參數(shù)：=5000Pa，=25℃，=0.47kg∕m³</p

85、><p>　　實(shí)際工作參數(shù)：=5107Pa，=31.2℃，=0.494kg∕m³</p><p>　　查資料《焦?fàn)t的物料平衡與熱平衡》附表3，知：=25℃時(shí)，=0.026kg/m3；=31.2℃時(shí)，=0.0378kg/m3，=5792m3/h。</p><p><b>　　C 燃燒計(jì)算</b></p><p>　　

86、以100m3干焦?fàn)t煤氣為單位，進(jìn)行的燃燒計(jì)算的結(jié)果列于表5.5。</p><p>　　干焦?fàn)t煤氣的燃燒計(jì)算表5.5</p><p>　　注：CmHn中，按含80％, 15％,5％計(jì)算</p><p><b>　　D 空氣系數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　5.2</b></p>

87、;<p>　　式中 ——空氣系數(shù)常數(shù)；</p><p>　　——干焦?fàn)t煤氣燃燒后廢氣中含體積,m3；</p><p>　　——干焦?fàn)t煤氣燃燒理論需氧量，m3。</p><p><b>　　代入數(shù)值的：</b></p><p>　　（1）小煙道處空氣系數(shù)：</p><p>　?。?）

88、總煙道處空氣系數(shù)：</p><p>　　E 漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣的量</p><p><b>　　5.3</b></p><p>　　式中 ——每小時(shí)荒煤氣的漏失量，m3/h；</p><p>　　——燃燒每立方米混合煤氣（加熱煤氣與漏入加熱系統(tǒng)的荒煤氣）所需理論干空氣量，m3/m3；</p><p&

89、gt;　　——總煙道處廢氣空氣系數(shù)；</p><p>　　——停止加熱后干廢氣中的二氧化碳量，%；</p><p>　　——每立方米荒煤氣（或焦?fàn)t煤氣）燃燒后生成的二氧化碳的體積，m3/m3。</p><p>　　分別代入數(shù)值，得漏入燃燒系統(tǒng)的荒煤氣的量：</p><p><b>　　F 空氣中水分含量</b></

90、p><p>　　空氣中相對(duì)濕度=40%；大氣溫度t=24℃；飽和水分壓為2986Pa。</p><p><b>　　5.4</b></p><p><b>　　5.3物料平衡計(jì)算</b></p><p>　　以1000kg入爐煤為計(jì)算單位，對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>&

91、lt;b>　　A 物料收入</b></p><p>　　由于采用預(yù)熱煤煉焦，故入爐干煤量為：</p><p><b>　　Gm=1000kg</b></p><p><b>　　B 物料支出</b></p><p>　?。?）全焦量（GJ）:</p><p>

92、;　　干基全焦率按煤的揮發(fā)分（）和焦餅中心溫度（tJ）相關(guān)聯(lián)式計(jì)算。</p><p>　　=103.19-0.75-0.0067tJ 5.5</p><p>　　=103.19-0.75×25.36-0.0067×1079</p><p><b>　　=76.94%</b></p>

93、<p><b>　　全焦量：</b></p><p>　　GJ=1000×76.94%=769.4kg/t</p><p>　?。?）無(wú)水焦油量（GJY）:</p><p>　　產(chǎn)率據(jù)下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　，% 5.6</p><p>&l

94、t;b>　??；</b></p><p>　　為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取0.80～0.86。</p><p><b>　　=3.45%</b></p><p><b>　　無(wú)水焦油量：</b></p><p>　　GJY=1000×3.45%=34.5kg/t</p>

95、<p>　?。?）粗苯量（GB）</p><p>　　粗苯產(chǎn)率用下經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　，% 5.7</p><p>　　=-1.61+0.144×28.18-0.0016×28.182</p><p><b>　　=1.18%</b></p>

96、<p><b>　　粗苯量：</b></p><p>　　GB=1000×1.18%=11.8kg/t</p><p><b>　?。?）氨量（GA）</b></p><p>　　氨的產(chǎn)率用下經(jīng)驗(yàn)公式求算：</p><p>　　，% 5

97、.8</p><p>　　式中 b——煤中總氮量轉(zhuǎn)為氨的轉(zhuǎn)化系數(shù)，一般取0.12～0.16；</p><p>　　Ng——入爐煤干基氮含量，%</p><p>　　0.145×1.46%×17/14=0.26%</p><p><b>　　氨量：</b></p><p>　　G

98、A=1000×0.26%=2.6kg/t</p><p>　?。?）凈煤氣量(Gmq)</p><p>　　用入爐煤氣揮發(fā)分含量求煤氣產(chǎn)率：</p><p>　　，% 5.9</p><p>　　K為比例系數(shù)，其數(shù)值的大小與入爐煤氣的性質(zhì)等因素有關(guān)；對(duì)于氣煤K=3.0；焦煤K=3.3；對(duì)于一般配合

99、煤K=3.1。</p><p><b>　　凈煤氣產(chǎn)量：</b></p><p>　　Gmq=1000×15.61%=156.1kg/t</p><p>　　（6）化合水量（GSX）</p><p>　　化合水產(chǎn)率用下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　，%

100、 5.10</p><p>　　式中 ——入爐煤干基含氧量，%；</p><p>　　a——煤中總氧量轉(zhuǎn)化成化合水的轉(zhuǎn)化系數(shù)，一般取0.3～0.5</p><p><b>　　化合水量：</b></p><p>　　GSX=1000×1. 37%=17.3kg/t</p><p>

101、<b>　?。?）差值</b></p><p>　　物料平衡差值為入方物料總和與出方物料的總和的差（G），即</p><p>　　，kg/t 5.11</p><p>　　差值是物料平衡中的最后一項(xiàng)，也是最重要的一項(xiàng)。它將判斷在物料平衡的計(jì)量和計(jì)量中的誤差或在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的損失（包括產(chǎn)率少的產(chǎn)品）。</p><p>

102、;　　基于生產(chǎn)條件，較難規(guī)定物料平衡差值的允許范圍。但一般不應(yīng)大于1%。否則，應(yīng)對(duì)物料平衡的收入和支出各項(xiàng)做進(jìn)一步的檢驗(yàn)，一邊查明產(chǎn)生誤差的原因。</p><p>　　對(duì)此物料平衡核算，得:</p><p>　　差值 G=8.3 </p><p>　　占干煤的比重為 0.83%<1%,</p><p>　　所以，該差值在物料平衡

103、差值的允許范圍，可以視為平衡。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，列出的物料平衡表示與表5—6。</p><p>　　物料平衡表表 5.6</p><p><b>　　5.4熱量平衡計(jì)算</b></p><p><b>　　A 熱量收入計(jì)算</b></p><p>　?。?

104、）加熱煤氣燃燒熱（Q1）</p><p>　　a．全爐平均小時(shí)裝入的煤量</p><p><b>　　5.12</b></p><p>　　式中——全爐平均小時(shí)裝入的煤量，t/h；</p><p>　　——每孔炭化室裝入的煤量，t；</p><p>　　——每座焦?fàn)t炭化室孔數(shù)；</p>

105、<p><b>　　——周轉(zhuǎn)時(shí)間，h。</b></p><p><b>　　=37.78t/h</b></p><p>　　b．每噸入爐煤所需加熱煤氣量：</p><p>　　VOJ=V1/G 5.13</p><p>　　式中 VOJ——每

106、噸入爐煤氣所需的加熱煤氣量，m3/t；</p><p>　　V1——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的加熱煤氣流量，m3/h。</p><p>　　VOJ=5497/37.78=145.5 m3/t</p><p>　　c．加熱煤氣低（位）發(fā)熱量：</p><p>　　，kJ/m3 5.14</p><p>　　=126.42×

107、;8.17+108.8×58.13+358.8×21.23+682×3.07</p><p>　　=17069kJ/m3</p><p>　　d.加熱煤氣的燃燒熱</p><p>　　Q1=·VOJ=17069×145.5=2483540kJ/t</p><p>　?。?）加熱煤氣顯熱（Q2）

108、</p><p>　　查資料《焦?fàn)t的物料平衡與熱平衡》附表1,當(dāng)t=31.2℃時(shí)，煤氣中各組分的比熱為：</p><p>　　cCO2=1.6337； cCO=1.300； cCmHn=2.0661； cO2=1.3096； cH2=1.2812； cN2=1.295； cCH4=1.5780 cH2O=1.4976；H2Og=0.047.</p&

109、gt;<p>　　則，加熱煤氣的平均比熱</p><p>　　cmq=0.01(cCO2×CO2+ cCmHn×CmHn+ cCO×CO+ cO2×O2+ 5.15</p><p>　　cH2×H2+cN2×N2+ cCH4×CH4)</p><p>　　=0.01(3.37

110、×1.6337+3.07×2.0641+8.17×1.3000+1.07</p><p>　　×1.3096+58.13×1.2812+4.96×1.2950+21.23×1.5780)</p><p>　　=1.3826kJ/(m3·℃)</p><p><b>　　加熱煤氣

111、的顯熱</b></p><p><b>　　5.16</b></p><p>　　=145.5（1.3826×31.2+1.4976×0.047×31.2）</p><p>　　=6596 kJ/t</p><p>　?。?）漏入的荒煤氣燃燒熱（Q3）</p>&l

112、t;p>　　Q3=·/G 5.17</p><p>　　=17069×794/37.78=358729 kJ/t </p><p>　　(4)空氣帶入顯熱（Q4）</p><p>　　燃燒每立方米混合煤氣（Lg）所需空氣量可以通過(guò)對(duì)混合煤氣進(jìn)行燃燒計(jì)算求得，計(jì)算式如下：</p><p&

113、gt;　　, 5.18</p><p>　　, 5.19</p><p>　　式中 ——燃燒每立方米混合煤氣所需理論干空氣量，m3/m3；</p><p>　　——小煙道出口處廢氣的空氣系數(shù)；</p><p>　　COs；——混合煤氣中各組成的體積含量，%。</p><

114、p>　　=3.875m3/m3</p><p><b>　　即，</b></p><p>　　Lg=1.47×3.875=5.696 m3/m3</p><p>　　和計(jì)算加熱煤氣平均比熱相同求當(dāng)t=35.5℃時(shí),空氣的平均比熱,ckq=1.2983,查表知：cH2O=1.4980。</p><p>&l

115、t;b>　　5.20</b></p><p>　　=（145.5+794/37.78）×5.696×35.5×(1.2983+0.0119×1.4980)=44315 kJ/t</p><p>　　(5)入爐煤帶入的熱量（Q5）</p><p><b>　　入爐干煤的比熱 </b><

116、;/p><p>　　當(dāng)入爐煤溫度在20～250℃，揮發(fā)分含量不高（9%～12%）時(shí)，煤的平均比熱應(yīng)用下式計(jì)算：</p><p>　　cm=，kJ/(kg·℃)</p><p><b>　　5.21</b></p><p>　　則， cm=0.883(1+0.008×9.07)×[1+0.15&

117、#215;200100</p><p>　　-0.0008×200100]</p><p>　　=1.23 kJ/(kg·℃)</p><p>　　Q5=GMcmtm，kJ/t 5.22</p><p>　　=1000×1.23×200=246000 kJ/t

118、</p><p><b>　　B 熱量支出計(jì)算</b></p><p>　　（1）焦炭帶走熱量（）</p><p><b>　　焦炭比熱cJ:</b></p><p>　　查資料有焦炭的平均比熱，如表</p><p>　　20～t℃ 的焦炭平均比熱 表5.7

119、</p><p>　　表5—7中的“AJ”為焦炭中灰分。如AJ=10%，t=1000℃，根據(jù)表 5.7焦炭平均比熱分別為1.543和1.469，其平均值為1.506，所以該資料認(rèn)為焦炭的平均比熱一般可取1.506 kJ/(kg·℃)。</p><p>　　故，當(dāng)焦炭的灰分AJ=11.79%，溫度t=1092℃時(shí)，根據(jù)表 5.7焦炭平均比熱分別為1.633和1.546，其平均值為1

120、.5895，所以焦炭比熱cJ=1.5895 kJ/(kg·℃)</p><p>　　=GJcJt=769.4×1.5895×1092=1335474 kJ/t 5.23</p><p>　　（2）焦油帶走的熱量（）</p><p>　　焦油氣的平均比熱一般可按下式計(jì)算：</p><p>　　cJY=1.2

121、77+1.641×10-3t1h,kJ/(kg·℃) 5.24</p><p>　　式中 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，℃；</p><p>　　cJY——0～t1h溫度內(nèi)焦油氣的平均比熱，kJ/(kg·℃)。</p><p><b>　　則，</b></p><

122、;p>　　焦油氣在t1h=747℃溫度下的平均比熱為：</p><p>　　cJY=1.277+1.641×10-3×747=2.5029 kJ/(kg·℃)</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下焦油氣的蒸發(fā)潛熱可取418.68kJ/kg。</p><p>　　一般認(rèn)為焦油氣在結(jié)焦前半期排出，溫度取t1h。故焦油帶走的熱量可按下式計(jì)算：