200万吨焦炭焦化厂炼焦车间设计

?干-----每孔装煤堆密度（干基），t/m3 ?-----周转时间，h K ---- 干煤全焦率，%

JN60-82型，?=19小时，n=2，?干=0.76kg/m3，V=38.5m3 设K=0.75，则

G?365?24?4N?0.95?38.5?0.76?0.75?200万t/a

19?N?49.3?50孔

即所选用的为4×50孔焦炉，而焦炭的实际产量为：210.5263万t/a， 则单座焦炉干煤消耗量为：2105263?0.75?4?365?24=80.11t/h 湿煤消耗量为：80.11?（1-10%）=89.00t/h

JN60-82型焦炉的主要尺寸见表2-2：其余尺寸见图纸。

表2-2 JN60-82型焦炉的主要尺寸 单位：mm

项目 大小 项目 大小 炭化室长 15980 炭化室墙厚度 100 炭化室有效长 15140 立火道隔墙厚度 151 炭化室平均宽 450 跨越孔尺寸（高?宽） 305?(401/467） 炭化室锥度 60 循环孔尺寸（高?宽） 106?(406/462） 炭化室全高 6000 蓄热室宽度 321.5 炭化室有效高 5650 蓄热室主墙厚度 290 炭化室有效容积，m3 38.5 蓄热室单墙厚度 230 炭化室一次装干煤量m3 28.5 蓄热室格子砖高度 2540 结焦时间，h 19 斜道（出口）宽度 120（80） 一昼夜装干煤量，t 40.1 边斜道（出口）宽度 120（120） 立火道个数，个 32 砖煤气道直径 50 炭化室中心距 1300 看火孔尺寸 120

立火道中心距 480 装煤孔直径?个数 450?4?50?4 加热高度 905 上升管直径?个数 500?50?4 炉顶厚度 1250 灯头砖出口距炭化室底高 405（高），255(低)

2.4 焦炉物料衡算

焦炉物料衡算[23]是指在焦炉炭化室内结焦过程中经高温干馏得到焦炭、煤

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气、和化工产品（焦油、粗苯、氨）等物料之间的平衡测试与计算。根据物料守衡定律进行计算，通过焦炉的物料平衡，可以了解到焦炉炭化室内物料的转移情况，获得焦炭产品的产率以及损失率。在此基础上，可进一步作焦炉热量平衡，并为焦炉的设计、改造提供依据。因此，进行正确的测试与计算是十分重要的。

常用的炼焦炉的物料平衡是指，以进入焦炉的原料干煤与配煤水为入方，以炼焦的各种产品——焦炭、净煤气和各种化工产品为出方进行衡算。

2.4.1 物料平衡的入方

入炉煤量是指每孔炭化室的装煤量或整座焦炉平均每小时的装煤量。物料平衡入方干煤量按下式计算：（以1000kg入炉煤为基准）

100-MadGJ?1000?kg [24]……………………（2-4）

100配合煤入炉前含水分按Mad=10计算：

入炉干煤量：GJ =900kg 入炉水量： GS=100 kg

2.4.2 物料平衡的出方

1.全焦量：GJ =900?0.75=675 kg 2.荒煤气：1000-675=325 kg

其中有100 kg是煤中含水量，有225 kg是干煤析出的。

除去装入煤水分，则荒煤气中各成分含量如下（质量百分比，相对于干煤） 焦油——3.5% 粗苯——1.1% 氨——0.3% 硫化氢——0.2% 化合水——2%

其质量分别为（相对于湿煤）

焦油——31.5 kg 粗苯——9.9 kg 氨——2.7 kg 硫化氢——1.8 kg 化合水——18 kg 煤气组成如下：

H2——57.9% CH4——26.2% CO——6% O2——0.6% 其密度为：0.454 kg/m3 物料平衡表（见表2-3）：

N2——4.6%

CO2——2.2% CMHN——2.5%

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表2-3 物料平衡表

收入 支出

项目 数值 占湿煤比 占干煤比 项目 数值 占湿煤比 占干煤比 kg % % kg % % 干煤 900 90 100 全焦 675 67.5 75 入炉煤带入水 100 10 -- 焦油 31.5 3.15 3.5 粗苯 9.9 0.99 1.1 氨 2.7 0.27 0.3 硫化氢 1.8 0.18 0.2 净煤气 161.1 16.11 17.9 入炉煤带水 100 10 -- 化合水 18 1.8 2 合计 1000 100 100 合计 1000 100 100

2.5 焦炉热平衡

2.5.1 炼焦耗热量的计算

使用高炉煤气加热计算[22]。配合煤水分为7%时，Q=2751kJ/kg，水分增加1%，Q增加67.2kJ/kg，配合煤水分为10%时，Q=2952.6kJ/kg。

由于供给焦炉的热量绝大部分来自煤气的燃烧热，所以可以认为是热量的唯一来源，用来确定所需煤气量。

用高炉煤气加热时，所需热量为（单座焦炉） 2952.6?89.00?10?2.6?10kJ/h

382.5.2 入炉高炉煤气以及废气的计算

高炉煤气的成分（湿气体，体积百分比）见表2-4，饱和温度为30℃

表2-4 高炉煤气的组成

H2 CH4 CO CO2 N2 O2 H2O 1.44 0.19 25.63 13.29 54.71 0.38 4.18

Q低=3487 kJ/标m3

则一座焦炉所需高炉煤气量为：2.6?108?3487=74562.66m3/h 高炉煤气温度为30 ℃；空气过剩系数选为：??1.25

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则理论耗氧量为：

OT?0.01[0.5(H2?CO)?2CH4?O2]?0.1354m3/m3煤气 理论空气量为：

100 LT?OT?0.6445m3/ m3煤气

21实际空气量为：

LP??LT?0.8057m3/m3煤气

空气湿度为：60%，（20℃），则含水0.014 m3水气/ m3空气 水气含量为：0.014 LP=0.0113 m3水气/ m3煤气 计算废气中成分：

VCO2=0.01[CO2+CO+CH4]=0.39 m3/ m3煤气VH2O=0.01[H2+2CH4+H2O]=0.01[1.44+2 0.19+4.18]+0.0113 =0.0713 m3/ m3煤气VN2=0.01N2+0.79 LP=1.184 m3/ m3VO2=0.21 LP-OT=0.034 m3/ m3

1m3煤气燃烧生成废气量为：

33 + V+ V=1.68 m/ m煤气 VW= VCO2+ VHONO222废气组成：

CO2——23.2%

H2O——4.2% N2——70.5% O2——2.1% 废气流量：

VW?74562.66?1.68?125265.270m3/m3煤气

2.5.3 热量衡算

1、收入热量 1）煤气燃烧热：

Q1=V·Qg=2.60?108 kJ/h 2）煤气焓

Q2=Cg·t·V

Cg为煤气比热，可按加和性计算， t=30℃

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