Материал: Курсовой проект по дисциплине Технология и оборудование коксохимического производства
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
1.1 Структура коксохимического производства
1.2.1 Требования к конструкции коксовой печи
1.2.2 Специальное оборудование коксовых печей
1.4 Основные конструкции коксовых батарей России
Коксовые печи с перекидными каналами (ПК)
1.4.2 Печи с перекидными каналами двухкорнюрные (система ПК-2К)
1.4.4Коксовые батареи с нижним подводом отопительного газа системы (ПВР-нп)
1.4.5 Преимущества печей системы ПВР
1.5 Факторы, влияющие на расход тепла при коксовании
2.1 Расчет показателей технического анализа
2.2 Расчет материального баланса коксования
2.3 Расчет теплового баланса коксовой батареи
2.4 Расчет производительности коксовой батареи
2.5 Расчет количества обслуживающих машин
2.6 Определение размеров коксовой рампы
2.7 Расчет термодинамического и теплотехнического К.П.Д. коксовых печей
2.9 Расчет требуемой температуры в обогревательных каналах для выбранного периода коксования
2.10 Расчет регенераторов коксовой печи
2.11 Расчёт распределения давления в отопительной системе печей
2.11.1 Расчёт сопротивлений на участках отопительной системы
коксования еще недостаточно исследованы, поэтому по предложению профессора П.Г.Рубина принимаем ее равной нулю: ????5 = 0.
Расходная статья теплового баланса
1. Теплота нагрева кокса
Теплосодержание кокса определяется по следующей формуле:
(28)
где ???? - выход сухого кокса из влажной шихты кг/1000 кг;
????k - средняя удельная теплоемкость кокса, кДж/(кг ∗ К);
????k - средняя температура кокса при его выдаче из камеры, °С.
Удельную теплоемкость ????k можно определить по формуле Дебрюннера:
Расходная статья теплового баланса
1. Теплота нагрева кокса
Теплосодержание кокса определяется по следующей формуле:
(28)где ???? - выход сухого кокса из влажной шихты кг/1000 кг;
????k - средняя удельная теплоемкость кокса, кДж/(кг ∗ К);
????k - средняя температура кокса при его выдаче из камеры, °С.
Удельную теплоемкость ????k можно определить по формуле Дебрюннера:
(29)где ????, ????, ???? - содержание золы, углеродистого вещества и выход летучих веществ из кокса, %;
????A, ????B - средние величины удельной теплоемкости золы и углеродистого вещества кокса, кДж/(кг ∗ К);
????V - объемная теплоемкость летучих веществ кокса, принимается равной объемной теплоемкости коксового газа, кДж/(кг ∗ К);
???? - плотность летучих веществ (принимается ???? = 0,45 кг/м3).
Значение удельной теплоемкости золы ????A принимается равной удельной теплоты кварца.
Для формулы Дебрюннера принимается ???? = 10,110%, B = 88%, V = 1%.
Определение средней температуры коксового пирога аналитическим путем сложно, поэтому расчет производится, исходя из практических данных и следующих положений. Принимается:
а) температура по оси коксового пирога в нижней части камеры к концу периода коксования ????н = 1040°С;
н
б) температура у стенки коксового пирога в нижней части камеры
на н
30°С больше, чем ????н,
= 1070°С;в) среднюю температуру низа коксового пирога к концу коксования °С:
; (30)г) температуру по оси коксового пирога в верхней части камеры и к концу периода коксования ????в = 980°С;
в
д) температуру у стенки коксового пирога в верхней части камеры
= 1010°С; в
е) среднюю температуру верха коксового пирога к концу периода коксования:
При ????k = 1030°С средние удельные теплоемкости ????Æ, ????B и ????V, кДж/(кг ∗К):
????A = 1,066; ????B = 1,507; ????V = 1,819.
Теплосодержание кокса, кДж/1000 кг шихты составляет:
1
????1´ = 725,7 ∗ 1,474 ∗ 1030 = 1101772 кДж
2. Теплота нагрева дистилляционного газа:
, (31)где ????г - выход сухого газа на единицу загрузки (по данным материального баланса), м3;
p
- средняя объемная теплоемкость газа, кДж/(м3 ∗ К);???? - температура газа при выходе из камеры.
Выход сухого газа (из материального баланса) равен 131,96 кг/т шихты. Плотность сухого газа, кг/м3 :
????г = (1,977 ∗ ????????2 + 1,413 ∗ ????m????n + 1,429 ∗ ????2 + 1,25 ∗ ???????? + 0,717 ∗ ????????4
+ 0,09 ∗ ????2 + 1,251 ∗ ????2) ∗ 0,01, (32)
где ????????2, ????m????n, ????2, ????????, ????????4, ????2, ????2, -
содержание составных частей газа, % (об.);
1,977; 1,413; 1,429; 1,251; 0,717; 0,09; 1,25; — плотность соответствующих компонентов, кг/м3;
????г = (1,977 ∗ 2,1 + 1,413 ∗ 2,3 + 1,429 ∗ 0,8 + 1,25 ∗ 5,6 + 0,717 ∗ 26,7
+ 0,09 ∗ 59,7 + 1,251 ∗ 2,8) ∗ 0,01 = 0,436 кг/м3;
Температура газа на выходе принимается равная 750°С. средняя объемная теплоемкость газа при ???? = 750°С определяется по его составу, теплоемкость отдельных компонентов (справочная величина):
p
????p0–750 = (2,108 ∗ 2,1 + 3,228 ∗ 2,3 + 1,44 ∗ 0,8 + 1,377 ∗ 5,6 + 2,432
∗ 26,7 + 1,312 ∗ 59,7 + 1,363 ∗ 2,8) ∗ 0,01 = 1,677.
Энтальпия газа, кДж/1000 кг шихты:
2
????2 ´ = 302,7 ∗ 1,677 ∗ 750 = 380721
а) Теплота, уносимая парами смолы (кДж/1000 кг ш.):
(33)
Выход смолы (по материальному балансу) на рабочую массу составил 31,7 кг/т шихты. Скрытая теплота испарения смолы при 0°С, ????0 = 418,7 кДж/кг.
p
Средняя удельная теплоемкость паров смолы
в зависимости от
температуры кДж/(кг ∗ К):
(34)
Тогда
б) Теплота, уносимая парами ароматических углеводородов
По материальному балансу количество
1,977; 1,413; 1,429; 1,251; 0,717; 0,09; 1,25; — плотность соответствующих компонентов, кг/м3;
????г = (1,977 ∗ 2,1 + 1,413 ∗ 2,3 + 1,429 ∗ 0,8 + 1,25 ∗ 5,6 + 0,717 ∗ 26,7
+ 0,09 ∗ 59,7 + 1,251 ∗ 2,8) ∗ 0,01 = 0,436 кг/м3;
Температура газа на выходе принимается равная 750°С. средняя объемная теплоемкость газа при ???? = 750°С определяется по его составу, теплоемкость отдельных компонентов (справочная величина):
p
????p0–750 = (2,108 ∗ 2,1 + 3,228 ∗ 2,3 + 1,44 ∗ 0,8 + 1,377 ∗ 5,6 + 2,432
∗ 26,7 + 1,312 ∗ 59,7 + 1,363 ∗ 2,8) ∗ 0,01 = 1,677.
Энтальпия газа, кДж/1000 кг шихты:
2
????2 ´ = 302,7 ∗ 1,677 ∗ 750 = 380721
-
Теплота нагрева продуктов коксования
а) Теплота, уносимая парами смолы (кДж/1000 кг ш.):
(33)Выход смолы (по материальному балансу) на рабочую массу составил 31,7 кг/т шихты. Скрытая теплота испарения смолы при 0°С, ????0 = 418,7 кДж/кг.
p
Средняя удельная теплоемкость паров смолы
в зависимости оттемпературы кДж/(кг ∗ К):
(34) Тогда
б) Теплота, уносимая парами ароматических углеводородов
По материальному балансу количество
бензола на рабочую массу шихты составляет ????б = 8,97 кг/т шихты. Скрытая теплота испарения сырого бензола при 0°С равна 431,2 кДж/кг.
Средняя удельная теплоемкость паров ароматических углеводородов (кДж/(кг ∗ К)) среднего состава определяется по формуле:
где 84,6 - среднединамическая молекулярная масса паров сырого бензола. При этом теплота нагрева бензола, кДж/1 т шихты:
????б= 8,97 ∗ (431,2 + 1,951 ∗ 750) = 16993 кДж/1000 кг шихты.
в) Теплота, уносимая аммиаком (кДж/1 т шихты) :
(35)
где ???? - выход аммиака, кг/1 т загрузки (по данным материального баланса
2,24);
p
- средняя удельная теплоемкость аммиака, кДж/(кг ∗ К);
???? - температура аммиака при выходе из камеры.
Средняя удельная теплоемкость аммиака (справочное значение) равна 2,683 кДж/(кг ∗ К).
Тогда:
а
????а´ = 2,24 ∗ 2,683 ∗ 750 = 4507 кДж/т шихты.
(36)
где ????o - общее количество влаги угля, кг/1 т загрузки (72 + 29,33
пирогенетическая влага);
Средняя удельная теплоемкость паров ароматических углеводородов (кДж/(кг ∗ К)) среднего состава определяется по формуле:
где 84,6 - среднединамическая молекулярная масса паров сырого бензола. При этом теплота нагрева бензола, кДж/1 т шихты:
????б= 8,97 ∗ (431,2 + 1,951 ∗ 750) = 16993 кДж/1000 кг шихты.
в) Теплота, уносимая аммиаком (кДж/1 т шихты) :
(35)где ???? - выход аммиака, кг/1 т загрузки (по данным материального баланса
2,24);
p
- средняя удельная теплоемкость аммиака, кДж/(кг ∗ К);???? - температура аммиака при выходе из камеры.
Средняя удельная теплоемкость аммиака (справочное значение) равна 2,683 кДж/(кг ∗ К).
Тогда:
а
????а´ = 2,24 ∗ 2,683 ∗ 750 = 4507 кДж/т шихты.
-
Теплота, уносимая парами воды:
(36)где ????o - общее количество влаги угля, кг/1 т загрузки (72 + 29,33
пирогенетическая влага);
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/200338