Материал: Проект установки первичного охлаждения коксового газа

,

где - коэффициент перехода кислорода шихты в пирогенетическую воду (принимается равным 0,436);

- молекулярная масса воды;

- атомная масса кислорода;

- содержание кислорода в рабочей шихте, %.

Тогда

кг из 1000 кг рабочей шихты.

. По разности между приходной и расходной частями находим невязку баланса: 1000-(725,6+132+31,8+9,1+1,1+2,1+72+29,3)=3кг, т.е. 0,3%. Невязка баланса считается допустимой до 0,5%. Для действующего завода невязка баланса считается потерями производства. Чтобы эти потери были минимальными, необходимо выявлять причины невязки баланса и устранять их.

Далее находим коэффициент озоления:

.

Тогда содержание золы в коксе будет .

Полученные результаты расчета заносятся в таблицу по принятой форме (таблица 4), называемой сводным балансом, где приводят данные на сухую и рабочую массу.

Таблица 4 Сводный материальный баланс коксования угольной шихты

.3 Расчет газосборника

.3.1 Исходные данные для расчета

Количество сухой шихты, коксуемой в двух батареях коксовых печей, 1*10 т/год или 114,16 т/ч; влажность шихты 7,2 %.

Выход основных продуктов коксования в процентах по массе на сухую шихту представлен в таблице 5.

Таблица 5 Выход основных продуктов коксования

Состав сухого кокосового газа (за вычетом бензольных углеводородов, сероводорода и аммиака) представлен в таблице 6.

Таблица 6 Состав сухого коксового газа

57,9

,2

,0

,6

,2

,5

.3.2 Материальный расчет

Количество влажной шихты, коксуемой в час, составляет

 т/ч.

Влага шихты  т/ч.

В газосборники поступает следующее количество газообразных продуктов коксования:

По массе, кг/ч:

. Сухой коксовый газ 114,16*10*0,1422=16 233,55

. Водяные пары 114,16*10*0,0318+8,86*10=12 490,29

. Пары смолы 114,16 *10*0,0343=3 915,69

. Бензольные углеводороды 114,16*10*0,0098=1 118,77

. Сероводород 114,16*10*0,0022=251,15

. Аммиак 114,16*10*0,0016=182,66

Итого: 34192,11 кг/ч.

По объему, м/ч:

. Сухой коксовый газ:

,

где  кг/м - плотность сухого коксового газа, определенная по составу газа:

 кг/м.

 м/ч.

. Водяные пары:

,

где  л/моль - молярный объем;

 г/моль - средняя молярная масса водяных паров.

 м/ч.

,

где  г/моль - средняя молярная масса смолы.

 м/ч.

. Бензольные углеводороды:

,

где  г/моль - средняя молярная масса бензольных углеводородов.

 м/ч.

. Сероводород:

.

 м/ч.

. Амммак:

.

 м/ч.

Итого: 55 060,75 м/ч.

Принимаем, что в газосборниках конденсируется 60% смолы, содержащейся в поступающем газе. Тогда количество конденсирующейся смолы будет равно:

 кг/ч.

Количество паров смолы, выходящих из газосборников равно:

кг/ч

или по объему  м/ч.

Обозначим количество воды (кг/ч), испарившейся в газосборнике через G. Это составляет по объему в парообразном состоянии 1,245G м/ч.

Из газосборника выходит следующее количество газообразных продуктов, представленное в таблице 7.

Таблица 7 Количество газообразных продуктов, выходящих из газосборника

Величину G определяем в дальнейшем по тепловому балансу газосборника.

.3.3 Тепловой расчет

Приход тепла

. Тепло, вносимое в газосборники коксовым газом.

.1. Тепло, вносимое сухим коксовым газом:

,

где °С - температура входящего газа;

 - средняя теплоемкость сухого коксового газа в пределах температур 0 - 650°С, которая может быть определена по составу газа и средним теплоемкостям компонентов:

 ккал/(м∙град) = 1,642 кДж/(м∙град)

теплоемкость по массе:= ккал/(кг∙град) = 3,624 кДж/(кг∙град).

Тогда

 кДж/ч.

.2. Тепло, вносимое водяными парами:

,

где 595 - энтальпия водяных паров при 0°С, ккал/кг;

=0,484 ккал/(кг∙град) теплоемкость водяных паров в пределах 0 - 650°С.

Тогда

 кДж/ч.

.3. Тепло, вносимое парами смолы:

,

где 88 - энтальпия паров смолы при 0°С, ккал/кг;

 - теплоемкость паров смолы, определяемая по формуле:

ккал/(кг∙град).

Тогда

 кДж/ч.

.4. Тепло, вносимое бензольными углеводородами:

,

где  - теплоемкость паров бензольных углеводородов, определяемая по формуле:

 , где M - средняя молекулярная масса бензольных углеводородов;

ккал/(кг∙град).

Тогда

 кДж/ч.

.5. Тепло, вносимое сероводородом:

,

где  ккал/(кг∙град) - теплоемкость сероводорода в пределах 0 - 650°С.

Тогда

 кДж/ч.

.6. Тепло, вносимое аммиаком:

,

где  = 0,624 ккал/(кг∙град) - теплоемкость аммиака.

 кДж/ч.

Общее количество тепла, вносимое газом в газосборники:

Q=95 097 399,24 кДж/ч.

. Тепло, вносимое в газосборники надсмольной водой, поступающей для охлаждения газа:

,

где  - количество поступающей надсмольной воды, кг/ч;

 - температура поступающей воды, °С.

Количество надсмольной воды, поступающей в газосборники, принимаем равным 5,5 м на 1 т сухой шихты, что составляет:

 м/ч.

Минимальную температуру надсмольной воды, подаваемой в газосборники, определяем по точке росы газа, поступающего в газосборники.

Парциальное давление водяных паров в газе, поступающем в газосборники при общем давлении 760 мм рт. ст., составит

 мм рт. ст.,

что соответствует минимальной температуре воды 68°С.

Действительная температура должна быть выше точки росы поступающего газа на 5 - 10 градусов для обеспечения движущей силы испарения воды в газ. Принимаем температуру поступающей воды равной 75°С.

Тогда

 кДж/ч.

Общее количество тепла, вносимое в газосборники:

 кДж/ч.

Расход тепла

. Тепло, уносимое коксовым газом из газосборников.

.1. Тепло, уносимое сухим коксовым газом:

,

где °С - температура выходящего газа (в дальнейшем эта температура проверяется);

 - средняя теплоемкость сухого коксового газа в пределах температур 0 - 79°С, которая может быть определена по составу газа и средним теплоемкостям компонентов:

 ккал/(м∙град) = 1,4 кДж/(м∙град)

теплоемкость по массе: = кДж/(кг∙град).

Тогда

 кДж/ч.