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焦炉工艺计算参考(上)

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焦炉工艺计算参考

5.2 工艺计算

5.2.1 炭化室的物料衡算

物料平衡是根据物质不灭定律进行计算的。炭化室的物料衡算指进入炭化室的的原料——煤为入方，炼焦的各种产品——焦炭及其他化工产品为出方进行衡算。进行物料衡算是炼焦车间设计最基本的依据，也是确定各种设备操作负荷和经济估算的基础[16]。

(1) 物料平衡的入方

物料平衡的入方包括入炉煤量，入炉煤带入的水分，以及漏入炭化室的空气量

1) 入炉煤量

入炉煤量指每孔炭化室的装煤量或整座焦炉每小时的装煤量。物料平衡的计算基准是吨入煤量。

物料平衡入方的干煤量（Gm）按下式计算：

Gm1001000100W，kg/t （5.1）

式中：

1000——物料平衡计算的基准数；

W——入炉煤的水含量，%。

由于本次设计采用的是捣固焦炉，捣固炼焦工艺为了使配合煤能够顺利捣成煤饼，一般取水含量为9%~11%，本次设计取入炉煤中水分含量为10%。

入炉煤带入的水量（Gs）按下式计算：

Gs=1000100W，kg/t；

根据以上公式可得：

Gm= 1000101000900100 kg/t

Gs=101000100100 kg/t

1) 吸入炭化室的空气量

当集气管压力保持正常数值时，在整个结焦过程中，炭化室内均为正压，所以空气及燃烧系统产生的废气不容易漏入炭化室中。在物料平衡计算中可以不予考虑。

(2) 物料平衡的出方

1) 全焦量(GJ)

全焦量指包括粉焦在内的不同粒度焦炭的总和，其计算式如下：

JG=10010001000100100100ardJarJKWAK，kg/t （5.2）

式中：

arJK——入炉煤收到基全焦率，%

dJK——入炉煤干燥基全焦率，%

dJK用数理统计的方法得出的计算式如下：

dJK =103.19―0.75Vd―0.0067Jt，% （5.3）

dV——入炉煤的干基挥发分，%；与配合煤的干基挥发分相同。

dV=27.21,

Jt——推焦前15min测定的焦饼中心温度，℃

设Jt=1000℃，则：

dJK=103.19-0.75×27.21-0.0067×1000=76.08%

100100010010010100076.08%100WGjK

=684.72 kg/t

2) 无水焦油量（GJY）

焦油量可按下式计算：

10010001000100100100ardafJYarJYJYKWAKG，kg/t （5.4）

arJYK——入炉煤收到基焦油产率，%

dafJYK——入炉煤干燥无灰基焦油产率，%

arA——入炉煤收到基灰分，% 本设计中的入炉煤Vdaf=30.32%,而当入炉煤的挥发分dafV=28%~30.5%时,

dafJYK目前多采用下式进行计算：

dafJYK=―1.4+0.8Vdaf

（5.5）

= 1.40.18430.284.17

JYG= 100109.274.17100033.66100100 kg/t

3) 粗苯量

粗苯量可按下式计算：

10010001000100100100ardafarBBBWAKKG，kg/t （5.6）

BG——粗苯量，kg/t

arBK——入炉煤收到基粗苯产率，%

dafBK——入炉煤干燥无灰基粗苯产率，%

dafBK目前多用下式进行计算：

dafBK=0.640.065dafV0.640.06530.281.33

BG=100109.271.33100010.74100100 kg/t

4) 氨量

对于氨的回收，国内主要有生产硫氨和和氨水两种工艺流程,故在物料衡算中均应换算成纯氨量。

氨是由煤含氮化合物转化而成的。氨量一般可按下式计算：

10010001000100100100ardAAAKKWG，kg/t （5.7）

arAK——入炉煤收到基氨的产率，%

dAK——入炉煤干燥无灰基氨的产率，%

经多方研究证实，煤在炼焦过程中氮量12%~16%转化成氨，故氨的产率可用下式计算： 1714dAdKbN，%； （5.8）

b——煤中总氮量转入氨中的转化系数，可取0.12~0.16；本设计b取0.14

dN——入炉煤干躁基氮含量，%；

已知，配合煤的adM=1.66，adN=1.37

则配合煤的100100dadadNNM=1.39

配合煤的干躁基氮含量与入炉煤干躁基氮含量相等；

17——氨的分子量；

14——氮的分子量。

1714dAdKbN=0.14×1.39×1714=0.236

10010001000100100100ardAAAKKWG =100100.23610002.12100100kg/t

5) 净煤气量

用入炉煤挥发分含量求煤气产率。

ddmqKKV，% （5.9）

式中K为比例系数，其数值的大小与入炉煤的性质等因素有关；对于气煤K=3.0;焦煤K=3.3；对于一般的配合煤K=3.1。

即3.127.2116.17dmqK

10010001000100ardmqmqmqwGKK

1001016.171000100100

=145.53 kg/t

6) 水量

水量包括入炉煤带入的水量和炼焦过程中煤中的氢和氧化合而得的化合水两部分。

入炉煤带入的水量与物料平衡计算中入方的数值相同。

化合水量可按下式计算：

1001000100100dSXSXKWG，kg/t （5.10）

式中： Kdsx——干基化合水产率，%，可按下面的经验式求得：

1816ddSXmKaO （5.11）

a——煤中总氧量转化成化合水的转化系数，一般可取0.3~0.5，本设计取0.4；

dmO——入炉煤干基含氧量，%；

18——水分子的摩尔质量；

16——氧原子量。

已知配合煤adO=100―Cdaf―Hdaf―Sdaf―Ndaf

=100―88.65―5.37―0.62―1.56=3.8

100100ddmdafAOO

10010.133.83.42100

1816ddSXmKaO= 180.43.421.5416

1001000100100dSXSXKWG= 100101.54100013.86100100 kg/t

入炉煤带入的水量SG= 101000100100 kg/t

7) 差值G

支出物料总和 JJYBAmqSXSGGGGGGGG

=684.72+33.66+10.74+2.12+145.53+13.86+100=991.63 Kg

G=1000-(JJYBAmqSXSGGGGGGG)

=1000-991.63=0.94%

表5.9 物料平衡表

收 入 支 出

符号 项目 数值

kg/t 占湿煤/% 占干煤/% 符号 项目 数值

kg/t 占湿煤/% 占干煤

/%

mG 干煤 900 90 100

JG 全焦 684.72 68.47 76.08

sG 入炉煤带入的水分 100 10 11.1

JYG 焦油 33.66 3.37 3.74

BG 粗苯 10.74 1.07 1.19

AG 氨 2.12 0.21 0.23

mqG 净煤气 145.53 14.56 16.18

SG 入炉煤带入的水分 100 10 11.11

SXG 化合水 13.86 1.39 1.54

G 差值 9.37 0.94 1.04

G 合计 1000 100.00 G 合计 1000 100.00

5.2.2 焦炉的热量衡算

焦炉热量平衡的测定和计算是在物料平衡的基础上，根据能量守衡定律进行的[16]，也就是说供给焦炉的的总热量（ΣQ）等于焦炉支出的总热量（ΣQ’ ）。

即ΣQ= ΣQ’。

上述等式的成立，必须考虑以下两个前提：

① 焦炉热平衡的测定值必须是焦炉正常生产的真实反映；

② 在焦炉热平衡的测定和计算中，不考虑入炉煤在炼焦过程中碳氢化合物的分解和聚合的热效应。

(1) 热平衡收入项计算

1) 加热用煤气的热量

加热用煤气的热量包括加热煤气的燃烧热和显热两部分。

① 加热煤气的燃烧热（Q1）

加热煤气燃烧热是吨入炉煤所需加热煤气（干）量与加热煤气低发热量的乘积。

设吨入炉煤所需要加热煤气（干）量为V m3/t

加热煤气低发热量（dDWQ）

高炉煤气（干）的低发热量为 938 kcal/ m3

故加热煤气的燃烧热 Q1= dDWQ×V=938V kcal

② 加热煤气（干）带入的显热（Q2）

Q2=VCmqtmq

（5.12）

式中：

tmq——加热煤气的入炉温度，tmq=30℃；

Cmq——0℃～30℃内，加热煤气（干）的平均比热，由《毕业设计参考资料》附图14-2，查得 Cmq=0.321 kcal/ m3

Q2=VCmqtmq=V×0.321×30=9.63V kcal

③ 高炉煤气水分带入的显热（Q3）

30℃时，高炉煤气的含水量为4.36%；

30℃时，湿高炉煤气重度1.275 kg/ m3，干高炉煤气重度为1.297，则其中水分的重度为ms=0.03455kg/ m3；

0～30℃内，水的平均比热为Cms=1.0 kcal/kg；

Q3= 4.361004.36VmsCmstms=0.047V kcal

④ 漏入加热系统的荒煤气的燃烧热

因为焦炉正常状况下漏入加热系统的荒煤气几乎没有，所以这部分燃烧热我们不予考虑。

⑤ 空气带入的显热（Q4）

Q4=V×L×Ckq×tkq

（5.13）

式中：

L——加热煤气燃烧所需空气量，m3，由《毕业设计参考资料》附录12-2得L=0.970 m3；

Ckq——0℃～20℃，内空气的平均比热，由《毕业设计参考资料》附录14-1得，Ckq=0.31 kcal/ m3；

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焦化生产常用计算

焦化生产常用计算

焦化生产常用计算

焦化生产是一种将煤炭转化为焦炭和其他有价值的副产品的工艺过程。在焦化生产中，有许多常用的计算方法和公式，用于评估和优化生产过程。本文将介绍一些焦化生产中常用的计算方法，以帮助读者更好地理解焦化生产过程。

一、焦炉产能计算

焦炉产能是指焦炉在单位时间内生产的焦炭量。计算焦炉产能的方法主要有两种：理论产能和实际产能。

1. 理论产能计算

理论产能是指在理想条件下，焦炉在单位时间内完全燃烧煤炭所产生的焦炭量。理论产能的计算公式如下：

理论产能 = 焦炭收得率 × 焦炭产量 × 100%

其中，焦炭收得率是指焦炭产量与煤炭投入量之比。通常情况下，焦炭收得率为70%至80%。

2. 实际产能计算

实际产能是指在实际生产中，考虑各种因素对焦炉产能的影响后的产量。实际产能的计算公式如下：

实际产能 = 理论产能 × 热工效率 × 综合利用系数

其中，热工效率是指焦炉在燃烧过程中从煤炭中释放出的热量与煤炭投入量之比。综合利用系数是考虑焦炉运行稳定性、设备完好率等因素的综合评估系数。

二、焦炉能耗计算

焦炉能耗是指焦炉在生产过程中消耗的能量。计算焦炉能耗的方法主要有两种：理论能耗和实际能耗。

1. 理论能耗计算

理论能耗是指在理想条件下，焦炉在生产过程中所消耗的能量。理论能耗的计算公式如下：

理论能耗 = 焦炭产量 × 焦炭热值

其中，焦炭热值是指单位质量焦炭所释放的热量。一般情况下，焦炭热值为28MJ/kg至32MJ/kg。

2. 实际能耗计算

实际能耗是指在实际生产中，考虑各种因素对焦炉能耗的影响后的能耗量。实际能耗的计算公式如下：

实际能耗 = 理论能耗 × 能耗利用系数

其中，能耗利用系数是考虑焦炉运行稳定性、能源利用效率等因素的综合评估系数。

三、焦炉炉温计算

焦炉炉温是指焦炉内部的温度分布情况。炉温的计算方法主要有两种：理论炉温和实际炉温。

1. 理论炉温计算

理论炉温是指在理想条件下，焦炉内部各个部位的温度分布情况。理论炉温的计算方法比较复杂，需要考虑焦炉内部的热传导、燃烧反应等因素。

AO工艺标准规范标准设计计算参考材料

AO工艺标准规范标准设计计算参考材料

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A1/O生物脱氮工艺

一、 设计资料

设计处理能力为日处理废水量为30000m3

废水水质如下：

PH值7.0~7.5 水温14~25℃ BOD5=160mg/L

VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L

根据要求：出水水质如下：

BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L

根据环保部门要求，废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的“二级现有”标准，即COD

120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/l

二、污水处理工艺方案的确定

城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30℅的BOD5，污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除，化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用。采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。

废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在。生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%。废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中，将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮''

转化为氮气，而达到从废水中脱氮的目的。

废水的生物脱氮处理过程，实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理，并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制，并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。在废水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧（oxic）条件下，通过好氧硝化的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮；然后在缺氧（Anoxic）条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气（N2）而从废水中逸出。因而，废水的生物脱氮通常包括氨氮的硝化和亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的反硝化两个阶段，只有当废水中的氨以亚硝酸盐氮和硝酸盐的形态存在时，仅需反硝化（脱氮）一个阶段.

焦炉工艺流程

焦炉工艺流程

炼焦工艺

现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序.

1。洗煤

原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质.

2。配煤

将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦.

目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围,合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。

3。炼焦

将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。

4.炼焦的产品处理

将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。

熄焦方法有干法和湿法两种. 湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60~90s。

干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热,时间为2～4h。

在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品.焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。

炼焦工艺主要设备

1、焦炉简介:

现代焦炉炉体由炭化室、燃烧室和蓄热室三个主要部分构成.一般,炭化室宽0。4～0.5m、长10～17m、高4～7.5m,顶部设有加煤孔和煤气上升管（在机侧或焦侧)，两端用炉门封闭。燃烧室在炭化室两侧,由许多立火道构成.蓄热室位于炉体下部，分空气蓄热室和贫煤气蓄热室。

焦炉系统中常用的控制设备：PLC、变频器、组态软件、电动机、断路器、接触器、按钮、温度仪表等等。

2、捣固焦炉简介:

捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭，这种专用炉型即捣固焦炉。捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途,配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。 3、熄焦车（或干法熄焦装置）

接受推出的赤热焦炭，运到熄焦塔内喷水（或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电或补充管网的蒸汽），将赤热焦炭熄灭,然后卸在凉焦台上冷却。

ao工艺设计计算参考

ao工艺设计计算参考

A1/O生物脱氮工艺

一、设计资料

设计处理能力为日处理废水量为30000m3

废水水质如下：PH值7.0~7.5 水温14~25℃BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L

根据要求：出水水质如下：

BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L

根据环保部门要求，废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的“二级现有”标准，即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/l

二、污水处理工艺方案的确定

城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30℅的BOD5，污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除，化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用。采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。

废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在。生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%。废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中，将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，而达到从废水中脱氮的目的。

废水的生物脱氮处理过程，实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理，并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制，并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。在废水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧（oxic）条件下，通过好氧硝化的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮；然后在缺氧（Anoxic）条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气（N2）而从废水中逸出。因而，废水的生物脱氮通常包括氨氮的硝化和亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的反硝化两个阶段，只有当废水中的氨以亚硝酸盐氮和硝酸盐的形态存在时，仅需反硝化（脱氮）一个阶段.