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焦化生产实用计算式及计算例题选集

1 、成焦率(K %)的计算式(安徽工业大学严文福教授、郑明东教授成焦率公式)

成焦率K %(或亦称煤焦比)是指炼焦配合入炉煤在高温干馏过程中转变成焦炭产品的百分率,它是焦化生产工艺过程中一个重要的技术经济指标。

K=97.116一0.7139V m.d 一0.0018t k 一0.13A m.d /A j.d ,%

相关系数R=0.987

上述三元回归方程式综合考虑了成焦率K %与炼焦配合入炉煤干基挥发分V m.d 、焦饼中心温度t k 和煤焦(按干基计)灰分转化系数A m.d /A j.d 等多因素的关系。此公式仅适用于常规顶装煤生产焦炉,不适用于顶装煤焦炉配型煤、捣固侧装煤生产焦炉。

2.焦炉集气管压力计算例题和计算式

(1)计算例题

焦炉压力制度规定:在推焦前20~30min,吸气管下面的炭化室底部测压孔(距炭化室底部0.3m)处的相对压力a 1 不低于5Pa,若推焦前煤气密度Φi=0.35kg/立方米(因此时煤气成分主要是氢气),温度800度,焦炉炭化室底部到集气管中心距为9m,荒煤气经红焦层、上升管至集气管测压点的总阻力为5Pa,大气环境温度为零度,其密度Φk=1.293kg/立方米,试求集气管压力a 2 应规定为多少Pa?

解采用焦炉流体力学的上升气流公式计算:

a 2 =a 1 +h 1 一2g(Φ k 一Φ1一2)一Σ1一2∇P

=5+9 *9.81(1.293一0.35*273/273+800)一5

=106.3Pa

式中:Φ1一2为Φi* T/T+t ,T=273K

如果在夏季大气环境温度升高,其密度减小,则浮力减小,可规定控制集气管压力稍低些。

(2) 集气管压力近似计算式

由以上例题计算结果可推算出集气管压力(P集)近似计算式如下:

P集=5+(11~12)H Pa

式中:H一为炭化室底部至集气管测压点的高度,m

(11~12)一为当荒煤气平均温度800度时,每米高度产生的浮力,Pa

集气管的压力由近似计算初步确定后,再根据吸气管正下方炭化室底部压力在推焦前20~30min是否达到5Pa而进行调整。

3.漏入焦炉炭化室内空气量的计算式(此计算式未考虑或忽略燃烧室的燃烧废气有可能漏入炭化室内)

当集气管压力保持稳定正常数值时,在整个结焦过程中全炉炭化室内均为正压,因此空气及焦炉燃烧系统中的废气不易漏入炭化室内。当炭化室内出现负压操作时,这时净煤气中氮含量会显著增加,氢含量下降,煤气密度增大等。漏入炭化室内的空气量(G kg ,每吨炼焦干煤漏入炭化室内kg空气量)则可由下式计算:

G kg =(V mq *N mq * ΦN一0.35N mg *1000) *100/76 ,kg/t

式中:V mq 一为每吨炼焦配合入炉干煤产生的煤气量(体积),标立方米/吨干煤;

N mq 一净焦炉煤气中干基含氮量,%(体积) ;

ΦN一氮气密度,kg/立方米;

0.35一配合入炉煤中氮转入煤气中的转化系数;

N mg 一配合入炉煤中干基含氮量,% (重量) ;

0.76一为粗略计算得出空气中氮气的质量分数(取空气中氮气体积占78%,氮气密度1.25kg/立方米,空气密度1.293kg/立方米计)。

例如:若配合入炉煤中含氮2%,净焦炉煤气中含氮气7%,吨干煤产生煤气330立方米,试计算漏入炭化室内的吨炼焦配合入炉干煤多少公斤空气量?

解:G kg =(330*0.07*1.25 一0.35*0.02*1000)*100/76

=28.78kg 空气/ 吨干煤

或22.26 立方米空气/ 吨干煤

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