低阶煤兰炭干馏炉热工特性研究及工艺参数优化 - 图文(8)

2019-04-01 23:05

西安建筑科技大学硕士论文

(1) 北侧墙表面温度(℃):

表3-12 炉墙表面温度 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

36 43 54 52 48 50 52 46 49 43 57 60

温度 39 47 55 54 52 51 52 49 50 46 58 58

41 52 57 56 54 54 54 51 52 56 66 56

平均 39 47 55 54 51 52 53 49 50 48 60 58 序号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

55 48 48 55 59 53 58 69 62 62 69 77

温度 60 53 49 54 63 54 61 76 80 78 72 83

72 55 53 57 66 57 62 91 91 98 76 90

平均 62 52 50 55 63 55 60 79 78 79 72 83 序号 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

84 83 60 58 85 10214389 88 93 81 60

温度 92 84 63 53 87 10411785 74 82 70 58

93 83 62 52 80 92 10285 69 69 61 57

平均 90 83 62 54 84 99 12186 77 81 71 58

(2) 炉顶墙表面温度(℃)

序号 温度 平均温度

表3-13 炉墙表面温度

1 2 3 4 5 35 36 34 38 38 38 36 37 37 36 38 39 35 40 35

37 37 35 38 36

3.7.2 表面散热量测算

不同的炉子,炉膛内热损失所包括的热损失就会不同。一般情况下,炉膛的热损失包括:通过炉体砌台的散热损失,炉子各部件的冷却水带走的热量,运料工具的热量,炉门附近的辐射损失的热量,炉门口冒出的热气所带走的热量等。

一般炉墙炉门向外散失的热量所占比重较大,很不少炉子的炉墙缺少绝热砖,使得外壁温度过高。这就使得工人的工作条件进一步恶化,而且也浪费了燃料。

表3-14 表面散热量测算表

部位

炉体表面

散热量 右侧墙 左侧墙 前侧墙 后侧墙 炉顶部 合计 3

30.64 49.0 73.46 83.54 4.0 240.64 ×10kJ/h

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3.8 炉内温度测试

本次试验利用k型热电偶对炉体的温度进行实验。分别将10支热电偶安装在炉侧墙一侧进行炉内温度实验,10支热电偶的安装位置如下图所示。最终炉内各部位的温度实验值如表3-18所示,各部分温度随时间变化如图3.7所示。本次实验中分别选取两个静态时刻点记录了炉内温度的变化。在实验周期内,开始1小时、3小时的时刻,炉内各部分温度的变化分别如图3.8、3.9所示。 3.8.1 温度测点分布

(1)炉膛左、右侧

1、2、5、6——加热段炉膛东侧测点 4、8、3、7——加热段炉膛西侧测点

9、10——加热段炉顶测点

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3.8.2 测点温度

表3-15 测点温度 /℃

测点 8:00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 584.2

606.3

313.3

580.7

601.8612.9615.0664.5678.7677.9661.8662.1665.2

606.2617.0626.7625.5621.2619.2620.0623.2619.8

500.5488.0481.8488.6485.3478.5470.6471.8483.13

583.8580.2575.4581.2576.6581.2579.5578.1579.5

577.8 572.8

250.9 256.1

8:30 585.2 600.49:00 588.1 598.59:30

588.8

601.6602.7

313.7 578.3313.5 574.7314.7 314.3 313.9

574.5576.4574.4

544.9 217.2 540.3 222.3 529.6

194.7

10:00 584.1

10:30 589.5 592.711:00 591.9 573.311:30 591.6 575.1平均 587.7 518.4

522.6 176.9 512.2 163.8 506.2 159.5 538.3 205.1

313.5 575.9314.5 579.2313.7 576.75

3.8.3 炉内温度变化趋势

图3.8 1h时炉内温度变化趋势图 图3.9 实验3h 时炉内温度变化趋势

3.9 炉顶压力测试

压力测量在工业炉热工测量中占有重要的作用,像如空气的压力、煤气的压力、炉膛的压力以及烟道的抽力等。常用的测量工具为压力仪表,也是在工业生产的过程和实验中测量各项物体压力和差压的仪表。在压力计的使用中一般要满足如下的要求:

(1)压力的测量要满足生产过程的基本要求,例如测量的精度、被测压力的范围以及其他装置的要求;

(2)满足被测介质温度的大小、粘度的大小、被腐蚀的程度、脏污的程度、以及易燃易爆的情况等;

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(3)满足实际的现场环境条件,如腐蚀、振动、高温等一系列的工作条件。 特别是弹性的压力计,它的最大压力测量值应该低于整个量程的3/4~2/3,取上限值的时候应该要保持被测压力稳定;压力的最小值不能低于整个量程的1/3。

本次实验中主要记录了干馏炉炉顶的压力变化情况,以及回炉煤气的压力变化记录。炉顶煤气压力实验数据如表3-16所示,压力变化趋势如图3.10所示。 3.9.1 炉顶压力实验数据

表3-16 炉顶压力实验数据

时间 8:00

回炉煤气压力(Kpa)

2.646

炉顶部压力(Pa)

626.0

8:30 2.629 638.0 9:00

2.633

624.0

9:30 2.617 611.0 10:0 10:30 11:00

2.648 2.662 2.702

614.0 616.0 700.0

11:30 2.728 700.0 平均值 2.658 641.1

3.9.2 炉顶压力变化趋势

图3.10 炉顶及压力变化趋势

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4 兰炭干馏炉物料平衡

4.1 兰炭干馏炉物料平衡

物料平衡计算的依据是物质间进入和支出的守恒定律,利用进入和支出总量不发生变化。在工业生产中,干馏炉的入炉量有入炉煤量、煤气量、空气量,出炉量为包括全焦量、焦油量、粗苯量、氨量、全煤气量和水量。热平衡是以物料平衡为基础进行计算的,所以物料平衡的准确性直接影响着整个热平衡的计算结果。通常在工业生产中,为了使物料平衡能够更好的反应实际的干馏生产效率,可以将入炉原料与各项化工产品的生产量进行直接测定。

4.2 物料平衡收入项的计算

4.2.1 煤量

本次物料平衡的计算中,将1000kg入炉煤量作为计算的基准。其中入炉煤量又包括入炉的干煤量和带入的水量两部分。 (1)入炉的干煤量

Gm=1000×

100?W

(4-1) 100

式中 Gm—入炉的干煤量,kg/t;

W—入炉煤的水分,%;

从表3-4可知,W=10.01%,将其代入公式(4-1)可以得到:

Gm=1000×

100?10.01

=899.90kg/t

100

(2)入炉煤的水量

Gs=1000×

W

(4-2) 100

将W=10.01%代入式(4-2)可得:

Gs=1000×

4.2.2 煤气量

Gmq=ρmqVmq (4-3)

10.01

=100.10kg 100

式中 kg/tGmq—入炉的煤气量,;

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