第八章.焦爐內(nèi)煤氣燃燒.ppt

1、第十一章 煉焦爐內(nèi)煤氣的燃燒及熱工評定,一、幾種煤氣的組成,第一節(jié) 煉焦爐加熱用煤氣,當設計焦爐進行熱工計算時，煤氣的組成必須確定，因此規(guī)定熱工計算時煤氣的組成如下表所示： 熱工計算用煤氣組成,以上兩表中的煤氣組成均為干基（干煤氣），而煤氣一般都是被水飽和的，進行各種計算時，必須考慮煤氣中的水分含量，并以下式進行換算： X濕 = X干/（1+M干），% 或者：X干 = X濕/（1 - M濕），% 式中： X干、X濕干、濕基煤氣組成，% M干、 M濕干、濕基煤氣的水分含量，m3/m3，其數(shù)值由下表查取。,如焦爐煤氣的飽和溫度為20，由表6-2查得1m3干煤氣在20oC時的飽和水蒸汽含量為0.02

2、36m3m3，則濕煤氣中組分的含量以氫為例可換算如下： 由此方法將表6-2干煤氣組成換算成表6-4濕煤氣組成。,氣體燃料的發(fā)熱值是指單位體積的氣體完全燃燒時所放出的熱量(kgm3)。燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)不同時，發(fā)熱值有高低之分。燃燒產(chǎn)物中水蒸汽冷凝，呈0液態(tài)水時的發(fā)熱值稱為高發(fā)熱值(Q高)，燃燒產(chǎn)物中水呈汽態(tài)時的發(fā)熱值稱為低發(fā)熱值(Q低)。 各種氣體燃料的發(fā)熱值可用儀器直接測定，也可以根據(jù)其組成按加和法進行計算。,二、煤氣的發(fā)熱值,煤氣中各可燃成分的低發(fā)熱值(kJm3)為： CO12728；H210844；C2H435840；CmHn71179。 按焦爐煤氣的組成及上述數(shù)據(jù)，可計算焦爐煤氣的低發(fā)

3、熱值： = =17920kJ/m3 由于焦爐煤氣可燃成分多，且含有大量發(fā)熱值高的CH4，其發(fā)熱值約為高爐煤氣的5倍。,煤氣的密度是指每立方米煤氣的質(zhì)量，記為(kgm3)，每m3煤氣在標準狀態(tài)下的密度則記為0。它和其它混合氣體一樣，可以根據(jù)組成按加和法計算。 標準狀態(tài)下煤氣的密度可按煤氣組成用加和性計算： 0 = 0.01MiXi/22.4，kg/m3 式中：Mi煤氣中i成分的分子量； Xi煤氣中i成分的體積%。,三、煤氣的密度,按表6-2所列焦爐煤氣的組成計算其密度為： O= = 0.451kgm3 式中 2、16、28分別為H2、CH4、CO的分子量，CmHn中按80的C2H4和20C6H6

4、計算。 飽和溫度為20oC時的濕焦爐煤氣的密度為： =0.459kg/m3,四、煤氣的加熱特性,焦爐煤氣可燃成分濃度大，發(fā)熱值高，提供一定熱量所需煤氣量少，理論燃燒溫度高。 此外用焦爐煤氣加熱時，煉焦耗熱量低，且當增減煤氣流量時對焦爐燃燒溫度的變化比較靈敏，一般需要23小時爐溫即可反映出來。 焦爐煤氣在回收車間凈化不好時，煤氣中萘、焦油和焦油渣增多，容易堵塞管道及管件，煤氣中氨、氰化物、硫化物等對管道和設備腐蝕嚴重。當焦爐壓力制度不當，炭化室負壓操作時，煤氣中N2、C02、02含量增加，發(fā)熱值降低且會波動，因此煉焦車間和回收車間的操作狀況對焦爐加熱用煤氣質(zhì)量影響很大。,高爐煤氣中不可燃成分占7

5、0，故發(fā)熱值低，提供一定熱量所需煤氣量多，產(chǎn)生的廢氣量也多。 高爐煤氣中可燃成分主要是CO，且不到30，燃燒速度慢，火焰長，高向加熱均勻，可適當降低燃燒室的溫差。但高爐煤氣不預熱時，理論燃燒溫度低，因此，必需經(jīng)蓄熱室預熱到1000oC以上，才能滿足燃燒室溫度的要求。 用高爐煤氣加熱時，由于煤氣和廢氣的密度較高，廢氣量也多，故耗熱量高，加熱系統(tǒng)阻力大，約為焦爐煤氣加熱時阻力的二倍以上。當增減煤氣流量時，溫度變化反映較慢，爐溫需6個小時才能反映出來。,用于焦爐加熱的煤氣有富煤氣（焦爐煤氣）、貧煤氣（高爐煤氣和發(fā)生爐煤氣），它們的加熱特性如表所示。 貧煤氣富化：貧煤氣中加入部分富煤氣，以提高貧煤氣的

6、熱值。富煤氣的貧化：富煤氣中加入部分貧煤氣，以降低富煤氣的熱值。,第二節(jié) 煤氣的燃燒,1、燃燒反應和燃燒極限 煤氣中的可燃成分具有和空氣中的氧發(fā)生下列反應的能力。,（1）燃燒反應是指煤氣中的各可燃成分與氧所進行的伴有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化反應。 （2）燃燒極限是指能穩(wěn)定燃燒時可燃混合物中可燃氣體的體積濃度范圍，稱為燃燒極限。較低的濃度稱為下限，較高的濃度稱為上限。 燃燒的條件： 可燃成份、氧、一定的溫度,燃燒極限的本質(zhì)： 反應(燃燒)速度與濃度的關系: 燃燒反應:mF + nO2 = CO2 + H20 燃燒速度:r = kFmOn 而F + Air = 100% O= 0.21Air 代入上式

7、得: r = kFm0.21Airn = k FmAirn = k Fm1-Fn 所以，當F變大或變小時，r均變小。當F達到一個臨界值時，反應速度小得反應無法進行，該臨界值就是燃燒極限。,表6-6 某些空氣可燃混合物在常壓下的燃燒極限,對于混合氣體的燃燒極限，隨其組成而變，可用下式估算： (體積%) （8-1） 式中 L可燃氣體混合物的燃燒(或爆炸)極限(上限或下限)； P1 P2在氣體混合物中，各組分的體積百分含量，； N1 N2純組分的相應極限濃度(上限或下限)，體積。 上式只適用于不含惰性氣體的氣體混合物，對含有C02、N2等惰性氣體的可燃混合物需用下式校正： (8-2) 式中 可燃氣體

8、中惰性氣體的含量（體積分數(shù)），。,著火溫度是使可燃混合物開始正常穩(wěn)定燃燒的最低溫度。著火溫度并非是一個物理常數(shù)，它與可燃混合物的成分、燃燒系統(tǒng)的壓力、燃燒室的類型和大小有關。 表8-7 幾種可燃氣體在標準狀態(tài)下的著火溫度,二、著火溫度,（1）點火可燃混合氣體靠火星、灼熱物體等火源形成火焰中心，然后經(jīng)火焰?zhèn)鞑ナ箍扇蓟旌蠚馊紵?，叫點火燃燒。 點火燃燒要有兩個條件： 一是有一定能量的火源 二是能進行火焰?zhèn)鞑?三、點火與爆炸,（2）爆炸在密閉容器中可燃混合氣，在燃燒極限內(nèi)達到著火溫度或點火時，由于絕熱壓縮作用，可燃混合氣因急劇反應使溫度和壓力急劇升高，這時火焰的傳播速度可達每秒幾公里整個容器內(nèi)的可燃混

9、合氣將同時急劇反應而產(chǎn)生極大的破壞力并引進爆炸。 爆炸與燃燒的不同點是：燃燒是穩(wěn)定的連鎖反應，主要依靠溫度的提高，使反應加速；而爆炸是不穩(wěn)定的連鎖反應，主要依靠壓力的提高，使活性分子濃度急劇提高而加速反應。,煤氣的燃燒過程比較復雜，根據(jù)上述內(nèi)容，在一定的條件下，燃燒過程可分為三個階段： 煤氣和空氣混合，并達到極限濃度。 將可燃混合氣體加熱到著火溫度或點火燃燒使其達到著火溫度。 可燃物與氧氣發(fā)生化學反應而進行連續(xù)穩(wěn)定的燃燒，此過程取決于化學動力學的因素，即主要和反應的濃度和溫度有關。 根據(jù)煤氣和空氣的混合情況，煤氣燃燒有兩種方式。,四、擴散燃燒和動力燃燒,（1）動力燃燒（無焰燃燒） 是指煤氣和空

10、氣在進入燃燒室前先混合均勻，然后著火燃燒，這時的燃燒速度取決于化學動力學因素（化學反應速度），故稱動力燃燒。 由于化學反應速度極快，可達到很高的燃燒強度，燃燒完全，燃燒產(chǎn)物中沒有煙粒，燃燒室中透徹明亮，這種燃燒方法又稱為無焰燃燒。 由于在燃燒前煤氣和空氣均勻混合，故動力燃燒可在很小的過?？諝庀禂?shù)下達到完全燃燒，燃燒溫度高。 燃氣鍋爐一般采用動力燃燒。,（2）擴散燃燒（有焰燃燒） 是指煤氣和空氣分別送入燃燒室后，依靠對流擴散和分子擴散作用邊混合邊燃燒的過程稱為擴散燃燒。 由于燃燒反應瞬間完成，故燃燒速度取決于可燃物分子和氧分子相互碰撞的物理過程，即擴散過程。擴散燃燒時，由于局部氧的不足而發(fā)生碳氫

11、化合物的熱解，產(chǎn)生游離碳，因此在燃燒帶中有固體微粒存在，產(chǎn)生強烈的光和熱輻射，形成光亮的火焰，故這種燃燒方法又稱為有焰燃燒。,擴散燃燒速度主要取決于氣流沿高向的運動速度、煤氣和空氣的氣流夾角、出口中心間距、擴散系數(shù)等因素。 而氣體燃料的擴散系數(shù)D反比于其平均分子量的平方根，即： D(8RT/M)0.5 式中：R氣體常數(shù)； T氣體的絕對溫度，K； M燃料氣的平均分子量。 由于高爐煤氣的平均分子量遠大于焦爐煤氣的平均分子量，所以，高爐煤氣的火焰長度遠大于焦爐煤氣的火焰長度。,焦爐立火道中煤氣的燃燒就屬于擴散燃燒。 立火道內(nèi)煤氣的燃燒速度（火焰長度）主要取決于氣流沿高向的運動速度、煤氣與空氣流的夾角

12、、出口軸心間距、擴散系數(shù)等。 為了拉長火焰、改善焦爐的高向加熱均勻性，焦爐火道內(nèi)應使煤氣和空氣緩慢接觸。焦爐在設計中，斜道口的結(jié)構可使煤氣和空氣流平行噴出。,第二節(jié) 煤氣的燃燒計算 一、燃燒計算 燃燒計算要解決理論需氧量、理論空氣量、產(chǎn)生的廢氣量、廢氣組成、燃燒溫度等。 1、空氣過剩系數(shù) 是指為了保證燃料的完全燃燒，供給的實際空氣量一定要多于理論空氣量，二者之比稱為空氣過剩系數(shù)，用表示。,大小的意義： 太小，燃料燃燒不完全，CO2和H2O電離多，可燃成分CO、H2隨廢氣排出，浪費煤氣； 太大，產(chǎn)生的廢氣量大，帶走的廢氣顯熱多，燃燒火焰短，會降低立火道溫度； 一般情況下: 用焦爐煤氣加熱時，=1

13、.201.25 用高爐煤氣加熱時，=1.101.15,可通過測定廢氣的組成按下式求得： 式中:O2、CO、CO2由廢氣分析測得的廢氣中各成分的體積%； K隨加熱煤氣組成而異的系數(shù)， VCO2、O理燃燒1立方米煤氣所產(chǎn)生的理論CO2量和理論需O2量,公式推導：由定義，當煤氣完全燃燒時，,L過、O過煤氣完全燃燒時的過剩空氣量和過剩氧量，m3(m3煤氣) O理煤氣完全燃燒時所需理論氧量，m3(m3煤氣),當廢氣中含有CO時，則 (O2)=O2-0.5CO (CO2)= CO2+CO 代入上式得式（1） 式中：L過、O過1m3煤氣完全燃燒所需過?？諝狻⑦^剩O2量，m3/m3; V1m3煤氣完全燃燒產(chǎn)生

14、的廢氣量，m3/m3; (CO2)、（O2）完全燃燒時廢氣中CO2、O2含量，%,例：焦爐用焦爐煤氣加熱，所需理論氧量為91.93m3，燃燒產(chǎn)生的CO2量為40.06m3，在標準蓄熱室小煙道取樣，廢氣成分分析為：CO2=9.1%，CO=0.1%，O2=4.5%，計算空氣過剩系數(shù)？ 解：,1）空氣需要量的計算 理論需氧量 1m3煤氣完全燃燒時所需的理論氧量等于煤氣中各可燃成分單獨燃燒時所需氧量的總和。如下式： O理=0.5(H2+CO)+2CH4+3C2H4+7.5C6H6 -020.01，m3(m3煤氣) 式中H2、CO、CO2分別表示煤氣中各成分的體積含量, 理論干空氣量： L理= ， m3

15、(m3煤氣),2、燃燒的物料衡算,實際干空氣量為： L實(干) =L理， m3(m3煤氣) 由于空氣中均含有一定的水分，因此實際空氣量應包括帶入的水分，則實際濕空氣量為： L實=L實(干)(1+H20)空 ， m3(m3煤氣) 式中 H20為每m3干空氣中所含的水汽量，m3(m3干空氣)。,燃燒產(chǎn)生的廢氣量V： VCO2=0.01CO2+CO+CH4+2C2H4+6C6H6， VH2O=0.01H2+2(CH4+C2H4)+3C6H6+H2O煤、干+ L實、干 H2O空、干 VN2=0.01N2+0.79 L實、干 VO2=0.21 L實、干- O理 V=VCO2+VH2O+VN2+VO2，

16、nm3廢氣/nm3煤氣 廢氣組成：Xi=Vi/V, i = CO2、H2O、N2、O2,同理，低發(fā)熱值為3643kJm3的高爐煤氣，飽和溫度為30，空氣溫度為20OC，相對濕度為0.6，= 1.25時，可計算得： L實(干)=0.843m3(m3煤氣) L實=0.855m3(m3煤氣) V廢=1.757m3(m3煤氣) 其廢氣組成為：C02 23.28，02 2.02、H20 4.24、N2 70.46。由計算可知，燃燒1m3焦爐煤氣所需空氣量約為燒1m3高爐煤氣所需空氣量的6.5倍，產(chǎn)生的廢氣量約為3.5倍，且兩者的廢氣組成也有顯著差別，除N2以外焦爐煤氣產(chǎn)生的廢氣中以H20為最多，高爐煤氣

17、的廢氣則以C02為最多。,例題： 某焦爐用發(fā)生爐煤氣加熱，實測得廢氣的組成為： 廢氣成分 CO2 CO O2 含量，% 16.90 0.10 2.00 發(fā)生爐煤氣的組成為： 煤氣成分 H2 CO CH4 CO2 N2 O2 含量，% 3.0 28.8 0.2 11.1 56.5 0.40 求空氣過剩系數(shù)。,解：依題意： = 1 + K （O2 - 0.5CO）/(CO2 + CO) K = Vco2 /O理 則 Vco2 = 0.01(CO + CO2 +CH4) = 0.01(28.8 + 11.1 + 0.2) = 0.401 O理 = 0.010.5(H2+CO) +2CH4 O2 =

18、0.010.5(3.0 +28.8) +20.2-0.4 = 0.159 故 K= 0.401/0.159 = 2.522 = 1 + 2.522 （2 - 0.50.1）/(16.9 + 0.1) = 1 + 0.289 = 1.289 答：該焦爐的空氣過剩系數(shù)為1.289。,焦爐煤氣組成如下，求K值。 H2 CO2 O2 CO C2H4 CH4 58.0 2.2 0.4 5.8 2.9 25.0 從反應式中可求得： CO2CO22C2H4CH4CO2.222.925.05.838.8 O2理3C2H42CH40.5H20.5COO2 32.9225.00.558.00.55.80.490.

19、2 則 KCO2O2理38.890.20.43 由此可見，K是隨煤氣組成而改變的，一般焦爐煤氣K0.43高爐煤氣K0.25。如果煤氣成分波動較大時，應按煤氣成分重新計算K值。 設燒焦爐煤氣的廢氣中的組成CO29.0，O24.6，已知K0.43，計算值。,3、燃燒熱衡算燃燒溫度計算 燃燒溫度是指燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量用于加熱燃燒產(chǎn)物（廢氣）使其達到的溫度稱為燃料的燃燒溫度。該溫度的高低取決于燃料組成、空氣系數(shù)、預熱程度及熱量向周圍介質(zhì)傳遞的情況等多種因素。 （1）實際燃燒溫度：煤氣燃燒時產(chǎn)生的熱量，除掉廢氣中CO2和H2O部分離解所吸收的熱量和傳給周圍介質(zhì)的熱量后，存余部分使廢氣溫度升高，此時的溫

20、度稱為實際燃燒溫度。,燃燒過程的熱量收入項： (1)煤氣的燃燒熱Q低燃燒1標m3煤氣所生成的熱量，即煤氣的低發(fā)熱值： Q1=Q低，kJ(m3煤氣） (2)煤氣的物理熱Q煤 Q2= Q煤=c煤t煤 ，kJ(m3煤氣) 式中 c煤煤氣在t煤時的比熱容，kJ/(m3oC)； t煤進入燃燒室的煤氣預熱溫度，oC。 (3)空氣的物理熱Q空 Q3=Q空=L實c空t空 ，kJ(m3煤氣) 式中 L實燃燒1標m3煤氣所需的實際空氣量，m3(m3煤氣）； c空空氣在t空oC時的比熱容，kJ/(m3oC)； t空進入燃燒室的空氣預熱溫度，。 進入總熱量： Q總=Q1+Q2+Q3=Q低+Q煤+Q空， kJ/（m3煤

21、氣）,燃燒過程的熱量支出項： (1)廢氣帶走的熱量Q廢 Q1=Q廢=V廢c廢t廢 ，kJ(m3煤氣) 式中 V廢燃燒1標m3煤氣所產(chǎn)生的廢氣量，m3(m3煤氣）； c廢廢氣在t廢oC時的比熱容，kJ(m3oC)； t廢廢氣離開燃燒室時的溫度，即實際燃燒溫度t實。 (2)廢氣傳給周圍介質(zhì)的熱量Q散： Q2=Q散=Q效+Q損，kJ/（m3煤氣） 式中 Q效傳給爐墻加熱煤料的熱量，kJ(m3煤氣)； Q損散失于周圍空間的熱損失，kJ(m3煤氣）。,(3)不完全燃燒的熱損失Q不，即廢氣中CO的燃燒熱: Q3=Q不=12728VCO ，kJ(m3煤氣） 式中 VCO燃燒1m3煤氣產(chǎn)生的廢氣中CO的含量，

22、m3(m3煤氣)； 12728CO的燃燒熱，kJ(m3CO)。 (4)廢氣中C02和H20部分離解時吸收的熱量Q分 當溫度達到13001400以上時，廢氣中的H20和CO2就要發(fā)生顯著的離解反應： H2 0 H2+02-10718 C02 CO+02-12778,由離解反應可知：當溫度升高平衡向右方的吸熱方向移動，使離解度增加。當空氣過剩系數(shù)增加時(即氧的濃度增加)，平衡向左方移動，使離解度減少。C02和H20的離解度與溫度的關系可查圖：,圖 CO2和H2O的離解度與溫度的關系,Q4=Q分=V廢q離 ，kJ(m3煤氣) 式中 V廢1標m3煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣量， m3(m3煤氣)； q離1m3廢

23、氣中C02和H20的離解熱， kJ(m3廢氣)。 q離=10840 +12730 ， kJ(m3廢氣) 式中 10840、12730為H20和C02的離解熱，kJ(m3H20)，kJ(m3C02)； 、 為廢氣中H20和CO2的含量，m3(m3廢氣)； 、 為H20和C02的離解度，。 根據(jù)熱平衡原理：收入項=支出項 Q低+Q煤+Q空=V廢c廢t實+Q效+Q損+Qco+Q分 (8-12),Q低+Q煤+Q空=V廢c廢t實+Q效+Q損+Qco+Q分 t實 = (Q低+Qg+Qa-Q效-Q散-QCO-Q分）/Vcp 式中：Q低煤氣的低熱值，kj/m3； Qg煤氣的顯熱（物理熱）， kj/m3； Qa

24、空氣顯熱， kj/m3； Q效有效熱， kj/m3； Q散向周圍的散熱， kj/m3； QCO不完全燃燒熱， kj/m3； Q分CO2、H2O的高溫離解熱， kj/m3； V1m3煤氣燃燒后產(chǎn)生的廢氣量，m3/m3; cp廢氣的熱容（比熱），kj/m3。,（2）理論燃燒溫度：假設：1）煤氣完全燃燒，即QCO=0，2）廢氣不向周圍介質(zhì)傳熱，即Q效=Q散=0。這種條件下煤氣燃燒使廢氣達到的溫度稱為理論燃燒溫度。 t理=(Q低+Qg+Qa-Q分）/Vcp （3）熱值燃燒溫度：當上式中Q分=0時，此時廢氣達到的溫度稱為熱值燃燒溫度t熱。是理論上能達到的最高溫度。 一般情況下：t熱=t 理+ 200 3

25、00, t理=t實+ 250 400,第四節(jié) 焦爐熱工評定,一、煉焦熱與煉焦耗熱量 煉焦熱是1kg煤從室溫轉(zhuǎn)化為焦爐推出溫度下的焦炭、煤氣和化學產(chǎn)品所需的理論熱。 煉焦耗熱量則是1kg煤在工業(yè)焦爐中煉成焦炭時，需要提供給焦爐的熱量。 二者的關系如下： 煉焦耗熱量=煉焦熱+焦爐散熱+廢氣熱焓,一、焦爐的物料平衡及熱平衡,二、焦爐的熱效率和熱工效率 根據(jù)焦爐的熱平衡，可進行焦爐的熱工評定。只有傳入炭化室的熱量(出方15項)是有效的，稱為有效熱。為了評定焦爐的熱量利用程度，以有效熱(Q效)占供入總熱量(Q總)的百分比稱為焦爐的熱工效率(熱工)即： 熱工= 100 因Q效等于供入焦爐總熱量減去廢氣帶走

26、的熱量Q廢和散失周圍空間的熱量Q散， 所以：,由于計算Q散比較困難，也可以采用熱效率(熱)的方式來評定焦爐的熱量利用情況。 它表示理論上可被利用的熱量占供入總熱量的百分比。 通常對現(xiàn)代大型焦爐熱工約為7075，熱為8085。熱工與熱可從焦爐熱平衡中求得。 熱工= 100=71.4 熱= 100=81.4,但由于進行熱量算衡需要做大量的繁瑣的測量、統(tǒng)計和計算工作，通常生產(chǎn)上不進行，而是根據(jù)燃燒計算來估算熱工和熱，方法如下： 計算以1標m3加熱煤氣為基準。 在熱量入方中，由于煤氣的燃燒熱(低發(fā)熱值)和煤氣、空氣的顯熱已占總熱量99以上，因此可以近似看作為Q總。煤氣低發(fā)熱值按其組成計算，煤氣和空氣的

27、顯熱則根據(jù)燃燒計算所得的L實和煙道走廊的溫度計算。,由蓄熱室進入廢氣盤的廢氣所帶出的熱量Q廢和廢氣中不完全燃燒產(chǎn)物的燃燒熱Q不，可通過取樣分析得出的廢氣組成和測定的廢氣溫度來求得。焦爐的散熱損失一般按供入總熱量的10計。則： 熱= 100 熱工= 100,煉焦耗熱量是表示焦爐結(jié)構的完善程度、焦爐熱工操作及管理水平和煉焦消耗定額的重要指標，也是確定焦爐加熱用煤氣量的依據(jù)。 （1）濕煤耗熱量 1kg濕煤煉成焦炭應供給焦爐的熱量，顯然濕煤耗熱量隨煤中水分變化而變化，水分越多，q濕越大。 q濕= ，kJ(kg濕煤) 式中 V0標準狀態(tài)下加熱煤氣的耗量，m3h； Q濕焦爐的濕煤裝入量，kg； Q低加熱用

28、煤氣的低發(fā)熱值，kJm3。,3、煉焦耗熱量,（2）干煤耗熱量 lkg干煤煉成焦炭所消耗的熱量。干煤耗熱量不包括煤中水分的加熱和蒸發(fā)所需要的熱量，以q干來表示。 每kg水汽從焦爐炭化室?guī)ё叩臒崃繛椋?式中 2500lkg水在0oC時的蒸發(fā)潛熱，kJkg； 2.01為水汽在0600oC時的平均比熱容，kJ(kgoC）； 600從炭化室導出的荒煤氣的平均溫度，； 72.5焦爐的平均熱工效率，。,則q濕與q干的關系如下： 式中，51為1%kg水在焦爐內(nèi)加熱、蒸發(fā)需熱,（3）相當耗熱量 為統(tǒng)一基準，便于比較，提出了相當耗熱量這一概念。它是在濕煤煉焦時，以lkg干煤為基準時，需供給焦爐的熱量(包括水分加熱

29、和蒸發(fā)所需熱量)，以q相來表示。 ,kJ/（kg干煤） 式中 G干焦爐干煤裝入量，kgh 我國焦爐相當耗熱量指標見表8-11。,水分每變化1時，相當于濕煤中1的干煤為1的水分所取代，故q濕的變化值為 。因q干一般約為2094kJ/kg，q水為5100 kJ/kg，則q濕的變化值為2933 kJ/kg。 配煤水分高于8%時，每變化1%的q相變化值為：,（4）不同水分基準時耗熱量的換算,(2)煉焦耗熱量的計算 由物料平衡和熱平衡作煉焦耗熱量計算，生產(chǎn)上不可能隨時進行，因此可用下式直接作近似計算： q相= KTKPK換 式中 炭化室周轉(zhuǎn)時間，h； V0煤氣流量表數(shù)值，m3h； Q低加熱煤氣的低發(fā)熱值

30、，kJm3； G炭化室平均裝干煤量，kg/孔； n一座焦爐的炭化室孔數(shù)； KT、KP、K換分別為溫度、壓力和換向校正系數(shù)。,K換是考慮到由于換向時，有一段時間不向焦爐送煤氣，則每小時實際進入焦爐的煤氣量將小于流量表的讀數(shù)，因此乘以K換。 K換=（60-m）/60 式中 m一小時內(nèi)的換向次數(shù)； 每次換向焦爐不進煤氣的時間，min； 60每小時60分鐘。 則 V0=V0KKTK PK換,四、降低煉焦耗熱量、提高焦爐熱工效率的途徑 1、裝爐煤性質(zhì) 焦煤和肥煤的煉焦熱較低，氣煤和瘦煤的煉焦熱較高，因此不同配比的裝爐煤所需煉焦熱有所差異。在相同結(jié)焦時間和加熱制度下，焦爐熱耗隨配煤揮發(fā)分提高而增大，尤其當

31、氣煤含量超過30%時更為明顯。,2、降低焦餅中心溫度 焦炭帶走的熱量占供入總熱量的37，是熱量出方中最大的部分。焦餅中心溫度由1050oC降到1000oC，煉焦耗熱量可以降低約46kJkg。但降低焦餅中心溫度必須以保證焦炭質(zhì)量為前提。調(diào)節(jié)好爐溫，使焦餅同時均勻成熟，正點推焦是降低煉焦耗熱量的重要途徑。,3、降低爐頂空間溫度 這就要求裝滿煤，減少煤氣在爐頂空間的停留時間，并在保證焦餅高向加熱均勻的前提下，盡可能降低焦餅上部溫度。 從爐頂排出的荒煤氣帶走的熱量也是較多的。當結(jié)焦時間、裝煤量一定時，荒煤氣出口溫度每降低10 oC ，耗熱量降低20kJ/kg左右，因此降低爐頂空間溫度對含熱量的降低也是

32、有利的。,4、降低配合煤水分 配煤水分每變化l時，q相將相應增減5967kJkg。例如：一座42孔的58-型焦爐，每孔裝干煤量為18t，周轉(zhuǎn)時間18h，則每小時處理煤量為 =42000kgh，當水分增加1時，耗熱量增加約為42000(5967)=2478000281400OkJh，相當于Q低=3643kJm3的高爐煤氣770m3/h，或 Q低=17920kJ/h的焦爐煤氣140m3h，可見耗熱量數(shù)值之大。,5、選擇合理的空氣過剩系數(shù) 當焦爐用高爐煤氣加熱、而空氣過剩系數(shù)較低時，煤氣由于燃燒不完全，廢氣中含有CO。如廢氣中含有1%的CO，則煤氣由于不完全燃燒而引起的熱損失為: 12728 1%=127kJ/(m3廢氣) 或 127 1.757=223kJ/(m3煤氣)。 式中 12728CO的燃燒熱，kJ/(m3CO)； 1.757Q低為熱值為3643kJ/ m3的高爐煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣量，m3/(m3煤氣)。 也就是相當于 100%=6.13%的熱量沒有被利用而浪費掉了,如廢氣中每增加1的氧氣，則相當于隨廢氣帶走的熱損失為： 0.01（100/2