例题 200t 氧气转炉烟气净化及回收系统设计（1） 吹炼条件转炉公称容量为 200t，2 吹 2，金属最大装入量为 G=233t，铁水含碳量 C14，钢水含碳量 C20.1，冶炼周期为 36min，吹氧时间为 14min。（2） 烟气及烟尘有关参数炉气成分：CO=86% , CO 2=10% , N2=3.5% ,O2=0.5%烟气进口尘浓为 Co=0.109Kg/Nm3供氧强度 B=4.07 m3/t 钢min燃烧系数 0.08进入净化系统的烟气温度 tgj=900（3） 供水温度一文用不经冷却循环水为 40，二文用循环水经冷却为 30，供水压力为Pw=0.3Mpa（送至用户最高点）中国冶金行业网参数计算（1） 炉气量计算Vo= 8.16024.1tCG= 8.14602%023=130853 (Nm3/h)故 Vo131000 Nm 3/h（2） 烟气量计算采用未燃法，燃烧系数 0.08 ，燃烧后的干烟气量V = （1+1.88CO%）V o = (1+1.880.0886%)131000=147944(Nm3/h)假定燃烧后烟气仍残留有氧气，则烟气成分为：CO =（1 ）CO%V o/V= (1-0.08)86%131000/147944=70.06% CO2=（CO%CO 2%）V o/V=(0.0886%10%)131000/147944=14.95%N2= （1.88CO%N 2%）V o/V =(1.880.0886%3.5%) 131000/147944=14.55%O2= 0.5%Vo/V= 0.5%131000/147944=0.44%（3） 烟气浓度修正根据回收中期，烟气量为炉气量的 147944/1310001.1293 倍，故进口烟尘浓度应作修正，即：CD=0.109/1.1293=0.0965(Kg/Nm3)（4） 回收煤气量的计算每吨钢产生的炉气量等于1000（40.1）22.4121（0.86+0.1）75.8（Nm 3）按烟气生成倍率为 1.1293 倍，则每吨钢产生的煤气量等于 1.129375.885.6Nm 3，考虑到前后期不回收煤气，定回收率为 70，即每吨钢可以回收的煤气量为0.7085.659.92（Nm 3） 。（5） 烟气的物理数据的计算1）密度 0先求烟气公升分子量 MMCO%M CO+CO2%MCO2N 2%MN2O 2%MO2=0.700628+0.149544+0.145528+0.004432=19.6168+6.578+4.074+0.1408=30.5504 0= M/22.4=30.5504/22.4=1.364 (kg/Nm3) 2）定压比热 C p气温为 900时，C p1CO%C pCO +CO2%C pCO2N 2%C pN2O 2%C pO2= 0.70060.3350.14950.5210.14550.3310.00440.350= 0.2347+0.0778+0.0482+0.0015= 0.36224.186= 1.516 (KJ/Nm3)气温小于 100时：C p2 0.70060.3110.14950.4100.14550.310 0.00440.315 0.32574.1861.363(KJ/Nm 3)流程简介采用全湿法未燃法净化回收系统，在抽风机上装备液力偶合器，以降低非吹炼期的电耗，并使抽风机在低转速下得以进行冲水。调速比为 2900/7503.87流程如下：氧气转炉活动烟罩固定烟罩汽化冷却烟道连接管溢流定径文氏管重力挡板脱水器矩形滑板调径文氏管180 度弯头脱水器复挡脱水器 流量孔板风机前切断阀抽风机（配备液力偶合器）三通切换阀水封逆止阀 煤气主管道煤气储气柜 放散烟囱 点火器 按照流程顺序，对一文，重力脱水器，二文，弯头脱水器，复挡脱水器，五个设备的设计计算分列于后，并作贮气柜和抽风机的选择。主要设备的设计和选择（1）溢流定径文氏管（一文）一文主要设计参数定为：喉口气速 VT65m/s，水气比 LT=0.55L/m3（按进口气温 900时的烟气量）,收缩角 1=24，扩散角 2=7，喉口长度 LT=DT，溢流水量 qT=5000kg/喉口延米长h ，排水温度twp=排气温度 tgp5。进口气温下烟气量 V= 635671 m 3/h147930供水量 W1=0.55635671=349619 kg/t，一文用水不经冷却进水水温 tw1=40,取一文前管道阻力损失为 196Pa,一文出口负压 P=2940Pa1) 热平衡计算进口一文的总热量为：QgjQw j=V0Cp1tgiW 1Cstw1=1479441.5169003496194.18640=260.39106（KJ/h）A.试用出口温度 tgp70 ,作热平衡计算 :tgp 70时，水汽分压 PH=31.12KPa，t wp=70-5=65,含湿量限度 d =0.804Oo2总 12.394.2100.373 （kg/Nm 3） ，蒸发水量 We=Vod1=1479440.373=55183.112 （kg/h ）排水量 W2 W 1-We 349619-55183.112294435.888 （kg/h ）水汽热焓 IW =(0.46tgp+595)4.186=（0.4670 595）4.186=2625.46（KJ/kg） 则出一文总热量为：Qgp+ +QwpgQ=V0(Cp2tgpdI W)+W2CStwp=147944(1.36370+0.3732625.46)294435.8884.18665=239.109106（KJ/h） ，即小于进口热量。B.试用 75为排气温度，作计算：twp 75570 ，P H=38.5（ KPa）d=0.804 =0.518（kg/Nm 3）5.3894.210We=1479440.518=76634.992（kg/h ）W2=349619-76634.992=272984.008（kg/h ）IW=(0.4675595)4.186=2635.087（KJ/kg）出一文的总热量为：Qgp+ +QwpgQ=147944（1.363750.5182635.087）272984.0084.18670297.05310 6（KJ/h ）根据以上两次计算，用插入法求 tgp， 109.235.9710.239.7x求得：tgp=71.8 (),取 72。相应 PH33.9（KPa ） 。d1=0.804 （kg/Nm 3）42.093.20IW=(0.4672+595)4.186=2629.31（KJ/kg）We=1479440.423=62580.312 （kg/h）W2=349619-62580.312=287038.688 （kg/h ）287 （t/h ）twp 72567出一文的饱和烟气量 V 为：VV 0（1+ ）( )( )84.d273tP10147944（1+ ）( )( )32940293858.3（m 3/h）饱和烟气重度 g ( 0+d1)/(V/V0) (1.364+0.423)/(293858.3/147944)= 0.8997 (kg/m3)2） 结构尺寸A. 收缩管入口管径一文入口前负压为 0.196Kpa入口处工况烟气量 V 工 =V ( )( )273gjtP103= ( )( )61499196=176.918 （m 3/s）入口气速取 25m/s，则入口直径D1= = =3.002 m4Vv25918.76B.喉口直径 DT 及喉口长度 LT一文出口负压 P=2.94KPa在喉口的气量取饱和至 72时的气量即V1C =293858.3/3600=81.63(m3/s)设 T=65(m/s)；喉口直径 DT= 1.265m ，取 DT1.300m4Tv65.81喉口实际气速 vT （m/s ）0.430.12喉口长度 LT=1.300 mC.收缩段长度 L1：取收缩角 1=24L1= 1(30)3.92tan(/)2tan4/TDmD.扩散管出口管径：出口气速取 20m/s：D2 2280（mm）281.60Vv取外径为 232010mm，即内径为 2300mm。E.扩散管长度 l2：取扩散角 2=7l2= 2.301.8.75tan(/)tan/T m3）喷水装置A.溢流水量 qT=5000Kg/喉口延米长时，总溢流水量为 50001.30020420（kg/h） ，取 21t/h。B 喷嘴喷水量为 349619-21000339619kg/h 339.619t/h，水压 PW0.3MPa，选用碗型喷嘴，喷口口径 26mm，流量系数 b=16.5,外径 DB=48mm，每个喷水量 QW 为：Qw=b (t/h)6.2835.16P共用喷嘴数为 339.619/28.6 11.8（个）取 12 个。一文结构见下图：溢流定径文氏管 1溢流水箱，2手孔，3喷嘴，4喉口4） 阻力计算按 l3=8.175m,DT=1.300m,求出 L2l 3/DT 8.175/1.300 6.288，连同 27，在图517.中找出 00.086 D T/D2=1.300/2.300=0.565则干阻力系数 cc= 1537.086.)27sin(85.013.)2sin(81404 溢流阻力系数 287.1)603.12(086.1537.01)49.2. Tck q已知 L0.55L/m 3， T61.50m/s，自图中找出湿阻系数 w=0.661,文氏管阻力 2216.50.897(1.2870.6.5)089719)3TgwkPKa5）除尘效率和尘浓计算一文的除尘效率为 95，出一文烟气的游离尘浓为 310()96.5(1%)4.825(/)CgNm出一文的水中尘浓Cw= (g/kg)01796.47.2534103VWd （2）重力挡板脱水器1）结构尺寸A.取入口气速为一文扩散管出口气速为 20m/sB.筒体内气速取 5m/s，筒体直径 D 为=4.559m， 取 4.6m。429383560.60VvDnC.出口管径取 232010mm，其气速等于入口气速。D.为降低除尘设备的高度，将一文扩散管直接插入重力脱水器内部。2) 脱水效率与尘浓A. 筒体上升气速为(m/s) 229385.6.596043604gVDdB.被沉降的最小水滴直径 d0：20 23.389.51.9601961(7.()gwd m 在文氏管喉口雾化的水滴直径为 96 ，出喉管后将逐步凝聚增粒，因缺乏实测数据，m不能与上式的 d0 作比较。现按一般实测数据的脱水情况，取脱水效率为 85。C.按脱水效率为 85，计算重力脱水器后尘浓：水中尘浓为 47.25(g/kg)312.6