5. Расчетная часть

1. Найдем массу сухого угля добываемого за год:

m_{сух.угля}- масса сухого угля добываемого за год, т/г,

m_в- масса воды в угле, т/г,

m_з –масса золы в угле, т/г,

N_г- мощность шахты в год, т/г.

2. Найдем мощность ТЭЦ (тепловая, электрическая энергии) за год:

;

переведем КВт в КДж: 1КВт= КДж;

КДж;

N_ТЭЦ-мощность ТЭЦ в год, МВт,

N_эл- количество электроэнергии в год, МВт,

η- коэффициент полезного действия, %.

3. Найдем массу угля сжигаемого не ТЭЦ за год:

Q=33900С+125550Н+10880(S-O)

Q= КДж/ч;

Q- количество теплоты, выделяемого при сжигании 1кг угля, КДж/ч;

m_угля- масса угля сжигаемого на ТЭЦ.

4. Масса угля направляемое на КЗ:

5. Найдем объем сухой шихты:

ρ_{сух.шихты}- насыпная плотность сухой шихты, кг/м³.

6. Найдем количество печей:

z- количество циклов в году,

V₁₅- объем сухой шихты за 1цикл,

η_v- полезный объем коксовой печи, м³,

n₁- количество печей,шт,

Т- количество часов в году,

t – количество часов в 1 цикле.

7. Найдем количество батарей:

n₃- число коксовых печей в 1-ой батарее.

8. Рассчитываем массу чугуна, полученного из кокса за 1 цикл:

;

m_{сух.шихты.15}- масса сухой шихты за 1 цикл, кг/₁₅,

m_{кокса.15}- масса кокса за 1 цикл, кг/₁₅,

ω- выход кокса из сухой шихты, %,

q- расход кокса на тонну чугуна, кг.

9. Находим КУС, СБ, NH₃ за 1 цикл:

m_кус.15- масса КУС, кг,

m_сб.15- масса СБ, кг,

m_NH3- масса NH₃, кг,

ω_кус, ω_сб, ω_амм- выходы продуктов из сухой шихты(КУС, СБ, аммиак).

10. Найдем объем водорода и метана из ОКГ за 1 цикл:

11. Найдем выход фракций из КУС:

m_фенол- масса фенольной фракции, кг,

m_поглот- масса поглотительной фракции, кг,

m_{нафталин}- масса нафталиновой фракции, кг,

ω_фенол,ω_поглот,ω_{нафталин}- выходы фракций из КУС (фенольной, поглотительной, нафталиновой).

12. Находим массу пиридиновых оснований во фракциях:

- поглотительной

- нафталиновой

ω_{пирид.осн.}- доля пиридиновых оснований во фракциях.

13. Найдем массовый выход аренов из СБ:

ω_бензол, ω_толуол – выход аренов из СБ.

14. Находим объем метана при паровой конверсии и парциальном окислении:

ω_CH4 – доля метана из ОКГ, подвергающаяся паровой конверсии,

ω_конв.CH4 – доля метана, образовавшийся при паровой конверсии,

V_{парц.окисл.} – объем метана, подвергающийся парциальному окислению.

15. Определим выход аммиака по водороду:

ω_NH3 – выход аммиака по водороду.

16. Находим количество (NH₄)₂SO₄ получаемое из аммиака, извлекаемого из прямого коксового газа, взаимодействием с серной кислотой:

959925120 479962560 X

2 NH₃+H₂SO₄ (NH₄)₂SO₄

98 132

так как серной кислоты меньше, то расчет ведем по ней:

17. Найдем количество серной кислоты, необходимое для выделения пиридиновых оснований из КУС (в расчете на пиридин):

так как серная кислота подается с концентрацией 25%, то общее количество серной кислоты составит:

5. Вывод

В ходе проектирования курсового проекта была проделана следующая работа:

• Изучены такие теоретические аспекты, как: добыча каменного угля, производство кокса, переработка коксового газа, получение из него каменноугольной смолы, сырого бензола, сульфата аммония. Выделение из каменноугольной смолы пиридиновых оснований, получение из сырого бензола толуола. Получение водорода из обратного коксового газа и т.д.

• Был составлен материально-потоковый граф движения продуктов переработки угля.

• Произведены следующие расчеты:

1. количество угля, сжигаемого на ТЭЦ за год;

2. число коксовых печей и батарей, в которые они объединены;

3. количество чугуна, выплавляемого с использованием полученного кокса;

4. количество раствора NaOH для выделения фенолов из КУС;

5. объем СО₂ для получения фенола из фенолята натрия (расчет вести на одноатомный фенол);

6. количество бензола, выделяемого из СБ;

7. количество толуола, выделяемого из СБ;

8. количество (NH₄)₂SO₄, получаемое из аммиака, извлекаемого из прямого коксового газа, взаимодействием с H₂SO₄;

9. количество аммиака, получаемого из водорода ОКГ;

10. количество метанола, получаемого из синтез-газа.

В итоге хочется добавить, что коксохимия — важное звено всего народного хозяйства. Основ­ным потребителем кокса является доменное производство, где обычно используют крупный кусковой кокс («металлургический», или «домен­ный») размерами более 25 мм или более 40 мм. В литейном производ­стве используют только крупнокусковой кокс.

В цветной металлургии крупный кокс служит восстановителем и топливом при восстановлении свинцовых, оловянных и медных руд в шахтных печах. Разрыхление столба плавильных материалов кусками кокса играет здесь меньшую роль, чем в доменном процессе из-за меньших размеров печи. В производстве цинка применяют коксовую мелочь. Особый вид кокса, содержащий мало золы и серы, применяют при изготовлении электродов для ферросплавов и в алюминиевой про­мышленности.

Один из важнейших летучих продуктов коксования — коксовый газ — используют в качестве энергетического топлива (сжигание под котлами ТЭЦ, ПВС, ЦЭС), как технологическое топливо для марте­новских печей (наряду с природным газом), нагревательных колодцев и печей в прокатных цехах, а также в других целях.