化学工业炉设计手册 设计计算案例PDF电子书下载

目 录 1

第十三章 一段蒸汽转化炉 1

第一节 概述 1

一、甲烷蒸汽转化的基本原理 1

二、蒸汽转化法的现状和发展趋势 1

二、30万吨／年合成氨厂用85kgf/cm 2

三、水碳比和空速的影响 3

四、反应热和热量沿转化管长度方向的分布 3

六、转化管长度和直径的确定 4

第二节 炉型及结构 4

一、炉型 4

（一）顶烧方箱炉 4

（二）侧烧箱式炉 4

（三）梯台炉 4

二、主要炉型特点 4

五、流量分配和转化管压力降的关系 4

（一）辐射室结构特点 7

（二）对流室结构特点 11

三、转化管管系 11

（一）转化管管系分类 11

（三）管径 12

（四）管系零部件 12

（二）转化管管系特点 12

四、辐射室炉墙结构 28

（一）炉顶结构 29

（二）炉墙结构 29

（三）炉底结构 29

第三节 年产三十万吨合成氨厂一段炉简介 33

一、工艺特性 33

二、工艺流程和设计参数 33

三、烘炉要点 37

第四节 一段转化炉的计算 38

一、辐射室传热核算 38

（一）燃料燃烧计算 38

（二）辐射室热平衡 41

（三）辐射室的计算 42

（二）对流室热平衡 45

（一）已知条件 45

二、对流室的传热核算 45

（三）Q—t图 46

（四）混合气预热器的计算 47

（五）蒸汽过热器（二）翅片管的计算 50

（六）蒸汽过热器（三）的计算 52

（一）已知条件 57

（二）阻力计算 57

三、一段转化炉阻力计算 57

（三）引风机计算 66

第十四章 烃类裂解炉 67

第一节 概述 67

一、管式裂解炉的特点 67

（一）原料的影响 67

（二）裂解深度的影响 68

（三）裂解温度与物料在管内停留时间的影响 69

（四）稀释蒸汽的作用 69

（四）水平管改为竖管 70

（三）炉管材料高级化 70

（一）提高裂解深度、缩短停留时间 70

二、管式裂解炉的发展概况 70

（二）缩小炉管直径 70

一、斯通韦勃斯特USC型裂解炉 71

（五）均匀加热炉管 71

第二节 常用裂解炉简介 71

二、鲁姆斯SRT型裂解炉 73

三、福斯特惠勒型裂解炉 81

四、“三菱”倒梯台裂解炉 82

第三节 管式裂解炉的设计 85

（一）炉膛的宽度 85

一、管式裂解炉炉膛尺寸的确定 85

（二）辐射室炉膛高度及长度 86

二、烧嘴位置及其数量的确定 86

三、裂解炉对流段结构设计要点 86

（一）遮蔽管 86

（二）对流段管组的膨胀及支点 86

（三）对流段预热器管子的排列 86

（四）对流段炉墙至管子间距的确定 86

（五）翅片管的结构设计 87

二、热平衡计算 88

一、设计条件 88

第四节 SRT－Ⅱ型裂解炉的计算 88

三、燃料燃烧计算 90

四、辐射室计算 92

五、对流段的传热计算 96

六、烟气侧的阻力计算 107

（二）气化炉衬里 114

（一）气化炉的高径比及其容积的确定 114

一、六万吨氨厂用30kgf/cm2加压气化炉的结构 114

第二节 气化炉的结构 114

第一节 概述 114

第十五章 重油气化炉 114

（三）气化炉炉顶结构 117

（四）气化炉气体出口结构 117

（五）气化炉的砖支撑结构 118

（六）气化炉壳体 118

（七）气化炉及衬里的温度测量 118

（二）结构特点与改进 122

（一）85kgf/cm2加压气化炉结构概述 122

加压气化炉的结构 122

三、气化炉砌筑技术要求及烘炉 123

（一）耐火砌体的砌筑技术要求 123

（二）耐火砌体的烘炉和升温 123

第三节 气化炉的计算 123

一、气化炉容积，直径和高度的计算 123

二、气化炉耐火保温层的计算 124

第四节 重油气化喷嘴 127

一、对重油气化喷嘴的主要要求 127

三、气化炉壳体的强度计算 127

二、重油气化喷嘴的主要类型 129

（一）二套管外混合式喷嘴 129

（二）三套管式喷嘴 129

（三）二次气流雾化双套管喷嘴 129

（四）中心管走氧的二套管喷嘴 131

三、重油气化喷嘴的设计、选材和检修 131

（一）雾化剂的膨胀比与油压 131

（二）雾化角 131

一、二套管外混合式重油喷嘴的设计计算 134

第五节 喷嘴的设计计算 134

（一）基础数据 134

（四）喷嘴材料的选择 134

（五）喷嘴的检修 134

（三）关于喷嘴的负荷 134

（二）重油系统阻力降计算 135

（三）氧一蒸汽系统的阻力降计算 139

二、三套管喷嘴的设计计算 144

（一）基础数据 144

（二）喷嘴内物料导管直径的计算 144

（三）油－蒸汽螺旋体尺寸的确定 145

（四）氧气螺旋体尺寸的确定 146

（五）蒸汽系统阻力计算 147

（六）油－蒸汽喷口直径的确定 150

（七）油系统阻力降计算 151

（八）氧气系统阻力的计算 151

第十六章 废物焚烧炉 154

第一节 概述 154

一、固体废物的种类，焚烧形态及焚烧特点 154

二、液体废物的种类，焚烧过程及焚烧特点 155

三、气态废物的种类，燃烧形式及特点 156

一、焚烧温度 157

第二节废物焚烧的基本工艺条件 157

二、停留时间 158

三、空气需要量 158

四、废物发热量 159

五、废物的形态及有关物理特性 161

六、焚烧炉设计压力 161

七、废物焚烧后的组分情况及其后处理 161

第三节废物焚烧处理方式 161

一、固体废物焚烧处理方式及其工艺流程 162

二、废液焚烧处理的方式及其工艺流程 167

三、废气焚烧处理方式及其工艺流程 171

第四节 废物焚烧炉设计原则 172

一、焚烧炉炉膛尺寸的确定 172

二、焚烧炉燃烧装置与炉膛结构的布置 173

三、焚烧炉炉衬材料的选用和炉衬结构的设计 174

四、废物焚烧炉对废物的适应性 175

第五节 各类焚烧炉结构型式 175

一、固体废物焚烧炉 175

（一）炉排型焚烧炉 176

（二）炉床式焚烧炉 178

（三）沸腾床焚烧炉 180

二、液体废物焚烧炉 184

（一）转杯式机械雾化废液喷嘴及其卧式圆筒型焚烧炉 184

（二）加压机械雾化片式废液喷嘴及其焚烧炉 186

（三）旋流式废液喷嘴及其焚烧炉 188

（四）蝶形旋流式废液喷嘴及其焚烧炉 188

（五）蒸汽雾化废液喷嘴及其焚烧炉 188

（六）低压空气雾化式废液喷嘴及其焚烧炉 191

（七）高压空气雾化式废液喷嘴及其焚烧炉 192

（八）组合式废液喷嘴及其焚烧炉 192

三、气体废物焚烧炉 194

（一）通道式废气焚烧炉 195

（二）扩散式烧嘴型废气焚烧炉 195

（三）旋风式废气焚烧炉 196

（四）采用组合式烧嘴的废气焚烧炉 196

四、国内部分焚烧炉 199

第六节 焚烧炉的热工计算 203

第十七章 热载体炉 207

第一节 概论 207

第二节 联苯类热载体及联苯炉 208

一、二苯混合物 208

（一）二苯混合物的特点 208

（二）二苯混合物的主要物性参数 209

（三）二苯混合物的热稳定性 213

（一）三联苯的基本特点 215

二、三联苯 215

（四）二苯混合物的再生 215

（二）三联苯的物化参数 216

（三）三联苯的使用要求及存在问题 216

三、联苯炉 217

（一）火管式联苯炉 220

（二）水管式联苯炉 220

（三）圆筒联苯炉 221

（四）多层盘管式联苯炉 223

第三节 热油类热载体及热油炉 223

一、透平油 224

（一）芳烃三线油的物理性质 225

（二）芳烃三线油在不同温度下的物性数据 225

（三）芳烃三线油作热载体要注意的几个问题 225

二、芳烃三线油 225

三、YD导热油 226

（一）YD导热油的物性参数 227

（二）YD导热油作热载体使用要注意的几个问题 227

四、热油炉 227

（一）热油炉分类及特点 227

（二）几种典型的热油炉 230

第四节 热载体加热的典型流程 232

一、二苯混合物的加热流程 232

（一）二苯混合物自然循环流程 232

（二）二苯混合物液体加热强制循环流程 233

一、热载体的选择 235

二、炉型的确定 235

三、提高效率、节约能源 235

第五节 热载体炉的设计 235

二、热油热载体的加热流程 235

四、流速的确定和管材的选择 236

五、炉内传热的计算 236

六、热载体炉传热计算 236

（一）加热炉已知条件 236

（二）燃料燃烧计算 237

（三）热平衡计算 238

（四）辐射室传热计算 239

（五）对流部分传热计算 241

第十八章 管式加热炉 244

第一节 常用管式炉 244

一、概述 244

二、圆筒炉 244

（一）全辐射蛇管式圆筒炉 244

（二）全辐射立管式圆筒炉 244

（三）带有对流室的圆筒炉 244

（四）大型圆筒炉 244

三、立式炉 244

（四）立管立式炉 246

（三）多室立式炉 246

（五）拱门形立式炉 246

（一）单室立式炉 246

（二）双炉膛立式炉 246

四、箱式炉 247

（一）小型箱式炉 247

（二）双炉膛箱式炉 247

（三）多室箱式炉 247

（四）双面辐射卧管箱式炉 247

（五）双面辐射立管箱式炉 247

（六）双面辐射双管箱式炉 247

（七）顶部烧嘴箱式炉 247

五、梯台炉 247

（二）辐射与对流传热面积的关系 249

（四）烧嘴布置 249

（三）烧嘴能量 249

（五）无焰燃烧与附墙火焰 249

（一）提高炉管热强度 249

二、设计中应注意的问题 249

一、炉型选择 249

第二节 炉型选择与设计 249

（六）炉管的排列 250

（七）炉膛空间 250

（八）蓄热量 250

（九）余热 250

（十）大型化问题 250

（一）主要设计参数的选择 251

三、管式炉设计 251

（二）推荐的尺寸数据 252

（三）配件的设置 253

（四）其它 255

四、加热炉安装一般要求 257

第三节 圆筒炉 259

一、概述 259

二、圆筒炉的结构 259

（一）炉底支脚 259

（二）辐射室 259

（三）对流室 260

（六）配件及通用件 261

（七）平台、梯子 261

（五）烟囱 261

（四）管板和管架 261

三、圆筒炉和立式炉比较 262

四、圆筒炉计算例题 263

第十九章 碎煤加压气化炉 266

第一节 概述 266

一、碎煤加压气化原理 269

二、影响加压气化的因素 270

三、碎煤加压气化的特点 271

一、加压气化中间试验炉 272

第二节加压气化炉各炉型的特性 272

二、云南解放军化肥厂气化炉 273

三、直径2.8m碎煤加压气化炉 274

（一）结构特征 274

（二）主要设计参数 274

四、第三代加压气化炉 275

（一）主要设备及规格性能 275

（二）气化装置主要技术指标 275

（三）装置的主要结构特点 275

第三节加压气化炉的主要部件 275

（一）下煤闸门的型式 276

一、加料装置 276

（三）煤箱上阀与煤箱下阀 277

（二）煤箱 277

（四）加煤过程 280

二、炉体 281

（一）外筒体的设计 283

（二）内筒体的设计 283

三、炉上部机构 285

（一）煤裙板 285

（二）布煤器和搅拌器 286

（一）炉篦 289

四、炉下部装置 289

（二）刮刀 292

（三）炉篦传动机构 293

（四）炉篦轴承 294

（五）转轴密封 295

五、灰箱 296

（一）灰箱体 296

（二）密封阀门 297

（三）排灰过程示例 299

第四节加压气化生产工艺流程简述 300