【正文】 熱穩(wěn)定性要求熱穩(wěn)定性是指燃料在受高溫后粉碎的程度。在合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中，根據(jù)流程 特點(diǎn)，對(duì)含硫量有一定的要求，并應(yīng)在凈化過程中將其除去。（3）對(duì)灰份的要求煤中含灰分其主要成份為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂等無機(jī)物質(zhì)。 生產(chǎn)半水煤氣對(duì)原料的選擇間歇法生產(chǎn)半水煤氣對(duì)原料的要求：（1）對(duì)水分的要求燃料中水分含量過高，會(huì)影響煤氣發(fā)生爐的氣化效率，在氣化過程中因水分蒸發(fā)吸熱造成爐溫下降使燃料消耗增加，爐子操作條件惡化，影響水煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量。目錄1 常壓固定床間歇?dú)饣?1 半水煤氣定義 1 固定床氣化法的特點(diǎn) 1 生產(chǎn)半水煤氣對(duì)原料的選擇 1 半水煤氣制氣原理 2 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況 3 各主要設(shè)備的作用 3 煤氣發(fā)生爐 3 燃燒室 4 廢熱鍋爐 5 洗氣箱 5 5 煙囪 5 自動(dòng)機(jī) 5 間歇式制半水煤氣的工藝條件 5 生產(chǎn)流程的選擇及論證 6 間歇式氣化的工作循環(huán) 7 間歇式制半水煤氣工藝流程 82 工藝計(jì)算 9 煤氣發(fā)生爐（含燃燒室）的物料及熱量衡算 9 物料及熱量衡算 10 13 物料衡算 13 熱量衡算 15 總過程計(jì)算 16 配氣計(jì)算 19 消耗定額 20 吹凈時(shí)間核算 20 廢熱鍋爐的熱量衡算 21 夾套鍋爐的物料及熱量衡算 253 設(shè)備計(jì)算 26 煤氣爐指標(biāo)計(jì)算 26 煤氣臺(tái)數(shù)的確定 26 空氣鼓風(fēng)機(jī)的選型及臺(tái)數(shù)確定 274 各設(shè)備的選型及工藝指標(biāo) 27 28 燃料室的工藝指標(biāo) 28 洗氣箱工藝指標(biāo) 28 29 30 煤氣發(fā)生爐自動(dòng)加煤機(jī)工藝指標(biāo) 30 10000m3螺旋式氣柜的工藝指標(biāo) 30 集塵器 315 車間布置簡述 316 安全技術(shù)與節(jié)能 32 安全技術(shù) 32 節(jié)能 327投資和成本估算 33 人員工資 33 總投資計(jì)算 34 成本計(jì)算 368附錄 36年產(chǎn)30萬噸合成氨造氣工段工藝設(shè)計(jì)1常壓固定床間歇?dú)饣?半水煤氣定義半水煤氣是以水蒸氣為主加入適量的空氣為氣化劑與赤熱的炭反應(yīng)，所生成的煤氣稱為半水煤氣，它是合成氨的原料氣，其成分中CO2+H2一般在68%左右。因此，要求入爐煤的水分含量小于3～5%。這些物質(zhì)的含量對(duì)灰份有決定性影響。（5）對(duì)化學(xué)活性的要求化學(xué)活性高的燃料，有利于氣體物質(zhì)和氣化率的提高。熱穩(wěn)定性差的燃料，不僅增加炭阻力和氣體帶出物，而且會(huì)堵塞爐膛和系統(tǒng)管道，增加動(dòng)力消耗，影響制氣產(chǎn)量?？傊?，對(duì)間歇式生產(chǎn)水煤氣，若要使生產(chǎn)取得良好的氣化指標(biāo)，應(yīng)采用熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、不粘結(jié)、粒度均勻、水分較少、灰分和揮發(fā)分不高，灰分熔點(diǎn)較高的原料，本設(shè)計(jì)采用無煙塊煤。 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況在煤氣發(fā)生爐中固體燃料氣化過程，燃料與氣化呈相反方向和順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣化劑經(jīng)過燃料層時(shí)，進(jìn)行燃料的氣化反應(yīng)，同時(shí)伴隨物理變化，燃料層大致可分為如圖所示的5個(gè)區(qū)層（1） 干燥層 新加入的燃料由于下層高溫燃料和爐壁的輻射熱以及下面的高溫氣流的導(dǎo)熱，使燃料中的水分蒸發(fā)，形成干燥層，干燥層的厚度與加入燃料的量有關(guān)。一般將還原層和氧化層通稱之為氣化區(qū)。我自行設(shè)計(jì)和制造了爐徑為Φ1500，Φ2260，Φ3000，Φ3600。（2）夾套鍋爐夾套鍋爐傳熱面積約為19m2。底盤兩側(cè)有灰斗，底盤上沒有溢流排污管和水封桶，可以排泄冷凝水和油污，并防止氣體外透，起安全作用。通過減速箱蝸桿、蝸輪來完成的。CO2＋C=2COH2O＋C=CO＋H22H2O＋C=CO2＋2H2Ⅲ還原區(qū)二氧化碳還原成一氧化碳或水蒸氣分解為氫，燃料依靠熱的氣體而被預(yù)熱。燃燒室的作用：（1）向吹風(fēng)氣添加二次空氣，使其中的CO等可燃物在其中燃燒，所生成的熱量被積蓄在格子磚內(nèi)。燃燒室的頂蓋起著泄壓作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸壓力超過蓋子彈簧的作用力，蓋子張開，降低壓力，避免設(shè)備損壞。高溫氣從上而下與管間的水進(jìn)行逆流熱交換，汽水混合物從上循環(huán)管進(jìn)入氣包產(chǎn)生蒸汽。用以促進(jìn)對(duì)流，使熱交換效率提高。以保持一定的水面，起到安全水封的作用。 洗滌塔的作用是冷卻（降溫），冷凝（蒸汽）和除塵，它可采用噴塔，也可采用填料塔，其外形一般為柱形。 煙囪 煙囪也是煤氣生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，其主要作用是排放廢氣，另還兼有封和除塵的作用。投入的熱量包括氣化所消耗的燃料熱值和氣化劑帶入的熱量（后者主要指蒸汽的潛熱）。煤氣質(zhì)量則根據(jù)生產(chǎn)要求以熱值或以指定成分要求來衡量。但爐溫高，吹風(fēng)氣中一氧化碳含量高，燃燒發(fā)熱少，熱損失大。后者使制氣時(shí)間縮短，不利于提高產(chǎn)量，而前者對(duì)制氣時(shí)間無影響，通過提高吹風(fēng)速度，迅速提高爐溫，縮短二氧化碳在還原層的停留時(shí)間。蒸汽流量越大，制氣時(shí)間愈長，則煤氣產(chǎn)量愈大。但同時(shí)因燃料層溫下降快而應(yīng)縮短吹入蒸汽的時(shí)間。 循環(huán)時(shí)間 制氣過程一個(gè)循環(huán)時(shí)間包括五個(gè)階段時(shí)間，各階段的時(shí)間分配要根據(jù)燃料性質(zhì)，氣化劑配分比和煤氣組成的要求而定，一個(gè)循環(huán)時(shí)間短時(shí)，爐溫的波動(dòng)小，煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量也較穩(wěn)定，故循環(huán)時(shí)間不宜長，但氣化活化較低的燃料時(shí)，因反應(yīng)速度慢，應(yīng)采用較長的循環(huán)時(shí)間。 生產(chǎn)流程的選擇及論證根據(jù)水煤氣生產(chǎn)工藝流程中廢熱利用的程度，可分為五類：：吹風(fēng)直接放空，上下行煤氣直接進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)，故其熱效率差。此流程適用于爐徑大于2740mm。綜上所述，以（2）和（3）兩種流程為最佳，流程（4）效率高于（3）、（4）中由于加了回收下行煤氣顯熱，使得閥門和管道增多，操作變得復(fù)雜，投資增加，且由于煤氣溫度不高于200℃，從經(jīng)濟(jì)效益上考慮，流程（3）比流程（4）更為實(shí)用，本設(shè)計(jì)采用流程（3）。進(jìn)入廢熱鍋爐回收氣體中的顯熱后進(jìn)入洗氣箱至洗氣塔洗凈和冷卻至常溫由洗氣塔上部引出送出氣柜。以上5個(gè)階段的工作循環(huán)，由液壓或氣壓兩種形式自動(dòng)機(jī)控制，目前正在發(fā)展成微型程序制代替自動(dòng)機(jī)控制。燃燒室蓋子具有安全閥作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí)可泄壓，以減輕設(shè)備的破壞。二次上吹時(shí)，氣體流向與上吹相同。相對(duì)濕度80%，（水汽）/kg（干汽）；吹風(fēng)氣，上行煤氣流600℃；下吹煤氣200℃；灰渣200℃；上行蒸汽120℃；飽和蒸汽的焓2730kJ/kg；下吹蒸汽550℃；過熱蒸汽的焓3595kJ/kg；%，時(shí)間（S）表8 生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間吹風(fēng)上吹下吹二次上吹吹凈合計(jì)26263684100180s：100kg入爐燃料帶出物數(shù)量：2kg絕對(duì)干料帶出物組分及各組分重量表9 帶出物數(shù)量及其組分元素組成，重量%各組分重量，kgC.2=H2=O2=N2=S2=灰分2=合計(jì)1002帶出物熱值30030kJ/㎏ 灰渣組成。上行制氣階段氫平衡（以kg計(jì)）進(jìn)項(xiàng)：（a）燃料帶入氫量：X/344=水蒸汽帶入氫量：W2/18=W/9（b）氮空氣中水蒸汽含氫量：2/18X/344=合計(jì)： W/9＋出項(xiàng)：（1）半水煤氣中氫量：（2） 半水煤氣中水汽含氫量：（2/18）X=合計(jì)：平衡：W/9＋= W=（1）下行制氣階段氫平衡（以kg計(jì)）進(jìn)項(xiàng)：（1）燃料帶入氫量 －（2）蒸汽帶入氫量 W2/18=W/9（3）氮空氣中水汽含氫量：2/18－=－合計(jì)：W/9＋出項(xiàng)：a．半水煤氣中氫量（344－X）=－（2/18）（344－X）=－合計(jì)：－平衡：W/9＋－=－ W=246－（2）解方程（1）和（2）得： X=184 W=由此得：上行半水煤氣產(chǎn)量：184N m3上行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)：184/344100%=%下行半水煤氣產(chǎn)量：344－184=160下行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)：160/344100%=%184=46kg下行半水煤氣中水蒸汽汽量：160=46＋= 蒸汽總耗量：2= 上吹蒸汽分解率： （－46）/100%=% 下吹蒸汽分解率： （－）/100%=%平均蒸汽分解率： [－（46＋）]/100%=%（以kg計(jì)）進(jìn)項(xiàng)：（1）燃料中帶入氧量：（2）蒸汽帶入氧量：16/18=（3）氮空氣中氧含量：7232/=（4）氮空氣中水汽含氧量：16/18=合計(jì)：出項(xiàng)：（1）半水煤氣中氧量：344=（2）半水煤氣中水汽含氧量：（＋46）16/18=合計(jì) 誤差：（－）/100%=%6．硫平衡（以kg計(jì)）進(jìn)項(xiàng)：燃料帶入硫量：出項(xiàng)： 半水煤氣中含硫量：344= 熱量衡算 1. 進(jìn)項(xiàng)（以kJ計(jì)）：(1) 燃料熱值：10028476=2847600(2) 燃料顯熱：10025=2625(3)蒸汽的焓：2730＋3595=647680（2730 、 3595分別為上行蒸汽和下行蒸汽的焓）(4)干氮空氣顯熱：7225=2344（）(5)氮空氣中水汽的焓：2564=5081 （2564為水蒸汽的焓）合計(jì)：3505330：（1）半水煤氣熱值：344=33697461標(biāo)準(zhǔn)m3半水煤氣熱值為：12810＋12684＋39984=（2）干半水煤氣的顯熱：184600＋160200=178091上行半水煤氣比熱：＋＋＋＋＋=℃下行半水煤氣比熱：＋＋＋＋＋=℃（1）半水煤氣中水汽的焓：463696＋2890=364224 （3692890分別為600 ℃和200 ℃蒸汽的焓）（2）帶出物熱值：300302=60060（3）帶出物顯熱：6002=1260 （）（4）灰渣中可燃物熱值：34020＋10500=75369 （34010500分別為碳和硫的熱值）（5）灰渣顯熱：200=28488 （）（6）熱損失（取燃料發(fā)熱值的8%）2847600=227808 合計(jì)：4305044（kJ） 4305044－3505330=799714：3505330/（2847600＋799714＋647680）100%=%表11熱量平衡表（kJ）進(jìn)項(xiàng)出項(xiàng)燃料熱值 2847600半水煤氣熱值 3369746燃料顯熱 2625干半水煤氣顯熱 179159蒸汽的焓 647680半水煤氣中水汽的焓 364224干氮空氣顯熱 2344帶出物熱值 60060氮空氣中水汽的焓 5081帶出物顯熱 1260從煤層中吸取熱量799714灰渣中可燃物熱值 75369灰渣顯熱 28488熱損失 227808合計(jì) 4305044合計(jì) 4305044 總過程計(jì)算 燃料使用分配 設(shè)100kg燃料用于制半水煤氣為Xkg根據(jù)熱量平衡得：799714X=（100－X）132974 X=%，% 每100kg燃料的生產(chǎn)指標(biāo) 吹風(fēng)氣產(chǎn)量：580=218N m3半水煤氣產(chǎn)量：344= m3氮空氣消耗量：72=蒸汽消耗量：=吹風(fēng)時(shí)空氣消耗量：530=199總過程效率：（）/（2847600＋647680）100%=% 物料衡算（kg） 進(jìn)項(xiàng)：燃料中碳含量：74028合計(jì)：出項(xiàng)：（1）半水煤氣中