【正文】 = 合計(jì) 100 4 灰渣組成?？諝獯祪魰r(shí)，氣體經(jīng)燃燒室、廢熱鍋爐、洗氣箱和洗滌塔進(jìn)入氣柜，此時(shí)燃燒室不必加入二次空氣，在上、下吹制氣時(shí)，如配入加氮空氣，則其送入時(shí)間應(yīng)稍遲于水蒸汽的送入，并在蒸汽停送之前切斷，以避免空氣與煤氣相遇而發(fā)生爆炸。蒸汽上吹制氣時(shí)，煤氣經(jīng)燃燒室及廢熱鍋爐回收余熱后，再經(jīng) 洗氣箱及洗滌塔進(jìn)入氣柜。 間歇式制氣工作循環(huán)各階段氣體的流向如圖所示。 （ 3）下吹制氣階段 蒸汽自爐頂送入，經(jīng)灼熱的氣化層反應(yīng)，氣化層下移，爐溫繼續(xù)下降，生成的水煤氣由爐底引出，因下行煤氣通過灰渣層降低溫度，不再進(jìn)入廢熱鍋爐直接進(jìn)入洗氣箱、洗氣塔洗凈降溫，由塔頂引出至氣柜。 間歇式氣化的工作循環(huán) 常壓固定床法制半水煤氣其工藝流程氣化過程按 5 個(gè)階段分別敘述如下： （ 1）吹風(fēng)階段 來自鼓風(fēng)機(jī)的加壓空氣送入煤氣發(fā)生爐底部，經(jīng)與燃料層燃燒放出大量的熱量儲存于炭層內(nèi)，生成吹風(fēng)氣由爐頂出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器除去灰塵后，進(jìn)入廢熱鍋爐的管間的水換熱，水受熱蒸汽產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)氣包蒸汽管道可供本爐制氣用。上行、下行煤氣直接進(jìn)入冷卻凈化系統(tǒng)，不進(jìn)行熱量回收。在生產(chǎn)中還應(yīng)經(jīng)常注意保持半水煤氣中低的氧含量（≤ %），否則將引起后序工段的困難，氧含量過高還有爆炸的危險(xiǎn)。 燃料層高度 在制氣階段，較高的燃料層將使水蒸汽停留時(shí)間加長，而且燃料層溫度較為穩(wěn)定，有利于提高蒸汽分解率，但在吹風(fēng)階段，由于空氣與燃料接觸時(shí)間家長，吹風(fēng)氣中 CO 含量增加，更重要的是，過高的燃料層由于阻力增加，使輸送空氣的動力消耗增加。當(dāng)燃料活性好。吹風(fēng)速度以下不使炭層出現(xiàn)風(fēng)洞為限。故爐溫通常應(yīng)比灰熔點(diǎn)低 50℃左右，工業(yè)上采用爐溫范圍 10001200℃。操作溫度一般主要是指氧化層的溫度，簡稱爐溫。氣化效率高，燃料利用率高，生產(chǎn)成本低。 自動機(jī)把高壓水按時(shí)送到煤氣爐各系統(tǒng)各個(gè)自動液壓閥門，是閥門按照工藝循環(huán)的要求準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)備啟動，準(zhǔn)確控制和調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)穩(wěn)定和安全。由于進(jìn)塔煤氣被水汽飽和。 進(jìn)洗氣箱的煤氣溫度約 200℃，出氣溫度為 70℃左右，洗氣箱的冷卻水用量大，其冷卻作用主要靠水的蒸發(fā)，煤氣主要因失去顯熱而降溫。 洗氣箱的外行是一個(gè)具有圓筒形容器。進(jìn)爐氣體一般為 500700℃出爐后可降至 200℃左右。 廢熱鍋爐 廢熱鍋爐主要用于回收吹風(fēng)氣和上行半水煤氣的顯熱，生產(chǎn) 的蒸汽，為制氣和其它用途提供一部分蒸汽來源。 （ 2）利用所蓄積的熱量，預(yù)熱下吹蒸汽和加氮空氣，提高 氣體的入爐溫度，提高分解率。 最終反應(yīng)： C＋ O2＋ =CO2＋ 2C＋ O2＋ =2CO＋ Ⅲ 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。傳動裝置附有注油器，向各加油點(diǎn)輸送潤滑油。 （ 4）機(jī)械除灰裝置 包括能夠轉(zhuǎn)動的灰盤和爐條及固定不動的會犁。外壁包有石棉制品隔熱保溫層，防止熱量損失，夾套鍋爐的作用主要是降低氧化層溫度，以防止熔渣粘壁并副產(chǎn)蒸汽，夾套鍋爐兩側(cè)設(shè)有探火孔，用于測量火層，了解火層分布和溫度情況上部裝有液位計(jì)，水位自動調(diào)節(jié)器和安全閥等附件。一般生產(chǎn)的有Φ 1500，Φ 2260，Φ 3000，Φ 3600 等一系列半水煤氣爐，它們的結(jié)構(gòu)與 UGI 半水煤氣爐基本相同。一般將還原層和氧化層通稱之為氣化區(qū)。 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況 圖 1 燃料層分區(qū)示意圖 （ 3）還原層 氣化劑從下面進(jìn)入碳層氧化區(qū)中已含有各種氣體成分，而在還原層里，主要進(jìn)行 CO 的還原反應(yīng)。 總之，對間歇式生產(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。熱穩(wěn)定性差的燃料，不僅增加炭阻力和氣體帶出物，而且會堵塞爐膛和系 統(tǒng)管道，增加動力消耗，影響制氣產(chǎn)量。 （ 5）對化學(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。這些物質(zhì)的含量對灰份有決定性影響。因此，要求入 爐煤的水分含量小于 3～ 5%。 3 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 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 9 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。這對我國氨需求量大而技術(shù)又相對落后而且資金短缺這一基本國情是不相符的。煤種適用范圍廣，且氣化爐結(jié)構(gòu)簡單。它是在熔融的 Na2CO2 鹽浴內(nèi)進(jìn)行，熔融的 Na2CO2對煤與蒸汽的反應(yīng)具有強(qiáng)烈的催化作用，在較低溫度下就可獲得很快的反 應(yīng)速度。下面分別介紹這 3 類床的某些制氣方法。 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 8 （ 2）德士平古法 它是一種濕法（水煤漿）進(jìn)料的加壓氣化工藝。它與固態(tài)排渣相比，降低了灰渣的碳損失。沒與白云石類 添加物在爐內(nèi)與經(jīng)過預(yù)熱的氣化劑（氧氣 /蒸汽或空氣 /蒸汽）發(fā)生氣化反應(yīng)。 （ 1）溫克勒法 溫克勒法是最早開發(fā)的流化方法，在常壓下，把煤粒度為 08mm的褐煤、弱粘結(jié)性煙煤或焦碳經(jīng)給煤機(jī)加入到氣化爐內(nèi)。它和常壓移動床一樣，也是自熱式逆流反應(yīng)床。煤由氣化爐頂部間歇加入，氣化劑由爐底送入，氣化劑與煤逆流接觸，氣化過程進(jìn)行得很完全，灰渣中殘?zhí)忌?，產(chǎn)物氣體的顯熱中的相當(dāng)部分供給煤氣化前的干燥和干餾，煤氣出口 溫度低，而且灰渣的顯熱又預(yù)熱了入爐的氣化劑，因此氣化劑效率高。 ，氣化過程的供熱方式有（ 1）部分氣化方法；（ 2）間接供熱；（ 3）由平行進(jìn)行的反應(yīng)器直接供熱；（ 4）熱載體供熱。 煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢 當(dāng)前國內(nèi)外煤完全氣化技術(shù)發(fā)展的趨勢，概括地可以歸納出如下幾點(diǎn)： （ 1）氣化向大型化 方向發(fā)展，因?yàn)榇笮突梢蕴岣邌挝辉O(shè)備的生產(chǎn)能力： （ 2）使用氧氣為氣化劑，提高煤氣化爐的操作溫度： （ 3）提高煤氣化操作壓力，幾乎各種類型的新開發(fā)的氣化爐都采用加壓氣化的工藝； （ 4）擴(kuò)大氣化煤種的范圍，隨著采煤機(jī)械化和水力采煤技術(shù)的發(fā)展，原煤中的碎煤產(chǎn)率越來越多，為了適應(yīng)這種趨勢，一些新開發(fā)的新氣化方法都用碎煤或粉煤氣化； （ 5）開發(fā)利用無污染的氣化方法，許多開發(fā)的氣化方法，都考慮了在工藝過程中消除或減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生。 50 年代后期，由于石油、天然氣工業(yè)的興起，煤制氣技術(shù)的開發(fā)研究工作受到?jīng)_擊。煤炭氣化時(shí)所得的可燃?xì)怏w稱氣化煤氣。主要內(nèi)容包括：緒論、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、生產(chǎn)方案，生產(chǎn)流程的選擇及論證、制氣生產(chǎn)原理、工藝指標(biāo)、設(shè)備計(jì)算及選型。 我國合成氨工業(yè)原料路線是煤汽油并舉，以煤為主。煤氣化提供潔凈的可以管道輸送的氣體燃料。為了生產(chǎn)氨，一般均以各種燃料為原料。 說明書內(nèi)容： ； ，流程選擇及生產(chǎn)方法的論證與選擇； 、熱量 衡算； ；； . 一張圖紙： 帶控制點(diǎn)的物料流程圖 關(guān)鍵詞： 合成；氨；半水煤氣；工藝；設(shè)計(jì) The Design of Producing Coal Gas about Manufacturing Synthesis of Ammonia 150000T/a Chemical engineering Xia Chubing Guide Teacher Yang Qian Abstract： This design is a primary design about the synthesis of ammonia 150000T/year techniques accidence contrive. The design owns the process of producing semiwater gas. The design pleted the calculation of material and heat quantity according to relevant date. During the design period an instruction and one serials of diagram have been worked out. The instruction includes: 1. The development history of producing coal gas and the developing trend. 2. The production way of producing semiwater gas、 demonstrating and the choosing ,factory chamber plan. 3. The calculation of material and the calculation of heat quantity. 4. The designing and technological calculation about the main equipments. One serious of diagram includes: take control of the material flow chart. Key words: synthesis。 年產(chǎn) 15萬噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 : 年產(chǎn) 15萬噸合成氨造氣工序工藝 班 級 : 化工 0916 班 學(xué)生姓名 : 夏 楚 兵 學(xué) 號 : 202001020628 指導(dǎo)老師 : 楊謙 副教授 2020 年 11 月 18 日 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 1 目 錄 1 緒論 ..................................................................... 5 煤氣化發(fā)展史 ................................................... 5 煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢 ............................................. 5 2 生產(chǎn)方法的選擇及論證 ................................................. 6 生產(chǎn)方法的介紹 ................................................. 6 固定床氣化法 .............................................. 6 流化床氣化 ................................................ 6 氣流床氣化 ................................................ 7 熔浴床氣化 .................................................... 8 生產(chǎn)方案的選擇及論證 ............................................... 8 3 常壓固定床間歇?dú)饣?................................................. 8 半水煤氣定義 ................................................... 8 固定床氣化法的特點(diǎn) ................................................. 9 生產(chǎn)半水煤氣對原料的選擇 ........................................... 9 半水煤氣制氣原理 .................................................. 10 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況 .............................................. 11 各主要設(shè)備的作用 .................................................. 12 煤氣發(fā)生爐 ................................................... 12 燃燒室 ....................................................... 13 廢熱鍋爐 ..................................................... 14 洗氣箱 ....................................................... 14 洗滌塔 ....................................................... 14 煙囪 ...........