【正文】 出口溫度： 500oC 過熱除塵器出口溫度： 300～ 350oC （ 3）下吹階段操作指標(biāo)： 水蒸氣入爐壓力： 下吹煤氣出口溫度： 200oC 洗氣箱出口溫度： 75oC 洗氣塔出口溫度： 35oC 2. 工藝計(jì)算 原料組成 原料 已知數(shù)據(jù) ： 原料已知數(shù)據(jù) 成分 Cad Had Nad Ad Mad Mar 質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % 以上數(shù)據(jù)源自 邯鄲郭二莊礦一坑混中快 無煙煤。 制氣過程的六個(gè)階段采用微機(jī)油壓控制，通過微機(jī)控制油壓閥的關(guān)啟來實(shí)現(xiàn)流體的流向控制。蒸汽由爐頂進(jìn)入爐內(nèi)，生成的煤氣由爐底導(dǎo)出，經(jīng)下吹集塵器除塵后，直接進(jìn)入洗氣箱、洗氣塔，然后匯合于緩沖氣柜。經(jīng)過過熱除塵器 回收余熱后進(jìn)入廢熱鍋爐，產(chǎn)生 ，而吹風(fēng)氣本身溫度降至 230oC 后由煙囪排出放空?？諝庥煽諝夤娘L(fēng)機(jī)從爐底吹入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)碳層燃燒。吹風(fēng)階段即是將空氣吹入爐中， 與煤發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出大量的反應(yīng)熱，熱量積蓄于料層內(nèi)，在制氣時(shí)，積蓄于料層內(nèi)的熱量使水蒸氣進(jìn)行分解反應(yīng)，生成水煤氣。而現(xiàn)代較先進(jìn)的氣化方 法，如德士古法，殼牌法， GSP 法，雖然氣化效率更高，優(yōu)點(diǎn)眾多，當(dāng)也存在投資大，工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)不足等缺點(diǎn)，綜合比較，采用移動床間歇法工藝生產(chǎn)水煤氣。 本廠采用移動床氣化法，該法氣化過程進(jìn)行比較完全，灰渣中殘?zhí)可?，氣化效率高，是一種理想的氣化方法。 （ 2）流化床氣化 是以小顆粒煤為氣化原料，在氣化爐內(nèi)使之懸浮分散在垂直上升的氣流中，由于劇烈的顆粒運(yùn)動，床層中幾乎沒有溫度梯度和濃度梯度。生產(chǎn)出的合成氣可為較大規(guī)模的甲醇生產(chǎn)提供原料氣。煤炭氣化作為其中重要的一項(xiàng)正向著良好的方向蓬勃發(fā)展。中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 日產(chǎn)量 10 萬 Nm3 氣化廠設(shè)計(jì) 1. 總論 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)書及畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱 （ 2）參照 江蘇恒盛化肥 有限 公司 的工藝經(jīng)驗(yàn) （ 3） 導(dǎo)師 儲睿智 講師 的指導(dǎo) 造氣工藝論證 煤炭是我國儲量最豐富的能源資源，按目前的產(chǎn)量和已探明的儲量推算，我國煤炭資源可開采近百年，估計(jì)在可預(yù)期的時(shí)間里，煤在我國的能源結(jié)構(gòu)中還占據(jù)著主導(dǎo)地位。 近年來，國家相關(guān)部門已經(jīng)明顯意識到這個(gè)問題，從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，大力發(fā)展煤炭深加工產(chǎn)業(yè)，使煤化工由傳統(tǒng)的能源型向 新型 化工型轉(zhuǎn)變是我國煤炭利用技術(shù)的長遠(yuǎn)之計(jì)。如 F— T 合成汽油、制 氨、制甲醇、煤氣甲烷化、甲醇制醋酸、合成精細(xì)化學(xué)品和新材料?? 據(jù)設(shè)計(jì)要求，本合成氣廠采用 邯鄲 無煙煤為氣化原料，水蒸氣作為氣化劑，吹入熾熱碳層分解制取合成氣的工藝，日產(chǎn)量 10 萬 Nm3。因?yàn)榧?xì)煤粒將會隨煤氣由煤氣爐頂帶出，增加了煤的損失。此時(shí)，氣液固三相密切接觸，在高溫條件下完成反應(yīng)，生成 CO 和 H2為主要成分的煤氣。生產(chǎn)的粗煤氣經(jīng)過除塵，脫硫等凈化工藝后可直接供給甲醇合成廠。本設(shè)計(jì)采用間歇送風(fēng)蓄熱法，分為兩個(gè)階段，吹風(fēng)階段和制氣階段。 本廠采用 25～ 75mm 的中塊煤，原料送入吊煤斗，提升至造氣廠房三層，從加煤孔加入爐內(nèi)。 每個(gè)循環(huán)六個(gè)階段具體流向如下： （ 1）吹風(fēng)階段 空氣 由鼓風(fēng)機(jī)從爐底進(jìn)入爐內(nèi)，生成吹風(fēng)氣，由爐頂排出。 （ 4）下吹階段 蒸汽下吹能克服氣化層的上移，減少了原料的損失并保證了爐內(nèi)溫度和氣體組成的穩(wěn)定。 （ 6） 空氣 吹凈階段 空氣從爐底吹入爐內(nèi)，將爐內(nèi)剩余煤氣至上吹流向吹入水煤氣系統(tǒng)。制氣階段一般以下吹時(shí)間稍長為好，因?yàn)檫@樣，可使灰渣中的含碳量降低。 Xd=XadadM?100100 ， Xar=Xad 100100 aradMM?? Xd=XararM?100100 ， Qgr 由空氣帶入的水汽總量為 = kg （ 5）由氫平衡計(jì)算吹風(fēng)氣中水汽含量 . 收入： 原料帶入氫 kg 空氣中水汽帶入氫 182 = kg 共計(jì) kg 支出： 吹風(fēng)氣含氫 = kg 吹風(fēng)氣中水汽含氫（差額） kg 共計(jì) kg 吹風(fēng)氣中水汽總量 218 = kg 單位體積吹風(fēng)氣含水汽量 = kg/m3 （ 6）氧平衡校驗(yàn) . 收入： 原料帶入氧 kg 空氣帶入氧 = kg 空氣中水汽帶入氧 1816 = kg 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 9 共計(jì) kg 支出： 吹風(fēng)氣含氧 = kg 吹風(fēng)氣中水汽含氧 1816= kg 共計(jì) kg 誤差 100%=% 可行 （ 7）硫平 衡 收入： 原料中帶入硫 kg 支出： 吹風(fēng)氣中含硫 = kg 誤差： 100%=% 可行 吹風(fēng)階段的熱量衡算 收入： （ 1）原料發(fā)熱量 : Q1== 10025853=2585300 kJ （ 2）原料物理熱 : Q2=MCt=10020=2100 kJ C— 無煙煤的比熱容 （ 3）干空氣物理熱 : Q3=VCt=20=12214 kJ C— 干空氣的的比熱容： 0. = （ 4）空氣中水汽熱焓 : Q4=MH==15368 kJ H— 20 度下的水氣熱焓： kJ/kg 共計(jì) 2614982 kJ 支出： （ 5）吹風(fēng)氣發(fā)熱量 ： Q5=VHHV(吹風(fēng)氣 )=1605=827345 kJ （ 6）吹風(fēng)氣物理熱 ： Q6=VCPt Cp 值由加權(quán)法求得，已知 550 度下列各氣體的 Cp 如下： 氣體 H2 CO CO2 O2 CH4 H2S N2 Cp 則吹風(fēng)氣 熱容 ： Cp=（ ++++ ++） =? C 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 10 則 Q6=VCPt=550=442282 kJ （ 7）吹風(fēng)氣中水汽熱焓 Q7==24270 kJ — 550? C 下水氣熱焓 （ 8）帶出物的化學(xué)熱 Q8=430606=122424 kJ （ 9）帶出物的物理熱 Q9=4 550 =2772 kJ （ 10）灰渣化學(xué)熱 Q10=34068+10467=135636 kJ （ 11）灰渣物理熱 Q11= 200 =3567 kJ （ 12）爐壁熱損失（取原料發(fā)熱量的 7%） Q12=25853 100 =180971 kJ 共計(jì) 1739267 kJ 故積聚在料層中的熱量 ： QA=2614982－ 1739267=875715 kJ 吹風(fēng)效率： 1A 100%= 2585300875715 100%=% 吹風(fēng)階段的熱平衡表 項(xiàng)目 熱量， kJ 比例， % 收入 Q1 2585300 Q2 2100 Q3 12214 Q4 15368 共計(jì) 2614982 支出 Q5 827345 Q6 442282 Q7 24270 Q8 122424 Q9 2772 Q10 135636 Q11 3567 Q12 180971 共計(jì) 1739267 . 制氣階段計(jì)算 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 11 制氣階段的物料衡算 （ 1）單位體積水煤氣所含元素量（ m3） C： ﹙ ++)= kg H： 1﹙ 2+ 4+ 2)= kg O： 16﹙ + 2+ 2)= kg N： S： = kg （ 2）由碳平衡計(jì)算水煤氣產(chǎn)量 = m3 （ 3）由氫平 衡計(jì)算水蒸氣耗量及上、下行煤氣產(chǎn)量 設(shè)：上行煤氣中含水汽 ，下行煤氣中含水汽 ，上行煤氣產(chǎn)量為 Xm3，下行煤氣產(chǎn)量為（ － X） m3。 上行煤氣占總產(chǎn)量比例為 ： 100%=%。 煤氣中含 水汽 總量為 ： += kg。 下吹蒸汽分解率為 ： 100%=%?！?） = kJ/（ m3 生產(chǎn)指標(biāo)計(jì)算 每 100 kg 原料的生產(chǎn)指標(biāo)： 吹風(fēng)氣產(chǎn)量 = m3 水煤氣產(chǎn)量 = m3 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 15 空氣耗量 = m3 蒸汽耗量 = kg 總過程效率 ?100%=% 總過程熱效率316 99 54422 49 82 119 ?? ?100%=% 水煤氣制造 總 過程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 kg 支出： 水煤氣中碳 = kg 吹風(fēng)氣中碳 = kg 帶出物中碳 kg 灰渣中碳 kg 共計(jì) kg （ 2）氫平衡 收入： 原料中氫 +182 = kg 空氣中 水汽 含氫 182 = kg 蒸汽含氫 182 = kg 共計(jì) kg 支出： 水煤氣含氫 = kg 吹風(fēng)氣含氫 = kg 水煤氣中水汽含氫 ? 182 = kg 吹風(fēng)氣中水汽含氫 182 = kg 帶出物中氫 kg 共計(jì) kg （ 3）氧平衡 收入： 原料中氧 +1816 = kg 空氣中氧 = kg 空氣中水汽含氧 1816 = kg 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 16 蒸汽中氧 1816= kg 共計(jì) kg 支出： 水煤氣中氧 = kg 吹風(fēng)氣中氧 = kg 水煤氣中水汽含氧 1816= kg 吹風(fēng)氣中水汽含氧 1816= kg 帶出物中氧 kg 共計(jì) kg 誤差： 09 6 10 509 6 100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 kg 空氣中氮 = kg 共計(jì) kg 支出： 吹風(fēng)氣中氮 = kg 帶出物中氮 kg 共計(jì) kg 誤差