【正文】 支出： 水煤氣中氧 =吹風(fēng)氣中氧 =水煤氣中水汽含氧 =吹風(fēng)氣中水汽含氧 =帶出物中氧 共計(jì) 誤差： 100%=% （4）氮平衡收入： 原料中氮 空氣中氮 =共計(jì) 支出： 吹風(fēng)氣中氮 =帶出物中氮 共計(jì) 誤差： （5）硫平衡收入： 原料中硫 支出： 吹風(fēng)氣中硫 =水煤氣中硫 =帶出物中硫 灰渣中硫 共計(jì) （6）總過(guò)程元素平衡表（單位：kg）項(xiàng)目CHONSA共計(jì)收入100（含水汽）共計(jì)支出共計(jì)誤差收入：原料發(fā)熱量Q1=原料物理熱Q2=2100kJ干空氣熱焓Q3=20=空氣中水汽熱焓Q4==蒸汽熱焓Q5==共計(jì) 支出：水煤氣熱值Q6==水煤氣物理熱Q7=138506=吹風(fēng)氣熱值Q8==吹風(fēng)氣物理熱Q9==吹風(fēng)氣中水汽熱焓Q10==水煤氣中水汽熱焓Q11==帶出物的化學(xué)熱Q12=91818kJ帶出物的物理熱Q13=3550+3500=灰渣化學(xué)熱Q14=灰渣物理熱Q15=熱損失（按差額計(jì)）Q16=共計(jì) 總過(guò)程的熱平衡表項(xiàng)目熱量，kJ比例，%收入2100共計(jì)支出91818共計(jì)3 主要設(shè)備的計(jì)算與選型 水煤氣發(fā)生爐的選型原則是應(yīng)在滿(mǎn)足生產(chǎn)條件的前提下，盡可能的使臺(tái)數(shù)減少，如此能減少固定投資費(fèi)用以無(wú)煙煤為氣化原料,可選WG型氣化爐,采用干式排渣方式。（2）φ2740mm水煤氣爐此爐每小時(shí)產(chǎn)水煤氣60006600Nm3/h。（1）循環(huán)時(shí)間的確定選用φ3000mm水煤氣爐，每小時(shí)產(chǎn)水煤氣7500Nm3/h。，管道損失取5%，則所需風(fēng)量是=，其參數(shù)如下：機(jī)號(hào)：NO16傳動(dòng)方式：D轉(zhuǎn)數(shù)：1450r/min序號(hào)：5全壓：14504流量：50997m3/h所需功率：電動(dòng)機(jī)型號(hào)：S1384電動(dòng)機(jī)功率：410kW（2）空氣鼓風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的確定由于水煤氣間歇產(chǎn)生，故煤氣爐不需連續(xù)鼓風(fēng)，因此只要將吹風(fēng)機(jī)階段錯(cuò)開(kāi)，一臺(tái)風(fēng)機(jī)可滿(mǎn)足多臺(tái)水煤氣爐的生產(chǎn)。夾套鍋爐的作用是冷卻爐壁，保護(hù)爐壁，并副產(chǎn)蒸汽，經(jīng)過(guò)熱除塵器過(guò)熱后被送入煤氣爐發(fā)生反應(yīng)。（1）熱量平衡進(jìn)項(xiàng)：= 軟水焓 30xkJ 合計(jì) （+）kJ出項(xiàng)：蒸汽焓 —(絕)飽和蒸汽焓，kJ/kg。在吹風(fēng)階段中，過(guò)熱除塵器沒(méi)有飽和蒸汽通過(guò)，故吹風(fēng)氣顯熱沒(méi)有在此處進(jìn)行交換，而在廢熱鍋爐中交換，產(chǎn)生蒸汽（）。（1）上行煤氣流量：（2）上吹蒸汽流量：（3）每標(biāo)準(zhǔn)立方米水汽含量：（4）濕上行煤氣成分及流量成分H2COCO2CH4O2H2SH2O共計(jì)Nm3/hkmol/h%100濕水煤氣的平均分子量M= （5）濕上行煤氣進(jìn)口溫度495oC（扣除5oC損失）（6）濕上行煤氣出口溫度350oC（假設(shè)）（7）（絕），104=（8）蒸汽進(jìn)口溫度110oC（9）蒸汽出口溫度180oC進(jìn)項(xiàng)：（1）干煤氣熱焓Q1=495=（2）上行煤氣中水蒸氣的熱Q2==（3）飽和蒸汽帶入的物理熱Q3==—110oC飽和蒸汽的熱焓 共計(jì) 出項(xiàng)：（4）350oC時(shí)上行煤氣熱值350oC各組分的熱容（kcal/(m3煤氣的平均溫度是= oC蒸汽平均體積V==初選蒸汽流速14m/s。 圖一 過(guò)熱器管板管數(shù)的確定A=ndi2=223=水蒸汽質(zhì)量流速G==（1）管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)查得180oC過(guò)熱蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)λ1=(moC)則管內(nèi)平均導(dǎo)熱系數(shù)：λ=(moC)=(kgs為20oC下水的粘度）即蒸汽屬低粘度流體，且蒸汽在管內(nèi)呈湍流狀態(tài)，Re1000，Pr120,流體被加熱n=。oC)(1)上行煤氣質(zhì)量流速換熱管內(nèi)裝有圓缺形擋板（缺口面積為25%的殼體內(nèi)截面積），擋板間距取800mm，則流體通過(guò)管間距最大的截面積為：A===式中，h： d0： D： t：上行煤氣質(zhì)量流速G==即=對(duì)氣體，=（4）上行煤氣混合導(dǎo)熱系數(shù)混合煤氣的導(dǎo)熱系數(shù)可按下式求解：λ=：成分H2COCO2CH4O2H2SH2OW/(moC)= =(kgoC)由于有折流板，在折流和管束間，折流板和換熱器之間，總有一定間隙，部分流體短路。oC)查得R內(nèi)=104(m2oC)，管子厚度δ=所以K===(m2U型管平均高度H==過(guò)熱除塵器上部的過(guò)熱器規(guī)格為：內(nèi)徑：φ1500mm換熱器：φ38有效高度：另外，在過(guò)熱器下部有一與之配套制作的除塵器，其外徑按比例取為3200mm。 設(shè)新軟水加入量xkg，產(chǎn)汽量ykg。故D===以管板直徑2200mm作圖，按六角形排列法排出管子數(shù)411根，管板折邊取100mm，于是爐體內(nèi)壁直徑為2400mm，如圖二所示。s百分比%按平方根規(guī)律計(jì)算混合吹風(fēng)氣的粘度： μ==(+++++++)/100 ==(+++++++)/100 =故μ=oC)按以下公式計(jì)算λ：λ=（+++++++）/100 =（+++++++）/100 =λ=(moC)(6)管內(nèi)傳熱系數(shù)Pr===又μ=105Pa===(m2h)==(m2oC)管道污垢熱阻R=R內(nèi)+R外=（+）104=104(m2h因已考慮了最大熱負(fù)荷，故不需再加安全系數(shù)，換熱面積取725m2，管內(nèi)給熱系數(shù)遠(yuǎn)低于管外給熱系數(shù)，故傳熱面積應(yīng)以管內(nèi)徑計(jì)算。洗氣箱的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于洗滌水的加入量和蒸發(fā)水的確定，即為加入的洗滌水量必須大于蒸發(fā)水量，防止洗氣箱水位的不斷下降，但也不可過(guò)大，過(guò)大則水位不斷上升，影響正常生產(chǎn)。=取冷卻水用量為1505kg/h（1）、進(jìn)洗氣箱上行煤氣熱焓230oC煤氣中各組分的熱容如下表（kcal/(m3oC)）成分H2COCO2CH4O2H2Skcal/(m3干氣：8200Nm3/h=水汽：8200=4100kg/h=(1)進(jìn)洗氣箱下行煤氣熱焓200oC煤氣中各組分的熱容如下表（kcal/(m3（3）出洗氣箱下行煤氣量出洗氣箱下行煤氣中水汽含量：8200+=出洗氣箱下行煤氣流量：8200+=洗氣箱規(guī)格：直徑：φ2400mm進(jìn)氣管：φ7206mm出氣管：φ7206mm水封高度：100mm進(jìn)水管：φ1084mm出洗氣箱上行煤氣量：干煤氣：水汽： =總計(jì)： + =出洗氣箱下行煤氣量：出洗氣箱下行煤氣中水汽含量：8200+=出洗氣箱下行煤氣流量：8200+=從洗氣箱出來(lái)的煤氣溫度為75 oC，仍需進(jìn)一步降溫，降至常溫，且由于洗氣箱的降溫是通過(guò)冷卻水的蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)的，故進(jìn)洗氣塔的煤氣已被水氣飽和，則洗氣塔的降溫必須使水氣冷凝下來(lái)，由于冷凝熱比較大，故需大量的冷卻水噴淋，另為滿(mǎn)足生產(chǎn)要求煤氣還需最后一步的除塵，則洗氣塔的作用既是降溫，脫水，除塵。設(shè)冷卻水量為wkg/h。oC)=(m3傳熱系數(shù)由下式計(jì)算：k′=CoC所以，該填料塔層阻力是可以的，塔徑選取是可行的。日產(chǎn)120萬(wàn)m3的合成氣在35oC，V==若取緩沖時(shí)間為兩個(gè)制氣循環(huán)即6min，6=故選用7000m3直開(kāi)式單罩氣柜，直徑取30米羅茨鼓風(fēng)機(jī)的作用在于增壓，以彌補(bǔ)后續(xù)凈化階段和輸送過(guò)程的壓力損失。其規(guī)格如下：型號(hào)：ML50—120/流量：升壓：2000mmH2O配用電動(dòng)機(jī)：YB315S6功率:75kW 十臺(tái)風(fēng)機(jī)，八開(kāi)兩備脫硫塔的作用是降低煤氣中硫含量，使之達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。煤氣流量：1200000/24=50000Nm3/h煤氣中H2S含量： =煤氣溫度：35oC煤氣壓力：3500mmH2O=34335Pa大氣壓力：煤氣在操作條件下的流量為=—煤氣在35oC時(shí)飽和水蒸氣壓力，Pa采用TG型常溫Fe2O3脫硫劑，,則所需脫硫塔截面積為=采用六個(gè)脫硫塔并聯(lián)使用，五開(kāi)一備，則每個(gè)脫硫塔的直徑為：D===。水煤氣站主要有煤氣管、空氣管、蒸汽管和水管。實(shí)際流速：u== 以吹風(fēng)空氣流量計(jì)算，初選氣速32m/s .1空氣總管由于鼓風(fēng)機(jī)采用2開(kāi)1備，故空氣總管以?xún)膳_(tái)煤氣爐鼓風(fēng)計(jì)算:D=選取外徑φ10205mm的空氣總管采用鋼板卷制。初選氣速20m/s。實(shí)際流速為：u==到脫硫塔后，因六臺(tái)脫硫塔并聯(lián)使用，故進(jìn)出脫硫塔的煤氣管管徑為：D=則選取φ3776mm的凈煤氣焊接鋼管故實(shí)際流速為： u==由于有8臺(tái)發(fā)生爐同時(shí)工作，通過(guò)錯(cuò)開(kāi)吹風(fēng)階段，以4臺(tái)進(jìn)行上吹2臺(tái)進(jìn)行下吹2臺(tái)吹風(fēng)為計(jì)算基準(zhǔn)。，30oC時(shí)軟水密度995kg/m3。另造氣車(chē)間、鍋爐房附近即置煤倉(cāng)與堆煤棚、灰渣場(chǎng)，運(yùn)煤送渣比較方便。從而使得整個(gè)廠區(qū)布置在滿(mǎn)足工藝流程合理、生產(chǎn)管理方便的基礎(chǔ)上，還符合消防、環(huán)保、綠化的要求。（2）空氣鼓風(fēng)機(jī) 根據(jù)風(fēng)壓和風(fēng)量得要求選用型號(hào)。有傾角的目的在于減少蒸汽的停滯，以消除蒸汽引出管與管板之間的空氣形成“死氣層”，使管板免受過(guò)熱而造成破壞。（8）煙囪 上部鋼板焊制直徑900mm，下部為煙囪降塵器，全高28m，一對(duì)一使用。（2）蒸汽 造氣所用蒸汽量為58737t/a。（4）清水來(lái)自城鎮(zhèn)的供水總管。由緩沖氣柜來(lái)的粗煤氣又羅茨風(fēng)機(jī)加壓至2000mmH2O后進(jìn)入脫硫塔。選用六個(gè)脫硫罐，采用五開(kāi)一備，并聯(lián)使用。煤氣廠動(dòng)力配電照明， 防雷接地及其它所有用電負(fù)荷的均屬三級(jí)用電，電源為6kV，用高壓電纜埋地敷設(shè)至煤氣廠6kV變電所。防雷接地：（1）造氣工段為三層建筑，層面采用防雷帶避雷。（2）考慮到生產(chǎn)環(huán)境是Q—3級(jí)防爆場(chǎng)所，故所選儀表必須符合三防儀表要求或選用防爆型儀表，以確保生產(chǎn)安全。（3）儀表選型：雙金屬溫度計(jì)，熱電阻，熱電偶及數(shù)字式溫度指示儀：U型管壓力計(jì)，氮壓力表，防爆電接點(diǎn)壓力表，盒式壓力表：防爆浮球液位控制器，浮筒式遙測(cè)液位儀，液位指示儀：孔板，電動(dòng)壓差變送器，數(shù)字式流量指示儀：閃光信號(hào)報(bào)警器：柜式儀表，側(cè)面開(kāi)門(mén)：磁導(dǎo)式氧分析儀（4）供電220V，50HZ，5—10A獨(dú)立電源一套。建筑面積2205m2羅茨風(fēng)機(jī)房：平房，建筑面積217m2鍋爐房：平房，建筑面積740m2機(jī)修車(chē)間：平房，建筑面積150m2倉(cāng)庫(kù)：平房，建筑面積575m2緩沖氣柜：鋼結(jié)構(gòu)，φ=，H=7m，V=4500m3沉淀池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，V=2585m3，30m20m，兩格蓄水池：鋼筋混凝土半地下式，V=628m3煙煤堆煤棚：四周有擋板煤墻及防雨頂蓋，為鍋爐房貯煤，面積710m2煤場(chǎng)：四周有擋板煤墻及防雨頂蓋，作為貯干煤、篩分、破碎之用，用于制造混合氣，面積1253m2。廠區(qū)內(nèi)生活采暖，使用鍋爐房的蒸汽。水煤氣生產(chǎn)過(guò)程中，煙塵排放已做除塵處理。