【正文】 其中查的 Q= KJ/kg=vq = KW/ 3m 所以 vBQV q? 0 .2 7 8 5 0 0 0 0 6 .1 76 3 0 6 .1??? 3m 所以根 據(jù)上述條件，所選的氣化爐的 圖號(hào)： 050235001,內(nèi)徑為 2800 ㎜ ， 高度為 16400㎜ ， 上端為燃燒室，下部為激冷室，爐膛體積為 3m ，氣化壓力為 。 K） 2 2 1 .5 4 4 8pmQ C t? ? ? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 = 623 = （ 2） 出熱 水的帶出熱為 3Q 水在 189℃時(shí)的熱容 pC = kJ/（ kmol以 P=1atm， t=25℃ 為基準(zhǔn)的氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓計(jì)算式為： 2 3 4t 0 1 2 3 4= + + + +H a a T a T a T a T? ? ? ? （ 27） 采用氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓進(jìn)行熱量平衡計(jì) 算，不必考慮系統(tǒng)中反應(yīng)如何進(jìn)行，步驟有多少，只要計(jì)算出過(guò)程始態(tài)和末態(tài)焓差，即得出該過(guò)程的總熱效果。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 第 3 章 氣化 、變換 工藝計(jì)算 氣化過(guò)程 氣化爐 計(jì)算實(shí)例 原料煤性質(zhì) 表 21 原料煤的性質(zhì) 原料煤性質(zhì) arM adM dA dV dFC 工業(yè)分析 /% 表 22 原料煤的性質(zhì) 原料煤性質(zhì) dC dH dO dN .tdS 元素分析 /% 表 23 灰熔點(diǎn) 灰熔點(diǎn) DT ST FT /℃ 1200 1240 1260 操作條件 操作溫度： 1400℃ 操作壓力： 水煤漿的水煤比： r=30： 70 氧氣純度： % 氣化爐碳轉(zhuǎn)化率： 99% 出口粗煤氣含甲烷： % 煤 中硫 全部轉(zhuǎn)化成硫化氫，少量 COS。濕粗煤氣進(jìn)入洗滌塔（ E0101）沿下降管進(jìn)入洗滌塔底部水浴，粗煤氣中夾帶的大部分細(xì)灰在此從粗煤氣中除去。蒸汽及燃燒后的煙氣經(jīng)抽引器消音器排入大氣。燒嘴冷 卻水系統(tǒng)包括一套供兩臺(tái)氣化爐共用的燒嘴冷卻水槽、燒嘴冷卻水泵（ J0102）及燒嘴冷卻水換熱器（ C0101）。熔渣在水中淬冷固化，并沉入氣化爐底部渣浴。 氣化爐激冷室中的黑水通過(guò)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)連續(xù)排出，并送往多元料漿氣化灰水系統(tǒng)。 多元料漿經(jīng)高壓料漿泵（ J0104） 送入工藝燒 嘴。制漿用水由制漿水泵（ J0101）將水由制漿水槽并經(jīng)計(jì)量后送入磨機(jī)。添加劑通過(guò)添加劑計(jì)量給料泵分別送入兩臺(tái)磨機(jī)。 助熔劑通過(guò)風(fēng)力輸送到助熔劑倉(cāng)（ F0101） 。為保證生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，一般需設(shè)置備用氣化爐。后者熱煤氣是經(jīng)輻射鍋爐，再送往對(duì)流鍋爐，產(chǎn)生高壓蒸汽可用于發(fā)電或作熱源。 （ 2） 氣化溫度達(dá) 1400～ 1600℃，對(duì)環(huán)保很有利，沒(méi)有酚、焦油，有機(jī)硫很少，且硫形態(tài)單一。發(fā)展較早且比較成熟的是常壓溫克（ Winkler）爐。 煤氣化方案的分類 煤氣化技術(shù)按氣化反應(yīng) 器的形式，氣化工藝可分為移動(dòng)床（固定床）、流化床、氣流床三種。在本世紀(jì)前 50 年內(nèi)，煤炭在中國(guó)一次能源構(gòu)成中仍將占主導(dǎo)地位。平均溫度年 較差為 ℃ ，平均溫度日較差為 ℃ 。 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 ⑴ 貫徹執(zhí)行了國(guó)家基本建設(shè)的方針政策，使設(shè)計(jì)切合實(shí)際，技術(shù)先進(jìn)，安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示 , 20xx 年全國(guó)累計(jì)進(jìn)口原油 239 億 t , 同比增長(zhǎng) % , 原油對(duì)外依存度達(dá)到 % , 較上年同期提高了 個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明 確方式標(biāo)明。 indirect liquefaction。 摘 要 煤制油是以煤炭為原料 生產(chǎn)液體燃料和化工原料的煤化工技術(shù)簡(jiǎn)稱。 coal water slurry。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 另一方面 , 作為煤炭資源大國(guó) , 我國(guó)理應(yīng)把煤炭作為主要的能源之一 , 以保證國(guó)家的能源安全。 ⑵ 貫徹 “五化 ”（ 露天化、一體化、社會(huì)化、輕型化、國(guó)產(chǎn)化）的措施及效果。極端氣溫最高為 ℃ ，最低為 ℃ 。石油資源的短缺使煤 制 油重新提上議事日程，以煤制油己成為我國(guó)能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要趨勢(shì)。 移動(dòng)床氣化 采用一定粒度范圍的碎煤（ 5mm～ 50mm）為原料，與氣化劑逆流接觸，爐內(nèi)溫度分布曲線出現(xiàn)最高點(diǎn)，反應(yīng)殘?jiān)鼜臓t底排出，生成氣中含有可觀量的揮發(fā)氣。 它的缺點(diǎn)是：（ 1）在常壓或接近于常壓下生產(chǎn)，生產(chǎn)強(qiáng)度低、能耗高、碳轉(zhuǎn)化率只有 88%～ 90%。 (3)氣化壓力可達(dá) ～ ， 可大大節(jié)省合成氣的壓縮功。 目前，常用的、技術(shù)較成熟的氣流床主要有干粉和水煤漿兩種。 而且其前期投資較少，成本較低 。助熔劑經(jīng)助熔劑進(jìn)料機(jī)（ V0102），與原料一起送入磨機(jī)。 本設(shè)計(jì)設(shè)置有料漿 pH 值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。制漿用水為來(lái)自灰水處理系統(tǒng)的灰水 、 甲醇精餾廢水和變換工段的冷凝 液 ，不足部分用原水進(jìn)行補(bǔ)充。多元料漿和氧氣經(jīng)工藝燒嘴噴入氣化爐（ B0101）內(nèi)，在部分氧化條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)。 回收的灰水返回氣化系統(tǒng)使用。粗煤氣與水直接接觸進(jìn)行冷卻，大部分細(xì)灰留在水中。備用泵在燒嘴內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 冷卻水壓力低的情況下可自動(dòng)啟動(dòng)，并與事故電源相接。 氣化爐渣處理系統(tǒng) 沉積在氣化爐激冷室底部的粗渣及其它固體顆粒，通過(guò)循環(huán)水流的循環(huán)作用帶入鎖斗 （ F0105） 。粗煤氣經(jīng)下降管和導(dǎo)氣管間的環(huán)隙上升，進(jìn)入洗滌塔頂部的塔板，來(lái)自本設(shè)計(jì)界區(qū)外的一股潔凈變換工藝熱冷凝液在此將粗煤氣中殘留的細(xì)灰洗滌下來(lái)。 （計(jì)算時(shí)取 2HS:COS=17:1） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 捕 渣率 q=60% 粗煤氣中帶出灰含量 20% 渣中含碳量： 2%10%（計(jì)算按 2%） 計(jì)算步驟 以 100kg 無(wú)水無(wú)灰基煤為基準(zhǔn)（ daf） （ 1） 將煤元素分析轉(zhuǎn)換成無(wú)水無(wú)灰基 根據(jù) dafX = 100100 dXdA??可得 表 24 元素分析 煤元素 dafC dafH dafO dafN .tdafS dafV /% 式中 dX — 某干燥基； dafX — 某 干燥 無(wú)灰基 ； V ― 揮發(fā)分； A — 煤的灰分產(chǎn)率； （ 2） 煤 的發(fā)熱量 dafQ =80 dafC +300 dafH +10 dafN +40 .tdafS － ? ?2dafO － dafV =80 +300 +10 +40 － = kcal/kg daf 煤 = kJ/kg daf 煤 （ 3） 實(shí)際投煤量的計(jì)算 dafA =100100 adadAA?? =100 ?? = kg/100kg daf 煤 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 dafW = 100100 adad adMMA??? = 100 100 ??? = kg/100kg daf 煤 故實(shí)際投煤量： 投W =100+ dafA + dafW =100++=水煤漿制備加入水量： 水W = 投W r = 3070 = kg/100kg daf 煤 氣化爐排渣量： bA = dafA /? = = kg/100kg daf 煤 氣化爐帶出灰量： rA = dafA ? ?1 (1 0 .2 ) / 0 .9 8q? ? ? ? = () =(4)物料衡算 設(shè)氣化爐需氧量： x kmol/100 kg daf 煤 出口粗煤氣含： aCO? kmol/100 kg daf 煤 2H = b mol/100 kg daf 煤 mCO?2 kmol/100 kg daf 煤 hOH ?2 kmol/100 kg daf 煤 VCH ? kmol/100 kg daf 煤 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 干煤氣為 V kmol/100 kg daf 煤 A. 碳平衡： 入氣化爐總碳 : 12C ?入 = 出氣化爐總碳 : 粗煤氣含碳： C = Vm ?? kmol/100 kg daf 煤 粗煤氣飛灰含碳： C = ??? = kmol/100 kg daf 煤 渣中含碳： 7 .2 4 0 .6 0 .0 21 2 0 .9 8C ??? ? = kmol/100 kg daf 煤 COS 中含碳： 1832C ?? = kmol/100 kg daf 煤 ? ?m 0 . 0 0 0 2 0 . 0 5 7 0 .0 0 0 3C a V? ? ? ? ?出 kmol/100 kg daf 煤 因?yàn)? 出入 CC ? = 0 .0 0 0 2 0 .0 5 7 0 0 .0 0 0 3a m V? ? ? ? 所以 m 0 .0 0 0 2 6 .1 3 8 0aV? ? ? （ 21） B. 氫平衡： 煤中含氫： ?? kmol/100 kg daf 煤 煤漿中含氫： 4 7 .8 4 2 5 .3 1 618H ? ? ?kmol/100 kg daf 煤 煤中水含氫： 4 .3 8 2 0 .4 8 6 718H ? ? ?kmol/100 kg daf 煤 ?入 kmol/100 kg daf 煤 出氣化爐： 煤氣中含氫： bH 2? kmol/100 kg daf 煤 甲烷中含氫： ?? VH = kmol/100 kg daf 煤 硫化氫中氫： 21832H ??? = kmol/100 kg daf 煤 蒸汽中 含氫： h2?H kmol/100 kg daf 煤 ? ?2 0 . 0 0 0 8 2 0 .0 1 2 6H b V h? ? ? ?出 kmol/100 kg daf 煤 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 由于 H入 = H出 所以 b++h= （ 22） C. 氧平衡 入氣化爐氧 煤中含氧： O = = kmol/100 kg daf 煤 煤中水含氧： O = = kmol/100 kg daf 煤 煤漿中水含氧： O = = kmol/100 kg daf 煤 外供氧： O = kmol/100 kg daf 煤 O入 = ? ? + kmol/100 kg daf 煤 出氣化爐氧 COS 中含氧： O = 1832? = kmol/100 kg daf 煤 一氧化碳含氧： O =a kmol/100 kg daf 煤 二氧化碳含氧： O =2m kmol/100 kg daf 煤 蒸汽中含氧： O =h kmol/100 kg daf 煤 O出 =a+2m+h+ O入 =O出 所以 1 .9 9 2 3 . 8 0 6 1 2 + 0 .0 0 0 3x a m h? ? ? ? 故得 2 1 .9 9 2 3 .8 0 5 8a m h x? ? ? ? （ 23） D. 出口干氣平衡 aCO? kmol/100 kg daf 煤 2CO =m kmol/100 kg daf 煤 COS= kmol/100 kg daf 煤 bH?2 kmol/100 kg daf 煤 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)