【正文】 I爐 已知條件： 每小時(shí)產(chǎn)半水煤氣量（年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨廠，每噸氨需 3300m3的半水煤氣 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 39 由于設(shè)備檢修等原因，全年生產(chǎn)時(shí)間不可能為 365天，取 300 天計(jì)。 排污水 消耗指標(biāo) 折合每噸氨 蒸汽產(chǎn)量 1476/100=413 軟水消耗量 1476/100=447 排污水 1476/100=34 夾套鍋爐的物料及熱量衡算 已知條 件 （ 1）夾套回收熱為煤氣熱損失的 50%。 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/)= 水蒸汽帶入氫量： W 2/18=W/9 （ b）空氣中水蒸汽含氫量： 2/18 X/= 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 (1X/)= （ 2）蒸汽帶入氫量 W 2/18=W/9 （ 3）空氣中水汽含氫量： 2/18－ =－ 合計(jì)： W/ 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 27 出項(xiàng)： a．半水煤氣中氫量 （ － X） =－ （ 2/18）（ － X） =－ 合計(jì)： － 平衡： W/ =－ W=－ （ 2） 解方程（ 1）和（ 2）得： X= W= 由此得： 上行半水煤氣產(chǎn)量： m3 上行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)： 100%=% 下行半水煤氣產(chǎn)量： － = 下行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)： 100%=% 上行半水煤氣中水蒸汽量 = 下行半水煤氣中水蒸汽汽量： = 煤氣中總水汽量： ＋ = 蒸汽總耗量： 2= 上吹蒸汽分解率： （ － ） / 100%=% 下吹蒸汽分解率： （ － ） / 100%=% 平均蒸汽分解率： [－ ]/ 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） 空氣中氧含量： 32/= （ 4）空氣中水汽含氧量： 16/18= 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 28 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）半水煤氣中氧量： = （ 2）半水煤氣中水汽含氧量： 16/18= 合計(jì) 6．硫平衡（以 kg 計(jì)） 進(jìn)項(xiàng)： 燃料帶入硫量： 合計(jì) 出項(xiàng)： 半水煤氣中含硫量： = 誤差：（ － ） /100%= % 熱量衡算 1. 進(jìn)項(xiàng)（以 kJ計(jì)）： (1) 燃料熱值： 100 25808/=614476 (2) 燃料顯熱： 100 25 =625 (3)蒸汽的焓： =136821 (4)干空氣顯熱： 25 =656 (5)空氣中水汽的焓： =898 合計(jì)： 753476 ： （ 1）半水煤氣熱值： 2254=711678 1標(biāo)準(zhǔn) m3半水煤氣熱值為： 3050H2＋ 3020CO＋ 9520CH4=2254 （ 2）干半水煤氣的焓 上行半水煤氣比熱： 230=14509 1/(+7N2++++)=℃ 下行半水煤氣比熱： 123=5249 1/(+7N2++++)= ℃ 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 29 （ 1）半水煤氣中水汽的焓： ＋ 43607=79067 （ 2）帶 出物熱值： 7003 4=28012 （ 3）帶出物顯熱： 4 235=235 （ 4）灰渣中可燃物熱值： 8100 ＋ 2500 =29908 （ 5）灰渣顯熱： 95 =348 （ 6）熱損失（取燃料發(fā)熱值的 7%） 614476 =43013 合計(jì)： 869006 （ kJ） 869006－ 753476=115530 ： 711678/（ 614476＋ 136821＋ 115530） 100%=% 表 11熱量平衡表（ kJ） 進(jìn)項(xiàng) 出項(xiàng) 燃料熱值 614476 半水煤氣熱值 711678 燃料顯熱 625 干半水煤氣顯熱 19758 蒸汽的焓 136821 半水煤氣中水汽的焓 79067 干氮空氣顯熱 656 帶出物熱值 28012 空氣中水汽的焓 898 帶出物顯熱 235 從煤層中吸取熱量 115530 灰渣中可燃物熱值 29908 灰渣顯熱 348 熱損失 43013 合計(jì) 869006 合計(jì) 912019 總過(guò)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： 115530X=（ 100－ X） 307573 X= 每 100kg 燃料用于制半水煤氣為 ，用于制吹風(fēng)氣為 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 30 每 100kg 燃料的生產(chǎn)指標(biāo) 吹風(fēng)氣產(chǎn)量： = m3 吹氣空氣耗量： = m3 半水煤氣產(chǎn)量： 0727= N m 加氮空氣消耗量： = N m 蒸汽消耗量： = 總過(guò)程效率： （ 2254） /（ 614476＋ ） 100%=% 物料衡算（ kg） 進(jìn)項(xiàng)：燃料中碳含量： 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）半水煤氣中碳含量： = （ 2）吹風(fēng)氣中碳含量： = 合計(jì)： 進(jìn)項(xiàng)： （ 1）燃料中氫含量： （ 2）空氣中水汽含 氫量： 2/18= （ 3）氮空氣中水汽含氫量： 2/18= （ 4）蒸汽含氫量： 2/18= 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）半水煤氣中氫含量： = （ 2）半水煤氣中水氣含氫量： 2/18= （ 3）吹風(fēng)氣中含氫量： = （ 4）吹風(fēng)氣中水汽含氫量： 2/18= 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 31 合計(jì) ： 誤差：（ － ） /100%= % 3 氧平衡 進(jìn)項(xiàng)： （ 1）燃料中氧含量 （ 2）空氣中氧含量： 32/= （ 3）蒸汽中含氧量： 16/18= （ 4）空氣中水汽含氧量： 16/18= （ 5）氮空氣中水汽含氧量： 16/18= （ 6）氮空氣中氧量： 32/= 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）半水煤氣中氧含量： = （ 2）半水煤氣中水汽含氧量： 16/18= （ 3）吹風(fēng)氣中氧含量： = （ 4）吹風(fēng)氣中水汽含氧量： 16/18= 合計(jì)： 誤差：（ ） /100%= % 4 氮平衡 進(jìn)項(xiàng)： （ 1）燃料中氮含量： （ 2）空氣中氮含量： 28/= （ 3）氮空氣中氮含量： 28/= 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）半水煤氣中氮含量： = （ 2）吹風(fēng)氣中氮含量： = 合計(jì)： 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 32 誤差：（ ） /100%= % 5硫平衡 進(jìn)項(xiàng)： (1) 燃料中硫含量： 合計(jì)： 出項(xiàng)： （ 1）吹風(fēng)氣中硫含量： = （ 2）半水煤氣中硫含量： = 合計(jì) ： 誤差：（ ） /100%= % 熱量衡算（ kJ） 進(jìn)項(xiàng)： （ 1）燃料熱值： 614476 （ 2）燃料顯熱： 625 （ 3）干空氣顯熱： 25 =1102 （ 4）空氣中水汽的焓： =1510 （ 5）干氮空氣顯熱： 25 =477 （ 6）氮空氣中水汽的焓： =653 （ 7）蒸汽的焓： =99468 合計(jì)： 718311 出項(xiàng)： （ 1）吹風(fēng)氣熱值： =44552 （ 2）干吹風(fēng)氣顯熱： 235=12292 （ 3）吹風(fēng)氣中水汽的焓： =2290 （ 4）半水煤氣熱值： 2254=517383 （ 5）干水煤氣中水汽的焓： 10549+3816=14365 其中：上行 230=10549 下行 123=3816 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 33 （ 6）水煤氣中水汽焓： 25781+31699=57480 其中：上行 =25781 下行 =31699 （ 7）帶出物熱值： 28012 （ 8）帶出物顯熱： 231 （ 9）灰渣顯熱： 348 （ 10）熱損 43013 合計(jì)： 71996 熱量平衡表 配氣計(jì)算 配氣量計(jì)算： 半水煤氣中（ CO＋ H2）： N2取 ： 1 吹風(fēng)氣中 CO＋ H2=＋ 1= N2= 進(jìn)項(xiàng) 出項(xiàng) 燃料熱值 614476 吹風(fēng)氣熱值 44552 燃料顯熱 625 干吹風(fēng)氣顯熱 12292 蒸汽的焓 99468 吹風(fēng)氣中水汽的焓 2290 干氮空氣顯熱 477 半水煤氣熱值 517383 空氣中水汽的焓 1510 干水煤氣中水汽的焓 14365 加氮空氣中水汽焓 653 水煤氣中水汽焓 57480 干空氣焓 1102 帶出物熱值 28012 帶出物顯熱 231 灰渣中可燃物熱值 29908 灰渣顯熱 348 熱損失 43013 合計(jì) 718311 合計(jì) 719966 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 34 半水煤氣中 CO＋ H2=＋ = N2= 設(shè)每標(biāo)準(zhǔn)水煤氣中配入吹風(fēng)氣量為 XNm3 ＋ =（ ＋ ） X= 100 千克燃料制氣時(shí)半水煤氣產(chǎn)量為 需配入吹風(fēng)氣量為： = 100 千克燃料實(shí)際可制得半水煤氣量為： ＋ = 實(shí)際半水煤氣組成體積 % ： CO2=(＋ 0. 175 )/(1＋ ) 100%=% O2 =(＋ )/(1＋ ) 100%=% CO=(＋ )/(1＋ ) 100%=% H2=(＋ )/(1＋ ) 100%=% CH4=(＋ )/(1＋ ) 100%=% N2=(＋ )/(1＋ )=% 消耗定額（按每 t 氨計(jì)算） 每噸氨耗半水煤氣 3400Nm3 （ 1） 燃料： 3400/ 100=1476kg 折合含碳 84%的燃料為： 1263kg （ 2）蒸汽： 3400/ =2202kg (3) 空氣： 3400/（ +） =3007 吹凈時(shí)間核算 配入半水煤氣中的吃風(fēng)氣量： 配入半水煤氣中的吹風(fēng)氣量占總吹風(fēng)氣量的百分?jǐn)?shù)： 100%=% 吹凈時(shí)的風(fēng)量為吹風(fēng)時(shí)的 60%，吹凈氣量占吹風(fēng)氣總量的百分?jǐn)?shù)： （ 3 ） /（ 24+3 ） 100%=% 二者接近，所以每循環(huán)吹凈時(shí)所回收的氣量即為配入半水煤氣中的吃風(fēng)氣 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸合成氨造氣工序工藝設(shè)計(jì) 35 量，吹凈百分 廢熱鍋爐的物料、熱量衡算 設(shè)已知條件 ：通過(guò)熱量衡算求處產(chǎn)蒸汽量 （已知條件） （ 1）進(jìn)出物料溫度： 230℃ （扣除內(nèi)外保溫管道熱損失 5℃） 吹風(fēng)氣進(jìn)口： 225℃ （扣除內(nèi)外保溫管道熱損失 5℃） 上行煤氣進(jìn)口： 120℃ （ 2）軟水進(jìn)口 25℃，總固體 150ppm； （ 3）排污水總固體： 2020ppm； （ 4）鍋爐產(chǎn)汽壓力： f/cm2飽和蒸汽 產(chǎn)汽量及好軟水量可由熱平衡及總固體平衡計(jì)算之 設(shè)進(jìn)口軟水量為 X Kg，產(chǎn)汽量為 Y Kg （ 1） 熱平衡 進(jìn)項(xiàng)：干吹風(fēng)氣的焓 230=11651 式中 — 干吹風(fēng)氣 0→ 230℃的平均恒壓熱容，千卡 / 攝氏度二次上吹時(shí)，氣體流向與上吹相同。 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。 、下行煤氣顯熱的流程 該流程與流程（ 3）的差別僅在于下行煤氣的顯熱亦于回收，廢熱的回收利用程度最高，廢熱鍋爐的溫度波動(dòng)較小，蒸發(fā)量也較穩(wěn)定。 氣體成分 主要調(diào)節(jié)半水煤氣中（ H2+CO）與 N2 比值，方法是改變加氮?dú)?，或改變空氣吹凈時(shí)間。但要受到燃料活性、爐溫和熱平衡的限制。此外，爐溫還受燃料及灰渣熔點(diǎn)的限制，高溫熔融將造成爐內(nèi)結(jié)疤。它是用來(lái)表示氣化過(guò)程中的熱能利用率。煤氣由下部入塔，由上部出塔。 洗氣箱 洗氣箱的作用是防止水封以后的煤氣倒回煤氣爐和空氣發(fā)生爆炸，并兼冷卻