【正文】 而逐漸下降，它能提高蒸汽分解率并降低蒸汽消耗。單位氨產(chǎn)量所消耗的原料煤（或焦）和燃料煤構(gòu)成了合成氨廠主要原因能耗的部分。整個(gè)裝置根據(jù)各類(lèi)設(shè)備特點(diǎn)、操作要求，采用露天、框架及室內(nèi)相結(jié)合的方式布置，滿足了生產(chǎn)工藝的要求，并有效地利用了建筑面積和土地。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨廠造氣工段的車(chē)間布置（見(jiàn)附圖）。G?！婵傆?jì)：＋2. 出熱（1）上吹及空氣吹凈氣體經(jīng)廢熱鍋爐后的顯熱：組分 千克分子量 組分含量（%） 溫度（℃） 比熱（kJ） 物理熱（kJ）CO 200 =H2 200 =CO2 200 =H2S 200 =N2 200 =O2 200 =138CH4 200 =總計(jì)：（2）上吹未分解蒸汽經(jīng)廢熱鍋爐后顯熱及潛熱，按進(jìn)熱公式計(jì)算如下：（3）顯熱=103/18（1－%）200=潛熱=103（1－%）=顯熱＋潛熱=（＋）=（4）吹風(fēng)氣經(jīng)鍋爐后顯熱：組分 千克分子量 組分含量（%） 溫度（℃） 比熱（kJ） 物理熱（kJ）CO 200 =H2 200 =CO2 200 =H2S 200 =N2 200 =O2 200 =CH4 200 =626總計(jì)：（5）蒸汽帶出熱量為2415YkJ (6) 排污水熱焓為：（X－Y）（℃時(shí)的焓）(7) 熱損失（按入爐的3%計(jì)算）：（＋）3%=＋總計(jì)：＋＋ 熱量平衡和總固體平衡 熱量平衡＋=＋＋（1）總固體平衡：150X=2000（X－Y）（2）解方程得：X=103kg Y=96kg所以每100千克燃料產(chǎn)蒸汽量為96kg，耗軟水量為103kg。相對(duì)濕度80%，（水汽）/kg（干汽）；吹風(fēng)氣，上行煤氣流600℃；下吹煤氣200℃；灰渣200℃；上行蒸汽120℃；飽和蒸汽的焓2730kJ/kg；下吹蒸汽550℃；過(guò)熱蒸汽的焓3595kJ/kg；%，時(shí)間（S）表8 生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間吹風(fēng)上吹下吹二次上吹吹凈合計(jì)26263684100180s：100kg入爐燃料帶出物數(shù)量：2kg絕對(duì)干料帶出物組分及各組分重量表9 帶出物數(shù)量及其組分元素組成，重量%各組分重量，kgC.2=H2=O2=N2=S2=灰分2=合計(jì)1002帶出物熱值30030kJ/㎏ 灰渣組成。燃燒室蓋子具有安全閥作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí)可泄壓，以減輕設(shè)備的破壞。進(jìn)入廢熱鍋爐回收氣體中的顯熱后進(jìn)入洗氣箱至洗氣塔洗凈和冷卻至常溫由洗氣塔上部引出送出氣柜。此流程適用于爐徑大于2740mm。 循環(huán)時(shí)間 制氣過(guò)程一個(gè)循環(huán)時(shí)間包括五個(gè)階段時(shí)間，各階段的時(shí)間分配要根據(jù)燃料性質(zhì)，氣化劑配分比和煤氣組成的要求而定，一個(gè)循環(huán)時(shí)間短時(shí)，爐溫的波動(dòng)小，煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量也較穩(wěn)定，故循環(huán)時(shí)間不宜長(zhǎng)，但氣化活化較低的燃料時(shí)，因反應(yīng)速度慢，應(yīng)采用較長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間。蒸汽流量越大，制氣時(shí)間愈長(zhǎng)，則煤氣產(chǎn)量愈大。但爐溫高，吹風(fēng)氣中一氧化碳含量高，燃燒發(fā)熱少，熱損失大。投入的熱量包括氣化所消耗的燃料熱值和氣化劑帶入的熱量（后者主要指蒸汽的潛熱）。 洗滌塔的作用是冷卻（降溫），冷凝（蒸汽）和除塵，它可采用噴塔，也可采用填料塔，其外形一般為柱形。用以促進(jìn)對(duì)流，使熱交換效率提高。燃燒室的頂蓋起著泄壓作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸壓力超過(guò)蓋子彈簧的作用力，蓋子張開(kāi)，降低壓力，避免設(shè)備損壞。CO2＋C=2COH2O＋C=CO＋H22H2O＋C=CO2＋2H2Ⅲ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。底盤(pán)兩側(cè)有灰斗，底盤(pán)上沒(méi)有溢流排污管和水封桶，可以排泄冷凝水和油污，并防止氣體外透，起安全作用。我自行設(shè)計(jì)和制造了爐徑為Φ1500，Φ2260，Φ3000，Φ3600。 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況在煤氣發(fā)生爐中固體燃料氣化過(guò)程，燃料與氣化呈相反方向和順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣化劑經(jīng)過(guò)燃料層時(shí)，進(jìn)行燃料的氣化反應(yīng)，同時(shí)伴隨物理變化，燃料層大致可分為如圖所示的5個(gè)區(qū)層（1） 干燥層 新加入的燃料由于下層高溫燃料和爐壁的輻射熱以及下面的高溫氣流的導(dǎo)熱，使燃料中的水分蒸發(fā)，形成干燥層，干燥層的厚度與加入燃料的量有關(guān)。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(huì)堵塞爐膛和系統(tǒng)管道，增加動(dòng)力消耗，影響制氣產(chǎn)量。這些物質(zhì)的含量對(duì)灰份有決定性影響。目錄1 常壓固定床間歇?dú)饣?1 半水煤氣定義 1 固定床氣化法的特點(diǎn) 1 生產(chǎn)半水煤氣對(duì)原料的選擇 1 半水煤氣制氣原理 2 發(fā)生爐內(nèi)燃料分布情況 3 各主要設(shè)備的作用 3 煤氣發(fā)生爐 3 燃燒室 4 廢熱鍋爐 5 洗氣箱 5 5 煙囪 5 自動(dòng)機(jī) 5 間歇式制半水煤氣的工藝條件 5 生產(chǎn)流程的選擇及論證 6 間歇式氣化的工作循環(huán) 7 間歇式制半水煤氣工藝流程 82 工藝計(jì)算 9 煤氣發(fā)生爐（含燃燒室）的物料及熱量衡算 9 物料及熱量衡算 10 13 物料衡算 13 熱量衡算 15 總過(guò)程計(jì)算 16 配氣計(jì)算 19 消耗定額 20 吹凈時(shí)間核算 20 廢熱鍋爐的熱量衡算 21 夾套鍋爐的物料及熱量衡算 253 設(shè)備計(jì)算 26 煤氣爐指標(biāo)計(jì)算 26 煤氣臺(tái)數(shù)的確定 26 空氣鼓風(fēng)機(jī)的選型及臺(tái)數(shù)確定 274 各設(shè)備的選型及工藝指標(biāo) 27 28 燃料室的工藝指標(biāo) 28 洗氣箱工藝指標(biāo) 28 29 30 煤氣發(fā)生爐自動(dòng)加煤機(jī)工藝指標(biāo) 30 10000m3螺旋式氣柜的工藝指標(biāo) 30 集塵器 315 車(chē)間布置簡(jiǎn)述 316 安全技術(shù)與節(jié)能 32 安全技術(shù) 32 節(jié)能 327投資和成本估算 33 人員工資 33 總投資計(jì)算 34 成本計(jì)算 368附錄 36年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨造氣工段工藝設(shè)計(jì)1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)，所生成的煤氣稱(chēng)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。（3）對(duì)灰份的要求煤中含灰分其主要成份為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂等無(wú)機(jī)物質(zhì)。（7）對(duì)熱穩(wěn)定性要求熱穩(wěn)定性是指燃料在受高溫后粉碎的程度。由于半水煤氣是生產(chǎn)合成氨的原料氣，因此，要求入爐蒸汽與空氣（習(xí)慣上稱(chēng)為氮空氣）比例恰當(dāng)以滿足半水煤氣中（CO＋H2）：N2=3要求，但是在實(shí)際生產(chǎn)中要求半水煤氣（CO＋H2）：N2≧。見(jiàn)表3 各主要設(shè)備的作用 煤氣發(fā)生爐 在間歇法工藝中，用于生產(chǎn)半水煤氣的發(fā)生爐主要為UGI水煤氣爐。底盤(pán)底部有氣體中心管與吹風(fēng)和下吹管線呈倒Y型連接，中心管下部裝有通風(fēng)閥和清理門(mén)。最終反應(yīng)：C＋O2＋=CO2＋2C＋O2＋=2CO＋Ⅱ氧化層（燃燒層）碳被氣化劑中的氧氧化成二氧化碳及一氧化碳并放出熱量。氣體從下部入口切線方向進(jìn)室，避免直接沖撞室壁，以減少對(duì)耐火磚的磨損，并使氣體在室內(nèi)分布均勻。由于廢熱鍋爐上部裝有氣泡，為保持爐體重心達(dá)到平衡，避免基礎(chǔ)受力不均而下陷，故安裝時(shí)，鍋爐爐體傾斜7176。出洗氣箱的煤氣已被飽和。 間歇式制半水煤氣的工藝條件選擇生產(chǎn)工藝條件時(shí)，要求氣化效率高，爐子生產(chǎn)強(qiáng)度大，煤氣質(zhì)量好，氣化效率指制得半水煤氣所具有的熱值與制氣投入的熱量之比。爐溫高，反應(yīng)速度快，蒸汽分解率高，煤氣產(chǎn)量高，質(zhì)量好。 蒸汽用量 蒸汽用量是改善煤氣產(chǎn)量與質(zhì)量的重要手段之一。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)粒度較大、熱穩(wěn)定性較好的燃料，可采用較高的燃料層，但對(duì)顆粒小或熱穩(wěn)定性差的燃料，則燃料層不宜過(guò)高。這是我國(guó)目前廣泛使用的一類(lèi)流程，它可使大部分的廢熱得以回收利用。（2）上吹制氣階段 蒸汽與加氮空氣一起自爐底送入，經(jīng)與灼熱的燃燒層反應(yīng)后，氣體層上移，爐溫下降，生成半水煤氣由爐頂引出除去帶出灰塵。燃燒室中加入二次空氣，將吹風(fēng)氣中的可燃?xì)怏w燃燒，使室內(nèi)的格子蓄熱磚溫度升高。附圖2 合成氨廠制半水煤氣的帶控制點(diǎn)的工藝流程2 工藝計(jì)算 煤氣發(fā)生爐（含燃燒室）的物料及熱量衡算已知條件的確定: 表5 入爐煤組成，重量%CHONSAW合計(jì)100燃燒熱值 28476kJ/㎏ 1. 吹風(fēng)氣組成，體積%表6 吹風(fēng)氣組成， 體積%CO2O2COH2CH4N2合計(jì)H2S1002. 半水煤氣真正組成，體積%表7 半水煤氣組成， 體積%CO2O2COH2CH4N2合計(jì)H2S44100空氣25℃。kJ W蒸汽用量，kg η—蒸汽分解率，% i水蒸氣在此0℃時(shí)熱焓，kJ/kg Q=103（1－%）=（4）上吹未分解蒸汽的顯熱和潛熱（kJ）：＋=184492%所以為分解蒸汽的顯熱和潛熱為（kJ）：184492=（5）吹風(fēng)氣的顯熱：組分 千克分子量 組分含量（%） 溫度（℃） 比熱（kJ） 物理熱（kJ）CO 600 = H2 600 = CO2 600 = H2S 600 = N2 600 = O2 600 = 649CH4 600 = 總計(jì)：(6)求鍋爐進(jìn)水顯熱：Q=X102=Q鍋爐的進(jìn)水顯熱 kJX鍋爐用水量，kgT鍋爐進(jìn)水溫度，℃—進(jìn)水的比熱，kJ/kg。 煤氣臺(tái)數(shù)的確定本設(shè)計(jì)采用3000的U。工作介質(zhì)焦（煤）、水煤氣、空氣、蒸汽外形尺寸（長(zhǎng)寬高）268018503524毫米總重（下包括磅稱(chēng)）4000千克 10000m3螺旋式氣柜的工藝指標(biāo)：設(shè)計(jì)容積10000米3有效容積9360 米3工作壓力鐘罩升起后壓力