【正文】 次空氣，在上、下吹制氣時，如配入加氮空氣，則其送入時間應(yīng)稍遲于水蒸汽的送入，并在蒸汽停送之前切斷，以避免空氣與煤氣相遇而發(fā)生爆炸。 、下形煤氣顯熱的流程 該流程與流程（ 3）的差別僅在于下形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較小，蒸發(fā)量也較穩(wěn)定。但要受到燃料活性、爐溫和熱平衡的限制。它是用來表示氣化過程中的熱能利用率。 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，并兼冷卻除塵的作用。 最終反應(yīng)： C＋ O2＋ =CO2＋ 2C＋ O2＋ =2CO＋ 燃燒室 燃燒室的上部都呈錐 形 ，中部為柱體，內(nèi)襯有耐火磚及蓄熱用的格子磚。 水煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)大致分為五個部分，起各部分的作用分?jǐn)⑷缦拢? 在煤氣發(fā)生爐中固體燃料氣化過程，燃料與氣化呈相反方向和順時針方向運動，當(dāng)氣化劑經(jīng)過燃料層時，進(jìn)行燃料的氣化反應(yīng)，同時伴隨物理變化，燃料層大致可分為如圖所示的 5個區(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)。 （ 7）對熱穩(wěn)定性要求 熱穩(wěn)定性是指燃料在受高溫后粉碎的程度。根據(jù)我國基本 國情 及當(dāng)?shù)厍闆r本設(shè)計采用常壓固定床 間歇氣化法。粗煤氣再進(jìn)入第二旋風(fēng)分離器，在此分離出的細(xì)顆粒通過密閉的灰鎖系統(tǒng)將灰渣排出，除去煤塵。 ，氣化方法有（ 1）移動床（固定床）；（ 2）流化床；（ 3）氣流床。初始氨含量的高低取決于氨分離的方法。 mol1 總反應(yīng)： 3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)的Δ H ＝ kJ 對地下氣化的研究，一般需要建立煤炭氣化試驗研究基地。至于可再生資源發(fā)電，其所占的比重微乎其微。即今后 20 年間將增加到現(xiàn)在的 倍。各種氮肥生產(chǎn)是以合成氨為主要原料的，因此，合成氨工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著氮肥工業(yè)的水平。但是，由于裝置原料路線、資源供應(yīng)、運輸、資金與技術(shù)成熟度等諸多方面原因，合成氨節(jié)能技術(shù)改造的效果始終未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。中華人民共和國成立以后，合成氨的產(chǎn)量增長很快。后來人們把合成氨稱為化學(xué)發(fā)展史上的 “ 水門事件 ” 。新型煤化工根據(jù)煤種、煤質(zhì)特點及目標(biāo)產(chǎn)品不同，采用不同煤轉(zhuǎn)化高新技術(shù)，并在能源梯級利用、產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)方面對不同工藝優(yōu)化集成，提高整體經(jīng)濟(jì)效益，如煤焦化一煤直接液化聯(lián)產(chǎn)、煤焦化一化工合成聯(lián)產(chǎn)、煤氣化合成一電力聯(lián)產(chǎn)、煤層氣開發(fā)與化工利用、煤化工與礦物加工聯(lián)產(chǎn)等。一種固體可燃有機巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。 ammonia、 semiwater gas、 technology design. 前 言 本設(shè)計說明書是年產(chǎn) 2 萬噸合成氨廠造氣工段的初步設(shè)計。 我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源占很大比重。其中，主要集中在美國（ 億噸）、俄羅斯（ 億噸）、中國（ 1145 億噸）、澳大利亞（ 904 億噸）、印度（ 億噸）、德國（ 670 億噸）、南非（ 億噸）、烏克蘭（ 億噸）、哈薩克斯坦（ 340 億噸）、波蘭（ 億噸）、巴西（ 億噸）等國。每個產(chǎn)業(yè)基地包括 若干不同的大型工廠，相近的幾個基地組成基地群，成為國內(nèi)新的重要能源產(chǎn)業(yè)。因此人工合 成氨的研究又慘遭厄運。 70年代開始到 80 年代又建設(shè)了具有先進(jìn)技術(shù)，以天然氣、石腦油、重質(zhì)油和煤為原料的年產(chǎn) 300kt 氨的大型氨廠，分布在四川、江蘇、浙江、山西等地。標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 1米 3氣氨重 公斤； 1 米 3液氨重 公斤。 氨也是重要 的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽等工業(yè)部門。所以 ,合成氨工業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。從 2021 年起，山東新汶礦務(wù)局煤炭氣化步入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)中熱值煤氣，供民用及內(nèi)燃機發(fā)電。而煤炭的綜合氣化裝置具有第二代氣化技術(shù)的特點，能確保發(fā)電廠機組發(fā)電能力達(dá)到100 兆瓦至 300 兆瓦，可與現(xiàn)有的商業(yè)性發(fā)電廠競爭。總的來說煤炭在煤氣發(fā)生爐的反應(yīng)主要表現(xiàn)為煤炭與水蒸汽的反應(yīng)、煤炭與一氧化碳的反應(yīng)、煤炭與二氧化碳的反應(yīng)、煤炭與氫氣的反應(yīng)等幾個主要反應(yīng)。雖然原料氣中硫化物含量不高，但對合成氨生產(chǎn)危害卻很大。 （ 2）固定床加壓氣化 固定床加壓氣化最成熟的爐型是魯奇爐。 （ 2）德士 古 氣化 法 它是一種濕法（水煤漿）進(jìn)料的加壓氣化工藝。因此，要求入爐煤的水分含量小于 3～ 5%。 總之，對間歇式生產(chǎn)水煤氣，若要使生產(chǎn)取得良好的氣化指標(biāo)，應(yīng)采用熱穩(wěn)定性好、機械強度高、不粘結(jié)、粒度均勻、水分較少、灰分和揮發(fā)分不高，灰分熔點較高的原料，本設(shè)計采用無煙塊煤。外壁包有石棉制品隔熱保溫層，防止熱量損失，夾套鍋爐的作用主要是降低氧化層溫度，以防止熔渣粘壁并副產(chǎn)蒸汽，夾套鍋爐兩側(cè)設(shè)有探火孔，用于測量火層，了解火層分布和溫度情況上部裝有液位計，水位自動調(diào)節(jié)器和安全閥等附件。燃燒室的頂蓋起著泄壓作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時，爆炸壓力超過蓋子彈簧的作用力，蓋子張開 ，降低壓力，避免設(shè)備損壞。 進(jìn)洗氣箱的煤氣溫度約 200℃ ，出氣溫度為 70℃ 左右，洗氣箱的冷卻水用量大，其冷卻作用主要靠水的蒸 發(fā)，煤氣主要因失去顯熱而降溫。操作溫度一般主要是指氧化層的溫度，簡稱爐溫。 燃料層高度 在制氣階段，較高的燃料層將使水蒸汽停留時間加長，而且燃料層溫度較為穩(wěn)定，有利于提高蒸汽分解率，但在吹風(fēng)階段，由于空氣與燃料接觸時間 加 長，吹風(fēng)氣中 CO 含量增加，更重要的是，過高的燃料層由于阻力增加 ，使輸送空氣的動力消耗增加。 （ 3）下吹制氣階段 蒸汽自爐頂送入，經(jīng)灼熱的氣化層反應(yīng)，氣化層下移，爐溫繼續(xù)下降，生成的水煤氣由 爐底引出，因下形煤氣通過灰渣層降低溫度，不再進(jìn)入廢熱鍋爐直接進(jìn)入洗氣箱、洗氣塔洗凈降溫，由塔頂引出至氣柜。因 為生產(chǎn)過程中以煤為原料，生產(chǎn)過程大部分裝置都會放出大量的熱，并且易產(chǎn)生有毒氣體。 因原料煤是間歇加入，所以布置在有墻的房間內(nèi)，且在煤氣發(fā)生爐頂部。實 踐證明，采用新型爐 篦 ，造氣爐的發(fā)氣能力有了明顯增強，蒸汽用量和原料煤消耗則明顯降低。 第十章 設(shè)計總結(jié) 隨著畢業(yè)日子的即將到來，我們的畢業(yè)設(shè)計也劃上了圓滿的句號。同時，在搜集材料、調(diào)查研究、接觸實際的過程中，既可以印證學(xué)過的書本知識，又可以學(xué)到許多課堂和書本里學(xué)不到的活生生的新知識。我們大學(xué)生畢業(yè)后，不論從事何種工作，都必須具有一定的研究和寫作能力，要學(xué)會收集和整理材料，能提出問題、分析問題和解決問題，并將其結(jié)果以文字的形式表達(dá)出來。另外，回收下吹氣的顯熱用于加熱鍋爐給水等，也是一項有效的節(jié)能措施。此兩煤消耗的高低，首先取決于造氣、變換工序的能耗水平，其次決定于全廠余熱回收利用的程度，以及原料氣消耗定額的高低。生產(chǎn)流程采用常壓固定床間歇制氣法，主要設(shè)備有煤氣發(fā)生爐、燃燒室、廢熱鍋爐、洗氣箱、煙囪、洗滌塔、水泵、空氣鼓風(fēng)機。二次上吹時，氣體流向與上吹相同。此流程適用于爐徑大于 2740mm。蒸汽流量越大，制氣時間愈長，則煤氣產(chǎn)量愈大。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）。 ，用以促進(jìn)對流，使熱交換效率提高。 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。 目前中、小合成氨企業(yè)常用的煤氣爐有：Φ 1500，Φ 2260，Φ 3000，Φ 3600 等一系列半水煤氣爐，它們的結(jié)構(gòu)與 UGI 半水煤氣爐基本相同。 （ 6）對機械強度的要求 機械強度高，以免燃料在爐內(nèi)或上料過程中受碰撞和擠壓而發(fā)生碎裂，機械強度低會使?fàn)t內(nèi)阻力和氣體帶出物增加，氣化能力下降，消耗增高。但其氣化工藝較之其它工藝更成熟。粗煤氣由氣化爐上方逸出進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器，在此分離出的較粗顆粒、灰粒循環(huán)返回氣化爐。 ，氣化過程的供熱方式有（ 1）部分氣化方法；（ 2）間接供熱；（ 3）由平行進(jìn)行的反應(yīng)器直接供熱；（ 4）熱載體 供熱。 當(dāng)其它條件一定時，進(jìn)塔氣體中氨含量越高，氨凈值越小，生產(chǎn)能力越低。 mol1 ③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；Δ H ＝ － kJ 據(jù)調(diào)查， 煤炭地下氣化在實現(xiàn)商業(yè)化前必須攻克五大難點，這就是氣化爐型與結(jié)構(gòu)、單爐產(chǎn)量服務(wù)年限與成本、提高煤氣質(zhì)量與數(shù)量、地下氣化爐密閉與安全、地下氣化爐氣化工藝測控。據(jù)國家發(fā)改委副主任張國寶披露，截至去年，在國內(nèi)總裝機容量中，煤電占 ％，水電占 ％，核電占％。我國 1996 年合成氨產(chǎn)量已達(dá) ,專家預(yù)測 2021 年將達(dá) 36Mt,2020 年將增加至 45Mt?；适寝r(nóng)業(yè)的主要肥料，而其中的氮肥又是農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)肥料，其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)裝備水平、產(chǎn)品數(shù)量，都居于化肥工業(yè)之首，在國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。其中造氣爐、爐況監(jiān)測與系統(tǒng)優(yōu)化、脫硫系統(tǒng)等技改始終是重點。 1949 年前，全國僅在南京、大連有兩家合成氨廠，在上海有一個以水電解法制氫為原料的小型合成氨車間，年生產(chǎn)能力共為 46kt 氨。 合成氨的發(fā)展歷程 在探索合成氨崎嶇的道路上，它不僅使兩位杰出的化學(xué)家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞，而且使一位對人類社會發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)，并因此獲得諾貝爾化學(xué)獎的哈伯墮落成為助紂為虐 與人民為敵的可恥下場。 (3）高新技術(shù)及優(yōu)化集成。 第一章 緒論 煤炭資源 煤炭的定義：煤炭 是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。 說明書內(nèi)容： ； ，流程選擇及生產(chǎn)方法的論證與選擇； 、熱量 衡算； ；； . 二 張圖紙： ； ； 關(guān)鍵詞：合成；氨；半水煤氣；工藝；設(shè)計 The Design of Producing Coal Gas about Manufacturing Synthesis of Ammonia 20210T/a Chemical engineering and techniques Chen Chao Guide Teacher Liu Hexiu Abstract： This design is a primary design about the synthesis of ammonia 20210T/year techniques accidence contrive. The design owns the process of producing semiwater gas. The design pleted the calculation of material and heat quantity according to relevant date. During the design period an instruction and four serials of diagram have been worked out. The instruction includes: 1. The development history of producing coal gas and the developing trend. 2. The production way of producing semiwater gas、 demonstrating and the choosing ,factory chamber plan. 3. The calculation of material and the calculation of heat quantity. 4. The designing and technological calculation about the main equipments. 5. Safety and saving energy. 6. Economic estimate. Four serious of diagram includes: 1. 20210T/Y ammonia process technique flow heat with controlled point. 2. The factory chamber plan diagram. 3. The factory spare picture. 4. The main equipment installing picture. Key words: synthesis。煤的氣化是煤轉(zhuǎn)化技術(shù)中最主要的方面，并已獲得廣泛的應(yīng)用。 中國煤化工行業(yè)發(fā)展前景與特點 新型煤化工是指以潔凈能源和化學(xué)品為目標(biāo)產(chǎn)品， 應(yīng)用煤轉(zhuǎn)化高新技術(shù)，建成未來新興煤炭－能源化產(chǎn)業(yè)；結(jié)合煤炭資源開發(fā)和煤炭生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，建成若干大型產(chǎn)業(yè)基地或基地群。 (5）有效利用煤炭資源。后來才發(fā)現(xiàn)，他在計算時誤用一個熱力學(xué)數(shù)據(jù)，以致得到錯誤的結(jié)論。198 1984 年產(chǎn)量分別為 16770kt、 18373kt（不包括臺灣?。瑑H次于蘇聯(lián)而占世界第二位。極易溶于水，常溫（ 20℃）常壓下，一個體積的水能溶解 600 個體積的氨；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一個體積水能溶解 1300 個體積的氨氨的水溶液稱為氨水，呈強堿性。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產(chǎn)炸藥、染料等產(chǎn)品的重要原料。它的發(fā)展將對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重大影