【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 支出： 水煤氣中碳 = 吹風(fēng)氣中碳 = 帶出物中碳 灰渣中碳 共計(jì) （ 2）氫平衡 收入： 原料中氫 +182 = 空氣中水氣含氫 182 = 蒸汽含氫 182 = 共計(jì) 支出： 水煤氣含氫 = 吹風(fēng)氣含氫 = 水煤氣中水汽含氫 182 = 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 吹風(fēng)氣中水汽含氫 182= 帶出物中氫 共計(jì) （ 3）氧平衡 收入： 原料中氧 +1816= 空氣中氧 = 空氣中水汽含氧 1816 = 蒸汽中氧 1816 = 共計(jì) 支出： 水煤氣中氧 = 吹風(fēng)氣中氧 = 水煤氣中水汽含氧 1816 = 吹風(fēng)氣中水汽含氧 1816 = 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 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共計(jì) 誤差：0000 6 38 6 ??? （ 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 C H O N S A 共計(jì) 收入 100 （含水汽） 共計(jì) 8 支出 氣 8 氣 1 1 氣中水汽 氣中水汽 物 5 5 75 2875 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共計(jì) 2 65 7375 4 誤差 7 6 317 水煤氣制造過(guò)程的熱量平衡 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 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 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 Q1 Q2 2100 Q3 Q4 Q5 共計(jì) 支出 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 91818 Q13 Q14 Q15 失 Q16 共計(jì) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 3 主要設(shè)備的計(jì)算與選型 水煤氣發(fā)生爐 水煤氣發(fā)生爐的選型及臺(tái)數(shù)確定 水煤氣發(fā)生爐的選型原則是應(yīng)在滿足生產(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。 預(yù)設(shè)日產(chǎn) 120 萬(wàn)立方米合成氣廠 ,假定每天工作 24 小時(shí) ,即241202000 =50000m3/h。 （ 1） φ3000mm水煤氣爐 此 爐每小時(shí)產(chǎn)水煤氣 60007500Nm3/h。假定需要 n 臺(tái)水煤氣爐，則 n= 600050000 ， 750050000 得 n=—8 臺(tái)。 （ 2） φ2740mm水煤氣爐 此爐每小時(shí)產(chǎn)水煤氣 60006600Nm3/h。假定需要 n 臺(tái)水煤氣爐，則 n= 600050000 ， 660050000 得 n=— 臺(tái)。 綜合比較，選用 φ3000mm的水煤氣發(fā)生爐 八 臺(tái)， 六 開(kāi) 二 備。 其技術(shù)指標(biāo)如下： 爐膛內(nèi)經(jīng)： 爐膛面積： 蒸汽水套受熱面積： 18m3 夾套蒸汽壓力： ～ 進(jìn)風(fēng)口直徑： 1060/760mm 煤氣出口直徑上口： 1060mm 煤氣出口直徑下口： 760mm 水煤氣產(chǎn)量： 6000～ 7500Nm3/h 燃料層高度： 3500mm 焦炭消耗量： 4000kg/h 最大風(fēng)壓： 1800mmH20 電動(dòng)機(jī)功率： 灰盤轉(zhuǎn)速： ～ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 外形尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 )： 7235449711708 總重 (不包括耐火磚 )： 包括耐火磚 ：～ 90t 水煤氣發(fā)生爐指標(biāo)計(jì)算 由于煤氣爐是間歇生產(chǎn)，因而實(shí)際的煤氣產(chǎn)量及空氣、蒸汽流量是多變的，在進(jìn)行緩沖氣柜之前的設(shè)備計(jì)算時(shí)，不能根據(jù)平均值 ,必須計(jì)算出煤氣爐的瞬時(shí)產(chǎn)氣量和原料消耗量。 （ 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。 根據(jù)水煤氣生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際生產(chǎn)工藝條件的要求，必須具有短的循環(huán)時(shí)間，一般為 3—4min，另吹凈和二次上吹階段以能達(dá)到排除殘留氣為原則，則吹凈約占 3—4%，為保證安全，二次上吹可稍長(zhǎng)，約占 6—9%，吹風(fēng)時(shí)間既要保證經(jīng)吹風(fēng)后料層 具有較高的溫度，又使制氣時(shí)間較長(zhǎng)，按以往經(jīng)驗(yàn)，可采用以下時(shí)間分配百分率，見(jiàn)下表。 循環(huán)時(shí)間及百分率分配表 吹風(fēng) 上吹 下吹 二次上吹 空氣吹凈 蒸汽吹凈 合計(jì) 百分比 % 24 26 39 8 100 時(shí)間 s 根據(jù)物料衡算 ,每 100kg 燃料的生產(chǎn)指標(biāo)（標(biāo)態(tài)）為 : 水煤氣 (干 ) 吹風(fēng)氣 (干 ) 消耗空氣 (干 ) 消耗蒸汽 每循環(huán)平均產(chǎn)氣量： 750060/3 =375Nm3(干氣 ) （ 2）吹風(fēng)空氣流量計(jì)算 2 3600?? =3/h （ 3）蒸汽產(chǎn)量計(jì)算 上吹蒸汽流量 36 00 ??? =下吹蒸汽流量 = 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) （ 4）吹風(fēng)氣流量計(jì)算 2 =（ 5）水煤氣流量計(jì)算 上行煤氣計(jì)算 375?=下行煤氣計(jì)算 375 =8200Nm3/h 說(shuō)明：（ 1） 以上流量未包括漏損量； （ 2）煤氣流量在加煤后各個(gè)循環(huán)并不相同，以上指標(biāo)是平均值。 空氣鼓風(fēng)機(jī) （ 1）選型 空氣鼓風(fēng)機(jī)的選型原則是空氣鼓風(fēng)機(jī)要能滿足爐子的最大用量，且留有一定的余量。 又每臺(tái)爐子生產(chǎn)時(shí)最大風(fēng)量為 ，管道損失取 5%， 則所需風(fēng)量是0051? =由風(fēng)量 ，可選 919D 型 序號(hào)為 5 的鼓風(fēng)機(jī)，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 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 錯(cuò)開(kāi)，一臺(tái)風(fēng)機(jī)可滿足多臺(tái)水煤氣爐的生產(chǎn)。 吹風(fēng)時(shí)間為 += 故在一個(gè)循環(huán)中，一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)可供應(yīng) = 臺(tái)煤氣爐。在實(shí)際生產(chǎn)中，煤氣爐 六 開(kāi) 二 備，所以采用 四 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)， 三 開(kāi) 一 備即可。 另外，為了降低鼓風(fēng)噪音， 可在鼓風(fēng)機(jī)空氣進(jìn)口處安裝消音器，消音器一臺(tái)即可，裝在進(jìn)風(fēng)管口處。 夾套鍋爐的計(jì)算 夾套鍋爐的作用 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)。 另通過(guò)夾套鍋爐物料、熱量衡算可求出夾套鍋爐的蒸汽產(chǎn)量、軟水消耗量和污水排放量。 已知條件 （ 1）煤氣爐散失熱量 ，其中夾套鍋爐回收 50%； （ 2）軟水進(jìn)口 30oC,總固體 150PPm； （ 3）排污水總固體 2020PPm； （ 4）鍋爐產(chǎn)氣壓 (絕 )飽和蒸汽， 即 104=(絕 )飽和蒸汽。 產(chǎn)氣及耗水量的計(jì)算 設(shè)進(jìn)口軟水量為 xkg，產(chǎn)氣量為 ykg，以 100kg 原料為計(jì)算基準(zhǔn)。 （ 1）熱量平衡 進(jìn)項(xiàng)：回收廢熱量 = 軟水焓 30xkJ 合計(jì) （ +） kJ 出項(xiàng)：蒸汽焓 式中 —(絕 )飽和蒸汽焓， kJ/kg。 排污水焓： 502(xy)kJ 式中 502—(絕 )沸騰水的焓， kJ/kg。 合計(jì)： 502x+ 平衡： +=502x+ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) +=…………… ① （ 2）總固體平衡 += 1850x2020y=0……………………… ② （ 3）解方程式 ① 、 ② 得 x= y= 即每 100kg 燃料：副產(chǎn)蒸汽 消耗軟水 排污水 = 除塵過(guò)熱器的設(shè)計(jì) 除塵過(guò)熱器的作用及設(shè)計(jì)原則 從煤氣爐出來(lái)的上行水煤氣溫度較高， 500 度，且?guī)в写罅康幕覊m，必須進(jìn)行脫除，除塵過(guò)熱器的作用就是脫塵，并用水蒸氣將水煤氣降溫，同時(shí)回收熱量，過(guò)熱水蒸氣，為水煤氣反應(yīng)創(chuàng)造條件。 因煤氣爐是間歇生產(chǎn)的，則過(guò)熱除塵器應(yīng)滿足其最大熱負(fù)荷。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（ ）。在制氣的下吹階段中，由于下行煤氣經(jīng)過(guò)下行集塵器，不經(jīng)過(guò)除塵過(guò)熱器后直接進(jìn)入洗氣箱，且溫度較低（ 200 oC）故此階段亦無(wú)大的熱交換。在上吹階段中， 500 o