【文章內容簡介】 3 0 2 1 8 8 4 0 1 9 4 2 0 6 5 1 ??? ?100%=% 水煤氣制造過程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 支出： 水煤氣中碳 = 吹風氣中碳 = 帶出物中碳 灰渣中碳 共計 （ 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 支出： 水煤氣含氫 = 吹風氣含氫 = 水煤氣中水汽含氫 182 = 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 19 頁 吹風氣中水汽含氫 182= 帶出物中氫 共計 （ 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 支出： 水煤氣中氧 = 吹風氣中氧 = 水煤氣中水汽含氧 1816 = 吹風氣中水汽含氧 1816 = 帶出物中氧 共計 誤差： 0 6 2 6 6 6 6 6 6 50 6 2 6 6 ? 100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 空氣中氮 = 共計 支出 ： 吹風氣中氮 = 帶出物中氮 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 20 頁 共計 誤差：0000 0 0 6 3 8 0 0 6 ??? （ 5）硫平衡 收入： 原料中硫 支出： 吹風氣中硫 = 水煤氣中硫 = 帶出物中硫 灰渣中硫 共計 （ 6）總過程元素平衡表（單位： kg） 項目 C H O N S A 共計 收入 100 （含水汽） 共計 8 支出 氣 8 氣 1 1 氣中水汽 氣中水汽 物 5 5 75 2875 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 21 頁 共計 2 65 7375 4 誤差 7 6 317 水煤氣制造過程的熱量平衡 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 支出：水煤氣熱值 Q6== 水煤氣物理熱 Q7=138506= 吹風氣熱值 Q8== 吹風氣物理熱 Q9== 吹風氣中水汽熱焓 Q10== 水煤氣中水汽熱焓 Q11== 帶出物的化學熱 Q12=91818kJ 帶出物的物理熱 Q13=3550+3500= 灰渣化學熱 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 22 頁 Q14= 灰渣物理熱 Q15= 熱損失（按差額計） Q16= 共計 總過程的熱平衡表 項目 熱量， kJ 比例， % 收入 Q1 Q2 2100 Q3 Q4 Q5 共計 支出 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 91818 Q13 Q14 Q15 損失 Q16 共計 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 23 頁 3 主要設備的計算與選型 水煤氣發(fā)生爐 水煤氣發(fā)生爐的選型及臺數確定 水煤氣發(fā)生爐的選型原則是應在滿足生產條件的前提下，盡可能的使臺數減少，如此能減少固定投資費用 以無煙煤為氣化原料 ,可選 WG 型氣化爐 ,采用干式排渣方式。 預設日產 120 萬立方米合成氣廠 ,假定每天工作 24 小時 ,即241202000 =50000m3/h。 （ 1） φ3000mm水煤氣爐 此爐每小時產水煤氣 60007500Nm3/h。假定需要 n 臺水煤氣爐，則 n= 600050000， 750050000得 n=—8 臺。 （ 2） φ2740mm水煤氣爐 此爐每小時產水煤氣 60006600Nm3/h。假定需要 n 臺水煤氣爐，則 n= 600050000， 660050000得 n=— 臺。 綜合比較，選用 φ3000mm的水煤氣發(fā)生爐 八 臺， 六 開 二 備。 其技術指標如下： 爐膛內經： 爐膛面積： 蒸汽水套受熱面積： 18m3 夾套蒸汽壓力： ～ 進風口直徑： 1060/760mm 煤氣出口直徑上口： 1060mm 煤氣出口直徑下口： 760mm 水煤氣產量： 6000～ 7500Nm3/h 燃料層高度： 3500mm 焦炭消耗量： 4000kg/h 最大風壓： 1800mmH20 電動機功率： 灰盤轉速： ～ 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 24 頁 外形尺寸 (長 寬 高 )： 7235449711708 總重 (不包括耐火磚 )： 包括耐火 磚：～ 90t 水煤氣發(fā)生爐指標計算 由于煤氣爐是間歇生產，因而實際的煤氣產量及空氣、蒸汽流量是多變的，在進行緩沖氣柜之前的設備計算時，不能根據平均值 ,必須計算出煤氣爐的瞬時產氣量和原料消耗量。 （ 1）循環(huán)時間的確定 選用 φ3000mm水煤氣爐，每小時產水煤氣 7500Nm3/h。 根據水煤氣生產過程中的實際生產工藝條件的要求，必須具有短的循環(huán)時間，一般為 3—4min，另吹凈和二次上吹階段以能達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，約占 6—9%，吹風時間既要保證經吹風后料 層具有較高的溫度，又使制氣時間較長，按以往經驗，可采用以下時間分配百分率，見下表。 循環(huán)時間及百分率分配表 吹風 上吹 下吹 二次上吹 空氣吹凈 蒸汽吹凈 合計 百分比 % 24 26 39 8 100 時間 s 根據物料衡算 ,每 100kg 燃料的生產指標（標態(tài)）為 : 水煤氣 (干 ) 吹風氣 (干 ) 消耗空氣 (干 ) 消耗蒸 汽 每循環(huán)平均產氣量： 750060/3 =375Nm3(干氣 ) （ 2）吹風空氣流量計算 2 3600?? =3/h （ 3）蒸汽產量計算 上吹蒸汽流量 3600 ??? =下吹蒸汽流量 = 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 （ 4）吹風氣流量計算 2 =3/h （ 5）水煤氣流量計算 上行煤氣計算 375 ? =下行煤氣計算 375 =8200Nm3/h 說明：（ 1）以上流量未包括漏損量； （ 2）煤氣流量在加煤后各個循環(huán)并不相同，以上指標是平均值。 空氣鼓風機 （ 1）選型 空氣鼓風機的選型原則是空氣鼓風機要能滿足爐子的最大用量，且留有一定的余量。 又每臺爐子生產時最大風量為 ，管道損失取 5%， 則所需風量是0051? =由風量 ，可選 919D 型 序號為 5 的鼓風機，其參數如下： 機號： NO16 傳動方式： D 轉數： 1450r/min 序號： 5 全壓 ： 14504 流量： 50997m3/h 所需功率： 電動機型號： S1384 電動機功率： 410kW （ 2）空氣鼓風機臺數的確定 由于水煤氣間歇產生，故煤氣爐不需連續(xù)鼓風，因此只要將吹風機階段 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 錯開，一臺風機可滿足多臺水煤氣爐的生產。 吹風時間為 += 故在一個循環(huán)中，一臺鼓風機可供應 = 臺煤氣爐。在實際生產中，煤氣爐 六 開 二 備，所以采用 四 臺鼓風機， 三 開 一 備即可。 另外，為了降低鼓風噪音 ，可在鼓風機空氣進口處安裝消音器，消音器一臺即可，裝在進風管口處。 夾套鍋爐的計算 夾套鍋爐的作用 夾套鍋爐的作用是冷卻爐壁，保護爐壁，并副產蒸汽，經過熱除塵器過熱后被送入煤氣爐發(fā)生反應。 另通過夾套鍋爐物料、熱量衡算可求出夾套鍋爐的蒸汽產量、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）軟水進口 30oC,總固體 150PPm； （ 3）排污水總固體 2020PPm； （ 4）鍋爐產氣壓 (絕 )飽和蒸汽 ，即 104=(絕 )飽和蒸汽。 產氣及耗水量的計算 設進口軟水量為 xkg，產氣量為 ykg，以 100kg 原料為計算基準。 （ 1）熱量平衡 進項：回收廢熱量 = 軟水焓 30xkJ 合計 （ +） kJ 出項：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： 502x+ 平衡： +=502x+ 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 +=…………… 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：副產蒸汽 消耗軟水 排污水 = 除塵過熱器的設計 除塵過熱器的作用及設計原則 從煤氣爐出來的上行水煤氣溫度較高， 500 度，且?guī)в写罅康幕覊m，必須進行脫除，除塵過熱器的作用就是脫塵，并用水蒸氣將水煤氣降溫，同時回收熱量，過熱水蒸氣，為水煤氣反應創(chuàng)造條件。 因煤氣爐是間歇生產的，則過熱除塵器應滿足其最大熱負荷。在吹風階段中，過熱除塵器沒有飽和蒸汽通過，