【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 500℃ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 14 Q7=122424 kJ （ 8）帶出物的物理熱 Q8=4 550 =2772 kJ （ 9）灰渣化學(xué)熱 Q9=135636kJ （ 10）灰渣物理熱 Q10=3567kJ （ 11）爐壁熱損失（取原料發(fā)熱量的 7%） Q11=2585300 =180971 kJ 共計(jì) 3810376 kJ 故需從料層中吸取的熱量 QB=3810376－ 3169954=640422 kJ 制氣效率： B??314 100% = 6 40 4 225 82 5 542 58 5 30 0 2 90 8 78 5 ?? 100%=% 制氣階段的熱平衡表 收入項(xiàng)目 熱量， kJ 支出項(xiàng)目 熱量， kJ Q1 2585300 Q4 2908785 Q2 2100 Q5 142246 Q3 582554 Q6 313975 QB 640422 Q7 122424 Q8 2772 Q9 135636 Q10 3567 Q11 180971 共計(jì) 3810376 共計(jì) 3810376 總過(guò)程計(jì)算 原料使用分配 設(shè) 100 kg 原料中，制氣消耗 x kg，則吹風(fēng)消耗（ 100－ x） kg 640422x=875715（ 100－ x） x= kg 所以， 100 kg 原料中， kg 用于制氣， kg 消耗于吹風(fēng)階段。 生產(chǎn)指標(biāo)計(jì)算 每 100 kg 原料的生產(chǎn)指標(biāo)： 吹風(fēng)氣產(chǎn)量 = m3 水煤氣產(chǎn)量 = m3 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 15 空氣耗量 = m3 蒸汽耗量 = kg 總過(guò)程效率 ?100%=% 總過(guò)程熱效率 ?? ?100%=% 水煤氣制造 總 過(guò)程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 kg 支出： 水煤氣中碳 = kg 吹風(fēng)氣中碳 = kg 帶出物中碳 kg 灰渣中碳 kg 共計(jì) kg （ 2）氫平衡 收入： 原料中氫 +182 = kg 空氣中 水汽 含氫 182 = kg 蒸汽含氫 182 = kg 共計(jì) kg 支出： 水煤氣含氫 = kg 吹風(fēng)氣含氫 = kg 水煤氣中水汽含氫 ? 182 = kg 吹風(fēng)氣中水汽含氫 182 = kg 帶出物中氫 kg 共計(jì) kg （ 3）氧平衡 收入： 原料中氧 +1816 = kg 空氣中氧 = kg 空氣中水汽含氧 1816 = kg 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 16 蒸汽中氧 1816= kg 共計(jì) kg 支出： 水煤氣中氧 = kg 吹風(fēng)氣中氧 = kg 水煤氣中水汽含氧 1816= kg 吹風(fēng)氣中水汽含氧 1816= kg 帶出物中氧 kg 共計(jì) kg 誤差： 100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 kg 空氣中氮 = kg 共計(jì) kg 支出： 吹風(fēng)氣中氮 = kg 帶出物中氮 kg 共計(jì) kg 誤差： 100%=% （ 5）硫平衡 收入： 原料中硫 kg 支出： 吹風(fēng)氣中硫 = kg 水煤氣中硫 = kg 帶出物中硫 kg 灰渣中硫 kg 共計(jì) kg 誤差： 100%=% （ 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 （含水汽） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 17 共 計(jì) 支 出 4 共 計(jì) 誤 差 0 水煤氣制造過(guò)程的熱量平衡 收入：原料發(fā)熱量 Q1=2585300 kJ 原料物理熱 Q2=2100 kJ 干空氣熱焓 Q3=20=5159 kJ 空氣中水汽熱焓 Q4=15368 =6491 kJ 蒸汽熱焓 Q5=582554 =79316 kJ 共計(jì) 2923882 kJ 支出：水煤氣熱值 Q6=2908785 =1621939 kJ 水煤氣物理熱 Q7=142246 =79316 kJ 吹風(fēng)氣熱值 Q8=827345 =349470kJ 吹風(fēng)氣物理熱 Q9=442282=186820 kJ 吹風(fēng)氣中水汽熱焓 Q10=24270 =10252 kJ 水煤氣中水汽熱焓 Q11=313975 =175072 kJ 帶出物的化學(xué)熱 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 18 Q12=122424 kJ 帶出物的物理熱 Q13=2772 kJ 灰渣化學(xué)熱 Q14=135636 kJ 灰渣物理熱 Q15=3567 kJ 熱損失（按差額計(jì)） Q16=233614 kJ 共計(jì) 2923882 kJ 總過(guò)程的熱平衡表 項(xiàng) 目 熱量， kJ 比例， % 收 入 Q1 2585300 Q2 2100 Q3 5159 Q4 6491 Q5 324832 共 計(jì) 2923882 支 出 Q6 1621939 Q7 79316 Q8 349470 Q9 186820 Q10 10252 Q11 175072 Q12 122424 4..19 Q13 2772 Q14 135636 Q15 3567 Q16 236614 共 計(jì) 2923882 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(mǎn)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 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 19 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) 210 萬(wàn) 合成氣廠 ,假定每天工作 24 小時(shí) ,即 10000024=87500Nm3/h。 （ 1） φ3000 氣爐 此爐每小時(shí)產(chǎn)水煤氣 6000~7500 要 n 臺(tái)水煤氣爐，則 n=740087500= （ 2） φ2740 氣爐 此爐每小時(shí) 產(chǎn)水煤氣 6000~6500 要 n 臺(tái)水煤氣爐，則 n= 650087500 = 綜合比較，選用 φ300 水煤氣發(fā)生爐 十四 臺(tái)， 十二開(kāi)二備。 其技術(shù)指標(biāo)如下： 爐 膛 內(nèi) 徑 ： 爐 膛 面 積 ： 蒸汽水套受熱面積： 18m3 夾 套 蒸 汽壓 力： ~(1) 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 ： 7400Nm3/h 燃 料 層 高 度 ： 3500mm 焦 炭 消 耗 量 ： 4000kg/h 最 大 風(fēng) 壓 ： 1800mmH20(2) 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 ： 灰 盤(pán) 轉(zhuǎn) 速 ： ～ 外形尺寸 (長(zhǎng) 寬 高 ) ： 7235449711708 總重 (不包括耐火磚 ) ： 包 括 耐 火 磚 ： ~90t 注： （ 1） 1kg/cm2= （ 2） 1mmH2O= 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 7400Nm3/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。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 20 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) 時(shí)間 S 180 百分比 % 24 26 39 8 100 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 ) Nm3 吹風(fēng)氣 (干 ) Nm3 消耗空氣 (干 ) Nm3 消耗蒸汽 kg 每循環(huán)平均產(chǎn)氣量： =370Nm3(干氣 ) （ 2）吹風(fēng)空氣流量計(jì)算 3600?? =35496 Nm3/h （ 3）蒸汽產(chǎn)量計(jì)算 上吹蒸汽流量 36 00 ??? =7982 kg/h 下吹蒸汽流量 =7204 kg/h （ 4）吹風(fēng)氣流量計(jì)算 =41871 Nm3/h （ 5）水煤氣流量計(jì)算 上行煤氣計(jì)算 370 ? =12571 Nm3/h 下行煤氣計(jì)算 370 =8015 Nm3/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(mǎn)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 41871Nm3/h，管道損失取 5%， 則所需風(fēng)