【文章內(nèi)容簡介】 500℃ 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 14 Q7=122424 kJ （ 8）帶出物的物理熱 Q8=4 550 =2772 kJ （ 9）灰渣化學熱 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 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 收入項目 熱量， kJ 支出項目 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 3810376 共計 3810376 總過程計算 原料使用分配 設 100 kg 原料中，制氣消耗 x kg，則吹風消耗（ 100－ x） kg 640422x=875715（ 100－ x） x= kg 所以， 100 kg 原料中， kg 用于制氣， kg 消耗于吹風階段。 生產(chǎn)指標計算 每 100 kg 原料的生產(chǎn)指標： 吹風氣產(chǎn)量 = m3 水煤氣產(chǎn)量 = m3 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 15 空氣耗量 = m3 蒸汽耗量 = kg 總過程效率 ?100%=% 總過程熱效率 ?? ?100%=% 水煤氣制造 總 過程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 kg 支出： 水煤氣中碳 = kg 吹風氣中碳 = kg 帶出物中碳 kg 灰渣中碳 kg 共計 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 kg 支出： 水煤氣含氫 = kg 吹風氣含氫 = kg 水煤氣中水汽含氫 ? 182 = kg 吹風氣中水汽含氫 182 = kg 帶出物中氫 kg 共計 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 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 16 蒸汽中氧 1816= kg 共計 kg 支出： 水煤氣中氧 = kg 吹風氣中氧 = kg 水煤氣中水汽含氧 1816= kg 吹風氣中水汽含氧 1816= kg 帶出物中氧 kg 共計 kg 誤差： 100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 kg 空氣中氮 = kg 共計 kg 支出： 吹風氣中氮 = kg 帶出物中氮 kg 共計 kg 誤差： 100%=% （ 5）硫平衡 收入： 原料中硫 kg 支出： 吹風氣中硫 = kg 水煤氣中硫 = kg 帶出物中硫 kg 灰渣中硫 kg 共計 kg 誤差： 100%=% （ 6）總過程元素平衡表（單位： kg） 項 目 C H O N S A 共計 收入 （含水汽） 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 17 共 計 支 出 4 共 計 誤 差 0 水煤氣制造過程的熱量平衡 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 2923882 kJ 支出：水煤氣熱值 Q6=2908785 =1621939 kJ 水煤氣物理熱 Q7=142246 =79316 kJ 吹風氣熱值 Q8=827345 =349470kJ 吹風氣物理熱 Q9=442282=186820 kJ 吹風氣中水汽熱焓 Q10=24270 =10252 kJ 水煤氣中水汽熱焓 Q11=313975 =175072 kJ 帶出物的化學熱 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 18 Q12=122424 kJ 帶出物的物理熱 Q13=2772 kJ 灰渣化學熱 Q14=135636 kJ 灰渣物理熱 Q15=3567 kJ 熱損失（按差額計） Q16=233614 kJ 共計 2923882 kJ 總過程的熱平衡表 項 目 熱量， kJ 比例， % 收 入 Q1 2585300 Q2 2100 Q3 5159 Q4 6491 Q5 324832 共 計 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 2923882 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(shù)確定 水煤氣發(fā)生爐的選型原則是應在滿足生產(chǎn)條件的前提下，盡可能的使臺數(shù)減少，如此能減少固定投資費用 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 19 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(chǎn) 210 萬 合成氣廠 ,假定每天工作 24 小時 ,即 10000024=87500Nm3/h。 （ 1） φ3000 氣爐 此爐每小時產(chǎn)水煤氣 6000~7500 要 n 臺水煤氣爐，則 n=740087500= （ 2） φ2740 氣爐 此爐每小時 產(chǎn)水煤氣 6000~6500 要 n 臺水煤氣爐，則 n= 650087500 = 綜合比較，選用 φ300 水煤氣發(fā)生爐 十四 臺， 十二開二備。 其技術(shù)指標如下： 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 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(chǎn) 量 ： 7400Nm3/h 燃 料 層 高 度 ： 3500mm 焦 炭 消 耗 量 ： 4000kg/h 最 大 風 壓 ： 1800mmH20(2) 電 動 機 功 率 ： 灰 盤 轉(zhuǎn) 速 ： ～ 外形尺寸 (長 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)生爐指標計算 由于煤氣爐是間歇生產(chǎn)，因而實際的煤氣產(chǎn)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(jù)平均值 ,必須計算出煤氣爐的瞬時產(chǎn)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(chǎn)水煤 氣 7400Nm3/h。 根據(jù)水煤氣生產(chǎn)過程中的實際生產(chǎn)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(jīng)吹風后料層具有較高的溫度 ，又使制氣時間較長，按以往經(jīng)驗，可采用以下時間分配百分率，見下表。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 第 1 頁 20 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 時間 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（標態(tài)）為 : 水煤氣 (干 ) Nm3 吹風氣 (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）吹風空氣流量計算 3600?? =35496 Nm3/h （ 3）蒸汽產(chǎn)量計算 上吹蒸汽流量 36 00 ??? =7982 kg/h 下吹蒸汽流量 =7204 kg/h （ 4）吹風氣流量計算 =41871 Nm3/h （ 5）水煤氣流量計算 上行煤氣計算 370 ? =12571 Nm3/h 下行煤氣計算 370 =8015 Nm3/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(chǎn)時最大風量為 41871Nm3/h，管道損失取 5%， 則所需風