【導讀】年產(chǎn)30萬噸合成氨造氣工段工藝設計

　　

【正文】 8%） ： 2847600=227808 （ 1）～（ 8）合計： 1601101 （ 9）積蓄在煤層中的熱量： 2904868－ 1601101=1303863 吹風效率： 1303863/2847600100%=% 熱量平衡表見表 表 熱量平衡表（ kJ） 進項 出項 燃料熱值 2847600 吹風氣熱值 686033 燃料顯熱 2625 干吹風氣顯熱 514185 干空氣顯熱 17322 吹風氣中水汽的焓 33596 空氣中水汽的焓 37674 帶出物熱值 60060 帶出物顯熱 1260 灰渣中可燃物熱值 75320 灰渣顯 熱 2839 熱損失 227808 積蓄在煤層中的熱量 1304120 合計 2905221 合計 2905221 制氣階段的計算 物料衡算 （以 100Kg 入爐燃料為基準） Nm3半水煤氣中含有的元素量， kg C=12/（ ＋ ＋ ） = H=2/（ ＋ 2）＋ 2/34= O=32/（ ＋ ＋ ） = N=28/= S=32/34= 23 ： ：（ 340－ ） /（ 28/） =70N m3 氮空氣中含水汽量： 70= N m3 已知和假設數(shù)據(jù) 上行半水煤氣產(chǎn)量為 XNm3 上行半水煤氣中含水蒸汽量為 上、下吹蒸汽用量相等各為 Wkg 下行半水煤 氣產(chǎn)量為（ 340－ X） Nm3 下行半水煤氣中含水蒸汽量為 為方便計算，假設上、下吹氣體成分相同，上、下吹氮空氣作為均勻加入計。 上行制氣階段氫平衡（以 kg 計） 進項： （ 1）燃料帶入氫量： X/340= 水蒸汽帶入氫量： W2/18=W/9 （ 2）氮空氣中水蒸汽含氫量： 2/18X/340= 合計： W/9＋ 出項： （ 1）半水煤氣中氫量： （ 2） 半水煤氣中水汽含氫量：（ 2/18） X= 合計： 平衡： W/9＋ = W= （ 41） 下行制氣階段氫平衡（以 kg 計） 進項： （ 1）燃料帶入氫量 － （ 2）蒸汽帶入氫量 W2/18=W/9 （ 3）氮空氣中水汽含氫量： 2/18－ =－ 合計： W/9＋ 出項： 24 （ 1） 半水煤 氣中氫量 :（ 340－ X） =－ （ 2） 半水煤氣中水汽含氫量 :（ 2/18） （ 340－ X） =－ 合計： － 平衡： W/9＋ － =－ W=－ （ 42） 解方程（ 1）和（ 2）得： X= W= 由 此得： 上行半水煤氣產(chǎn)量： m3 上行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分數(shù)： 100%=% 下行半水煤氣產(chǎn)量： 340－ = 下行半水煤氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分數(shù)： 100%=% 上行半水煤氣中水蒸汽量 = 下行半水煤氣中水蒸汽汽量： = ＋ = 蒸汽總耗量： 2= 上吹蒸汽分解率：（ － ） /100%=% 下吹蒸汽分解率：（ － ） /100%=% 平均蒸汽分解率 :[－（ ＋ ） ]/100%=% （以 kg 計） 進項： （ 1）燃料中帶入氧量： （ 2）蒸汽帶入氧量： 16/18= （ 3）氮空氣中氧含量： 7032/= （ 4）氮空氣中水汽含氧量： 16/18= 合計： 出項： （ 1）半水煤氣中氧量： 340= （ 2）半水煤氣中水汽含氧量：（ ＋ ） 16/18= 合計 : 25 誤差：（ － ） /100%=% （以 kg 計） 進項：燃料帶入硫量： 合計： 出項：半水煤氣中含硫量： 340= 熱量衡算（以 kJ 計） 進項： (1)燃料熱值： 10028476=2847600 (2)燃料顯熱： 10025=2625 (3)蒸汽的焓： 2730＋ 3595=716622 （ 27 3595 分別為上行蒸汽和下行蒸汽的焓 [19]） (4)干氮空氣顯熱： 7025=2275（ 為空氣的比熱 [3]） (5)氮空氣中水汽的焓： 2564=4943 （ 2564 為水蒸汽的焓 [19]） 合計： 3574065 出項： （ 1）半水煤氣熱值： 340=3377954 1 標準 m3半水煤氣熱值為： 12810＋ 12684＋ 39984= （ 2）干半水煤氣的顯熱： 600＋ 200=202090 上 行 半 水煤 氣 比熱 ： ＋ ＋ ＋ ＋＋ =℃ 下 行 半 水煤 氣 比熱 ： ＋ ＋ ＋ ＋＋ =℃ （ 3）半水煤氣中水汽的焓： 3696＋ 2890=390943 （ 369 2890 分別為600 ℃ 和 200 ℃ 蒸汽的焓 [9]） （ 4）帶出物熱值： 300302=60060 （ 5）帶出物顯熱： 6002=1260 （ 為帶出物的比熱 [19]） （ 6）灰渣中可燃物熱值： 34020＋ 10500=75320 （ 340 10500 分別為碳和硫的熱值 [9]） （ 7）灰渣顯熱： 200=2839 （ 為灰渣的比熱 [19]） （ 8）熱損失（取燃料發(fā)熱值的 8%） 2847600=227808 26 合計： 4337474 需從煤層中吸取的熱量（ kJ） : 4337474－ 3574065=763409 制氣效率： 3574065/（ 2847600＋ 763409＋ 716622） 100%=% 熱量平衡表見表 ： 表 熱量平衡表（ kJ） 進項 出項 燃料熱值 2847600 半水煤氣熱值 3377954 燃料顯熱 2625 干半水煤氣顯熱 202090 蒸汽的焓 716622 半水煤氣中水汽的焓 390943 干氮空氣顯熱 2275 帶出物熱值 60060 氮空氣中水汽的焓 4943 帶出物顯熱 1260 從煤層中吸取熱量 763409 灰渣中可燃物熱值 75320 灰渣顯熱 2839 熱損失 227808 合計 4337474 合計 4337474 總過程計算 設 100kg 燃料用于制半水煤氣為 Xkg 根據(jù)熱量平衡得： 763409X=（ 100－ X） 1304120 (43) X= 每 100kg 燃料用于制半水 煤氣為 %，用于制吹風氣未 % 100kg 燃料的生產(chǎn)指標 吹風氣產(chǎn)量： 581= m3 半水煤氣產(chǎn)量： 340= m3 氮空氣消耗量： 70= 蒸汽消耗量： = 吹風時空氣消耗量： 533= ：（ ） /（ 2847600＋ 716622） 100%=% 物料衡算（ kg） 27 進項：燃料中碳含量： 合計： 出項： （ 1）半水煤氣中碳含量： = （ 2）吹風氣中碳含量： = 合計： 誤差：（ － ） /100%=% 進項： （ 1）燃料中氫含量： （ 2）空氣中水汽含氫量： 2/18= （ 3）氮空氣中水汽含氫量： 2/18= （ 4）蒸汽含氫量： 2/18= 合計 ： 出項： （ 1）半水煤氣中氫含量： = （ 2）半水煤氣中水氣含氫量： 2/18= （ 3）吹風氣中含氫量： = （ 4）吹風氣中水汽含氫量： 2/18= 合計： 誤差 ： （ － 100%=% 進項： （ 1）燃料中氧含量 （ 2）空氣中氧含量： 32/=59..01 （ 3）蒸 汽中含氧量： 143,016/18= （ 4）空氣中水汽含氧量： 16/18= （ 5）氮空氣中水汽含氧量： 16/18= （ 6）氮空氣中氧量： 32/= 合計： 28 出項： （ 1）半水煤氣中氧含量： = （ 2）半水煤氣中水汽含氧量： 16/18= （ 3）吹風氣中氧含量： = （ 4）吹風氣中水汽含氧量： 16/18= 合計： 誤差：（ ） /100%=% 進項： （ 1）燃料中氮含量： （ 2）空氣中氮含量： 28/= （ 3）氮空氣中氮含量： 28/= 合計： 出項： （ 1）半水煤氣中氮含量： = （ 2）吹風氣中氮含量： = 合計： 誤差：（ － ） /100%=% 進項： （ 1）燃料中硫含量： 出項： （ 1）吹風氣中硫含量： = （ 2）半水煤氣中硫含量： = 合計 ： 誤差：（ － ） /100%=% 熱量衡算（ kJ） 進項： （ 1）燃料熱值： 2847600 （ 2）燃料顯熱： 10025=2625 29 （ 3）干空氣顯熱： 25= （ 4）空氣中水汽的焓： 2564= （ 5）干氮空氣顯熱： 25= （ 6）氮空氣中水汽的焓： 2564= （ 7）蒸汽的焓： 2730＋ 3595= 合計： 進項： （ 1）吹風氣熱值： = （ 2）干吹風氣顯熱： 600=189744 （ 3）吹風氣中水汽的焓： 33596= （ 4）半水煤氣熱值： = （ 5） 干半水煤氣顯熱： 600＋ 200= (6）半水煤氣中水汽的焓： 3696＋ 2890= （ 7）帶出物熱值： 300302=60060 （ 8）帶出物顯熱： 6002=1260 （ 9）灰渣中可燃物熱值： 34020＋ 10500=75320 （ 10）灰渣顯熱： 200=2839 （ 11）熱損（取燃料發(fā)熱的 8%） 2847600=227808 合計： 誤差：（ － 100%=% 配氣計算 配氣量計算： 半水煤氣中（ CO＋ H2）： N2取 ： 1 吹風氣中 CO＋ H2=＋ = N2= 半水煤氣 中 CO＋ H2=＋ = N2= 設每標準水煤氣中配入吹風氣量為 XNm3 ＋ =（ ＋ ） 30 X= 100 千克燃料 可 制 得加氮 水煤氣產(chǎn)量為 需配入吹風氣量為： = 100 千克燃料實際可制得半水煤氣量為： ＋ = 實際半水煤氣組成體積 %： CO2=(＋ )/(1＋ )100%=% O2 =(＋ )/(1＋ )100%=% CO=(＋ )/(1＋ )100%=% H2=(＋ )/(1＋ )100%=% CH4=(＋ )/(1＋ )100%=% N2=(＋ )/(1＋ )=% 消耗定額（按每 t 氨計算） 每噸氨耗半水 煤氣 3300Nm3 （ 1）燃料： 3300/100=1387kg （ 2）蒸汽： 3300/143=1772kg 吹凈時間核算 配入半水煤氣中的風氣量： 配入半水煤氣中 吹 的吹風氣量占總吹風氣量的百分數(shù)： 100%=% 吹凈時的風量為吹風時的 75%，吹凈氣量占吹風氣總量的百分數(shù)： （ 4） /（ 26+4） 100%=% 二者接近，所以每循環(huán)吹凈時所回收的氣量即為配入半水煤氣中的 吹 風氣量，吹凈百分比合用，所以 已定循環(huán)時間百分比基本適用 ,見下表 ： 表 已知數(shù)據(jù)循環(huán)時間及百分比 程序 吹風 上吹 下吹 二次上吹 吹凈 合計 % 26 26 36 8 4 100 秒 180 廢熱鍋爐的熱量衡算 已知條件 ：通過熱量衡算求出產(chǎn)蒸汽量 （已知條件） 31 循環(huán)各階段產(chǎn)氣量無法計算，只能按其制氣時間比例計算 表 氣 體 組 分表 名 稱 CO2 CO H2 CH4 H2S N2 O2 水煤氣 吹風 氣 表 自動機循環(huán)百分比 階段 吹風 上吹 下吹 二次上吹 吹凈 百分比 26 26 36 8 4 （ 1）計算基準為 10kg 無煙塊煤，基準溫度為 0℃ （ 2） 100kg 無煙塊煤可制半水煤氣 （ 3）上吹蒸汽分解率為： % （ 4）上吹及空氣吹凈產(chǎn)生的氣量占半水煤氣總量的百分比： Z=Z1/Z2 Z—上吹及空氣吹凈產(chǎn)生的氣體占半水煤氣總量的百分比 ， % Z1—上吹，二次上吹，吹凈百分比之和， % Z2—上吹，下吹，二次上吹，吹凈百分比之和， % Z=39/74100%=% （ 5）上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽總量的百分比： Z=Z1/Z2 Z—上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽總量的百分比： Z1—上吹加二次上吹百分比， % Z2—上吹，下吹，二次上吹百分比之和， % Z=34/69100%=% （ 6）進廢鍋的煤氣溫度： 600℃ ，出廢鍋的煤氣溫度為 200℃ （ 7）半水煤氣千克分子數(shù)： （ 8） 100kg 煤氣化時需 要蒸