【正文】 ）[26]?；以@熱：（）[24]。熱損失（取燃料發(fā)熱值的8%）合計(jì)：需從煤層中吸取的熱量：制氣效率：（kJ）進(jìn)項(xiàng)出項(xiàng)燃料熱值 2847600半水煤氣熱值 3379544燃料顯熱 2625干半水煤氣顯熱 204107蒸汽的焓 681012半水煤氣中水汽的焓361927干氮空氣顯熱 2340帶出物熱值 60060氮空氣中水汽的焓 5084帶出物顯熱 1260從煤層中吸取熱量 灰渣中可燃物熱值 75709灰渣顯熱 熱損失 227808合計(jì) 合計(jì) ①燃料使用分配 設(shè)100kg燃料用于制半水煤氣為Xkg根據(jù)熱量平衡得： %，%②每100kg燃料的生產(chǎn)指標(biāo) 吹風(fēng)氣產(chǎn)量：半水煤氣產(chǎn)量：氮空氣消耗量：蒸汽消耗量：吹風(fēng)時(shí)空氣消耗量：總過(guò)程效率：③物料衡算碳平衡進(jìn)項(xiàng)：燃料中碳含量：合計(jì)：出項(xiàng)：半水煤氣中碳含量：吹風(fēng)氣中碳含量：合計(jì)：誤差：氫平衡 進(jìn)項(xiàng)：燃料中氫含量：空氣中水汽含氫量：氮空氣中水汽含氫量：蒸汽含氫量：合計(jì)：出項(xiàng)：半水煤氣中氫含量：半水煤氣中水氣含氫量：吹風(fēng)氣中含氫量：吹風(fēng)氣中水汽含氫量：合計(jì) ：誤差：氧平衡 進(jìn)項(xiàng)：燃料中氧含量空氣中氧含量：蒸汽中含氧量：空氣中水汽含氧量：氮空氣中水汽含氧量：氮空氣中氧量：合計(jì)：出項(xiàng)：半水煤氣中氧含量： 半水煤氣中水汽含氧量：吹風(fēng)氣中氧含量：吹風(fēng)氣中水汽含氧量：合計(jì)：誤差：氮平衡 進(jìn)項(xiàng)：燃料中氮含量：空氣中氮含量：氮空氣中氮含量：合計(jì)：出項(xiàng)：半水煤氣中氮含量：吹風(fēng)氣中氮含量：合計(jì)：誤差：硫平衡進(jìn)項(xiàng)：燃料中硫含量：出項(xiàng)：吹風(fēng)氣中硫含量：半水煤氣中硫含量：合計(jì)：誤差：④熱量衡算進(jìn)項(xiàng)：燃料熱值：燃料顯熱：干空氣顯熱：空氣中水汽的焓：（2564水蒸氣的焓）干氮空氣顯熱：氮空氣中水汽的焓：蒸汽的焓：合計(jì)：出項(xiàng)：吹風(fēng)氣熱值：干吹風(fēng)氣顯熱：吹風(fēng)氣中水汽的焓：半水煤氣熱值：干半水煤氣顯熱：半水煤氣中焓:帶出物熱值：帶出物顯熱：灰渣中可燃物熱值：灰渣顯熱：熱損:（取燃料發(fā)熱的8%）合計(jì)： 誤差：⑤配氣計(jì)算配氣量計(jì)算：半水煤氣中（CO＋H2）：：1吹風(fēng)氣中CO＋H2 ：N2：半水煤氣中CO＋H2 ：N2：設(shè)每標(biāo)準(zhǔn)水煤氣中配入吹風(fēng)氣量為需配入吹風(fēng)氣量為：100千克燃料實(shí)際可制得半水煤氣量為：實(shí)際半水煤氣組成體積%:CO2 O2 CO H2 CH4 N2 ⑥消耗定額（按每噸氨計(jì)算）每噸氨耗半水煤氣燃料：折合含碳85%的燃料為：蒸汽：煤氣化技術(shù)是世界上第一個(gè)大型工業(yè)化潔凈煤技術(shù)工程，該工程的投產(chǎn)將對(duì)世界能源格局發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。煤氣化化，是將適合于液化工藝的煤制成煤漿，在煤氣化發(fā)生爐中反應(yīng)制成氣體，再經(jīng)過(guò)加壓、變換、脫硫、脫碳等工藝的組合將粗煤氣加工成合格的原料氣[21]。煤氣化發(fā)生爐則是整個(gè)煤炭氣化廠的核心設(shè)備。根據(jù)工藝要求(按照UGI煤氣發(fā)生爐的工藝設(shè)計(jì))，（）。 Φ3000mm 工藝參數(shù)生產(chǎn)能力6500～7500m3/h燃料消耗量～爐體內(nèi)徑Φ3000mm夾套鍋爐受熱面積19m2爐篦形式寶塔式灰盤轉(zhuǎn)速0～1410r/min爐灰盤傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)爐灰盤傳動(dòng)減速機(jī)PM350IV2g夾套鍋爐蒸汽壓力40～60千帕（表壓）設(shè)備外形尺寸（長(zhǎng)寬高）7235449710700mm爐膛高度4970mm有效容積20m3煤氣出口內(nèi)徑Φ1050mm高徑比2:1 空氣與蒸汽比1:2臨氫操作的壓力容器按AIPRP941中的納爾遜曲線來(lái)選擇合適的材料。它表示了鋼材在臨氫條件下的使用界限,是目前設(shè)計(jì)和使用單位為加氫設(shè)備選擇材料的基礎(chǔ)。根據(jù)溫度和氫分壓確定:殼體用鋼鍛件，根據(jù)腐蝕要求殼體內(nèi)壁堆焊TP309L材料，表層堆焊TP347L材料，內(nèi)件材料用347型不銹鋼。設(shè)計(jì)規(guī)范 BJ4372《鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[20]。由于殼體所用材料鋼鍛件，而此材料尚未列入我國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)，因此在初步設(shè)計(jì)計(jì)算中主要參照了ASME鍋爐及壓力容器標(biāo)準(zhǔn)ASME第1卷A、C、D分篇[15]。 UGI煤氣發(fā)生爐。在制造工藝要求的基礎(chǔ)上，依據(jù)ASME鍋爐及壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)參考美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API934的相關(guān)規(guī)定，編制了嚴(yán)格的工程技術(shù)條件，對(duì)材料、焊接、制造方法及無(wú)損檢測(cè)等提出了明確要求，確保設(shè)備的質(zhì)量要求，特別是在國(guó)內(nèi)首次大量采用TOFD多通道自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，促進(jìn)了這一先進(jìn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣。完善的施工設(shè)計(jì)是制造的良好基礎(chǔ)，由于設(shè)備的規(guī)格過(guò)大，在設(shè)計(jì)中對(duì)很多結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行詳細(xì)的力學(xué)分析計(jì)算來(lái)確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完成制造工藝方案的確定，保證設(shè)計(jì)的工程可行性和經(jīng)濟(jì)合理性[17]。在密封結(jié)構(gòu)選擇上，首次在大型反應(yīng)器上采用了GRAY—LOCK法蘭連接形式，該結(jié)構(gòu)在高溫高壓的條件下密封性能更可靠，同時(shí)與常規(guī)的環(huán)連接面密封形式相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，螺栓數(shù)量少，螺栓力低，拆裝方便等特點(diǎn)，給實(shí)際操作及檢修工作帶來(lái)更大的便利。Φ3000mm UGI煤氣發(fā)生爐每臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)水煤氣7500Nm3。已知條件：①循環(huán)周期及各階段時(shí)間分配 循環(huán)周期及各階段時(shí)間分配程序吹風(fēng)上吹下吹二次上吹吹凈合計(jì)%26263684100秒180② 根據(jù)計(jì)算所得：生產(chǎn)量：吹風(fēng)氣產(chǎn)量：半水煤氣產(chǎn)量：加氮水煤氣：消耗量：空氣消耗：蒸汽量：③ 每個(gè)循環(huán)平均產(chǎn)氣量：吹風(fēng)空氣流量（吹凈時(shí)風(fēng)量為吹風(fēng)量的70%左右）：水蒸汽流量：上吹（包括二次上吹）：下吹：吹風(fēng)氣流量: 上行煤氣流量: 下行煤氣流量: 關(guān)于上面計(jì)算有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：①以上流量未考慮濾、漏損失。②煤氣產(chǎn)量在加煤后各循環(huán)中并不相同，以上指標(biāo)是平均值。本設(shè)計(jì)采用Φ3000mm的UGI型煤氣發(fā)生爐已知條件： 每小時(shí)產(chǎn)半水煤氣量（年產(chǎn)100萬(wàn)噸合成氨廠，每噸氨需3300m3的半水煤氣。由于設(shè)備檢修等原因，全年生產(chǎn)時(shí)間不可能為365天，取300天計(jì)。臺(tái)數(shù)的確定:①爐堂面積②生產(chǎn)強(qiáng)度③臺(tái)數(shù)的確定煤氣爐在生產(chǎn)中加入煤和除灰要停車，一天的生產(chǎn)時(shí)間沒(méi)有24小時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間取22小時(shí)，另外，由于氣化爐不能長(zhǎng)期達(dá)到最大產(chǎn)氣量，則：取76根據(jù)需要備用煤氣爐2臺(tái)，所以本設(shè)計(jì)共有煤氣發(fā)生爐78臺(tái)。結(jié) 論煤氣化是“能源戰(zhàn)略技術(shù)”。我國(guó)煤炭資源豐富，煤種齊全，煤炭液化技術(shù)，對(duì)發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)，補(bǔ)充國(guó)內(nèi)石油供需缺口有著現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。德士古（UGI）常壓固定床間歇?dú)饣に嚨奶攸c(diǎn)在于其排渣和加料是間斷的，煤層在氣化過(guò)程中是靜止不動(dòng)的，隨著氣化反應(yīng)的進(jìn)行，以溫度劃分的各區(qū)域?qū)⒅饾u上移，必須經(jīng)過(guò)間歇排渣和加炭后各區(qū)域才恢復(fù)到原來(lái)的位置。采用熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、不粘結(jié)、粒度均勻、水分較少、灰分和揮發(fā)分不高、灰分熔點(diǎn)較高的原料，本設(shè)計(jì)采用粉煤加工的型煤。半水煤氣是生產(chǎn)合成氨的原料氣，在實(shí)際生產(chǎn)中要求半水煤氣（CO＋H2）：N2≥。煤氣爐內(nèi)燃料各層之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界限，即沒(méi)有明顯的分層，各層高度隨燃料的種類性質(zhì)和氣化條件不同而異；該工藝要求爐溫范圍1000～1200℃、吹風(fēng)速度以不使炭層出現(xiàn)風(fēng)洞為限、合適的燃料層高度以及適宜的蒸汽用量。工藝流程選擇利用吹氣持有熱和上行煤氣顯熱的流程，這是我國(guó)目前廣泛使用的一類流程，它可使大部分的廢熱得以回收利用，適用于爐徑大于2740mm。在煤氣爐的物料衡算中，進(jìn)項(xiàng)為100千克入爐燃料，出項(xiàng)包括灰分、干料、%；能量衡算中，進(jìn)項(xiàng)包括燃料熱值、空氣中水汽的焓、干空氣顯熱、燃料顯熱共計(jì)2904868千焦，出項(xiàng)包括吹風(fēng)氣熱值、帶出物熱值、吹風(fēng)氣中水汽的焓、干吹風(fēng)氣顯熱等共計(jì)1575130千焦，其差值1329738千焦為積蓄在煤層中的熱量；在制氣階段，分別對(duì)碳、氫、氧、氮、硫元素進(jìn)行了衡算；熱量衡算中，進(jìn)項(xiàng)包括燃料熱值、燃料顯熱、蒸汽的焓、氮空氣中水汽的焓、干氮空氣顯熱共計(jì)3538661千焦，,，%；在配氣計(jì)算中， m3，半水煤氣的實(shí)際組成為CO2 %、O2 %、CO % 、 H2 %、CH4 %、N2 %。設(shè)備計(jì)算中，選用Φ3000mmUGI煤氣爐，每臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)水煤氣7500 m3，由年產(chǎn)量計(jì)算需78臺(tái)。最終還是由于我們所掌握的有關(guān)煤化工方面的文獻(xiàn)資料不夠全面，加之自身知識(shí)水平有限，缺乏一定的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，論文中不免存在問(wèn)題，敬請(qǐng)讀者指正。參考文獻(xiàn)[1] [J].潔凈煤技術(shù)，1998，4（2）：1214.[2] 張建生，[J].煤炭工程，2004，10（5）：5960.[3] 王學(xué)先，田青，侯立剛，[J].化肥工業(yè)，2004，31（6）：4143.[4] [J].應(yīng)用科技，2001，28（1）：43.[5] [M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1999.[6] [M].華東化工學(xué)院出版社出版，1990，4.[7] [J].煤化工，2000，4（3）：911.[8] 沙興中，[M].華東理工大學(xué)出版社出版.[9] （上冊(cè)）[M].化學(xué)工業(yè)出版社出版.[10] [J].化肥工業(yè)，2000，27（4）：228.[11] 高俊，韓錦德，[J].潔凈煤技術(shù)，1999，5（4）：1618.[12] 王利斌，陳明波，[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2003，31（6）：2830.[13] [J].化肥工業(yè)，1998，25（4）：628.[14] [J].化肥設(shè)計(jì)，2005，43（4）：4345.[15] [J].小氮肥，2006，24（6）：2426.[16] [J].氮肥技術(shù)，2007，28（4）：4548.[17] 葉亞成，肖志強(qiáng)，[J].福建化工，2005，27（4）：3134.[18] 林大鈞，于傳浩，[M].北京：高等教育出版社，2007，8.[19] 許志偉，[J].石油和化工節(jié)能，2007，26（1）：1619.[20] 刁玉瑋，王立業(yè)，[M].大連理工大學(xué)出版社出版.[21] 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