【導讀】年產(chǎn)25萬噸合成氨造氣工藝的設計

　　

【正文】 合計： 出項： （ 1） 半水煤氣中氧含量： 294= （ 2） 半水煤氣中水汽含氧量： 11 16/18=6 （ 3） 吹風氣中氧含量： = 26 （ 4） 吹風氣中水汽含氧量： 8416/18= 合計： 誤差：（ ） /100%= % 4 氮平衡 進項： （ 1） 燃料中氮含量： （ 2） 空氣中氮含量： 28/=1 （ 3） 氮空氣中氮含量： 28/= 合計： 出項： （ 1） 半水煤氣中氮含量： 684= （ 2） 吹風氣中氮含量： 5= 合計： 誤差：（ － ） /100%=0. 03% 5硫 平衡 進項： （ 1） 燃料中硫含量： 合計： 出項： （ 1） 半水煤氣中硫含量： =0. 33 （ 2） 吹風氣中硫含量： = 5 合計 ： 誤差：（ － ） /100%= % 熱量衡算（ kJ） 進項： （ 1） 燃料熱值： 2816460 （ 2） 燃料顯熱： 10025 46= （ 3） 干空氣顯熱： 251. 2979= （ 4） 空氣中水汽的焓： 0. 021325 = （ 5） 干氮空氣顯熱： 251. 2979= 27 （ 6） 氮空氣中水汽的焓： 25 = （ 7） 蒸汽的焓： 2730 ＋ 3595=4 合計： 進項： （ 1） 吹風氣熱值： =2 （ 2） 干吹風氣顯熱： 90 500= （ 3） 吹風氣中水汽的焓： 0. 01843 = （ 4） 半水煤氣熱值： 9 = （ 5)半水煤氣： 200= （ 6） 半水煤氣中水汽的焓： 663 ＋ 342890=2 （ 7） 帶出物熱值： 300302=60060 （ 8） 帶出物顯熱： 2 467 500=1467 （ 9） 灰渣中可燃物熱值 ： 340202. 3＋ 10500=7 8771 （ 10） 灰渣顯熱： 4200=2 （ 11） 熱損（取燃料發(fā)熱的 6%） 2816460= 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 ＋ = （ ＋ ） X= 100 千克燃料制氣時半水煤氣產(chǎn)量為 需配入吹風氣量為： 0. 0137= 28 100 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=(+0. 0137)/(1+)100%= % O2 =(＋ 0. 0137)/(1＋ )100%=0. 41% CO=(＋ 0. 0137)/(1＋ )100%=2 % H2=(＋ 0. 0137)/(1＋ )100%=39. 25% CH4=(＋ 0. 0137)/(1＋ )100%= % N2=(＋ 0. 0137)/(1＋ )=% 消耗定額（按每 t氨計算） 每噸氨耗半水煤氣 3300Nm3 （ 1） 燃料： 3300/1 00=1339kg 折合含碳 85%的 原 料為： 1339 = （ 2） 蒸汽： 3300/1 =2049kg 可知年產(chǎn) 25 萬噸合成氨所需要的塊煤為： 250000/(300 24) = 吹凈時間 配入半水煤氣中的吃風氣量： 配入半水煤氣中的吹風氣量占總吹風氣量的百分 年產(chǎn) 數(shù)： 100%=1 .8% 吹凈時的風量為吹風時的 70%，吹凈氣量占吹風氣總量的百分數(shù)： （ 3 ） /（ 26+3 ） 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吃風氣量，吹凈百分比合用，所以已定循環(huán)時間百分比基本適用。 廢熱鍋爐的熱量衡算 ：通過熱量衡算求處產(chǎn)蒸汽量 （已知條件） 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 組分體積 % 名稱 CO2 CO H2 CH4 H2S N2 O2 半水煤氣 吹風氣 29 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 37 8 3 （ 1） 計算基準為 100kg 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=37/74100%=5 0% （ 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=34/73100%=4 % （ 6） 進廢鍋的煤氣溫度： 500℃ ，出廢鍋的煤氣溫度為 200℃ （ 7） 半水煤氣千克分子數(shù)： （ 8） 100kg 煤氣化時需要蒸汽量： 18=1 （ 9） 水的分子量： 18 （ 10） 水蒸汽在 0℃ 時的熱焓： （ 11） 100kg 煤氣化時需消耗空氣： 199Nm3或許 （ 12） 廢鍋進水溫度： 102℃ ，產(chǎn)生蒸汽壓力為 ，溫度為 115℃ ，蒸汽焓為2415kJ/kg （ 13） 設鍋爐的用水量為 X千克，產(chǎn)蒸汽量為 Ykg，軟水進口總固體 150ppm，排污水20xxppm （ 14） 煤氣與未分解蒸汽混合比熱： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 30 =4 （ 15） 100kg 煤氣化時所得吹風氣產(chǎn)量為 熱量衡算 ： （ 1）上吹及空氣吹凈產(chǎn)生的氣體顯熱計算： 組分 千克分子量 組分含量（ %） 溫度（ ℃ ） 比熱（ kJ） 物理熱（ kJ） CO2 966 500 = H2 500 = CO 500 = CH4 262 500 = H2S 500 = N2 6 500 = O2 41 500 = 總計： 已知上吹及空氣吹凈產(chǎn)生的氣體占半水煤氣總量的百分數(shù)為： 50% 所以上吹及空氣吹凈產(chǎn)生的氣體顯熱為： = （ 2）上吹未分解蒸汽的顯熱計算 顯熱 Q=W/18 （ 1－ η ） G T（ kJ） Q— 上吹未分解蒸汽顯熱 ， W— 蒸汽用量， kg η — 蒸汽分解率， % G— 半水煤氣千克分子數(shù) T— 進廢熱鍋爐煤氣的溫度， ℃ Q= （ %） 500= （ 3）上吹未分解蒸汽潛熱計算 潛熱 Q=W （ 1－ η ） i Q上吹未分解蒸汽潛熱。 kJ W蒸汽用量， kg η — 蒸汽分解率， % i水蒸氣在此 0℃ 時熱焓， kJ/kg 31 Q= (1－ %） 4= （ 4）上吹未分解蒸汽的顯熱和潛熱（ kJ）： ＋ = 已知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽總量的百分比為 50%所以為分解蒸汽的顯熱和潛熱為（ kJ）： 0. 50= （ 5）吹風氣的顯熱： 組分 千克分子量 組分含量（ %） 溫度（ ℃ ） 比熱（ kJ） 物理熱（ kJ） CO 500 = H2 500 = CO2 500 = H2S 500 = N2 500 = O2 500 = CH4 500 = 總計： (6)求鍋爐進水顯熱： Q=X102= Q鍋爐的進水顯熱 kJ X鍋爐用水量， kg T鍋爐進水溫度， ℃ — 進水的比熱， kJ/kg。 ℃ 總計： ＋ 2. 出熱 （ 1）上吹及空氣吹凈氣體經(jīng)廢熱鍋爐后的顯熱： 組分 千克分子量 組 分含量（ %） 溫度（ ℃ ） 比熱（ kJ） 物理熱（ kJ） CO 590 200 =1 H2 25 200 =2 CO2 966 200 = H2S 20 0 =16. 66 N2 6 200 =1 32 O2 41 200 = CH4 262 200 = 總計： （ 2） 上吹未分解蒸汽經(jīng)廢熱鍋爐后顯熱及潛熱，按進熱公式計算如下： （ 3） 顯熱 =（ 1－ %） 200=2 潛熱 = （ 1－ %） =1 顯熱＋潛熱 =（ ＋ ） 0. 5= （ 4）吹風氣經(jīng)鍋爐后顯熱： 組分 千克分子量 組分含量（ %） 溫度（ ℃ ） 比熱（ kJ） 物理熱（ kJ） CO 200 = H2 200 = CO2 200 = H2S 200 = N2 200 = O2 200 = CH4 200 = 總計： 設進口水量為 Xkg 產(chǎn)汽量為 Ykg （ 5） 蒸汽帶出熱量為 2415YkJ (6) 排污水熱焓為： （ X－ Y）（ 為污水在 100℃ 時的焓） (7) 熱損失（按入爐的 3%計算）：（ ＋ ） 3%= ＋ 總計： ＋ ＋ 熱量平衡和總固體平衡 熱量平衡 ＋ =＋ ＋ （ 41） 總固體平衡： 150X=20xx（ X－ Y） （ 42） 解方程得： X=103kg Y=96kg 所以每 100 千克燃料產(chǎn)蒸汽量為 96kg，耗軟水量為 103kg。 排污水 103－ 96=7kg 熱損失： + 103= 33 表 廢熱鍋爐熱量平衡表 通過工藝計算可以得出每年 25 萬噸合成氨需要的半水煤氣為 ，塊煤為 。接下來要進行設備計算。 項目 進熱 出熱 kJ % kJ % 上吹及空氣吹凈氣體顯熱 上吹未分解蒸汽潛熱及顯熱 吹風氣顯熱 鍋爐進水熱量 上吹及空氣吹凈氣體經(jīng)鍋爐顯熱 上吹未分解蒸汽經(jīng)鍋爐后的顯熱及潛熱 吹風氣經(jīng)鍋爐后顯熱 蒸汽帶出熱量 231840 排污水