【導讀】年產(chǎn)15萬噸合成氨造氣工序工藝設計

　　

【正文】 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= 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 31 合計 ： 誤差：（ － ） /100%= % 3 氧平衡 進項： （ 1）燃料中氧含量 （ 2）空氣中氧含量： 32/= （ 3）蒸汽中含氧量： 16/18= （ 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： 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%= % 4 氮平衡 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： 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 32 誤差：（ ） /100%= % 5硫平衡 進項： (1) 燃料中硫含量： 合計： 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： 614476 （ 2）燃料顯熱： 625 （ 3）干空氣顯熱： 25 =1102 （ 4）空氣中水汽的焓： =1510 （ 5）干氮空氣顯熱： 25 =477 （ 6）氮空氣中水汽的焓： =653 （ 7）蒸汽的焓： =99468 合計： 718311 出項： （ 1）吹風氣熱值： =44552 （ 2）干吹風氣顯熱： 235=12292 （ 3）吹風氣中水汽的焓： =2290 （ 4）半水煤氣熱值： 2254=517383 （ 5）干水煤氣中水汽的焓： 10549+3816=14365 其中：上行 230=10549 下行 123=3816 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 33 （ 6）水煤氣中水汽焓： 25781+31699=57480 其中：上行 =25781 下行 =31699 （ 7）帶出物熱值： 28012 （ 8）帶出物顯熱： 231 （ 9）灰渣顯熱： 348 （ 10）熱損 43013 合計： 71996 熱量平衡表 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=＋ 1= N2= 進項 出項 燃料熱值 614476 吹風氣熱值 44552 燃料顯熱 625 干吹風氣顯熱 12292 蒸汽的焓 99468 吹風氣中水汽的焓 2290 干氮空氣顯熱 477 半水煤氣熱值 517383 空氣中水汽的焓 1510 干水煤氣中水汽的焓 14365 加氮空氣中水汽焓 653 水煤氣中水汽焓 57480 干空氣焓 1102 帶出物熱值 28012 帶出物顯熱 231 灰渣中可燃物熱值 29908 灰渣顯熱 348 熱損失 43013 合計 718311 合計 719966 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 34 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： = 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. 175 )/(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 3400Nm3 （ 1） 燃料： 3400/ 100=1476kg 折合含碳 84%的燃料為： 1263kg （ 2）蒸汽： 3400/ =2202kg (3) 空氣： 3400/（ +） =3007 吹凈時間核算 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數(shù)： 100%=% 吹凈時的風量為吹風時的 60%，吹凈氣量占吹風氣總量的百分數(shù)： （ 3 ） /（ 24+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 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 35 量，吹凈百分 廢熱鍋爐的物料、熱量衡算 設已知條件 ：通過熱量衡算求處產(chǎn)蒸汽量 （已知條件） （ 1）進出物料溫度： 230℃ （扣除內(nèi)外保溫管道熱損失 5℃） 吹風氣進口： 225℃ （扣除內(nèi)外保溫管道熱損失 5℃） 上行煤氣進口： 120℃ （ 2）軟水進口 25℃，總固體 150ppm； （ 3）排污水總固體： 2020ppm； （ 4）鍋爐產(chǎn)汽壓力： f/cm2飽和蒸汽 產(chǎn)汽量及好軟水量可由熱平衡及總固體平衡計算之 設進口軟水量為 X Kg，產(chǎn)汽量為 Y Kg （ 1） 熱平衡 進項：干吹風氣的焓 230=11651 式中 — 干吹風氣 0→ 230℃的平均恒壓熱容，千卡 / 攝氏度米 3 吹風氣中水汽焓 =2476 式中 — 230℃時過熱蒸汽的焓，千卡 / 千克 干上行煤氣焓 225= 式中 — 干上行煤氣 0→ 225℃的平均恒壓熱容，千卡 / (m179?！?) 干上行煤氣中水汽焓 =25696 式中 — 225℃時過熱蒸汽的焓，千卡 / 千克 軟水焓 25X 合計 :57175+25X 出項 干吹風氣的焓 120=5819 式中 — 干上行煤氣 0→ 120℃的平均恒壓熱容，千卡 / (m179。℃ ) 吹風氣中水汽焓 6510=2294 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 36 式中 651— 230℃時過熱蒸汽的焓，千卡 / 千克 干上行煤氣焓 120=5193 式中 — 干上行煤氣 0→ 120℃的平均恒壓熱容，千卡 / (m179。℃ ) 上行煤氣中水汽焓 651=23921 蒸汽焓 排污水焓 （ XY） 熱損失（入熱的 3%） （ 57175+25X） 3% 合計： 38942++ 平衡： 57175+25X=38942++ +=18233 ??????????????① （ 2）總固體平衡 150X=2020（ X－ Y） 1850X2020Y=0 ??????????????② （ 3）解方程得①、②： X= Y= 所以每 100 千克燃料產(chǎn) 蒸汽量為 耗軟水量為 。 排污水 消耗指標 折合每噸氨 蒸汽產(chǎn)量 1476/100=413 軟水消耗量 1476/100=447 排污水 1476/100=34 夾套鍋爐的物料及熱量衡算 已知條 件 （ 1）夾套回收熱為煤氣熱損失的 50%。 （ 2）軟水進口溫度為 25℃，總固體 150ppm （ 3）排污水總固體 2020ppm （ 4）鍋爐產(chǎn)汽壓力： f/cm2飽和蒸汽 產(chǎn)氣量及消耗兩計算 產(chǎn)氣量及消耗水量可由熱平衡計算 設進口水量為 Xkg，產(chǎn)汽量為 Ykg 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 37 （ 1） 熱平衡 進項：回收廢熱量： 43013 = 軟水焓： 25X kJ 合計： ＋ 168X 出項： 蒸汽焓： 排污水焓： （ X－ Y） 合計： ＋ 平衡： ＋ 25X=＋ ????????????① （ 2）總固體平衡： 150X=2020（ X－ Y）????????????② （ 3）解方程得： X= Y= 所以每 100kg 燃料產(chǎn)水蒸汽 排污水： 消耗軟水： 5 設備計算 煤氣爐指標計算 Φ 3000U。 G。 I煤氣發(fā)生爐每臺每小時產(chǎn)水煤氣 7500Nm3。 ： 1循環(huán)周期及各階段時間分配 表 16循環(huán)周期及各階段時間分配 程序 吹風 上吹 下吹 二次上吹 吹凈 合計 % 26 26 36 8 4 100 秒 180 、熱量衡算，每 100kg 無煙煤的生產(chǎn)指標： 加氮水煤氣： 半水煤氣： Nm3 吹風氣： － = 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 38 吹風空氣（包括吹凈） 耗加氮空氣： m3 耗蒸汽 每個循環(huán)平均產(chǎn)半水煤氣量： 7500 3/60=375N m3 吹風空氣流量（吹凈時風量為吹風時風量的 70%）： 375/ 3600/（ ＋ ） =4122 Nm3/ h ： 上吹加氮早關(guān) 3%及上吹加氮玩開 3%，上吹加氮空氣流量為： 375/ 3600/(+ 2)=4567 下吹加氮晚開及早關(guān)各 3%，下次加氮空氣流量為： 375/ 36000/( 2)=2912 ： 上吹蒸汽流量（包括二次上吹）： 375/ 3600/（ ＋ ） =7142N m3/h 下吹蒸汽流量： 375/ 3600/=6746N m3/h ： 375/ 218 3600/=27303N m3/h ： 375/ 218 3600/（ ＋ ） =13034 Nm3/h ： 375/ 3600/=8453N m3/h ： (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，以上指標是平均值。 煤氣臺數(shù)的確定 本設計采用 ? 3000 的 U。 G。 I爐 已知條件： 每小時產(chǎn)半水煤氣量（年產(chǎn) 15 萬噸合成氨廠，每噸氨需 3300m3的半水煤氣 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 39 由于設備檢修等原因，全年生產(chǎn)時間不可能為 365天，取 300 天計。 150000 3300/（ 300 24） =68750 臺數(shù)的確定 （ 1）爐堂面積 F=? ? 2/4=? /4 32= （ 2）生產(chǎn)強度 7500/=1061Nm3/臺 . （ 3）臺數(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)時間沒有 24 小時，實際生產(chǎn)時間取 22小時，另外，由于氣化爐不能長期達到最大產(chǎn)氣量，取富裕系數(shù)為 ，則： （ 68750 24） /（ 7500 22） = 取 11 根據(jù)需要，備用 2 臺所以本設計共有煤氣發(fā)生爐 13 臺。 空氣鼓風機的選型及臺數(shù)確定 采用無煙煤為原料，煤氣爐吹風氣壓在 千帕左右，根據(jù)實際情況，選用鼓風機吹風出口壓力稍大于 千帕，故選用 D700— 14 型鼓風機，風量 42020m3/h，出口風壓 千帕。 1. 干空氣用量（吹風空氣） 25℃空氣 相對濕度 70% 4122Nm3(干 )/h 大氣壓力 2. 二次空氣用量 根據(jù)實踐二次風量可取一次風量的 15%左右 4122 15%= 3. 空氣含水蒸汽量 25℃空氣 相對濕度 70% 濕含量 H=（干空氣） （ 4122＋ ） = = （ 4122＋ ）＋ =實際情況下空氣用量 （ 273＋ 25） /273 760/760=5287Nm3/h 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨造氣工序工藝設計 40 空氣損失取 18%（泄漏） V=5287/（ 1－ 18%） = 11 根據(jù)需要，備用