【正文】 同時通過計算的數(shù)據(jù)與其他型號的煤氣爐進行對比，分析了 Φ3600煤氣爐的優(yōu)劣以及可以在哪些方面對它進行優(yōu)化設計，來減少對煤的需求和制氣效率的提高。 在查閱了小合成氨廠工藝技術與設計手冊與化工設計等書后進行了煤氣爐的選型設計。 25 結(jié)論 通過這一次的設計，了解了煤制氣的基本過程，在現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)以及操作室中收集的煤氣爐中各個階段組分和溫度的變化，知道了在哪種條件下更適宜反應。在選擇炭層高度時，還應根據(jù)原料的不同粒度進行，大粒度原料可適當提高炭層，小粒度原料則適當降低炭層。因此，選擇高炭層操作對整個生產(chǎn)是有利的，炭層太薄，使氣體質(zhì)量變差，甚至引起吹翻，使氣化狀況惡化，嚴重時會使煤氣中氧含量增高，威脅安全生產(chǎn)。 煤氣發(fā)生爐內(nèi)炭層高度，對氣化反應有很大的影響。一般情況下，人工加炭時上氣道溫度控制在 650～ 700℃ ，自 動加炭時控制在 600～ 650℃ 。一般以上氣道出口溫度表示，上氣道出口與氣化層溫度及氣化層位置有關，因此，操作中要綜合判斷。 綜上所述，提高爐溫對提高氣體品質(zhì)和降低消耗都是有利的，因此，在不超過原料灰熔點的前提下，應盡量提高爐溫。 反應 13是吸熱反應，平衡常數(shù)隨溫度上升而增加，在一般煤氣爐操作溫度下，反應處于動力學控制，溫度升高二氧化碳的還原反應速度加快，即有利于 l3式反應進行，從吹風效率分析，由于高溫，使帶走的顯熱和潛熱增加，會使吹風效率降低，但在中型氮肥廠均設有燃燒室和廢熱鍋爐，回收其潛熱和顯熱，其能量損失不大，而煤氣爐的氣化強度卻可大為提高。 溫度對平衡常數(shù) Kp的影響，可用下式表示： 等容反應： dlnkc／ dT=Qv／ RT2 等壓反應： dlnkp／ dT=Qp／ RT2 上式中， Qv和 Qp為等容等壓下的反應 熱效應。 根據(jù)質(zhì)量作用定律，以各組分氣體壓表示平衡常數(shù) Kp。整個過程包括物理和化學兩個過程，物理過程和氣體擴散有關，化學過程和化學反應速度有關。 高爐溫是指煤氣爐氣化層維持較高的溫度，提高爐溫對氣化反應是有利的。不同的原料選擇不同的吹風速率。一般情況下在原料允許的范圍內(nèi)，應盡量提高吹風速率，縮短吹風時間，可使炭的燃燒反應加快，即有 利于 11， 12反應進行，而縮短二氧化碳和赤熱炭接觸時間，使得吹風中反應不朝 13式進行，以減少吹風中一氧化碳含量，從而減少吹風帶走的潛熱，亦即有利于提高 Q 反 ，減少 Q 氣 ，提高吹風效率和提高煤氣爐氣化強度。入爐空氣總量的多少，決定了煤氣爐生產(chǎn)負荷的 23 高低。下面，從吹風速率、爐溫、蒸汽用量、炭層高度等幾個主要方面加以闡述探討。 選擇最佳工藝條件 如何選擇最佳工藝條件，減少熱損，以提高制氣效率非常重要。由于 ，蓄熱量也大，所以，一般廠家的 使用二次風，這樣會造成一定的浪費和污染。 ，該爐在原料使用上有一定的要求，一般適用于燒山西晉城煤，燒優(yōu)質(zhì)原料時，爐子好控制，爐溫穩(wěn)定 ，產(chǎn)氣量大但對劣質(zhì)原料，該爐難以控制，爐況較差，產(chǎn)氣量低，此時爐蓖的排渣能力即破塊能力跟不上，需要人工輔助扒塊，甚至出現(xiàn)爐子結(jié)死的情況。h℃ ）為上吹煤氣的平均比熱容 上吹煤氣出爐溫度 —400℃ 下吹干煤氣焓： ? ?? = 式中 （ m3℃ ） ④ 蒸汽焓： ? = 蒸汽的發(fā)熱值 —合計 ： (2)出項： ① 吹風氣發(fā)熱量： ? = 18 式中 單位吹風氣大熱量 =? H2+? CO +? CH4 即為 ? +? +? = ② 干吹風氣的焓： ? ? 400= 吹風氣平均比熱容 —（ m3℃ ）為上吹煤氣的平均比熱容 上吹煤氣出爐溫度 —220℃ ④ 干煤氣總焓： += ⑤ 上吹煤氣水汽焓： ? = ⑥ 下吹煤氣水汽焓： ? = 式中 ， ℃ 和 220℃ 時的過熱蒸汽焓 ⑦ 上，下吹煤氣水汽總焓： += ⑧ 帶出物發(fā)熱量： 20? 8946=178920kJ 帶出物的熱值 —8946 kJ/kg ⑨ 灰渣的可燃物發(fā)熱量： 33913? +10467? = 式中 33913， 10467分別為碳和硫的發(fā)熱值 kJ/kg ⑩ 散失熱（取燃料發(fā)熱值的 6%） =28164600? =1689876kJ 合計 ： (3)需從碳層中吸取熱量： = 13 表 29 制氣階段熱量衡算表 Table29 Gas phase of the heat value balance sheet 進項 kJ 出項 kJ 28164600 2100 ，下吹煤氣水汽總焓 178920 1689876 合計 合計 總過程計算 (1)燃料使用的分配： 假設每 1000kg燃料用于制水煤氣為 Xkg 按熱量平衡： 水煤氣量 ?制水煤氣從碳層中吸取的熱量 =吹風氣量 ?積聚在碳層中的熱量 即為 X? =（ 1000X） ? 解得 X= ∴ 每 1000kg燃料制吹風氣為 (2)吹風氣產(chǎn)量 =吹風階段吹風氣量 ?1 0 0 01 0 0 0 燃料制的吹風氣量kg 即吹風氣產(chǎn)量 =? = (3)吹風氣消耗空氣量 =吹風階段消耗空氣量 ?1 0 0 01 0 0 0 燃料制的吹風氣量kg 即吹風階段消耗空氣量 =? = 14 (4)水煤氣產(chǎn)量 =制氣階段水煤氣量 ? 1 0 0 01 0 0 0 燃料制的水煤氣量kg 水煤氣產(chǎn)量 =?= (5)水煤氣消耗空氣量 =制氣階段消耗空氣量 ? 1 0 0 01 0 0 0 燃料制的水煤氣量kg 制氣階段消耗空氣量 =?= (6)蒸汽耗量 =蒸汽總量 ? 1 0 0 01 0 0 0 燃料制的水煤氣量kg =?= 蒸汽耗量 ==? = (7)制氣階段空氣水汽量 =空氣量 ?每標準立方米空氣中含的水汽量 制氣階段空氣水汽量 =? == 總過程物料衡算 (1)碳平衡： 進項： 燃料中的碳 =1000 ? =822kg 出項： ① 煤氣中含的碳 =水煤氣量 ?水煤氣中碳的元素量 = ? = kg ② 吹風氣中的碳 =吹風氣量 ?吹風氣中碳的元素量 =? = kg ③ 帶出物中含的碳 =7 kg ④ 灰渣中的碳 = kg 合計 ： kg (2)氫平衡： 進項：