【正文】 ? ? ? H: 22( 0 . 4 1 5 0 . 0 0 7 8 2 ) 0 . 0 0 1 3 5 3 0 . 0 3 8 52 2 . 4 3 4H k g? ? ? ? ? ? ? O: 32 (0 . 3 1 7 5 0 . 5 0 . 0 7 8 0 . 0 0 3 5 ) 0 . 3 4 3 22 2 . 4O k g? ? ? ? ? N: 28 0 .1 7 8 2 0 .2 2 2 82 2 .4N kg? ? ? S: 320 . 0 0 1 3 5 3 0 . 0 0 1 2 7 334S k g? ? ? 由碳平衡計(jì)算 實(shí)際水煤 氣產(chǎn)量 37 2 .4 2 7 1 3 3 5 .3 1 10 .2 1 6 m?? （標(biāo)準(zhǔn)） 由氮平衡計(jì)算空氣用量 33 3 5 .3 1 1 0 .2 2 2 8 0 .7 2 8 7 4 .9 1 6280 .7 9 2 2 .4 m?????（標(biāo)準(zhǔn)） 空氣帶入水汽量為： 7 4 . 9 1 6 1 . 2 9 3 0 . 0 2 1 3 2 . 0 6 3 3 kg? ? ? ? 氫平衡 設(shè)定已知和假設(shè)條件 上行煤氣量 3xm （標(biāo)準(zhǔn)） 上行煤氣含水量 /kg m （標(biāo)準(zhǔn)）干 上下吹蒸汽量相 等各為 Wkg 下行煤氣量 xm? （標(biāo)準(zhǔn)） 下行煤氣含水量 /kg m （標(biāo)準(zhǔn)）干 為計(jì)算方便起見，上下吹時(shí)氣體成分假設(shè)相同，上吹、下吹加 N 作為均勻加入計(jì)算。 由 物化手冊 附錄 15917查得各組分氣體的平均比熱容。 干空氣焓 5 4 3 . 6 3 3 0 1 . 2 9 7 9 2 1 1 0 7 . 3 2 KJ? ? ? 式中 為空氣的比熱容 ， / ( )oKJ kg C? 查化工原理得。 由此可以 爐渣中各組 分 的生成量 為： C: 15 .5 04 9 0. 14 8 2. 29 49cL k g? ? ? S: k g? ? ? A: 1 5 .5 0 4 9 0 .8 5 1 3 .1 8AL kg? ? ? 由此可得： A C SL L L L? ? ? 2. 29 49 0. 00 31 13 .1 8 15 .5 05 9A C SL L L L k g? ? ? ? ? ? ? 分 的 總 重量 根據(jù) 表 17 被損耗燃料中各組分之重量 計(jì)算和 上式 爐渣生成量的計(jì)算求帶出物及爐渣中各組分的總重量。 2A 為燃燒在爐中被帶出的損失量按照 4kg 計(jì)算時(shí) 灰份量 。 本設(shè)計(jì)中塊煤來源于 山西 ，根據(jù)鄂爾多斯聯(lián)合化工有限公司造氣工藝指標(biāo)分析參數(shù)以及相關(guān)調(diào)整制定已知條件如下： 表 21燃料組成及熱值 序號 成份 C H O N S A1 W 合計(jì) 1 重量（ %）濕 100 2 重量（ %）干 — 100 燃料熱值： 其中： A1為灰份 W為水份 表 22 吹風(fēng) 氣組成 成份 H2 CO CO2 N2 CH4 O2 合計(jì) H2S 體積（ %） 100 (標(biāo) ) 表 23 水煤氣組成 成份 H2 CO CO2 N2 CH4 O2 合計(jì) H2S 體積（ %） 100 (標(biāo) ) 表 24爐渣組成 成份 C S A 合計(jì) 重量 % 85 100 內(nèi)蒙古 宜化化工有限公司 第 7 頁 表 25 各種物料進(jìn)爐的溫度 名稱 溫度 空氣 30℃ 吹風(fēng)氣 450℃ 上行煤氣 400℃ 下行煤氣 250℃ 爐渣 250℃ 蒸汽壓力 （ ） 220℃ 查過熱蒸汽過熱焓値表得焓値： =表 26生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間 序號 操作名 稱 吹風(fēng) 上吹 下吹 二次上 吹 空氣吹 凈 合計(jì) 1 % 20 31 40 6 3 100 2 時(shí)間 ,S 30 60 9 150 的計(jì)算 燃燒在爐中被帶出的損失量 按照 4kg 計(jì)算，其為 干燃料，根據(jù) 表 11 燃料組成及熱值計(jì)算求得。為簡化計(jì)算，按照蒸汽吹送階段均勻加氮來進(jìn)行計(jì)算。加氮時(shí)間可根據(jù)半水煤氣成份要求隨時(shí)調(diào)內(nèi)蒙古 宜化化工有限公司 第 5 頁 整。 （ 2） .基本數(shù)據(jù)主要是參照湖北宜化以及煤炭科學(xué)研究所的實(shí)測結(jié)果，并作了相應(yīng)的適當(dāng)調(diào)整。 , 工業(yè)煤氣一般分以下四種 : 空氣煤氣 : 以空氣為氣化劑制取的煤氣 ,合成氨生產(chǎn)中也稱吹風(fēng) 氣 . 水煤氣 : 以水蒸汽為氣化劑制取的煤氣 . 混合煤氣 : 以空氣和適量的水蒸汽為氣化劑制取的煤氣 . 半水煤氣 : 組成符合 (氫氣 +氧化碳 )與氮?dú)怏w積比為 的混合煤氣 ,即合成氨原料氣 ,干餾層 ,還原層 ,氧化層 ,灰渣層 . 干燥層 : 一般不產(chǎn)生氣化反應(yīng) ,此區(qū)內(nèi)的燃料因剛加入爐內(nèi) ,故溫度低 ,主要是通過吹風(fēng)時(shí)的吹風(fēng)氣 ,上吹時(shí)的煤氣 ,以及下吹時(shí)的過熱蒸汽 ,通過此區(qū)域時(shí) ,將此區(qū)域的水蒸發(fā)掉 ,起干燥預(yù)熱的作用 . 干餾層 : 此區(qū)燃料受到熱氣體連續(xù)加熱并分解放出低分子烴 ,在熱分解時(shí) 析出水份 ,醋酸 ,硫化氫 ,甲烷等 ,氣化劑通過此區(qū)域時(shí)一般不發(fā)生反應(yīng) . 還原層 : 此區(qū)域是氣化層發(fā)生氣化反應(yīng)的主要區(qū)域之一 ,由氧化層來的 CO2還原生成 CO 及水蒸汽分解為氫氣 ,燃料依靠與熱的氣體換熱被再次預(yù)熱 ,此區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)是 : CO2+C=2CO H2O+C=CO+H2 2H2O+C=CO2+2H2 CO+H2O=CO2+H2 氧化層 : 在煤氣爐的整個(gè)燃料中此區(qū)域的溫度最高 ,燃料中的 C 與空氣中的O2產(chǎn)生反應(yīng) ,其反應(yīng) C+O2+=CO2+ 2C+O2+=2CO+ 氧化層與還原層總稱為氣化層 . 灰渣層 : 燃料經(jīng)過氣化后 ,剩余物質(zhì)稱為灰渣 ,灰渣與爐體最下部分稱為灰渣層 ,在生產(chǎn)中起到預(yù)熱氣化劑 ,保護(hù)爐篦和承受燃料層骨架的作用 . : 吹風(fēng)階段 : 空氣從爐底吹入 ,進(jìn)行氣化反應(yīng) ,提高燃料層的溫度 . 上吹制氣階段 :蒸汽和加氮空氣從爐底送入 ,經(jīng)氣化反應(yīng)生成煤氣送入氣柜 . 下吹制氣階段 : 水蒸氣自上而下通過燃料層生成的煤氣也送入氣柜，其目的是吸收爐內(nèi)熱量可降低爐頂溫度 ,使氣化層恢復(fù)到正常位置 ,同時(shí)使炭層溫度增高 ,有利于燃盡殘?zhí)?. 內(nèi)蒙古 宜化化工有限公司 第 4 頁 二次上吹制氣階段 : 蒸氣由爐底入爐將爐底下部管道中的煤氣排凈 ,為吹風(fēng)做準(zhǔn)備俗稱安全上吹 . 吹凈回收階段 : 二次上吹后爐上部分空間出氣管道及有關(guān)設(shè)備都充滿煤氣 ,如吹入空氣立即放空或送三氣將造成浪費(fèi) ,因此轉(zhuǎn)入吹風(fēng)之前 ,從爐底部吹入空氣 ,與產(chǎn)生的空氣煤氣與原來殘留的水煤氣一并送入氣柜加以 回收 。 本次設(shè)計(jì)采用間歇式固體煤氣發(fā)生爐造氣，余熱回收，具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞 ： 造氣爐 ； 已知參數(shù) ；工藝衡算； 設(shè)備計(jì)算 內(nèi)蒙古 宜化化工有限公司 第 2 頁 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... 1 1． 前言 ........................................................................................................................... 3 ............................................................................................................ 6 ................................................................................. 7 ............................................................................................... 8 ................................................................... 8 ....................................................................... 9 ................................................................................................... 10 ........................................................................................................... 10 ........................................................................................................... 11 ................................................................................................... 14 ........................................................................................................... 14 熱平衡計(jì)算 ........................................................................................................ 17 5總過程計(jì)算 ................................................................................................................. 21 燃料使用分配 .................................................................................................... 21 吹風(fēng)氣產(chǎn)量 ........................................................................................................ 21 物料平衡 ........................................................................................................... 21 熱量平衡 .......................................................................................................... 24 配氣計(jì)算 .......................................................................................................... 25 消耗定額（以噸氨為基準(zhǔn)） .............................................................................. 26 6主要設(shè)備工藝計(jì)算 ....................................................................................................... 29 空氣鼓風(fēng)機(jī)的計(jì)算 ............................................................................................. 29 煤氣發(fā)生爐的計(jì)算 .............................