【正文】 含氧化物、烴類及燃料的碳化學(xué)技術(shù)已經(jīng)獲得相當(dāng)成功，并且這方面的開發(fā)活動(dòng)至今仍方興未衰。煤的氣化是煤轉(zhuǎn)化技術(shù)中最主要的方面，并已獲得廣泛的應(yīng)用。首先，制成含H2和CO等組分的煤氣，然后，采用各種凈化方法，除去氣體中的灰塵、H2S、有機(jī)硫化物、CO、CO2等有害雜質(zhì)，以獲得符合氨合成要求的潔凈的1：3的氮?dú)浠旌蠚猓詈?，氮?dú)浠旌蠚饨?jīng)過壓縮至15Mpa以上，借助催化劑合成氨。合成氨工業(yè)是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)。 the equipment calculations the selection Φ3000mmUGI gas stove, capacity of 7500 m3/h by the annual production of calculation , needs 78 units,air blower choose D700—14 type,the calculation needs 22 sets.The paths to reduce the energy consumption in gasification section have been described in the design, from aspects of increasing the effective usage rate of fuel and reducing the steam consumption。 in the gas phase, accounting for carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur。 fuel distribution in gas furnace, in turn from top to bottom for drying layer, carbonization layer, reducing layer, oxide layer and ash layer. The gasification process of the design has been calculated, the material balance proceeds into the furnace of 100 kg fuel out, including ash, dry materials, nonflammable total of kg。the conditions of atmospheric fixed bed gasification process。the characteristics of atmospheric fixed bed gasification。關(guān)鍵詞：合成氨 半水煤氣 工藝 設(shè)計(jì) 節(jié)能The Design of Producing Coal Gas about Manufacturing Synthesis of Ammonia 360000t/aAbstract：Several mon gasification methods have been introduced in this design and their characteristics are pared. Although the fixed bed process has its shortings and the process is relatively backward, its gasification process technology is more mature than the others. According to the basic situation of our country, atmospheric fixed bed intermittent method is used in this design.The definition of semi water gas and gasification principle have been introduced in this design。本設(shè)計(jì)對(duì)造氣工段進(jìn)行了工藝計(jì)算，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；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，；設(shè)備計(jì)算中，選用Φ3000mmUGI煤氣爐，每臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)半水煤氣7500 m3，由年產(chǎn)量計(jì)算需78臺(tái)；空氣鼓風(fēng)機(jī)選用D700—14型，經(jīng)計(jì)算需22臺(tái)。根據(jù)我國基本國情本設(shè)計(jì)采用常壓固定床間歇?dú)饣?。年產(chǎn)36萬噸合成氨造氣工藝設(shè)計(jì)The Design of Producing Coal Gas about Manufacturing Synthesis of Ammonia 360000t/a目 錄摘要 ⅠAbstract Ⅱ引 言 1第1章 造氣方法的概述 2 2 2 2 3 3 4第2章 常壓固定床間歇?dú)饣?5 5 5 6 6 7 7 9 10 爐內(nèi)燃料分布情況 11第3章 工藝計(jì)算 13 13 15 15 16 17 17 20 21 21 22 23 24 25第4章 設(shè)備計(jì)算與選型 26 26 27 28第5章 能耗分析與節(jié)能途徑 30 提高燃料利用率 30 提高吹風(fēng)效率 31 提高制氣效率 32 降低灰渣返炭率 33 降低吹風(fēng)及制氣帶出物 34 減少熱量損失 34 降低蒸汽消耗 35結(jié) 論 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 3940 / 46年產(chǎn)36萬噸合成氨造氣工藝設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)簡要介紹了幾種常見氣化工藝并對(duì)其特點(diǎn)做了對(duì)比。雖然固定床工藝較其它氣化工藝有其不足之處且工藝較為落后，但其氣化工藝較之其它工藝更成熟。本設(shè)計(jì)介紹了半水煤氣的定義及制氣原理；常壓固定床間歇?dú)饣a(chǎn)流程的選擇及論證；常壓固定床間歇?dú)饣墓に嚵鞒?；常壓固定床間歇?dú)饣奶攸c(diǎn)和對(duì)原料的選擇；常壓固定床間歇?dú)饣墓に嚄l件；常壓固定床間歇?dú)饣墓ぷ餮h(huán)有五個(gè)階段；煤氣爐內(nèi)燃料分布情況，從上而下依次為干燥層、干餾層、還原層、氧化層、灰渣層。本設(shè)計(jì)最后從提高燃料有效利用率、降低蒸汽消耗方面闡述了合成氨生產(chǎn)造氣工段降低能耗的途徑，提出了合成氨生產(chǎn)造氣工段節(jié)能增效的應(yīng)對(duì)措施。atmospheric fixed bed gasification process’s selection and demonstration。 the selection of raw materials。 the working cycle of atmospheric fixed bed gasification includes five stages。 energy balance proceeds including the fuel calorific value, enthalpy of water vapor, dry air sensible heat, fuel sensible heat total of 2,904,868 kJ out, items including blown calorific value with a calorific value objects, blowing the enthalpy of water vapor, dry blown sensible heata total of 1,575,130 kJ。 heat balance, the proceeds including the enthalpy of the fuel calorific value, fuel heat, steam and nitrogen in the airthe enthalpy of water vapor, dry nitrogen air sensible heat total of 3,538,661 kJ, heat total of 4,413, kJ out。 the replacing measures for energy saving and effect increasing in gasification section of ammonia synthesis production have been proposed.Key words：Ammonia Synthesis；Semiwater Gas；Technology；Design；Energy Saving引 言氨是一種重要的化工原料，特別是生產(chǎn)化肥的原料，它是由氫和氮合成。為了生產(chǎn)氨，一般均以各種燃料為原料。我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源占很大比重。煤氣化提供潔凈的可以管道輸送的氣體燃料。合成氨造氣，是以煤或焦碳為原料，用氧氣（空氣、富氧或純氧）水蒸汽或氫氣等作為氣化劑（或稱氣化介質(zhì)），在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或焦碳中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。煤炭氣化時(shí)所得的可燃?xì)怏w稱氣化煤氣。當(dāng)前國內(nèi)外煤完全氣化技術(shù)發(fā)展的趨勢，概括地可以歸納出如下幾點(diǎn)[1]：①氣化向大型化方向發(fā)展，因?yàn)榇笮突梢蕴岣邌挝辉O(shè)備的生產(chǎn)能力②使用氧氣為氣化劑，提高煤氣化爐的操作溫度③提高煤氣化操作壓力，幾乎各種類型的新開發(fā)的氣化爐都采用加壓氣化的工藝④擴(kuò)大氣化煤種的范圍，隨著采煤機(jī)械化和水力采煤技術(shù)的發(fā)展，原煤中的碎煤產(chǎn)率越來越多，為了適應(yīng)這種趨勢，一些新開發(fā)的新氣化方法都用碎煤或粉煤氣化⑤開發(fā)利用無污染的氣化方法，許多開發(fā)的氣化方法，都考慮了在工藝過程中消除或減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生總之，由于各國自然資源和社會(huì)條件的不同，具體的能源政策也各不相同，但可以預(yù)料在21世紀(jì)煤炭仍將成為世界的主要能源之一。第1章 造氣方法的概述合成氨造氣，是以煤或焦炭為原料，用氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸汽或氫氣等作為氣化劑（或稱氣化介質(zhì)），在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或焦炭中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。 固定床氣化以塊煤為原料,煤由氣化爐頂部間歇加入，氣化劑由爐底送入，氣化劑與煤逆流接觸，氣化過程進(jìn)行得很完全，灰渣中殘?zhí)忌?，產(chǎn)物氣體的顯熱中的相當(dāng)部分供給煤氣化前的干燥和干餾，煤氣出口溫度低，而且灰渣的顯熱又預(yù)熱了入爐的氣化劑，因此氣化劑效率高。常壓方法用空氣或空氣水蒸汽作為氣化劑，制得低熱值煤氣。它和常壓移動(dòng)床一樣，也是自熱式逆流反應(yīng)床，所不同的是采用氧氣水蒸汽或空氣水蒸汽為氣化劑，℃的溫度條件下連續(xù)氣化。它有以下四種方法：①溫克勒法溫克勒法是最早開發(fā)的流化方法，在常壓下，把煤粒度為08mm的褐煤、弱粘結(jié)性煙煤或焦碳經(jīng)給煤機(jī)加入到氣化爐內(nèi)。②高溫溫克勒法將含水分5%12%，經(jīng)給煤機(jī)加入氣化爐內(nèi)。煤與白云石類添加物在爐內(nèi)與經(jīng)過預(yù)熱的氣化劑（氧氣/蒸汽或空氣/蒸汽）發(fā)生氣化反應(yīng)。粗煤氣再進(jìn)入第二旋風(fēng)分離器，在此分離出的細(xì)顆粒通過密閉的灰鎖系統(tǒng)將灰渣排出，除去煤塵。它與固態(tài)排渣相比，降低了灰渣的碳損失。煤料在高于其灰熔點(diǎn)的溫度下與氣化劑發(fā)生燃燒反應(yīng)和氣化反應(yīng)，灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。它是1948年德國海因里希柯柏斯和托切克博士提出的一種氣流床氣化粉煤的方法。氣化爐是由美國德士古石油公司所屬德士古開發(fā)公司開發(fā)的氣流床氣化爐。下面分別介紹這三類方法。②覬洛格法此法為加壓熔浴氣化法。此法目前尚處于研究階段，實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒ΓP(guān)鍵在于氣化爐。此法效率高，有害物質(zhì)少，氣化反應(yīng)在常壓下進(jìn)行。因此，該工藝有可能放大到工業(yè)化生產(chǎn)。但是如果采用這些方法，不但其主體設(shè)備及相關(guān)必要設(shè)備的投資將大大增加，而且能耗也將大大增大，這與我國氨需求量大而技術(shù)又相對(duì)落后且資金短缺這一基本國情是不相符的。第2章 常壓固定床間歇?dú)饣ò胨簹馐且运魵鉃橹骷尤脒m量的空氣為氣化劑與赤熱的炭反應(yīng)，所生成的煤氣稱為半水煤氣，它是合成氨的原料氣，其成分中CO+H2一般在68%左右。固體燃料的氣化過程實(shí)際上主要是碳與氧的反應(yīng)和碳與蒸汽的反應(yīng)，這兩個(gè)反應(yīng)稱為固體燃料的氣化反應(yīng)。由于半水煤氣是生產(chǎn)合成氨的原料氣，因此，要求入爐蒸汽與空氣（習(xí)慣上稱為氮空氣）比例恰當(dāng)以滿足半水煤氣中（CO＋H2）：N2=3要求，但是在實(shí)際生產(chǎn)中要求半水煤氣（CO＋H2）：