合成氨的生产工艺

1、 合成氨的生产工艺设计 合成氨的生产工艺设计 一 生产原理概述氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H2和CO等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。二 半水煤气制气原理固体燃料的气化过程实际上主要是碳与氧的反应和碳与蒸汽的反应，这两个反应称为固体燃料的气化反应。表1 以空气为气化剂主要反应方程序号反应方程式1CO2（3.76N

2、2）=CO2（+3.76N2）2CO=2（3.76N2）=2CO（+3.76N2）3CCO2（3.76N2）=2CO（+3.76N=2）42C3.76N2O23.76N2=CO27.52N2表2 以水蒸汽为气化剂主要反应方程式序号反应方程式1CH2O（汽）=COH22C2H2O（汽）=CO22H23CO2H2O（汽）=CO2H242H2O2=2H2O（汽）5CH2=CH46CO3H2=CH4H2O7CO24H2=CH42H2O（汽）在气化炉燃烧层中，炭与空气几水蒸汽的混合物相互作用时的产物称为半水煤气，其化学反应按下列方程式进行：2CO23.76N2=2CO23.76N2CH2O（汽）=COH

3、2这种煤气的组成由上列两反应的热平衡条件决定。由于半水煤气是生产合成氨的原料气，因此，要求入炉蒸汽与空气（习惯上称为氮空气）比例恰当以满足半水煤气中（COH2）：N2=3要求，但是在实际生产中要求半水煤气（COH2）：N23.2。三 流程图 造气 -> 半水煤气脱硫 -> 压缩机1，2工段 -> 变换 -> 变换气脱硫 ->压缩机3段 -> 脱硫 ->压缩机4，5工段 -> 铜洗 -> 压缩机6段 -> 氨合成 -> 产品NH3 四 工艺计算及工艺条件4.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算方法：实际数据计算法实际计算法是

4、以实测煤气组成为依据的计算法，采用此法计算时，首先将气化煤进行试烧，以得到准确的煤气组成分析数据。已知条件的确定: 表5 入炉煤组成，重量%CHONSAW合计78.131.320.430.770.5113.245.6100燃烧热值 28476kJ/ 1. 吹风气组成，体积%表6 吹风气组成， 体积%CO2O2COH2CH4N2合计H2S16.550.356.563.340.7672.451000.85g/Nm32. 半水煤气真正组成，体积%表7 半水煤气组成， 体积%CO2O2COH2CH4N2合计H2S7.50.2032.10440.5416.661001.45g/Nm33.各物料进出炉的温

5、度空气25;相对湿度80%，空气含水汽量0.0213kg（水汽）/kg（干汽）；吹风气，上行煤气流600；下吹煤气200；灰渣200；上行蒸汽120；饱和蒸汽的焓2730kJ/kg；下吹蒸汽550；过热蒸汽的焓3595kJ/kg；4生产循环时间%，时间（S）表8 生产循环时间吹风上吹下吹二次上吹吹净合计2626368410046.8s46.8s64.8s14.4s7.2s180s5.计算基准：100kg入炉燃料6.带出物数量及其组分带出物数量：2kg绝对干料带出物组分及各组分重量表9 带出物数量及其组分元素组成，重量%各组分重量，kgC82.5.2×0.8250=1.65H1.662

6、×0.0166=0.03O0.472×0.0047=0.01N0.802×0.008=0.02S0.572×0.0057=0.01灰分14.002×0.14=0.28合计1002带出物热值30030kJ/ 摘自 钟蕴英、关梦嫔、崔开仁、王惠中编 .煤化学.7.燃料气化后转入煤气中的元素量，kgC 78.13（1.652.20）=74.28H 1.32（5.6×2）/180.03=1.91O 0.43（5.6×16）/180.01=5.40N 0.770.02=0.75S 0.51（0.010.05）=0.45合计：82.84

7、.2 物料及热量衡算 吹风阶段的计算： （物料衡算）1. 每Nm3吹风气中含有的元素量，kgC 12×（0.16550.06560.0076）/22.4=0.128 H 2×（0.03340.0076×2）/22.40.00085×2/34=0.00438O 32×（0.00350.16550.0656×0.5）/22.4=0.288N 28/22.4×0.7245=0.906S 0.00085×32/34=0.00082. 由碳平衡计算吹风气量：74.28/0.128=580Nm33. 由氮平衡计算空气用量：58

8、0×0.906（0.770.02）/（0.79×28/22.4）=530m3 空气带入水汽量 ： 530×1.293×0.0213=14.6（1.293为空气密度）4. 氢平衡（以千克计）进项：a。燃料带入氢量： 1.91b空气中水蒸汽带入氢量：14.6×2/18=1.62合计： 3.53出项：a.吹风气中含氢量：580×0.00438=2.54b.吹风气中水汽含量：3.532.54=0.99合计：3.535氧平衡（以kg计）进项：a.燃料带入氧量； 空气中氧量： 5.40b.空气中含氧量： 530×0.21×32

9、/22.4=159c.空气中水汽含氧量： 14.6×16/18=12.98d.合计： 177.38出项：a.吹风气中氧量：580×0.288=167.04b.吹风气中水汽含氧量：8.91×16/18=7.92c.合计：174.96误差：（177.38174.96）/177.38×100%=1.36%6硫平衡（以kg计）进项：燃料带入硫量：0.45出项：吹风气中含硫量：580×0.0008=0.46误差：（0.450.46）/0.45×100%=2.2% 4.3制气阶段的计算（以100kg入炉燃料为基准） 1.每Nm3半水煤气中含有的元

10、素量，kgC=12/22.4×（0.0750.3210.0054）=0.215H=2/22.4×（0.432×0.005）2/34×0.00145=0.0390O=32/22.4×（0.0020.0750.321×0.5）=0.340N=28/22.4×0.1666=0.2083S=32/34×0.00145=0.001362.由碳平衡计算半水煤气产量：74.28/0.215=344N m33.由氮平衡计算氮空气用量：（344×0.20830.75）/（0.79×28/22.4）=72N m3氮

11、空气中含水汽量：72×1.293×0.0213=1.9824.氢平衡已知和假设数据上行半水煤气产量为XNm3上行半水煤气中含水蒸汽量为0.25kg/N m3上、下吹蒸汽用量相等各为Wkg下行半水煤气产量为（344X）Nm3下行半水煤气中含水蒸汽量为0.42kg/ Nm3为方便计算，假设上、下吹气体成分相同，上、下吹氮空气作为均匀加入计。上行制气阶段氢平衡（以kg计）进项：（a）燃料带入氢量：1.91×X/344=0.00555水蒸汽带入氢量：W×2/18=W/9（b）氮空气中水蒸汽含氢量：1.982×2/18×X/344=0.0006

12、4X合计： W/90.0062X出项：（1）半水煤气中氢量：0.0390X（2） 半水煤气中水汽含氢量：（0.25×2/18）X=0.0278X合计：0.067X平衡：W/90.0062X=0.067X W=0.556X-（1）下行制气阶段氢平衡（以kg计）进项：（1）燃料带入氢量 1.910.00555X（2）蒸汽带入氢量 W×2/18=W/9（3）氮空气中水汽含氢量：1.982×2/180.00064X=0.220.00064X合计：W/92.13-0.0062X出项：a半水煤气中氢量（344X）×0.0390=13.420.0390Xb.半水煤气中

13、水汽含氢量（0.42×2/18）×（344X）=16.050.047X合计：29.470.086X平衡：W/92.130.0062X=29.470.086X W=2460.78X-（2）解方程（1）和（2）得： X=184 W=102.4由此得：上行半水煤气产量：184N m3上行半水煤气产量占总产量的百分数：184/344×100%=53.4%下行半水煤气产量：344184=160下行半水煤气产量占总产量的百分数：160/344×100%=46.6%上行半水煤气中水蒸汽量0.25×184=46kg下行半水煤气中水蒸汽汽量：0.42×

14、160=67.24667.2=113.2 蒸汽总耗量：102.4×2=204.8kg 上吹蒸汽分解率： （102.446）/102.4×100%=55.08% 下吹蒸汽分解率： （102.467.2）/102.4×100%=34.38%平均蒸汽分解率： 204.8（4667.2）/204.8×100%=44.73%5.氧平衡（以kg计）进项：（1）燃料中带入氧量：5.40（2）蒸汽带入氧量：204.8×16/18=182.04（3）氮空气中氧含量：72×0.21×32/22.4=21.6（4）氮空气中水汽含氧量：1.982&

15、#215;16/18=1.76合计：210.80出项：（1）半水煤气中氧量：344×0.34=118.96（2）半水煤气中水汽含氧量：（67.246）×16/18=100.62合计 211.42误差：（211.42210.80）/210.80×100%=0.29%6硫平衡（以kg计）进项：燃料带入硫量：0.45合计0.45出项： 半水煤气中含硫量：344×0.00136=0.47 1. 进项（以kJ计）：(1) 燃料热值：100×28476=2847600(2) 燃料显热：100×25×1.05=2625(3)蒸汽的焓：10

16、2.4×2730102.4×3595=647680（2730 、 3595分别为上行蒸汽和下行蒸汽的焓）摘自梅安华主编.小合成氨厂工艺技术与设计手册.（上册）(4)干氮空气显热：72×25×1.30=2344（1.30为空气的比热）(5)氮空气中水汽的焓：1.982×2564=5081 （2564为水蒸汽的焓）合计：35053302.出项：（1）半水煤气热值：344×9795.77=33697461标准m3半水煤气热值为：12810×0.4312684×0.32139984×0.0054=9795.77（

17、2）干半水煤气的显热：184×1.223×600160×1.346×200=178091上行半水煤气比热：0.075×2.060.002×1.420.321×1.360.43×1.310.0054×2.260.1666×1.35=1.223kJ/ m3下行半水煤气比热：0.075×1.810.002×1.340.321×1.310.43×1.300.0054×1.760.1666×1.31=1.346kJ/ m3（1）半水煤气中水汽的焓

18、：46×369667.2×2890=364224 （3696、2890分别为600 和200 蒸汽的焓）摘自.煤化工工艺学 郭树才编 （2）带出物热值：30030×2=60060（3）带出物显热：600×1.05×2=1260 （1.05为带出物的比热）（4）灰渣中可燃物热值：34020×2.2010500×0.05=75369 （34020、10500分别为碳和硫的热值）摘自.煤化工工艺学 郭树才编 （5）灰渣显热：15.2×0.97×200=28488 （0.97为灰渣的比热）（6）热损失（取燃料发热

19、值的8%）2847600×0.08=227808 合计：43050443.需从煤层中吸取的热量（kJ） 43050443505330=7997144.制气效率：3505330/（2847600799714647680）×100%=81.6%5.热量平衡表表11热量平衡表（kJ）进项出项燃料热值 2847600半水煤气热值 3369746燃料显热 2625干半水煤气显热 179159蒸汽的焓 647680半水煤气中水汽的焓 364224干氮空气显热 2344带出物热值 60060氮空气中水汽的焓 5081带出物显热 1260从煤层中吸取热量799714灰渣中可燃物热值 753

20、69灰渣显热 28488热损失 227808合计 4305044合计 43050444.4 总过程计算 设100kg燃料用于制半水煤气为Xkg根据热量平衡得：799714X=（100X）×132974 X=62.4每100kg燃料用于制半水煤气为62.4%，用于制吹风气未37.6% 吹风气产量：580×0.376=218N m3半水煤气产量：344×0.624=214.6N m3氮空气消耗量：72×0.624=44.9蒸汽消耗量：204.8×0.624=127.8吹风时空气消耗量：530×0.376=199总过程效率：（214.6&#

21、215;9795.77）/（2847600647680×0.624）×100%=64.6% 1.碳平衡进项：燃料中碳含量：74028合计：74.28出项：（1）半水煤气中碳含量：214.6×0.215=46.14（2）吹风气中碳含量：218×0.128=27.90合计：74.04误差：（74.2874.04）/74.28×100%=0.32%2.氢平衡 进项：（1）燃料中氢含量：1.91（2）空气中水汽含氢量：199×1.293×0.0213×2/18=0.61（3）氮空气中水汽含氢量：44.9×1.29

22、3×0.0213×2/18=0.14（4）蒸汽含氢量：127.8×2/18=14.2合计：16.86 出项：（1）半水煤气中氢含量：214.6×0.0390=8.37（2）半水煤气中水气含氢量：214.6×113.2/344×2/18=7.85（3）吹风气中含氢量：218×0.00438=0.95（4）吹风气中水汽含氢量：218×0.0154×2/18=0.37合计 ：17.54误差：（17.5416.86）16.86×100%=4%3 氧平衡 进项：（1）燃料中氧含量5.40（2）空气中氧含量

23、：199×0.21×32/22.4=59.7（3）蒸汽中含氧量：127.8×16/18=113.6（4）空气中水汽含氧量：199×0.21×32/22.4=4.87（5）氮空气中水汽含氧量：44.9×1.293×0.0213×16/18=1.10（6）氮空气中氧量：44.9×0.21×32/22.4=13.47合计： 198.14出项：（1）半水煤气中氧含量：214.6×0.340=72.96（2）半水煤气中水汽含氧量：214.6×113.2/344×16/18=6

24、2.77（3）吹风气中氧含量：218×0.288=62.78（4）吹风气中水汽含氧量：218×0.0154×16/18=2.98合计：201.49误差：（201.49-198.14）/198.14×100%=1.6%4 氮平衡 进项：（1）燃料中氮含量：0.75（2）空气中氮含量：199×0.79×28/22.4=196.51（3）氮空气中氮含量：44.9×0.79×28/22.4=44.34合计： 241.60出项：（1）半水煤气中氮含量：214.6×0.2083=44.70（2）吹风气中氮含量：218

25、×0.905=197.50合计：242.2误差：（242.2241.60）/242.2×100%=0.2%4.5 配气计算配气量计算： 半水煤气中（COH2）：N2取3.1：1吹风气中COH2=6.563.34=9.90N2=72.45半水煤气中COH2=32.143N2=16.66设每标准水煤气中配入吹风气量为XNm39.90X75.1=3.1×（16.6672.5X）X=0.1092100千克燃料制气时半水煤气产量为214.6Nm3需配入吹风气量为：214.6×0.1092=23.43100千克燃料实际可制得半水煤气量为：214.623.43=238

26、实际半水煤气组成体积%： CO2=(0.0750.1655×0.1092)/(10.1092)×100%=8.38%O2 =(0.0020.0035×0.1092)/(10.1092)×100%=0.21%CO=(0.3210.0656×0.1092)/(10.1092)×100%=29.58%H2=(0.430.0334×0.1092)/(10.1092)×100%=39.10%CH4=(0.00540.0076×0.1092)/(10.1092)×100%=0.56%N2=(0.16660.

27、7245×0.1092)/(10.1092)=22.15%4.6 消耗定额（按每t氨计算）每吨氨耗半水煤气3300Nm3（1） 燃料：3300/238×100=1387kg折合含碳85%的燃料为：1275kg（2）蒸汽：3300/238×127.8=1772kg4.7 吹净时间核算配入半水煤气中的吃风气量：23.43Nm3配入半水煤气中的吹风气量占总吹风气量的百分数：23.43/218×100%=10.74%吹净时的风量为吹风时的70%，吹净气量占吹风气总量的百分数：（4×0.7）/（26+4×0.7）×100%=10.27

28、%二者接近，所以每循环吹净时所回收的气量即为配入半水煤气中的吃风气量，吹净百分比合用，所以已定循环时间百分比基本适用。Nm3。表12 已知数据循环时间及百分比程序吹风上吹下吹二次上吹吹净合计%26263684100秒46.846.864.814.47.2180根据物料、热量衡算，每100kg无烟煤的生产指标：生产量：加氮水煤气：214.6m3半水煤气：238 Nm3吹风气：19923.43=175.5消耗量：吹风空气（包括吹净）：199N m3 蒸汽量127.8 Nm3 每个循环平均产半水煤气量：7500×3/60=325N m3 吹风空气流量（吹净时风量为吹风时风量的70%）：32

29、5/238×199×3600/（46.87.2×0.7）=18871.09 Nm3/ h 加氮空气流量：325/238×44.9×3600/46.8=4716.39N m3/h蒸汽流量： 上吹蒸汽流量（包括二次上吹）：325/238×127.8×0.5×3600/（46.814.4）=5132.85N m3/h 下吹蒸汽流量：325/238×127.8×0.5×3600/64.8=4847.69N m3/h 吹风气流量：325/238×218×3600/46.8=2

30、2899.16N m3/h上行蒸汽流量：325/238×214.6×0.534×3600/（46.814.4）=9205.10 Nm3/h下行蒸汽流量：325/238×214.6×0.466×3600/64.8=7586.64N m3/h4.8 废热锅炉的热量衡算 1.计算目的：通过热量衡算求处产蒸汽量2.计算依据（已知条件）循环各阶段产气量无法计算，只能按其制气时间比例计算表13 半水煤气组名称CO2COH2CH4H2SN2O2组分8.3829.5839.100.560.0222.150.21吹风气量16.556.563.340.7

31、60.05672.450.35表14 自动机循环百分比阶段吹风上吹下吹二次上吹吹净百分比26263684（1）计算基准为10kg无烟块煤，基准温度为0（2）100kg无烟块煤可制半水煤气238Nm3（3）上吹蒸汽分解率为：55.07%（4）上吹及空气吹净产生的气量占半水煤气总量的百分比：Z=Z1/Z2Z上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分比，%Z1上吹，二次上吹，吹净百分比之和，%Z2上吹，下吹，二次上吹，吹净百分比之和，%Z=38/74×100%=51.4%（5）上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比：Z=Z1/Z2Z上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比：Z1上吹加二次上

32、吹百分比，%Z2上吹，下吹，二次上吹百分比之和，%Z=34/70×100%=48.6%（6）进废锅的煤气温度：600，出废锅的煤气温度为200（7）半水煤气千克分子数：238/22.4=10.63kmol（8）100kg煤气化时需要蒸汽量：127.8m3化为质量127.8/22.4×18=103kg（9）水的分子量：18（10）水蒸汽在0时的热焓：2499.34kJ（11）100kg煤气化时需消耗空气：199Nm3或许199/22.4=8.88kmol （12）废锅进水温度：102，产生蒸汽压力为1.180MPa，温度为115，蒸汽焓为2415kJ/kg（13）设锅炉的用水

33、量为X千克，产蒸汽量为Ykg，软水进口总固体150ppm，排污水2000ppm（14）煤气与未分解蒸汽混合比热：0.0838×43.8400.2958×29.730.3910×29.1060.2215×29.560.0002×37.8670.0021×30.9200.0056×46.380.486×35.036=47.75kJ（15）100kg煤气化时所得吹风气产量为218Nm3 1.进热：（1）上吹及空气吹净产生的气体显热计算：组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（） 比热（kJ） 物理热（kJ）CO2 10.

34、63 × 0.0838 × 600 × 53.596 = 28645.8H2 10.63 × 0.3910 × 600 × 29.824 = 74375CO 10.63 × 0.2958 × 600 × 32.9246 = 62114.8CH4 10.63 × 0.0056 × 600 × 73.930 = 2640.5H2S 10.63 × 0.0002 × 600 × 47.145 = 60.1N2 10.63 × 0.2215 &

35、#215; 600 × 32.336 = 45681.9O2 10.63 × 0.0021 × 600 × 34.805 = 466.2总计：213984.3已知上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分数为：51.4%所以上吹及空气吹净产生的气体显热为：213984.3×0.514=109987.9（2）上吹未分解蒸汽的显热计算显热Q=W/18×（1）×G×T（kJ）Q上吹未分解蒸汽显热，W蒸汽用量，kg蒸汽分解率，%G半水煤气千克分子数T进废热锅炉煤气的温度，Q=4.2×103/18×（1

36、-55.08%）×10.63×600=68855.4（3）上吹未分解蒸汽潜热计算潜热Q=W×（1）×iQ-上吹未分解蒸汽潜热。kJ W-蒸汽用量，kg 蒸汽分解率，% i-水蒸气在此0时热焓，kJ/kg Q=103×（155.08%）×2499.3=115636.6（4）上吹未分解蒸汽的显热和潜热（kJ）：115636.668855.4=184492已知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比为48.6%所以为分解蒸汽的显热和潜热为（kJ）：184492×0.486=89663.1（5）吹风气的显热：组分 千克分子量 组分含量

37、（%） 温度（） 比热（kJ） 物理热（kJ）CO 8.88 × 0.0656 × 600 × 32.923 = 11507.1H2 8.88 × 0.0334 × 600 × 29.824 = 5307.3CO2 8.88 × 0.1655 × 600 × 53.596 = 47260.1H2S 8.88 × 0.00056 × 600 × 47.145 = 140.7N2 8.88 × 0.7245 × 600 × 32.336 = 1248

38、21.4O2 8.88 × 0.0035 × 600 × 34.805 = 649CH4 8.88 × 0.0076 × 600 × 73.930 = 2993.6总计：192679.22. 出热（1）上吹及空气吹净气体经废热锅炉后的显热：组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（） 比热（kJ） 物理热（kJ）CO 10.63 × 0.2958 × 200 × 29.723 =18691.9H2 10.63 × 0.3910 × 200 × 29.106 =24194.8CO

39、2 10.63 × 0.0838 × 200 × 43.840 =7810.5H2S 10.63 × 0.0002 × 200 × 37.867 =16.1N2 10.63 × 0.2215 × 200 × 29.555 =13917.7O2 10.63 × 0.0021 × 200 × 30.920 =138CH4 10.63 × 0.0056 × 200 × 46.380 =552.2总计：65321.2（2）上吹未分解蒸汽经废热锅炉后显热及

40、潜热，按进热公式计算如下：（3）显热=103/18（155.08%）×200×45.27=23272.6潜热=103×（155.08%）×2499.3=115636.6显热潜热=（23272.6115636.6）×0.486=67509.9（4）吹风气经锅炉后显热：组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（） 比热（kJ） 物理热（kJ）CO 8.88 × 0.0656 × 200 × 29.723 =3462.9H2 8.88 × 0.0334 × 200 × 29.106 =1726

41、.5CO2 8.88 × 0.1655 × 200 × 43.840 =12885.8H2S 8.88 × 0.00056 × 200 × 37.867 =37.7N2 8.88 × 0.7245 × 200 × 29.555 =38028.8O2 8.88 × 0.0035 × 200 × 30.920 =192.2CH4 8.88 × 0.0076 × 200 × 46.38 =626总计：56959.9（5）蒸汽带出热量为2415YkJ (

42、6) 排污水热焓为：420.5（XY）（420.5为污水在100时的焓）(7) 热损失（按入炉的3%计算）：（392330.2431.82X）×3%=11769.912.95X总计：201560.9433.45X1994.5Y 热量平衡392330.2431.82X=201560.9433.45X1994.5Y-（1）总固体平衡：150X=2000（XY）-（2）解方程得：X=103kg Y=96kg所以每100千克燃料产蒸汽量为96kg，耗软水量为103kg。排污水10396=7kg表15 废热锅炉热量平衡表项目进热出热kJ%kJ%上吹及空气吹净气体显热109987.925.18上

43、吹未分解蒸汽潜热及显热89663.120.53吹风气显热192679.244.11锅炉进水热量44477.510.18上吹及空气吹净气体经锅炉显热65321.214.92上吹未分解蒸汽经锅炉后的显热及潜热67509.915.42吹风气经锅炉后显热56959.913.01蒸汽带出热量23184052.97排污水热焓2943.50.67热损失13103.753.01总计436807.66100437678.251004.9 夹套锅炉的物料及热量衡算（1）夹套回收热为煤气热损失的50%。（2）软水进口温度为40，总固体150ppm（3）排污水总固体2000ppm（4）锅炉产汽压力：0.5kg f/c

44、m2饱和蒸汽 产气量及消耗水量可由热平衡计算设进口水量为Xkg，产汽量为Ykg（1） 热平衡进项：回收废热量：227808×0.5=113904kJ软水焓：168X kJ合计：113904168X出项：蒸汽焓：2701.86Y（0.5kg f/cm2（表），温度为110.1，水蒸汽焓为2701.86kJ/kg）排污水焓：462.42（XY）合计：462.42X2239.44Y平衡：113904168X=462.42X2239.44Y-（1）（2）总固体平衡：150X=2000（XY）-（2）（3）解方程得：X=54.9 kg Y=50.8 kg所以每100kg燃料产水蒸汽50.8kg

45、排污水：54.950.8=4.1kg消耗软水：54.9kg五 设备及原理5.1 煤气炉指标计算3000U。G。I煤气发生炉每台每小时产水煤气7500Nm3。已知条件：1循环周期及各阶段时间分配表16循环周期及各阶段时间分配程序吹风上吹下吹二次上吹吹净合计%26263684100秒46.846.864.814.47.21802. 根据计算所得：生产量（Nm3）：吹风气产量：218半水煤气产量：238加氮水煤气：214.6消耗量：空气消耗：199蒸汽量：127.83. 每个循环平均产气量：7500×3/60=375Nm3（1）吹风空气流量（吹净时风量为吹风量的70%左右）375/238&

46、#215;199×3600/（46.87.2×0.7）=21774.3m3（干）/h（2）水蒸汽流量：上吹（包括二次上吹）：375/238×127.8×3600×0.5/（46.814.4）=5922kg/h下吹：375/238×127.8×0.5×3600/64.8=5593（2）吹风起流量375/238×218×3600/（46.87.2×0.7）=23853（3）上行煤气流量375/238×214.6×0.534×3600/（46.814.4）106

47、21.2Nm3/h（4）下行煤气流量375/238×214.6×0.466×3600/64.8=8753.8Nm3/h关于上面计算有以下几点说明：1.以上流量未考虑滤、漏损失。2.煤气产量在加煤后各循环中并不相同，以上指标是平均值。5.2 煤气台数的确定台数的确定（1）炉堂面积F=2/4=/4×32=7.07m2（2）生产强度7500/7.07=1061Nm3/台.M2.h（3）台数的确定煤气炉在生产中加入煤和除灰要停车，一天的生产时间没有24小时，实际生产时间取22小时，另外，由于气化炉不能长期达到最大产气量，取富裕系数为0.95，则：（42968.7

48、5×24）/（7500×0.95×22）=6.58取7根据需要，备用2台所以本设计共有煤气发生炉9台。5.3 空气鼓风机的选型及台数确定采用无烟煤为原料，煤气炉吹风气压在19.62千帕左右，根据实际情况，选用鼓风机吹风出口压力稍大于19.62千帕，故选用D70014型鼓风机，风量42000m3/h，出口风压22.56千帕。1. 干空气用量（吹风空气）25空气 相对湿度80% 21774.3Nm3(干)/h 大气压力 760mmHg2. 二次空气用量根据实践二次风量可取一次风量的15%左右21774.3×15%=3266.13. 空气含水蒸汽量25空气 相

49、对湿度80% 湿含量H=0.0213kg/kg（干空气）（21774.33266.1）×1.293×0.0213=689.6kg/h689.6/18×22.4=858.17kg/h4.湿空气用量（21774.33266.1）858.17=25898.6Nm3/h实际情况下空气用量25898.6×（27325）/273×760/760=28270Nm3/h空气损失取18%（泄漏）V=28270/（118%）=34475.6Nm3/h5.鼓风机的台数7×34475.6/42000=5.74取6台六 车间布置简述车间布置是本设计工作中很重要的一环，车间布置的好坏直接关系到车间建成后是否符合工艺要求，能否是良好的操作条件，使生产正常、安全的进行，设备的维护、检修的方便可行，以及对建设投资、经济效益等都有着极大的影响。本设计是年产10万吨合成氨厂造气工段的车间布置（见附图）。生产流程采用常压固定床间歇制气法，主要设备有煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、洗气箱、烟囱、洗涤塔、水泵、空气鼓风机。因 为生产过程中以煤为原料，生产过程大部分装置都会放出大量的热，并且易产生有毒气体。根据建筑设计防火、防毒规范，该装置属于甲类生产，所