年产10万吨合成氨造气工段设计

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绪论...............................................................................1.1煤化发展史.................................................................51.2煤化技术发展趋势...........................................................5生产方法的选择及论证...............................................................2.1生方法的介绍...............................................................2.1.1固定气化法...........................................................62.1.2流化气化.............................................................62.1.3气流气化.............................................................72.1.4熔浴气化.............................................................72.2生方案的选择及论证.........................................................7常压固定床间歇气化法...............................................................3.1半煤气定义.................................................................83.2固床气化法的特点...........................................................83.3生半水煤气对原料的选择.....................................................83.4半煤气制气原理.............................................................93.5发炉内燃料分布情况........................................................103.6各要设备的作用............................................................103.6.1煤气生炉............................................................103.6.2燃烧................................................................113.6.3废热炉..............................................................123.6.4洗气................................................................123.6.5洗涤.................................................................123.6.6烟囱..................................................................123.6.7自动................................................................123.7间式制半水煤气的工艺条件..................................................123.8生流程的选择及论证........................................................133.9间式气化的工作循环........................................................143.10间歇制半水煤气工艺流程...................................................15工艺计算..........................................................................164.1煤发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算......................................164.2物及热量衡算..............................................................174.3制气阶段的计算...............................................................204.3.1物料算..............................................................204.3.2热量算..............................................................224.4总程计算..................................................................244.5配计算....................................................................264.6消定额....................................................................274.7吹时间核算................................................................274.8废锅炉的热量衡算..........................................................284.9夹锅炉的物料及热量衡算....................................................32设备计算..........................................................................335.1煤炉指标计算..............................................................335.2煤台数的确定..............................................................34

5.3空鼓风机的选型及台数确定..................................................346各设备的选型及工艺指标356.1Φ3米U.G.I型气发生炉的工艺指标..........................................356.2燃室的工艺指标............................................................356.3洗箱工艺指标..............................................................366.4索尔维式废热锅炉工艺指标....................................................366.5填料式洗涤塔工艺指标.........................................................376.6煤发生炉自动加煤机工艺指标................................................376.710000m螺式气柜的工艺指标................................................386.8集器......................................................................7车间布置简述......................................................................398安全技术与节能....................................................................398.1安技术....................................................................398.2节........................................................................9.1人工资....................................................................419.2总资计算..................................................................419.3成计算....................................................................43参考文献............................................................................44致谢...............................................................错!未定书。

年产万吨合氨气工段艺计化学工程与工艺

指导老师：摘要

本设计时年产能力为吨合成氨造气工段（合成氨所需原料---半水煤气）的初步工艺设计。本设计采用常压固定床间歇制气法。根据株化集团合成氨厂现场实习及有关文献资料，完成物料、热量的计算。此设计配有设计说明书一份，图纸三张。说明书内容：1.造气的发展及发展趋势造气工段的生产原理，流程选择及生产方法的论证与选择3.料衡算、热量衡算；要设备的计算及选型安全技术及节能；技术经济三张图纸：1.控制点的物料流程图2.设平面布置图；3.生炉工艺装配图

关键词

合成；氨；半水煤气；工艺；设计DesignCoalGasManufacturingAmmoniaandtechniquesChaoLiuAbstractThisdesignadesigntheofammonia100000T/cessofproducingsemi-watergas.Thethecalculationofmaterialquantityinstructionandfourofdiagrambeeninstructionincludes:1.ductionofproducinggas、demonstrating,factoryplan.calculationofmaterialandcalculationofcalculationaboutequipments.Safetysavingenergy.Economicestimate.Fourseriousofdiagramincludes:processflowwithcontrolledpoint.factoryplanfactoryspareequipmentinstallingKey

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、technology

222222前

言本设计说明书是年产10万合成氨厂造气工段的初步设计。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的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H和等分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘HS有机硫化物、、CO等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至以，借助催化剂合成氨。我国能源结构中，煤炭资源占很大比重。煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广的应用煤化提供洁净的可以管道输送的气体燃料前城镇及大中型企业要求实现煤气化的切性越来越大至今以合成气为原的合成含氮氧化物烃类及燃料的C化技术已经获得相当成功，并且这方面的开发活动至今仍方兴未衰。目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置煤气化在各方面的应用都依赖于煤气化技术的发展主因为煤气化环节往往在总投资及生产成本中占相当大的比重。我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。合成产60%上是以煤为原料，全国现有多大中小型以煤为原料的合成氨厂。随着油价的不断上涨，今后将停止以油为原料的新设建设，并要求进行以煤代油的技术改造。本说明书是在工艺和设备计算的基础上加以工艺论证及选择而编制的。主要内容包括：绪论、计任务及要求、生产方案，生产流程的选择及论证、制气生产原理、工艺指标、设备计算及选、设备投资及成本估算。此外，随书附有煤气发生炉装配图、造气工段带控制点工艺流程图、造气段平面及立面布置图。

1绪论1.1煤化展史煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（称气化介质高条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤气化包括煤的热解、气化和燃烧部。煤炭气化时所得的燃气体称气化煤气。气化煤气可用于城市煤气、工业燃气和化工原料气及联合循环发电等。煤炭气化至今已有多的历史世纪年代第一台阶梯式炉篦的西门子煤气化发生炉正式诞生20世20年研制成功沸床气化炉年克勒气化炉年代出现了加压气化技术，50年出现了气流夹带床粉煤气化技术50年后期，由于石油天然气工业的兴起，煤制气技术的开发研究工作受到冲击70年初世界范围内发生“油危”一些工业发达国家又重新重视煤炭转化技术，各种新型的气化方法和气化炉型应运而生。其种类繁多，方式各异。现今，煤气化所制得煤气，主要用于如下几方面生产燃料煤气）生产合成气）生产还原气或氢）联合循环发电。1.2煤化术发展趋势当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力：（2使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度：（3提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺；（4扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化；（5开发利用无污染的气化方法，许多开发的气化方法，都考虑了在工艺过程中消除或减少有害物质的产生。总之，由于各国自然资源和社会条件的不同，具体的能源政策也各不相同，但可以预料在世纪煤炭仍将成为世界的主要能源之一对于我国来说着国民经济的不断发展及人民生活水平的不断提高，应积极进行煤气化的研究，掌握和运用国内外的先进煤气化及其应用技术，对加快我实现四个现代化有着重要的意义。

2生产方法的选择及论证2.1生方的介绍：煤气化犯法按不同的分类有多种，分叙如下：按制取气的热值分类为1）取低热值煤气方法，煤气热值于8347kJ/m3

）取中热值煤气方法，煤气热值16747~334948347kJ/m3

）制取热值煤气方法，煤气热值高于

。按热方式分类，气化过程的供热方式有（1）分气化方法）间接供热）平行进行的反应器直接供热热载体供热。按反应的形式分类，气化方法有1）移动床（固定床化床）流床）融床。本设计按反应器的分类方法来分别简要介绍各种方法。2.1.1固床气化法

煤的固定床气化是以块煤为原料。煤由气化炉顶部间歇加入，气化剂由炉底送入，气化剂与煤逆流接触，气化过程进行得很完全，灰渣中残碳少，产物气体的显热中的当部分供给煤气化前的干燥和干馏，煤气出口温度低，而且灰渣的显热又预热了入炉的气化剂，因气化剂效率高。这是一种理想的完全气化方式。（1固定床常压气化此方法比较简单，但对煤的类型有一定要求，即要求用块煤，低灰熔点的煤难以使用常压方法空气或空气水蒸汽作为气化剂，制得低热值煤气。（2固定床加压气化固定床加压气化最成熟的炉型是鲁奇炉。它和常压移动床一样，也是自热式逆流反应床。所不的是采用氧-水蒸汽或空气-水蒸汽为气化剂2.0-3.0Mpa和900~1100℃的湿度条件下续气化方法。2.1.2流床气化

流化床气化又称沸腾床气化，它是以小颗粒煤为原料，将气化剂（蒸汽和富氧或氧气）送入炉内，是煤颗粒的炉内呈沸腾状态进行气化反应。它是一种介于逆流操作和顺操作这两种情况之间的操作。（1温克勒法温克勒法是最早开发的流化方法，在常压下，把煤粒度为0-8mm的煤、弱粘结性烟煤或焦碳经给煤机加入到气化炉内。在炉底部通入空气或氧气作介质，没与经过预热的气化剂发生反应。（2高温温克勒法将含水分85~12%的褐煤输入到充压0.98Mpa的闭料锁系统后，经给煤机加入气化炉内。白云石、石灰石或石灰经给料机输入炉内。没与白云石类添加物在炉内与经过预热的气化剂（氧/汽或空气/蒸汽）发生气化反应。粗煤气由气化炉上方逸出进入第一旋风分离器，在分离出的较粗颗粒、灰粒循环返回气化炉。粗煤气再进入第二旋风分离器，在此分离出的细颗粒通过密闭的锁系统将灰渣排出，除去煤尘。煤气经废热锅炉生产水蒸气以回收余热，然后经水洗塔进一步冷却除

242242a2a2（3灰团聚气化法它是在流化床中导入氧化性高速气流煤在软化而未熔融的状态下在锥形床层中相互熔聚而粘结成含碳量低的球状灰渣，有选择性地排出炉内。它与固态排渣相比，降低了灰渣的碳损失（4加氢气化法所谓的流化床气化就是煤气化过程中汽化剂（蒸汽和氧）将煤或煤浆带入气化炉进行气的方2.1.3气床气化所谓加氢气化就是在煤气化过程中直接用氢或富含H的气体作为气化剂成富含的煤气化方法，其总反应程式可表示为：煤H→CH＋（1—T法此法是最早工业化的气流床气化方法，它采用干法进料技术，因在常压下操作，存在问题较多它是1948德国海因里希柯柏斯和托切克博士提出的一种气流床气化粉煤的方法。（2德士平古法它是一种湿法（水煤浆）进料的加压气化工艺。气化炉是由美国德平古石油公司所属德平古开公司开发的气流床气化炉。2.1.4熔床气化年熔浴床气气化方法开始得到开发。熔浴床有熔渣床、熔盐床和熔铁床。下面分别介绍这床的某些制气方法。（1罗米方法此法为常压粉煤熔渣浴气法，此法有单简式和双简式两种炉型。此方法的特点是用各种固体或液体燃料）体温度高）体强度高。（2觊洛格法此法为加熔浴气化法它在熔融的NCO盐浴内进行熔的NCO对煤与蒸汽的反应具有强烈的催化作用，在较低温度下就可获得很快的反应速度。此法目前尚处于开发研究阶段实验能否成功，关键在于气化炉。（3）熔铁床气化法ATGAS法的实质是把煤粉与石灰石、蒸汽氧（或空气）一起吹到熔铁内，使煤的挥发份逸出，残留的碳溶解在熔铁中被气化。此法效率高，有害物质少，气化反应在常压下进行。煤种适用范围，且气化炉结构简单。因此，此工艺被认为有可能放大到工业化生产。2.2生方的选择及论证与固定床气化相比其它气化方法的优点是气化能力大气化用煤广生灵活性强，开停车容易碳化率高）境污染小。但是果采用这些方法不但其主体设备及相关必要设备的投资就将大大增加而且能耗也将大大增大我国氨需求量大而技术又相对落后而且资金短缺这一基本国情是不相符的所以虽然固定床其工艺较其它气化工艺有其不足之处且工艺为落后但气化工艺较之其它工更成熟根据我国基本国庆及当地情况本设计采用常压固定床歇气化法。

2223常压固定床间歇气化法3.1半煤定义半水煤气是以水蒸气为主加入适量的空气为气化剂与赤热的炭反应，所生成的煤气称为半水煤气，它是合成氨的原料气，其成分中CO+H一般在左右。用于合成的半水煤气要求氢氮比为：。3.2固床化法的特点固定床气化法其煤气发生炉的排渣和加料不是连续的是断的排渣和加料其密的煤层在气化过程中是静止不动的，随着气化反应的进行，以温度化分的各区域将逐渐上移，必须经过歇排渣和加炭后各区域才恢复到原来的位置。3.3生半煤气对原料的选择间歇法生产半水煤气对原料的要求：（1对水分的要求燃料中水分含量过高会影响煤发生炉的气化效率在气化过程中因水分蒸发吸热造成炉温下降使燃料消耗增加，炉子操作条件恶化，影响水煤气产量和质量。因此，要求入炉煤的水分含小于～。（2对挥发份的要求燃料中如果挥发份含量高则由甲烷和焦油的含水两增加而不仅会增加动力燃料消耗且降低炉子的制气能力影响氨的产量。因此，要求燃料中挥发份较低为宜。（3对灰份的要求煤中含灰分其主要成份为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁等无机物质。这些物质含量对灰份有决定性影响。灰份高的燃料，不仅增加运输费用，而且使气化条件变得复杂，所要求燃料中灰份较低为宜。（4对硫份的要求煤中的硫份在气化过程中转化为含硫气体仅对设备和系统管道有腐蚀作用而会使催化剂中毒。在合成氨生产系统中，根据流程特，对含硫量有一定的要求，并应在净化过程中将其除去。（5对化学活性的要求化学活性高的燃料，有利于气体物质和气化率的提高。至于对气化效率的影响，则因所选用的气发生炉炉型不同而有所差异。（6对机械强度的要求机械强度高以燃料在炉内或上料过程中受碰撞和挤压而发生碎裂械度低会使炉内阻力和气体带出物增加，气化能力下降，消耗增高。（7对热稳定性要求热稳定性是指燃料在受高温后粉碎的程度。热稳定性差的燃料，不仅增加炭阻力和气体带出物而且会堵塞炉膛和系统管道，增加动力消耗，影响制气产量。

2222222（8对粘结性的要求粘结性是煤在高温下干馏粘结的性能，粘结性较强的原料煤，气化过程中煤相互粘结后生成焦破坏燃料的透气性，妨碍气化剂的均匀分布，影响气体成分和制气产量。所以要求煤的粘结性低为宜。（9对燃料粒度的要求合成氨原料煤首先对煤种要求是无烟煤，其次对粒度则要求采用块煤和粉煤的成型，特别以的度最好。总之对间歇式生产水煤气要生产取得良好的气化指标采热稳定性好械度高、不粘结、粒度均匀、水分较少、灰分和挥发分不高，灰分熔点较高的原料，本设计采用无烟块。3.4半煤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个应称为固体燃料的气化反应。表以空气为气化主要反应方程序号123

反应方程式＋（3.76N）=CO（+3.76N）＋（3.76N）=2CO（+3.76N）＋（）=2CO（+3.76N=2）4

2C＋＋＋3.76N=CO＋7.52N

序号1234567

表以水蒸为气化剂主要反应方程式反应方程式＋HO汽）=COH＋2H（汽）=CO＋2HCO＋2H（汽）=CO＋H2H＋O=2HO汽）＋HCO＋＋H＋4H＋2H（汽）在气化炉燃烧层中炭空气几蒸汽的混合物相互作用时的产物称为半水煤气化反应按下列方程式进行2C＋O＋＋3.76NC＋O汽＋H

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（＋HN要，但是在实际生产中要求半水煤气＋H≧3.2。

3.5发炉燃料分布情况在煤气发生炉中固体燃料气化过程，燃料与气化呈相反方向和顺时针方向运动，当气化剂经过燃料层时，进行燃料的气化反应，同时伴随物理变化，燃料层大致可分为如图所示的5个层干燥层干馏层还原层氧化层灰渣层图料层分区示意图

（1）干层新入的燃料由于下层高温燃料和炉壁的辐射热以及下面的高温气流的导热，使燃料中的水分蒸发，形成干燥层，干燥层的厚度与加入燃料的量有关。（2）干层干燥层下面温度较高料中的水分蒸发至差不多后高条件下料发生分解出发分，燃料本身也逐渐碳化，干馏层厚度小于干燥层。（3还原层CO的还原反应。（4氧化层

气化剂从下面进入碳层氧化区中已含有各种气体成分，而在还原层里，主要进行在这里层中，从下面来的空气与弹反应，生成碳的氧化物，因为氧化速度较快，故其厚度比还原层薄如用水蒸汽作气化剂时该层中还进行碳与水蒸汽的氧化反应一般将还层和氧化层通称之为气化区。（5灰渣层氧化层下面就是灰渣层，没有学反应发生，起作用是能分布热空气和保护炉。必须指出，各层之间并没有严格的界限，即没有明显的分层，各层高度随燃料的种类性质和气条件不同而异。见表3.6各要备的作用3.6.1煤发生炉在间歇法工艺中，用于生产半水煤气的发生炉主要为UGI水气炉。我自行设计和制造了炉径为Φ1500，Φ，Φ，Φ。一列半水煤气炉，他们的结构与UGI半水煤气炉基本相同。水煤气发生炉的结构大致分为五个部分，起各部分的作用分叙如下：（1炉体炉壳由钢板焊制，上部衬有耐火砖和保温砖硅藻砖，使炉壳免受高温的损害。外面包有石棉制隔热保温衬铸刚护圈，内部衬有耐火砖和隔热层。（2夹套锅炉夹套锅炉传热面积约为。壁包有棉制品隔热保温层，防止热量损失，夹套锅炉的作用主要是降低氧化层温度，以防止熔渣粘壁并副产蒸汽，夹套锅炉两侧设有探火孔，用于测量火层，解火层分布和温度情况上部装有液位计，水位自动调节器和安全阀等附件。（3底盘底盘和炉壳通过大法兰连成一体用紫铜薄板包石棉布填料密封盘底部有气体中心管与吹风

和下吹管线呈倒Y连接中管下部装有通风阀和清理门底盘两侧有灰斗底盘没有溢流排污管和水封桶，可以排泄冷凝水和油污，并防止气体外透，起安全作用。（4机械除灰装置包括能够转动的灰盘和炉条及固定不动的会犁犁固定在出灰口上利用它与旋转灰盘之间的相对运动，以减弱机械磨损。（5传动装置机械除灰装置的旋转是由电机提供动力过速箱蜗杆轮来完成的动置附有注油器，以减弱机械磨损。表3发生炉内情况区域Ⅰ

灰渣层

区域名称用途及进行的过程分配气化剂，防止炉蓖受高温的影响，在本区域中，借灰渣预热气化剂。

化学反应最终反应：＋＋＋3.76N

Ⅱ

氧化（燃烧层）

碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳及一氧化碳并放出热量。

2C＋O＋3.76N＋3.76N＋C=2COHOC=COH2H＋＋2HⅢⅣⅤ

还原区干馏区干燥区

二氧化碳还原成一氧化碳或水蒸气分解为氢，燃料依靠热的气体而被预热。燃料依靠热气体换热进行分解并析出下列物质：1水分；2醋酸、甲醇、甲醛及苯酚；3脂气COSCH、氨氮和氢依靠气体的显热来蒸发燃料中的水分有时中部分一氧化碳与蒸汽Ⅵ

自由空间

起聚积煤气的作用。

进行反应：HOCO=CO＋H3.6.2燃室燃室的上部都呈锥行，中部为柱体，内衬有耐火砖及蓄热用的格子砖。燃烧室的作用：（1向吹风气添加二次空气，使其中的等燃物在其中燃烧，所生成的热量被积蓄在格子砖内。（2利用所蓄积的热量，预热下吹蒸汽和加氮空气，提高气的入炉温度，提高分解率。（3除去煤气中的细灰，以减少对废热锅炉的损害。气体从下部入口切线方向进室，避免直接冲撞室壁，以减少对耐火砖的磨损，并使气体在室内

---------------------------------------------------------布均匀。燃烧室的顶盖起着泄压作用，当系统发生爆炸时，爆炸压力超过盖子弹簧的作用力，子张开，降低压力，避免设备损坏。3.6.3废锅炉废锅炉主要用于回收吹风气和上行半水煤气的显热，生产0.49-1。的蒸汽，为制气和其他用途提供一部分蒸汽来源。煤气生产中常用火管立式废热锅炉，炉体为一直立的圆筒，用钢板焊接，两头装有钢板封头，部装有若干根无缝钢管高气上而下与管间的水进行逆流热交换汽水混合物从上循环管进气包产生蒸汽。分离下来的水及气泡补充的新鲜水（软水）由下循环流入废热锅炉下部管间。进气体一般为℃出炉后可降至200℃左右。由于废热锅炉上部装有气泡，为保持炉体重心达到平衡，避免基础受力不均而下陷，故安装时锅炉炉体倾斜，用以促进对流，使热交换效率提高。3.6.4洗箱的作用。

洗气箱的作用是防止水封以后的煤气倒回煤气炉和空气发生爆炸，并兼冷却除尘洗气箱的外行是一个具有圆筒行容器水煤气进口管浸入水面以下至箱顶加入，不断地从锥体部分的溢流管溢出。以保持一定的水面，起到安全水封的作用。它是煤气炉系统保安全生产不可缺少的设备。进洗气箱的煤气温度约℃，出气温度为70左右，洗气箱的冷却水用量大，其冷却作用主要靠水的蒸发，煤气主要因失去显热而降温。出洗气箱的煤气已被饱和。3.6.5洗塔洗塔的作用是冷却（降温凝（蒸汽）和除，它可采用喷塔，也可采用填料塔，其外形一般为柱形。煤气由下部入塔，由上部出塔。由于进塔煤气被水汽饱和。所以，想继续降温，必须使煤气中的水汽冷凝，由于冷凝热大，故必须用大量的水喷淋，使煤气继续冷却3.6.6烟的作用。

烟囱也是煤气生产中不可缺少的设备，其主要作用是排放废气，另还兼有封和除尘3.6.7自机自机的作用在于通过自动机的程序控制水煤气的生产操基本实现自动化。自动机把高压水按时送到煤气炉各系统各个自动液压阀门阀门按照工艺循环的要求准时准备启动，准确控制和调节，保证生产稳定和安全。3.7间式半水煤气的工艺条件选择生产工艺条件时，要求气化效率高，炉子生产强度大，煤气质量好，气化效率指制得半水气所具有的热值与制气投入的热量之比的热量包括气化所消耗的燃料热值和气化剂带入的热量（后者主要指蒸汽的潜热是用来表示气化过程中的热能利用率。气化效率高，燃料利用率高生产成本低。气化效率用X示：X=Q/(Q＋Q)×100%式中：Q----------半水煤气的热值Q消燃料的热值Q消蒸汽的热值

2222生产强度是指每平方米炉膛截面在每小时生产的煤气量煤标准状态下的立方米表示煤气质量则根据生产要求以热值或以指定成分要求来衡量。为了保存以上的要求，气化过程的工艺条有：3.7.1温

反应温度沿着燃料层高度而变化，其中氧化层温度最高。操作温度一般主要是指氧化层的温度，简称炉温。炉温高，反应速度快，蒸汽分解率高，煤气产量高，质量好。但炉温，吹风气中一氧化碳含量高，燃烧发热少，热损失大。此外，炉温还受燃料及灰渣熔点的限制，高熔融将造成炉内结疤。故炉温通常应比灰熔点低℃左右，工业上采用炉温范围℃。3.7.2吹速度

提高炉温的主要手段是增加吹风速度和延长吹风时间。后者使制气时间缩短，不利于提高产量，而前者对制气时间无影响，通过提高吹风速度，迅速提高炉温，缩短二氧化在还原层的停留时间。以降低吹风气中的一氧化碳含量，减少热损失。吹风速度以下不使炭层出现洞为限。3.7.3蒸用量

蒸汽用量是改善煤气产量与质量的重要手段之一。蒸汽流量越大，制气时间愈长，则煤气产量愈大。但要受到燃料活性、炉温和热平衡的限制。当燃料活性好。炉温高时，大蒸汽流量可加快气化反应煤产和质量也得到提高但时因燃料层温下降快而应缩短吹入蒸汽的时间。但燃料活性较低时，宜采用较小的蒸汽流量和较长的送入时间。3.7.4燃层高度

在制气阶段，较高的燃料层将使水蒸汽停留时间加长，而且燃料层温度较为稳定，有利于提高蒸汽分解率，但在吹风阶段，由于空气与燃料接触时间家长，吹风气CO含增加，更重要的是，过高的燃料层由于阻力增加，使输送空气的动力消耗增加。根据实践经验，粒度较大、热稳定性较好的燃料，可采用较高的燃料层，但对颗粒小或热稳定性差的燃料，则燃料不宜过高。3.7.5循时间制过程一个循环时间包括五个阶段时间阶的时间分配要根据燃料性质，气化剂配分比和煤气组成的要求而定个环时间短时温的波动小气量和质量也较稳，故循环时间不宜长，但气化活化较低的燃料时，因反应速度慢，应采用较长的循环时间。3.7.6气成分主调节半水煤气中H）与比。方法是改变加氮气，或改变空气吹净时间。在生产中还应经常注意保持半水煤气中低的氧含量则引起后序工段的困难，氧含量过高还有爆炸的危险。3.8生流的选择及论证根据水煤气生产工艺流程中废热利用的程度，可分为五类：不回收热的流程：吹风直接放空，上下行煤气直接进入冷却净化系统，故其热效率差。一般为小型水煤气站采只利用气特点持有热的流程：该流程在吹风阶段，将吹风气通过燃烧室，同时向燃烧室内送入二次空气，合使吹风气中的在烧室中燃烧，蓄热，高温燃烧后废热锅炉的收热量后放空。上行、下行煤气直接进入冷却净化统，不进行热量回收。利用吹持有热和上行煤气显热的流程

这是我国目前广泛使用的一类流程，它可使大部分的废热得以回收利用。此流程适用于炉径大。完全利吹风气所持有热及上、下行煤气显热的流程该流程与流程（）的差别仅在于下行煤气的显热亦于回收，废热的回收利用程度最高，废热锅炉的温度波动较小，蒸发量也较稳定。增热水气流程在水煤气生产中，用油裂解来提高煤气热值的方法称为增热，它的热值高达6.7到18.8MJ/m。但CO含高达以上不宜单独作为城市煤气可作为城市气的补充气源以备调峰之用。综上所述，以（）和（）种流程为最佳，流程（4效率高于（中于加了回收下行煤气显热，使得阀门和管道增多，操作变得复杂，投资增加，且由于煤气温度不高于200，从经济效益上考虑，流程3比流程（）更为实用，本设计采用流程3.9间式化的工作循环常压固定床法制半水煤气其工艺流程气化过程按5个段分别叙述如下：（1吹阶段来自风机的加压空气送入煤气发生炉底部与燃料层燃烧放出大量的热量储存于炭层内，生成吹风气由炉顶出，经旋风除尘除去灰尘后，进入废热锅炉的管间的水换热，受热蒸汽产生的低压蒸汽经气包蒸汽管道可供本炉制气用风气被冷却降温后出废热锅炉由囱放空。（上吹制气阶段

蒸汽与加氮空气一起自炉底送入与灼热的燃烧层反应后体上移，炉温下降生半水煤气由炉顶出除去带出灰尘入废热锅炉回收气体中的显热后进入洗气箱至洗气塔洗净和冷却至常温由洗气塔上部引出送出气柜。（3下吹制气阶段

蒸汽自炉顶送入，经灼热的气化层反应，气化层下移，炉温继续下降，生成的水煤气由炉底引出，因下行煤气通过灰渣层降低温度，不再进入废热锅炉直接进入洗气箱洗气塔洗净降温，由塔顶引出至气柜。（4二次吹气阶段

基本同一次上吹制气阶段，但不加入氮空气，其目的在于置换下部及管道中残存的煤气，防止爆炸现象。（5吹净阶段气柜。

其工艺流程同上吹制气阶段，但不用蒸汽而改用空气，以回收系统中的煤气至以上5个段的工作循由液压或气压两种形式自动机控制目正在发展成微型程序制代替自动机控制。间歇式制气工作循环各阶段气体的流向如图所示。阀门开闭情况见表4

图间歇制水煤气各阶段气体流向图表各阶段阀门开情况阀门开闭情况阶段吹风一次上吹下吹二次上吹空气吹净

1OXXXO

2XOXOX

3XXOXX

4OOXOO

5OXXXX

6XOOOO

7XXOXX注：O---阀门开启阀门关闭间歇式制半水煤气工艺流程如附图示，固体燃料由加料机从炉顶间歇加入炉内，吹风时，空气鼓风机自下而上通过燃料层，吹风气经燃烧室及废热量后由烟囱放空。燃烧室中加入二次空气，将吹风气中的可燃气体烧，使室内的格子蓄热砖温度升高。燃烧室盖子具有安全阀作用，当系统发生爆炸时可泄压，以减设备的破坏。蒸汽上吹制气时，煤气经燃烧室及废热锅炉回收余热后，再经洗气箱及洗涤塔进入气。下吹制气时，蒸汽从燃烧室顶部进入，经预热后自上而下流经燃料层。由于煤气温度较低，可直由洗气箱经洗涤塔进入气柜二次上时气流向与上吹相同空气吹净时气体经燃烧室废热锅炉、

洗气箱和洗涤塔进入气柜，此时燃烧室不必加入二次空气，在上、下吹制气时，如配入加氮空，则其送入时间应稍迟于水蒸汽的送入，并在蒸汽停送之前切断，以避免空气与煤气相遇而发生爆。燃料气化后，灰渣经旋转炉蓖由刮刀刮入灰箱，定期排出炉外。4工艺计算4.1煤发炉（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%78.13

H

O

N

A13.24

W5.6

合计100燃烧热值

㎏吹气组成，体积%表吹风气成，%16.55

O

H

CH

N72.45

合计100

H半煤气真正组成，体%表半水煤气组成体%7.5

O

32.10

H44

CH

N16.66

合计100

H各物料出炉的温度空气25;相对湿度80%空气含水汽量0.0213kg水汽）（干汽吹风气，上行煤气流℃；下吹煤气200；灰渣℃；上行蒸汽120℃；饱和蒸汽的焓；下吹蒸汽550℃；过热蒸汽的焓；生循环时%时间（S）表8生产循环时间吹风26

上吹26

下吹36

二次上吹8

吹净4

合计100计算基入燃料

带出物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元素HON灰分合计

表带出物数量及组分组成，重量%0100

各组分重量，kg2×0.14=0.282带出物热值30030kJ/㎏摘自钟蕴、关梦嫔、崔开仁、王惠中编.煤化.灰渣组及其各组分重量灰渣组成。重量%C

灰分

合计0.385.2灰渣重量（按灰分平衡计算kg（）÷0.852=15.2

灰渣各组分重量kgC15.2×0.003=0.05灰分合计：燃料气后转入煤气中的元素量kgC78.13－（1.65＋）H1.32（5.6×2/18－O＋（）－0.01=5.40N0.770.02=0.750.51（＋）=0.45合计：计算误==[100（82.8＋＋2]/100×100%=0%4.2物及量衡算吹风阶段的计算：（料衡算1.每Nm3吹气中含有的元素量

C[12×（0.1655＋0.0656＋0.0076）H（0.0334＋）＋0.00085×2/34=0.00438O[32×（0.0035＋＋）]/22.4=0.288N28/22.4×0.7245=0.906由平衡计算吹风气量由平衡计算空气用量[580×0.906－（0.77－）]/0.79×28/22.4）3空气带入水汽量：（为空气密度）氢衡（以千克计）进项：。料带入氢量：．空气中水蒸汽带入氢量合计：3.53出项：吹风气中含氢量580×0.00438=2.54吹风气水汽含量－2.54=0.99合计：吹风气中水汽含量：每标准m

吹风气中水汽含量：．氧平衡（以计进项：燃料带入氧量；空气中氧量：

空气中氧量：530×0.21×32/22.4=159c.气中水汽含氧量：合计：

出项：吹风气中氧量吹风气水汽含氧量c.计：误差－174.96）/177.38×100%=1.36%．硫平衡（以计进项：燃料带入硫量出项：吹风气中含硫量：误差－）热量衡算：进项（以）（1燃料热值：

（2燃料显热：（为燃料的比热）摘自郭树才编煤化工工艺学.（3干空气显热：为空气的比）（4空气中水汽的焓：合计：出（以）（1吹风气热值：580×1180.78=6848523吹气热值为12810×0.0334＋39984×0.0076=1180.78（2干吹风气显热：＋0.0035×1.420＋0.0656×1.3600.0334×1.302＋＋℃（3吹风气中水汽的焓（为℃时过热蒸汽的焓）（4带出物热值：30030×2=60060（1－0.056）=29835.38（5带出物显热：2×1.05×600=1260为燃料的比热）摘自《煤化学》钟英、关嫔、崔开仁、王惠中编（6灰渣中可燃物热值＋10500×0.05=75369（34020，10500分为碳和的发热值）（7灰渣显热：（为渣的比热）（8热损失（取燃料发热量的）2847600×0.08=227808（1～（）合计1575121（9积蓄在煤层中的热量：29048681575121=1329747．吹风效率1329747/2847600×100%=46.6%热平衡表：

表10热量平衡表（）进项燃料热值燃料显热

28476002625

出项吹风气热值干吹风气显热

684852489984干空气显热17225

吹风气中水汽的焓空气中水汽的焓

37418

带出物热值

60060带出物显热12600灰渣中可燃物热值

75369灰渣显热热损失

2858227808积蓄在煤层中的热量

132974合计

2904868

合计

29048684.3制阶段的计算（以100kg入燃料为基准）4.3.1物衡算每Nm3

半水煤气中含有的元素量kg（0.0750.321＋0.0054）H=2/22.4×＋）＋2/34×0.00145=0.0390O=32/22.4×（0.002＋0.075）S=32/34×0.00145=0.00136由碳平计算半水煤气产量：m由氮平计算氮空气用量：（344×0.2083－）/（）=72N氮空气中含水汽量：氢平衡已知和假设数据上行半水煤气产量为XNm上行半水煤气中含水蒸汽量为0.25kg/N上、下吹蒸汽用量相等各为Wkg下行半水煤气产量为－X）下行半水煤气中含水蒸汽量为Nm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：（）料带入氢量：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=0.00064X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）X=0.0278X合计：0.067X平衡：W/9＋0.0062X=0.067X（）下行制气阶段氢平衡（以kg计进项：（1燃料带入氢量－0.00555X（2蒸汽带入氢量（3氮空气中水汽含氢量：－－合计：W/9＋2.13-0.0062X出项：a半水煤气中氢量（344－X）×0.0390=13.420.0390X半水煤中水汽含氢量（0.42×2/18）（344－X）－0.047X合计：29.47平衡：W/9＋－0.0062X=29.47－0.78X---------------------------（2）解方程（）和（）得：W=102.4由此得：上行半水煤气产量：184Nm3上行半水煤气产量占总产量的百分数下行半水煤气产量：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：0.42×160=67.246蒸汽总耗量102.4×2=204.8kg上吹蒸汽分解率：（102.4）下吹蒸汽分解率：（102.4）/102.4×100%=34.38%平均蒸汽分解率：

[204.8（＋）]/204.8×100%=44.73%5.平衡（以kg计进项：（1燃料中带入氧量：（2蒸汽带入氧量（3氮空气中氧含量：（4氮空气中水汽含氧量：1.982×16/18=1.76合计：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＋）合计

误差－）/210.80×100%=0.29%6硫平衡（以kg计进项：燃料带入硫量：合计出项：半水煤气中含硫量：4.3.2热衡算进项（以燃料热值：100×28476=2847600燃料显热：100×25×1.05=2625蒸汽的焓：102.4×2730＋102.4×3595=647680（2730、3595分为上行蒸汽和下行蒸汽的焓）摘自梅安华主小成氨厂工艺技术与设计手册（上册）干氮空气显热：（为空气的比热）氮空气中水汽的焓：（2564为蒸汽的焓）

合计：2.项：（1半水煤气热值344×9795.77=3369746准3半煤气热值为12810×0.43＋12684×0.321＋39984×0.0054=9795.77（2干半水煤气的显热＋上行半水煤气比热：＋0.002×1.42＋＋＋0.0054×2.26＋0.1666×1.35=1.223kJ/3下行半水煤气比热：＋0.002×1.34＋＋＋0.0054×1.76＋0.1666×1.31=1.346kJ/3

℃（1半水煤气中水汽的焓：46×3696（3696、别为℃℃蒸汽的焓）摘自.煤化工工艺学》郭才编（2带出物热值：30030×2=60060（3带出物显热：600×1.05×2=1260（为带出物的比热）（4渣中可燃物热值34020×2.20（10500分为和硫的热值）摘自《煤化工工艺学》郭才编（5灰渣显热：

（为灰渣的比热）（6热损失（取燃料发热值的）2847600×0.08=227808合计：需从煤中吸取的热量）4305044制气效：＋＋）热量平表表11量平衡表）进项

出项燃料热值燃料显热

28476002625

半水煤气热值干半水煤气显热

3369746179159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从煤层中吸取热量

带出物显热灰渣中可燃物热值

126075369灰渣显热热损失

28488227808合计4305044

合计

4305044

4.4总程算4.4.1燃使用分配设100kg燃料用制半水煤气为Xkg根据热量平衡得799714X=（－X×132974X=62.4每100kg料用于制半水煤气为，用于制吹风气未37.6%4.4.2每100kg燃的生产指标吹气产量：m半水煤气产量：344×0.624=214.6Nm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：总过程效率：（214.6×9795.77）/＋647680×0.624）4.4.3物衡算）

碳平衡进项：燃料中碳含量74028合计：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：误差－74.04）氢平衡进项：（1燃料中氢含量1.91（2空气中水汽含氢量（3氮空气中水汽含氢量：（4蒸汽含氢量：合计：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（3吹风气中含氢量：（4吹风气中水汽含氢量：218×0.0154×2/18=0.37

合计：17.54误差－16.86）16.86×100%=4%氧衡进项：（1燃料中氧含量（2空气中氧含量（3蒸汽中含氧量（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（3吹风气中氧含量：218×0.288=62.78（4吹风气中水汽含氧量：合计：误差201.49-198.14）氮衡进项：（1燃料中氮含量0.75（2空气中氮含量（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（2吹风气中氮含量：合计：误差－241.60）平衡进项：（1燃料中硫含量0.45出项：（1吹风气中硫含量（2半水煤气中硫含量：214.6×0.00136=0.2918合计：0.46误差－）/0.46×100%=2.1%4.4.4热衡算）进项：

2222222222（1燃料热值：2847600（2燃料显热：（3干空气显热：199×25×1.30=6467（4空气中水汽的焓：（5干氮空气显热（6氮空气中水汽的焓44.9×1.293×0.0213×2564=3170.6（7蒸汽的焓：＋合计：3279673.25进项：（1吹风气热值：（2干吹风气显热（3吹风气中水汽的焓（4半水煤气热值（5干半水煤气显热：＋214.6×0.466×1.346×200=111011.81（6半水煤气中水汽的焓：＋（7带出物热值：30030×2=60060（8带出物显热：600×1.05×2=1260（9灰渣中可燃物热值＋（）灰渣显热：（）热损（取燃料发热的8%）2847600×0.08=227808合计：3359942.94误差3359942.94－3279673.254.5配计配气量计算：半水气中（COHN取：吹风气中＋＋3.34=9.90N半水煤气中＋＋N设每标准水煤气中配入吹风气量为XNm＋75.1=3.1×（16.6672.5X）X=0.1092千克燃料制时半水煤气产量为需配入吹风气量为：214.6×0.1092=23.43千克燃料实可制得半水煤气量为＋23.43=238

2224222242实际半水煤气组成体%

：CO＋0.1655×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=8.38%O=(0.0020.0035×0.1092)/(1＋＋0.1092)×100%=29.58%H＋0.0334×0.1092)/(1＋=(0.0054＋＋0.1092)×100%=0.56%N=(0.1666＋＋0.1092)=22.15%4.6消定（按每氨算）每吨氨耗半水煤气3300Nm（1燃料：3300/238×100=1387kg折合含碳85%燃料为：（2蒸汽4.7吹时核算配入半水煤气中的吃风气量：3配入半水煤气中的吹风气量占总吹风气量的百分数吹净时的风量为吹风时的70%，吹净气量占吹风气总量的百数：（）/）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。采用无烟煤（）气发生炉每台每小时产半水煤气为7500Nm3表12已知数据循环时间百分比

。程序秒

吹风26

上吹26

下吹36

二次上吹8

吹净47.2

合计100180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214.6m半水煤气：2383吹风气：199－23.43=175.5消耗量：吹风空气（包括吹净3蒸汽量127.8每个循环平均产半水煤气量：7500×3/60=325Nm吹风空气流量（吹净时风量为吹风时风量的（46.87.2×0.7）

/h

121212121212加氮空气流量：m

蒸汽流量：上吹蒸汽流量（包括二次上吹（＋14.4）m3/h下吹蒸汽流量：325/238×127.8×0.5×3600/64.8=4847.69Nm

吹风气流量：3上行蒸汽流量：325/238×214.6×0.534×3600/（＋）=9205.10

下行蒸汽流量：325/238×214.6×0.466×3600/64.8=7586.64Nm/h4.8废锅的热量衡算4.8.1设知条件1.计算目的：通过热量衡算求处产蒸汽量计算依（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半水煤气组名称组分吹风气量

16.55

29.58

H39.10

CH

H0.056

N22.1572.45

O表14自动机循环百分比阶段百分比

吹风26

上吹26

下吹36

二次上吹8

吹净4（1计算基准为无块煤，基准温度为0（2无块煤可制半水煤气238Nm（3上吹蒸汽分解率为（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—上吹及空气吹净产生的气体占水煤气总量的百分比Z—上，二次上吹，吹净百分比之和%Z—上，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—上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽量的百分比：

122122Z—上加二次上吹百分比%Z—上，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℃（7半水煤气千克分子数：（8煤化时需要蒸汽量3（9水的分子量：18（）水蒸汽在℃时的热焓2499.34kJ

化为质量（）100kg煤化时需消耗空气199Nm3

或许199/22.4=8.88kmol（）废锅进水温度102，产生蒸汽压力为，温度为℃，蒸汽焓为2415kJ/kg（设炉的用水量为X千克蒸汽量为Ykg软水进口总固体排水2000ppm（）煤气与未分解蒸汽混合比热：0.0838×43.840＋＋＋＋＋0.0021×30.920＋0.0056×46.38＋0.486×35.036=47.75kJ（）100kg气化时所得吹风气产量为4.8.2热衡算进热：（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（℃）比（kJ）物热（kJCO

2

×

×

=28645.8H

2

×

×

=CO10.63

×

×

32.9246=62114.8

4

×

×

×

=2640.5HS

×

×

=NO

22

××

××

××

=45681.9=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（2上吹未分解蒸汽的显热计算显热Q=W/18×－）×G×）Q上未分解蒸汽显热，W蒸用量kgη—蒸汽分解率%G半煤气千克分子数

22T进废热锅炉煤气温度，℃Q=4.2×（1-55.08%）×600=68855.4（3上吹未分解蒸汽潜热计算潜热Q=W×1－）×i上吹未分解蒸汽潜热。W---蒸汽用量，kg—蒸汽分解率，%i---水气在此℃时热焓，kJ/kgQ=103×（1－）×2499.3=115636.6（4上吹未分解蒸汽的显热和潜热（＋68855.4=184492已知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比为所以为分解蒸汽的显热和潜热为kJ（5吹风气的显热：组分

千克分子量

组分含量（%温（℃）比（kJ）物热（kJCO

×

×

×

11507.1H

2

×

×

×

5307.3CO

2

×

×

×

=47260.1HS

×

0.00056

×

×

N

2

×

×

×

O

2

×

×

×

4

×

×

×

=2993.6总计：192679.2求锅炉进水显热：Q=X×102×4.234=431.82X锅炉的进水显热kJ锅用水量，kgT---锅炉进水温度，℃—进水的比热，kJ/kg℃总计：＋出（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（℃）比（kJ）物热（kJCO

×

×

=18691.9

2222H

2

×

×

=24194.8CO

2

×

43.840=7810.5HS

×

×

×

N

2

×

29.555=13917.7O

2

×

30.920=138

4

×

46.380总计：65321.2（2上吹未分解蒸汽经废热锅炉后显热及潜热，按进热公式计算如下：（3显=103/18（1）潜热（－55.08%）×2499.3=115636.6显热＋潜热（23272.6＋115636.6）（4吹风气经锅炉后显热：组分

千克分子量

组分含量（%温（℃）比（kJ）物热（kJCO

×

×

×H

2

×

×

×CO

2

×

=12885.8HS

×

0.00056

×

×N

2

×

×

×=38028.8O

2

×

×

×=192.2

4

×

×

总计：56959.9（5蒸汽带出热量为2415YkJ排污水热焓为420.5（X－为水在100℃时的焓）热损失（按入炉的3%计算＋431.82X）＋总计：＋＋1994.5Y4.8.3热平衡和总固体平衡热平衡392330.2＋＋（1）总固体平衡（－Y）-----------------------------------2解方程得：X=103kgY=96kg所以每100千燃料产蒸汽量为96kg，耗软水为103kg排污水103－96=7kg

表15废热锅炉热量平衡进热

出热项目上吹及空气吹净气体显热上吹未分解蒸汽潜热及显热吹风气显热锅炉进水热量上吹及空气吹净气体经锅炉显热上吹未分解蒸汽经锅炉后的显热及潜热吹风气经锅炉后显热蒸汽带出热量排污水热焓热损失总计

kJ89663.144477.5436807.66

25.1820.5344.1110.18100

kJ65321.267509.956959.9231840437678.25

14.9215.4213.0152.971004.9夹锅的物料及热量衡算4.9.1已条件（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（3排污水总固体2000ppm（4锅炉产汽压力0.5kgf/cm饱蒸汽4.9.2产量及消耗两计算产气量及消耗水量可由热平衡计算设进口水量为，产汽量为Ykg（1热平衡进项：回收废热量：227808×0.5=113904kJ软水焓：168XkJ合计：＋168X出项：蒸汽焓：2701.86Y（

（表度为℃，水蒸汽焓为）排污水焓：462.42（X－Y合计：＋2239.44Y平衡：＋＋2239.44Y-----------------------------1（2总固体平衡：（X－Y）-------------------------------（）（3解方程得kgkg所以每燃料产水蒸汽50.8kg

排污水：－50.8=4.1kg消耗软水：5设备计算5.1煤炉标计算Φ。GI煤发生炉每台每小时产水煤气7500Nm

。已知条件：1循环周期及各阶段时分配表16循周期及各阶段时间分配程序秒

吹风26

上吹26

下吹36

二次上吹8

吹净47.2

合计100180根计算所得：生产量3

风气产量：218半水煤气产量：238加氮水煤气消耗量：空气消耗：199蒸汽量：每循环平均产气量7500×3/60=375Nm3（1吹风空气流量（吹净时风量为吹风量的左右）（46.87.2×0.7）=21774.3m3

（干）/h（2水蒸汽流量：上吹（包括二次上吹（＋14.4）=5922kg/h下吹：375/238×127.8×0.5×3600/64.8=5593（2吹风起流量（46.87.2×0.7）（3上行煤气流量375/238×214.6×0.534×3600/（＋）（4下行煤气流量375/238×214.6×0.466×3600/64.8=8753.8Nm

关于上面计算有以下几点说明：以上流未考虑滤、漏损失。煤气产在加煤后各循环中并不相同，以上指标是平均值。

5.2煤台的确定本设计采用的UGI已知条件：每小时产半水煤气（年产10万合成氨厂，每吨氨需由于设备检修等原因，全年生产时间不可能为365天取300天。100000×3300/（300×24台数的确定

的半水煤气（1炉堂面积/4=/4×32

2（2生产强度3

/台M2

（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2小时，实际生产时间取22小，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：（42968.75×24/）取根据需要，备用2台以本设计共有煤气发生炉9台5.3空鼓机的选型及台数确定采用无烟煤为原料，煤气炉吹风气压在千左右，根据实际情况，选用鼓风机吹风出口压力稍大于19.62千，故选用—14型风机，风量42000m3

/h出口风压千。干气用量（吹风空气）25空气

相对湿度21774.3Nm干)/h大气压力二空气用量根据实践二次风量可取一次风量的左右空含水蒸汽量25空气

相对湿度80%

湿含量（空气）（＋3266.1湿空气量（＋3266.1＋858.17=25898.6Nm3

实际情况下空气用量（273）/273×760/760=28270Nm空气损失取18%泄漏）（－18%3/h鼓风机台数7×34475.6/42000=5.74台

6各设备的选型及工艺指标6.1ΦU.G.I型气生炉的工艺指标：生产能力燃料消耗量炉体内径夹套锅炉受热面积炉篦形式灰盘转速炉灰盘传动电动机炉灰盘传动减速机夹套锅炉蒸汽压力设备外形尺寸（××高炉膛高度有效容积煤气出口内径6.2燃室工艺指标：工作压力工作温度介质设备等级高外径内径砖拱半径上部九层格子砖间隙下部降层格子砖间隙耐火砖体积燃烧空间火砖格子高拱顶到底距离底部气道口宽（进气）底部气道口高（进气）上部气道口外径（出气）上部气道口内径（出气）

6500~7500米/Φ3000毫米宝塔式转分钟千瓦40~60千（表压）毫米毫米Φ1050毫千℃水煤气和半水煤气级外毫Φ3350毫Φ2743毫毫毫毫米3米3毫毫毫毫毫毫

顶部放空口内径下吹蒸汽、氮空气进气口内径底部排灰口总重（金属）6.3洗箱艺指标：工作压力工作温度设备等级物料名称全容积直径高（下包括锥体）总高洗气箱总面积分布器总面积分布器有效面积分布器插入封高度分布器总高分布器插入箱内高度分布器内径分布器外径分布器进口内径侧室水封高度6.4索维式废热锅炉工艺指：额定蒸发量（在间歇操作条件下）工作压力实验压力给水温度受热面积加热介质火管长度上火箱高下火箱高总高

毫毫毫8689.41千毫水柱℃级外水煤气和水米毫毫毫米米米毫米毫毫996毫1046毫米750毫毫2~4吨/小时兆兆℃米2煤气、废气毫毫毫毫

内径上下循环管数上下循环管内径上火箱内径下火箱内径汽包长度汽包内径拉撑管数拉撑管直径加热管数加热管直径炉体倾度总重量（金属）6.5填式洗涤塔工艺指标：工作介质操作压力操作温度煤气冷却水内径总高碳素刚重红松重进气口管直径出气口管直径水喷头外管直径内管直径人孔直径冷却水出口管冷却水进口总水管

毫米毫米共16根毫米毫米毫米毫毫米毫米毫毫米毫米