采用阳泉无烟煤120万m3d合成气厂的工艺设计(编辑修改稿)

采用阳泉无烟煤120万m3d合成气厂的工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

3 0 2 1 8 8 4 0 1 9 4 2 0 6 5 1  100%=% 水煤气制造过程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 支出： 水煤气中碳 = 吹风气中碳 = 带出物中碳 灰渣中碳 共计 （ 2）氢平衡 收入： 原料中氢 +182 = 空气中水气含氢 182 = 蒸汽含氢 182 = 共计 支出： 水煤气含氢 = 吹风气含氢 = 水煤气中水汽含氢 182 = 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 19 页 吹风气中水汽含氢 182= 带出物中氢 共计 （ 3）氧平衡 收入： 原料中氧 +1816 = 空气中氧 = 空气中水汽含氧 1816 = 蒸汽中氧 1816 = 共计 支出： 水煤气中氧 = 吹风气中氧 = 水煤气中水汽含氧 1816 = 吹风气中水汽含氧 1816 = 带出物中氧 共计 误差： 0 6 2 6 6 6 6 6 6 50 6 2 6 6  100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 空气中氮 = 共计 支出 ： 吹风气中氮 = 带出物中氮 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 20 页 共计 误差：0000 0 0 6 3 8 0 0 6  （ 5）硫平衡 收入： 原料中硫 支出： 吹风气中硫 = 水煤气中硫 = 带出物中硫 灰渣中硫 共计 （ 6）总过程元素平衡表（单位： kg） 项目 C H O N S A 共计 收入 100 （含水汽） 共计 8 支出 气 8 气 1 1 气中水汽 气中水汽 物 5 5 75 2875 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 21 页 共计 2 65 7375 4 误差 7 6 317 水煤气制造过程的热量平衡 收入：原料发热量 Q1= 原料物理热 Q2=2100kJ 干空气热焓 Q3=20= 空气中水汽热焓 Q4== 蒸汽热焓 Q5== 共计 支出：水煤气热值 Q6== 水煤气物理热 Q7=138506= 吹风气热值 Q8== 吹风气物理热 Q9== 吹风气中水汽热焓 Q10== 水煤气中水汽热焓 Q11== 带出物的化学热 Q12=91818kJ 带出物的物理热 Q13=3550+3500= 灰渣化学热 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 22 页 Q14= 灰渣物理热 Q15= 热损失（按差额计） Q16= 共计 总过程的热平衡表 项目 热量， kJ 比例， % 收入 Q1 Q2 2100 Q3 Q4 Q5 共计 支出 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 91818 Q13 Q14 Q15 损失 Q16 共计 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 23 页 3 主要设备的计算与选型 水煤气发生炉 水煤气发生炉的选型及台数确定 水煤气发生炉的选型原则是应在满足生产条件的前提下，尽可能的使台数减少，如此能减少固定投资费用 以无烟煤为气化原料 ,可选 WG 型气化炉 ,采用干式排渣方式。 预设日产 120 万立方米合成气厂 ,假定每天工作 24 小时 ,即241202000 =50000m3/h。 （ 1） φ3000mm水煤气炉 此炉每小时产水煤气 60007500Nm3/h。 假定需要 n 台水煤气炉，则 n= 600050000， 750050000得 n=—8 台。 （ 2） φ2740mm水煤气炉 此炉每小时产水煤气 60006600Nm3/h。 假定需要 n 台水煤气炉，则 n= 600050000， 660050000得 n=— 台。 综合比较，选用 φ3000mm的水煤气发生炉 八 台， 六 开 二 备。 其技术指标如下： 炉膛内经： 炉膛面积： 蒸汽水套受热面积： 18m3 夹套蒸汽压力： ～ 进风口直径： 1060/760mm 煤气出口直径上口： 1060mm 煤气出口直径下口： 760mm 水煤气产量： 6000～ 7500Nm3/h 燃料层高度： 3500mm 焦炭消耗量： 4000kg/h 最大风压： 1800mmH20 电动机功率： 灰盘转速： ～ 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 24 页 外形尺寸 (长 宽 高 )： 7235449711708 总重 (不包括耐火砖 )： 包括耐火 砖：～ 90t 水煤气发生炉指标计算 由于煤气炉是间歇生产，因而实际的煤气产量及空气、蒸汽流量是多变的，在进行缓冲气柜之前的设备计算时，不能根据平均值 ,必须计算出煤气炉的瞬时产气量和原料消耗量。 （ 1）循环时间的确定 选用 φ3000mm水煤气炉，每小时产水煤气 7500Nm3/h。 根据水煤气生产过程中的实际生产工艺条件的要求，必须具有短的循环时间，一般为 3—4min，另吹净和二次上吹阶段以能达到排除残留气为原则，则吹净约占 3—4%，为保证安全，二次上吹可稍长，约占 6—9%，吹风时间既要保证经吹风后料 层具有较高的温度，又使制气时间较长，按以往经验，可采用以下时间分配百分率，见下表。 循环时间及百分率分配表 吹风 上吹 下吹 二次上吹 空气吹净 蒸汽吹净 合计 百分比 % 24 26 39 8 100 时间 s 根据物料衡算 ,每 100kg 燃料的生产指标（标态）为 : 水煤气 (干 ) 吹风气 (干 ) 消耗空气 (干 ) 消耗蒸 汽 每循环平均产气量： 750060/3 =375Nm3(干气 ) （ 2）吹风空气流量计算 2 3600 =3/h （ 3）蒸汽产量计算 上吹蒸汽流量 3600  =下吹蒸汽流量 = 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 25 页 （ 4）吹风气流量计算 2 =3/h （ 5）水煤气流量计算 上行煤气计算 375  =下行煤气计算 375 =8200Nm3/h 说明：（ 1）以上流量未包括漏损量； （ 2）煤气流量在加煤后各个循环并不相同，以上指标是平均值。 空气鼓风机 （ 1）选型 空气鼓风机的选型原则是空气鼓风机要能满足炉子的最大用量，且留有一定的余量。 又每台炉子生产时最大风量为 ，管道损失取 5%， 则所需风量是0051 =由风量 ，可选 919D 型 序号为 5 的鼓风机，其参数如下： 机号： NO16 传动方式： D 转数： 1450r/min 序号： 5 全压 ： 14504 流量： 50997m3/h 所需功率： 电动机型号： S1384 电动机功率： 410kW （ 2）空气鼓风机台数的确定 由于水煤气间歇产生，故煤气炉不需连续鼓风，因此只要将吹风机阶段 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 26 页 错开，一台风机可满足多台水煤气炉的生产。 吹风时间为 += 故在一个循环中，一台鼓风机可供应 = 台煤气炉。 在实际生产中，煤气炉 六 开 二 备，所以采用 四 台鼓风机， 三 开 一 备即可。 另外，为了降低鼓风噪音 ，可在鼓风机空气进口处安装消音器，消音器一台即可，装在进风管口处。 夹套锅炉的计算 夹套锅炉的作用 夹套锅炉的作用是冷却炉壁，保护炉壁，并副产蒸汽，经过热除尘器过热后被送入煤气炉发生反应。 另通过夹套锅炉物料、热量衡算可求出夹套锅炉的蒸汽产量、软水消耗量和污水排放量。 已知条件 （ 1）煤气炉散失热量 ，其中夹套锅炉回收 50%； （ 2）软水进口 30oC,总固体 150PPm； （ 3）排污水总固体 2020PPm； （ 4）锅炉产气压 (绝 )饱和蒸汽 ，即 104=(绝 )饱和蒸汽。 产气及耗水量的计算 设进口软水量为 xkg，产气量为 ykg，以 100kg 原料为计算基准。 （ 1）热量平衡 进项：回收废热量 = 软水焓 30xkJ 合计 （ +） kJ 出项：蒸汽焓 式中 —(绝 )饱和蒸汽焓， kJ/kg。 排污水焓： 502(xy)kJ 式中 502—(绝 )沸腾水的焓， kJ/kg。 合计： 502x+ 平衡： +=502x+ 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 27 页 +=…………… ① （ 2）总固体平衡 += 1850x2020y=0……………………… ② （ 3）解方程式 ① 、 ② 得 x= y= 即每 100kg 燃料：副产蒸汽 消耗软水 排污水 = 除尘过热器的设计 除尘过热器的作用及设计原则 从煤气炉出来的上行水煤气温度较高， 500 度，且带有大量的灰尘，必须进行脱除，除尘过热器的作用就是脱尘，并用水蒸气将水煤气降温，同时回收热量，过热水蒸气，为水煤气反应创造条件。 因煤气炉是间歇生产的，则过热除尘器应满足其最大热负荷。 在吹风阶段中，过热除尘器没有饱和蒸汽通过，。