日产量10万nm3气化厂设计(编辑修改稿)

日产量10万nm3气化厂设计(编辑修改稿)内容摘要：

500℃ 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 14 Q7=122424 kJ （ 8）带出物的物理热 Q8=4 550 =2772 kJ （ 9）灰渣化学热 Q9=135636kJ （ 10）灰渣物理热 Q10=3567kJ （ 11）炉壁热损失（取原料发热量的 7%） Q11=2585300 =180971 kJ 共计 3810376 kJ 故需从料层中吸取的热量 QB=3810376－ 3169954=640422 kJ 制气效率： B314 100% = 6 40 4 225 82 5 542 58 5 30 0 2 90 8 78 5  100%=% 制气阶段的热平衡表 收入项目 热量， kJ 支出项目 热量， kJ Q1 2585300 Q4 2908785 Q2 2100 Q5 142246 Q3 582554 Q6 313975 QB 640422 Q7 122424 Q8 2772 Q9 135636 Q10 3567 Q11 180971 共计 3810376 共计 3810376 总过程计算 原料使用分配 设 100 kg 原料中，制气消耗 x kg，则吹风消耗（ 100－ x） kg 640422x=875715（ 100－ x） x= kg 所以， 100 kg 原料中， kg 用于制气， kg 消耗于吹风阶段。 生产指标计算 每 100 kg 原料的生产指标： 吹风气产量 = m3 水煤气产量 = m3 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 15 空气耗量 = m3 蒸汽耗量 = kg 总过程效率 100%=% 总过程热效率  100%=% 水煤气制造 总 过程的物料平衡 （ 1）碳平衡 收入： 原料中碳 kg 支出： 水煤气中碳 = kg 吹风气中碳 = kg 带出物中碳 kg 灰渣中碳 kg 共计 kg （ 2）氢平衡 收入： 原料中氢 +182 = kg 空气中 水汽 含氢 182 = kg 蒸汽含氢 182 = kg 共计 kg 支出： 水煤气含氢 = kg 吹风气含氢 = kg 水煤气中水汽含氢  182 = kg 吹风气中水汽含氢 182 = kg 带出物中氢 kg 共计 kg （ 3）氧平衡 收入： 原料中氧 +1816 = kg 空气中氧 = kg 空气中水汽含氧 1816 = kg 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 16 蒸汽中氧 1816= kg 共计 kg 支出： 水煤气中氧 = kg 吹风气中氧 = kg 水煤气中水汽含氧 1816= kg 吹风气中水汽含氧 1816= kg 带出物中氧 kg 共计 kg 误差： 100%=% （ 4）氮平衡 收入： 原料中氮 kg 空气中氮 = kg 共计 kg 支出： 吹风气中氮 = kg 带出物中氮 kg 共计 kg 误差： 100%=% （ 5）硫平衡 收入： 原料中硫 kg 支出： 吹风气中硫 = kg 水煤气中硫 = kg 带出物中硫 kg 灰渣中硫 kg 共计 kg 误差： 100%=% （ 6）总过程元素平衡表（单位： kg） 项 目 C H O N S A 共计 收入 （含水汽） 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 17 共 计 支 出 4 共 计 误 差 0 水煤气制造过程的热量平衡 收入：原料发热量 Q1=2585300 kJ 原料物理热 Q2=2100 kJ 干空气热焓 Q3=20=5159 kJ 空气中水汽热焓 Q4=15368 =6491 kJ 蒸汽热焓 Q5=582554 =79316 kJ 共计 2923882 kJ 支出：水煤气热值 Q6=2908785 =1621939 kJ 水煤气物理热 Q7=142246 =79316 kJ 吹风气热值 Q8=827345 =349470kJ 吹风气物理热 Q9=442282=186820 kJ 吹风气中水汽热焓 Q10=24270 =10252 kJ 水煤气中水汽热焓 Q11=313975 =175072 kJ 带出物的化学热 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 18 Q12=122424 kJ 带出物的物理热 Q13=2772 kJ 灰渣化学热 Q14=135636 kJ 灰渣物理热 Q15=3567 kJ 热损失（按差额计） Q16=233614 kJ 共计 2923882 kJ 总过程的热平衡表 项 目 热量， kJ 比例， % 收 入 Q1 2585300 Q2 2100 Q3 5159 Q4 6491 Q5 324832 共 计 2923882 支 出 Q6 1621939 Q7 79316 Q8 349470 Q9 186820 Q10 10252 Q11 175072 Q12 122424 4..19 Q13 2772 Q14 135636 Q15 3567 Q16 236614 共 计 2923882 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 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 19 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 210 万 合成气厂 ,假定每天工作 24 小时 ,即 10000024=87500Nm3/h。 （ 1） φ3000 气炉 此炉每小时产水煤气 6000~7500 要 n 台水煤气炉，则 n=740087500= （ 2） φ2740 气炉 此炉每小时 产水煤气 6000~6500 要 n 台水煤气炉，则 n= 650087500 = 综合比较，选用 φ300 水煤气发生炉 十四 台， 十二开二备。 其技术指标如下： 炉 膛 内 径 ： 炉 膛 面 积 ： 蒸汽水套受热面积： 18m3 夹 套 蒸 汽压 力： ~(1) 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 ： 7400Nm3/h 燃 料 层 高 度 ： 3500mm 焦 炭 消 耗 量 ： 4000kg/h 最 大 风 压 ： 1800mmH20(2) 电 动 机 功 率 ： 灰 盘 转 速 ： ～ 外形尺寸 (长 宽 高 ) ： 7235449711708 总重 (不包括耐火砖 ) ： 包 括 耐 火 砖 ： ~90t 注： （ 1） 1kg/cm2= （ 2） 1mmH2O= 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 7400Nm3/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。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 1 页 20 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 时间 S 180 百分比 % 24 26 39 8 100 根据物料衡算 ,每 100kg 燃料的生产指标（标态）为 : 水煤气 (干 ) Nm3 吹风气 (干 ) Nm3 消耗空气 (干 ) Nm3 消耗蒸汽 kg 每循环平均产气量： =370Nm3(干气 ) （ 2）吹风空气流量计算 3600 =35496 Nm3/h （ 3）蒸汽产量计算 上吹蒸汽流量 36 00  =7982 kg/h 下吹蒸汽流量 =7204 kg/h （ 4）吹风气流量计算 =41871 Nm3/h （ 5）水煤气流量计算 上行煤气计算 370  =12571 Nm3/h 下行煤气计算 370 =8015 Nm3/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 41871Nm3/h，管道损失取 5%， 则所需风。