煤棒干燥系统设计

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1、煤棒干燥系统的设计一、建设背景。合成氨的原料自2003年为了降低生产成本由块煤制气改为粉煤成型（即粉煤破碎—加入腐植酸钠沤制——机械挤压——板车自然凉干）后，煤棒消耗一直处于较高的状态，尤其是在原料煤达配不均匀、沤煤时间短、粘结剂掺入不合理等情况下，消耗更高。这是因为煤棒相对于传统的制气原料(焦煤、块煤)来讲属于弱势的气化原料。一是水分太高，影响气化反应；二是热稳定性较差，制约炉子气化强度的提高；三是煤棒粉化所导致的煤层(料层)空隙率低，阻力大。因此要想在制气的各项指标上达到与块煤一样好的水平，还必须进行技术改造——对煤棒进行烘干，

2、使煤棒的各种性能接近于块煤，优化入炉煤棒在造气炉的工艺环境，减少了蒸汽用量（未烘干的入炉煤棒水份高，必须在造气炉内用全上吹来烘干煤棒），提高了入炉蒸汽的分解率，从而降低煤气中的二氧化碳含量，提高单炉发气量和有效气体含量。煤棒烘干入炉后，蒸汽用量减少较多，蒸汽的分解率提高这两方面的因素直接作用降低了造气洗气塔的热负荷，降低了洗气塔的出水温度，从而间接的减轻了污水处理系统的冷却塔的负荷，同时煤气出洗气塔温度在同样的冷却水量的情况下相对降低，既减轻了煤气对气柜等设备的腐蚀又利于工艺气体的输送；煤棒烘干后，煤棒的含水量大量减少，煤棒的热稳定

3、性增强，煤棒粉化量减少，也优化了污水处理系统的环境。煤棒烘干系统建成后，煤棒输送完全机械化和自动化，改变因煤棒自然风干所需要人工接棒和拖棒（接棒5人/班、拖棒6人/班），副业用工大量减少，从而一方面减少付业用工工资，另一方面也降低了大量副业用工所带来的安全风险。二、流程描述。沤煤库已沤制好的沤煤由铲车送至沤煤皮带机的料斗，由沤煤皮带机送至平运皮带机，被刮刀刮至沤煤搅拌机送至煤棒机的进料口，沤煤在煤棒机的挤压成含水量约12%、温度45℃左右的热煤棒，由成品皮带机送至煤棒干燥塔与来自三废炉尾气加热器和热风炉串联加热约140℃的热空气逆流

4、接触，热空气降至85℃由尾气风机送至尾气吸收除尘排空，干燥后含水量约2.5%、温度75℃左右的热煤棒由成品皮带机送至煤棒储仓(储存量100吨),再由成品皮带机送至造气吊斗，分别到各造气炉加料。简易流程图沤煤库沤煤皮带机平运皮带机沤煤搅拌机煤棒机1#成品皮带机2#成品皮带机煤棒干燥塔3#成品皮带机成品储仓4#成品皮带机5#成品皮带机造气吊斗4#造气炉1#造气炉2#造气炉3#造气炉空气加热器热风炉风机尾气风机除尘塔放空空气三废锅炉水膜除尘器800℃烟气140℃烟气三、工艺计算部分。计算依据：合成氨年生产能力40kt/a，根据生产能力来计

5、算煤棒消耗量（小时），以入炉煤棒量及水份要求来计算干燥塔和风机能力。吨氨煤棒消耗取：1.65吨/吨氨；日煤棒用量：206.25吨/天；8.594吨/小时或8594kg/h。进出煤棒水份：W1=12%；W2=2.5%。煤棒在干燥塔的进出温度：t11=45℃，t21=75℃。空气在干燥塔的进出温度：t1=140℃，t2=85℃。煤棒的比热容：Cs=1.25KJ/kg·℃。15℃空气经加热器和热风炉串联加热至140℃进入干燥塔对煤棒进行干燥，废气离开干燥塔温度85℃，设加热器和干燥塔的热损失不计，塔内不补充热量。煤棒干燥塔废气至风机t2=

6、85℃干棒湿棒加热器热风炉W2=2.5%t21=75℃W1=12%t11=45℃t0=15℃φ0=70%H0=0.00775H0=H1t1=140℃空气1、水分蒸发量计算煤棒量L2=8594kg/h；绝干煤棒量LC=L2（（1-W2）=8594（1-2.5%）=8379kg/h；X1=W1/（1-W1）=0.12/(1-0.12)=0.136kg水/kg干煤；X2=W2/（1-W2）=0.025/(1-0.025)=0.026kg水/kg干煤；W=LC（X1-X2）=8379kg/h（0.136-0.026）=921.69kg/h；

7、2、空气用量G及H2、I2的计算t0=15℃φ0=70%Ps=1.783KPaH0=0.622φPs/(P-φPs)=0.622×0.7×1.783÷(101.33-0.7×1.783)H0=0.00775kg水/kg干气；t1=140℃H0=H1=0.00775kg水/干气；I1=（1.01+1.88×0.00775）140+2492×0.00775=162.75KJ/kg干气；I2=（1.01+1.88H2）t2+2492H2=（1.01+1.88H2）×85+2492H2=85.85+2651.8H2；煤棒的焓I1用下式计算：

8、t11=45℃，X1=0.136kg水/kg干煤；t21=75℃，X2=0.026kg水/kg干煤。I11=（1.25+4.187×0.136）×45=81.874KJ/kg干煤；I21=（1.25+4.187×0.026）×75=1