年产30万吨合成氨造气工段设计(doc毕设论文)

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1、目录1常压固定床间歇气化法11.1半水煤气定义11.2固定床气化法的特点11.3生产半水煤气对原料的选择11.4半水煤气制气原理21.5发生炉内燃料分布情况31.6各主要设备的作用31.6.1煤气发生炉31.6.2燃烧室41.6.3废热锅炉51.6.4洗气箱51.6.5洗涤塔51.6.6烟囱51.6.7自动机51.7间歇式制半水煤气的工艺条件51.8生产流程的选择及论证61.9间歇式气化的工作循环71.10间歇式制半水煤气工艺流程82工艺计算92.1煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算92.2物料及热量衡算102.3制气阶段的计算132.3.1物料衡算132.3.2热量衡算152.4总过程计

2、算162.5配气计算192.6消耗定额202.7吹净时间核算202.8废热锅炉的热量衡算212.9夹套锅炉的物料及热量衡算253设备计算263.1煤气炉指标计算263.2煤气台数的确定263.3空气鼓风机的选型及台数确定274各设备的选型及工艺指标274.1Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标284.2燃料室的工艺指标284.3洗气箱工艺指标284.4索尔维式废热锅炉工艺指标294.5填料式洗涤塔工艺指标304.6煤气发生炉自动加煤机工艺指标304.710000m3螺旋式气柜的工艺指标304.8集尘器315车间布置简述316安全技术与节能326.1安全技术326.2节能327投资和成本估算3

3、37.1人员工资337.2总投资计算347.3成本计算368附录36年产30万吨合成氨造气工段工艺设计1常压固定床间歇气化法1.1半水煤气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CO2+H2一般在68%左右。用于合成氨的半水煤气要求氢氮比为3：1。1.2固定床气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，而是间断的排渣和加料，其致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，必须经过间歇排渣和加炭后各区域才恢复到原来的位置。1.3生产半水煤气对原料的选择间歇法生产半

4、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，会影响煤气发生炉的气化效率，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量小于3～5%。（2）对挥发份的要求燃料中如果挥发份含量高，则由于甲烷和焦油的含水两增加而不仅会增加动力燃料消耗，而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。这些物质的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，所以要求燃料中灰份较低为宜。（4

5、）对硫份的要求煤中的硫份在气化过程中转化为含硫气体，不仅对设备和系统管道有腐蚀作用，而且会使催化剂中毒。在合成氨生产系统中，根据流程特点，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，则因所选用的煤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，以免燃料在炉内或上料过程中受碰撞和挤压而发生碎裂，机械强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

6、加动力消耗，影响制气产量。（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较低为宜。（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23~50mm的粒度最好。总之，对间歇式生产水煤气，若要使生产取得良好的气化指标，应采用热稳定性好、机械强度高、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，本设计采用无烟块煤。1.4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

7、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1C＋O2（3.76N2）=CO2（+3.76N2）2C＋O=2（3.76N2）=2CO（+3.76N2）3C＋CO2（3.76N2）=2CO（+3.76N=2）42C＋3.76N2＋O2＋3.76N2=CO2＋7.52N2表2以水蒸汽为气化剂主要反应方程式序号反应方程式1C＋H2O（汽）=CO＋H22C＋2H2O（