12万吨合成氨厂造气工段设计概览.doc

目 录 摘要 I Abstract II 课程设计任务书 III 前 言 2 一、 绪 论 3 1.1煤气化发展史 3 1.2煤气化技术发展趋势 3 二、生产方法的选择及论证 4 2.1生产方法的介绍 4 2.1.1. 固定床气化法 4 2.1.2. 流化床气化 4 2.1.3. 气流床气化 5 2.1.4 熔浴床气化 5 2.2 生产方案的选择及论证 6 三、 常压固定床间歇气化法 7 3.1 半水煤气定义 7 3.2 固定床气化法的特点 7 3.3 生产半水煤气对原料的选择 7 3.4半水煤气制气原理 8 3.5 发生炉内燃料分布情况 9 3.6间歇式制半水煤气的工艺条件 10 3.7间歇式气化的工作循环 11 四、工艺计算部分 14 4.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 14 4.2吹风阶段的计算： 16 4.3制气阶段的计算（以100kg入炉燃料为基准） 18 4.4总过程计算 22 4.5 配气计算 24 4.6消耗定额 25 4.7吹净时间核算 25 4.8废热锅炉的热量衡算 27 4.8.1设已知条件 27 4.8.2热量衡算 28 4.8.3热量平衡和总固体平衡 30 五、设备计算 32 5.1设计说明 32 5.2煤气炉台数的确定 33 5.3主要设备一览表 33 参考文献 36 前 言 本设计说明书是年产万吨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业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H2和CO等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，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，并已获得广泛的应用。煤气化提供洁净的可以管道输送的气体燃料。当前城镇及大中型企业要求实现煤气化的迫切性越来越大，至今以合成气为原料的合成含氮、含氧化物、烃类及燃料的C化学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，这主要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。合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家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备建设，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、设计任务及要求、生产方案，生产流程的选择及论证、制气生产原理、工艺指标、设备计算及选型、设备投资及成本估算。此外，随书附有煤气发生炉装配图、造气工段工艺流程图。 发生分解，放出挥发分，燃料本身也逐渐碳化，干馏层厚度小于干燥层。  区域 区域名称用途及进行的过程 化学反应 Ⅰ 灰渣层 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。 最终反应： C＋O2＋3.76N2=CO2＋3.76N2 2C＋O2＋3.76N2=2CO＋3.76N2 Ⅱ 氧化层（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。 CO2＋C=2CO H2O＋C=CO＋H2 2H2O＋C=CO2＋2H2 Ⅲ 还原区 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。 Ⅳ 干馏区 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树脂；4气体（CO、CO2、H2S、CH4、C2H4、氨氮和氢）。 Ⅴ 干燥区 依靠气体的显热来蒸发燃料中的水分 Ⅵ 自由空间 起聚积煤气的作用。 有时，煤气中部分一氧化碳与蒸汽进行反应： H2O＋CO=CO2＋H2 3.6间歇式制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煤气所具有的热值与制气投入的热量之比。投入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）。他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表示： X=Q半/(Q燃＋Q蒸)×100% 式中：Q半----------半水煤气的热值 Q燃-------------------消耗燃料的热值 Q蒸-------------------消耗蒸汽的热值 生产强度是指每平方米炉膛截面在每小时生产的煤气量，以没