71 热装高炉高温煤气喷雾降温塔工艺计算
热装高炉高温煤气喷雾降温塔工艺计算
摘要：高炉原燃料热装工艺能显著提高铁前工序显热资源利用效率，为保证高温高炉煤气的净化回收系统安全，须在干法布袋除尘设施前设置喷雾蒸发降温塔。本文通过对干式喷雾蒸发降温理论进行分析，结合热装高炉操作变工况条件，推导出全套喷雾蒸发降温塔的理论计算方法。该方法可对塔内喷水量、降温塔出口煤气露点和含湿量、液滴蒸发时间、及塔体结构尺寸等关键技术参数进行便捷准确的计算，且易于计算机编程应用，对实际推广具有积极的意义。关键词：热装高炉高温煤气喷雾降温塔工艺计算
Process Calculation of High Temperature Gas Spray Cooling Tower of Hot Charging Blast Furnace
Abstract:Sensible heat resource efficiency will be significantly improved by a new technical method of hot charge the burden to the blast furnace. A spray evaporative cooling tower should be set in front of the dry dust bag collectors to ensure the safety cleaning and recovery system of high-temperature BFG. This paper derives a full theoretical calculation method based on the dry spray evaporative cooling theory analysis and the variable loading conditions of hot charging blast furnace operation. Spray water volume, outlet gas dew point and moisture content of the cooling tower, droplet evaporation time, and the tower body size and other key technical parameters can be calculated by this method accurately and conveniently, which is easy for computer programming application and has positive significance for the actual promotion.
Key words:hot charging blast furnace; high temperature gas; spray cooling tower; process calculation
在目前以及今后相当长一段时间内，高炉炼铁工艺仍将在钢铁生产过程中占据主导地位，而采用高炉原、燃料热装的方案，可有效利用铁前原、燃料的显热，节约能源并减少CO2的排放[1]。针对高炉热装生产以及高炉异常工况产生的高温荒煤气（温度超过450℃），经余热锅炉余能回收降温至约200℃再进入布袋除尘器净化的工艺流程，为了确保余热锅炉离线安全检修或故障时整个高炉及煤气输配系统的安全连续运行，拟在余热锅炉系统的并联旁路上研究开发一座喷雾降温塔，采用喷雾蒸发冷却工艺，实现在余热锅炉离线工况时对经切换通过该塔的高炉煤气进行降温。
喷雾降温的基本工作原理即：选择专用双流体喷嘴，确保流经喷嘴喷出水颗粒为粒径非常细小（一般为50~200μm）的雾化水颗粒，雾化水粒与高温荒煤气直接接触，迅速汽化蒸发，将煤气中的显热转变成水的汽化潜热，达到迅速降低煤气温度的目的[2~5]。塔的工艺计算重点关注高炉生产变工况的特点，探讨煤气流量变化条件下塔的喷雾系统自动调节喷水量的控制参数选择，保证喷雾降温塔的出口煤气温度维持在设定的温度范围内，实现完全干式喷雾降温冷却。
1喷雾降温塔工艺参数的研究与计算
1.1高炉煤气主要技术参数
某工程炉顶高炉煤气经过重力除尘器或旋风除尘器粗除尘后进入喷雾蒸发降温塔的高炉煤气参数如下：
高炉煤气量：380000 Nm3/h（标况）；
煤气压力：0.3 MPa（表压，下同）；
入口煤气温度：450 ℃；
出口煤气温度：200 ℃；
高炉半净煤气成分组成:
介质成分：CO：28.88%；CO2：23.98%；H2：5.5 %；N2：35.94%；H2O：5.7%；
含水量：30～40g/ Nm3；
含尘：2～5 g/Nm 3； 粉尘粒度：≤150μm 。 1.2 换热量及喷水量计算
理想气体的定压比热容是温度的单值函数，比热容与温度的关系只能用实验的方法测定，通常将测定的数据整理成如下的经验公式：
332210T a T a T a a c p +++= （1）
式中： T ——热力学温度； a 0——常数；
a 1、a 2、a 3——各阶温度系数。
P=0.3MPa 时水的临界温度为T L =143.62℃，
汽化潜热r =2133kJ/kg ，水的比定压热容取w c =4.20kJ/(kg ·℃)；水蒸汽的定压比热容取v c =2.14kJ/(kg ·℃)；汽水比取0.1。
根据热量衡算，高炉煤气降温放出的热量等于喷入水蒸发所吸收的热量与双流喷嘴喷入氮气（或蒸汽）的吸热量：
321221122)()(T c m T c T c r m T c T c m Q N N v w water pi pi i ?+?+?+=-=∑ （2）
高炉煤气放出热量 = 水蒸发吸热量 + 氮气升温吸热量
因第三项一般较小，可忽略不计，这里计算时省去。
这里选用双流喷嘴，对应每个双流喷嘴均有一个最佳的两相比，从而得到高炉煤气入口温度为450℃时辅助气体（如氮气或蒸汽）的流量为：
water fu m k m
?= （3） 式中，k ——喷嘴气液两相比，一般取0.1。
1.3 喷雾降温塔出口煤气露点和含湿量计算
物质的饱和蒸汽压通常采用安托尼(Antoine)方程式计算，但安托尼方程式的实用温度范围较窄（10℃≤T ≤168℃），文献[3]用安托尼方程的形式通过对水的饱和蒸汽压实验值的非线性回归，得出水的饱和蒸汽压和温度的关联式为：
)73.229/(659.387637379.16ln +-=T P s
（0≤T ≤210℃） (4)
)65.305/(082.520465216.17ln +-=T P s
（210℃＜T ≤370℃） (5) 式中P s 为水的饱和蒸汽压，单位为kPa ，通过式(4)和式(5)可计算出对应喷雾降温塔出口200℃的高炉煤气中水的饱和蒸汽压为P s =1.56MPa 。
根据高炉煤气中各组分组成及体积流量可计算得到入口高炉煤气的干气质量流量m gs 和含水量流量m water1。 则出口高炉煤气中的含湿量为：
gs
water water m m
m d +?
=11000 (6)
另含湿量有近似公式：
v
v
p p p d -=622
(7)
式中，p 为高炉煤气绝对压力，p =0.4MPa ，p v 为高炉煤气中所含水蒸气的分压，将式(6)含湿量的值代入式(7)中，计算可得p v =0.076MPa 。 则出口高炉煤气中相对湿度为：
%100?=
s
v p p ?
(8)
并将p s =0.076MPa 代入式(4)中计算可得
T =92.17℃，此温度即为喷雾降温塔出口高炉煤气中水蒸气的露点温度。而出口温度定为200℃，则远高于此露点温度，可保证高炉煤气在进入布袋时不会产生结露现象而造成糊袋事故，影响布
袋除尘器的正常运行。
1.4 喷雾蒸发冷却时间计算
雾化后的液滴在流动的高温烟气中的蒸发过程是个相当复杂的问题，因为在蒸发过程中，液滴直径、液滴相对于气流的运动速度、换热系数、液滴温度以及与其相应的饱和蒸汽压力、液滴表面与周围气体的温差、蒸汽扩散条件以及其他因素等都同时在发生变化。
在高温烟气中，液滴温度一般远小于烟气的温度。因此，液滴不断受热升温而蒸发，但由于液滴温度的升高，使得液滴与周围烟气的温差减
小，从而减弱了周围烟气对水滴的传热速率。同时，随着液滴温度的升高，液滴表面的蒸发过程也加速，蒸发过程中液滴所吸收的蒸发潜热也不断增多。这样，当液滴达到某一温度，液滴所得热量恰好等于蒸发所需要的热量，于是液滴温度不再发生改变，蒸发处于平衡状态，液滴在这种状态下继续蒸发直到汽化完毕[3~5]。
图 1 基于传热膜系数的蒸发模型 这里忽略雾滴升温阶段时间，考虑在恒速蒸发阶段，根据热量衡算，高温烟气以对流方式传递给雾滴的显热等于雾滴汽化所需的潜热，因此得出以下热平衡式：
??
?
??-=?=θθd dW L t hA d dQ m (9) 式中， Q ——传热量，kJ ； θ——传热时间，s ；
h ——对流传热系数，kW/(m 2·℃)
A ——传热面积，m 2；
Δt m ——雾滴表面和周围烟气之间在蒸发开始和终了时的对数平均温度差，
()()2121/ln t t t t t m ???-?=?，℃；
W ——水分蒸发量，kg ；
L ——水的汽化潜热，kg/kg ；
对于球形雾滴，2
p D A π=（D p 为雾滴直径，m ），6
3p
p
D W πρ=（ρ
p
为雾滴密度，kg/m 3）。
因此，式(9)变为：
???
? ??-=?632p p m p
D d d
L
t D h πρθ
π (10) 根据Marshall 传热方程式，对流传热系数h
由下式计算：
p
f D Nu
h λ=
(11) 式
中
，
Nu
为
Nusselt
数
，
()
3/12/1Pr Re 3.012+=Nu ，
Re 为雾滴相对雷诺数，Pr 为普兰特数，因此，公式(10)变成：
(
)
p m f p
p dD t D L d 3
/12
/1Pr
Re
3.014+?-
=λρθ (12)
对上式积分，即可得在雾滴蒸发过程中，雾
滴直径由D 0变化到D 1所需的时间θ为：
()
(
)
3
/12
/12
120Pr
Re
3.018+?-=
m f p t D D L λρθ (13)
纯液滴完全蒸发完毕时，D 1=0，即可得纯液滴蒸发时间为：
(
)
3
/12
/12
0Pr
Re
3.018+?=
m f p t D L λρθ (14)
从公式(14)中可以看出，给定温差m t ?和烟气及雾滴的物理特性后，雾滴蒸发时间与雾滴初始直径D 0的平方成正比。因此，初始直径越大，蒸发所需时间就约长（成平方倍增加），如
图 2所示，所以若要缩短喷雾液滴的蒸发时间，
就必须要求具有较小的雾化细度，这也是采用气体辅助雾化喷枪的原因。
图 2 液滴蒸发时间与液滴初始直径的关系 对于初始直径为200μm 的液滴完全蒸发所需时间经计算为：1.929s 。 2 塔体工艺尺寸计算
2.1 冷却塔有效段筒体直径计算 在蒸发冷却塔的设计中，塔径的设计应满足3个目的：首先，应使湿雾滴不粘附到塔壁上；其次，因喷水量较大，塔内将有数个雾化喷嘴，塔体截面应保证有足够的大小来布置喷嘴；最后应控制通过塔体截面的流速在一定的范围内，使得煤气在塔内有足够的停留时间来与雾滴进行换热。 雾滴自很高的初速度降至很低值（如当Re=0.5时）的过程中不同的时刻θ与其速度u x 的关系，可按式(15)用图解积分法或数值积分法求出雾滴沿水平方向的飞翔距离S x ，m 。求得S x 后，对应单个喷嘴的冷却塔塔半径应稍大于S x 。
θθ
d u S x x ?=0
(15)
由雾化器产生的细小雾滴以很高的速度从喷嘴喷出，雾滴受重力的影响可以忽略。对于气体辅助双流体喷嘴，雾滴以某一锥角喷出，其速度可以分解为水平速度u x 和垂直速度u y 。雾滴的运动时间与其速度的关系均可以下式描述：
243x x p p x
u D d du ζρρθ???
?
??-= (16)
243y y p
p p p y
u D g d du ζρρ
ρρρθ???
? ??-????
??-= (17) 式中，u x ，u y ——雾滴速度u 在水平及垂直方向上的分量，如图 3所示；
ρ——气体的密度；
ζ——阻力系数。
阻力系数ζ为雷诺数
Re 的函数，一般由图得到Re 和ζ的近似关系如下： Re ＜1，Re 24=ζ，层流，Stockes 公式；
1＜Re ＜1000，6
.0Re
5.18=ζ，过渡流，
Allen 公式；
1000＜Re ＜2×105，44.0=ζ，湍流。 为便于理论精确计算，文献[3]给出了一个使用范围在0.5＜Re ＜3000（包括层流区、全部过渡区和部分湍流区）的多项式拟合计算式，而喷雾液滴的运动基本上均落在该公式所适用的区域内，且该公式比上述的Stockes 公式和Allen 公式更加精确。该多项式拟合计算式如下：
x Re 5.26=ζ （0.5＜Re ＜3000） (18)
式中，()
i
i i R x Re ln 5
∑==
，R 0=0.9178336，
R 1=-0.0782483，R 2=2.89240×10-2，R 3=-9.547178
×10-3
，
R 4=1.347719×10-3，R 5=-6.945255×10-5。
因μρx p x u D =Re ，故ρμp x x D u Re =，
代入式(16)得
x p
p x D d d Re 43Re 2
ζρμ
θ-= (19) 将式(19)及ρμp x x D u Re =代入式(15)，并利用式(18)整理得
图 1 雾滴速度分解
?
?
?-=
-
==x
x x
x x x
x
p
p x
x p
p x x d D d D d u S Re Re 1Re Re 0
Re Re 05031.0Re Re 34ρ
ρρ
ρθθ
(20)
利用高斯-勒让德数值积分法即可直接求出0.5≤Re ≤3000区间内的S x 值。 2.2 冷却塔有效段筒体高度计算 蒸发冷却塔有效段筒体高度设计应使雾滴在塔内的停留时间大于传热所需时间，以保证雾滴完全蒸发。 在垂直方向的运动中，雾滴先以某一初速度喷出，由于阻力的作用，逐渐减速，该阶段称为减速阶段；当雾滴的重力与所受阻力相等时，雾滴由减速运动变为等速向下运动，直至雾滴蒸发完毕。雾滴在塔内的停留时间为减速运动与等速运动的时间之和。
将雾滴自初始速度u y0作减速运动阶段到等速运动阶段开始前接近于到达沉降速度u f 之间的时间作为减速运动的时间，利用数值积分法得雾滴在减速运动阶段时间θ1内下降的距离H 1，m ：
10
11
θθd u H y ?= (21)
将ρμp y y D u Re =代入式(17)，整理后得
22
1Re Re 34y
y
p
p d D d ζφμ
ρθ-=
(22)
()22
3Re 34f f p p p g
D ζμρρρφ=-=
(23)
式中，ζf 为雾滴等速沉降的阻力系数，无因次；
Re f 为雾滴等速运动时的雷诺数。把式(22)代入式(21)中，并利用式(18)整理得到
?
-=
-0
Re Re 21Re
5.26Re Re 34y y
x y
y y p p d D H φ
ρ
ρ (24)
利用高斯-勒让德数值积分法即可直接求出0.5≤Re ≤3000区间内的H 1值。
将式(18)代入式(22)并整理得如下积分方程：
?
-=
-0
Re Re 22
1Re
5.26Re 34y y
x
y
y p
p d D φ
μ
ρθ (25)
利用高斯-勒让德数值积分法即可直接求出
0.5≤Re ≤3000区间内的θ1值，此即为雾滴减速运动的时间。则雾滴等速运动时间θ2为雾滴蒸发时间θ减去雾滴减速运动时间θ1。等速运动段的塔高H 2由下式计算：
()f f u u H 122θθθ-== (26)
在液滴等速运动段，液滴重力等于其受到的
阻力，此时式(17)左端等于零，即0=θd du y ，则由式(17)可整理得沉降速度u f 为：
()f
p p f gD u ρζρρ34-=
(27)
因此，蒸发冷却塔的筒体有效塔高即为雾滴在减速阶段和等速阶段飞翔距离之和，即
21H H H += (28)
由本文的数据代入可计算得结果如下： 表1 液滴蒸发所需横向距离和竖向距离
项目 S x /m
θ 1 /s
H 1 /m
θ 2 /s
H 2 /m H /m
数值 0.871 0.0672 0.7425 1.8618 10.58 11.32
以上分析计算均为基于蒸发冷却塔直筒内横截面煤气流速均匀，而实际上，煤气在塔体上部入口管道呈喷射状进入塔体，气流充分发展成匀速状态需要一定的距离，这也对液滴的蒸发造成一定的影响。因此针对该种影响，本文考虑一个放大系数K ，并取K =1.5，得到直筒段高度为H =11.32×1.5=16.98m ，并考虑直筒段下部气流受出口管的紊流影响，圆整直筒段到出口上端的高度为H =20m 。单个喷枪覆盖面直径为D =2KS x =2×1.5×0.871=2.613m ，并根据前面1.2节计算的总喷水量和单个喷枪的喷水量计算出所需要的喷枪数量，本文选用12个喷枪，在塔内沿塔体环向均匀布置，如图 所示。
图 4 12个喷枪环向布置示意图
3结语
高炉原燃料热装生产工艺能很好地节约能源，但炉顶高炉煤气温度将远高于常规高炉工况，而在干法布袋除尘设施前的余热回收系统并联
设置喷雾蒸发降温塔则保证了高温煤气回收系
统的安全性。本文采用理论分析的方法，分别对塔内喷水量、降温塔出口煤气露点和含湿量、液滴蒸发时间和塔体工艺尺寸等进行了推导计算，整理出一整套理论计算方法。该方法计算简便、结果精确，易于计算机编程计算和实际应用。
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50万吨年煤气化生产工艺
咸阳职业技术学院生化工程系毕业论文（设计） 50wt/年煤气化工艺设计 1.引言 煤是由古代植物转变而来的大分子有机化合物。我国煤炭储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山—秦岭—昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；其余的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦原料，以氧气（空气或富氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性的气体的过程。气化时所得的可燃性气体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 煤气化技术开发较早，在20世纪20年代，世界上就有了常压固定层煤气发生炉。20世纪30年代至50年代，用于煤气化的加压固定床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床K-T炉先后实现了工业化，这批煤气化炉型一般称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技术开发始于20世纪60年代，由于当时国际上石油和天然气资源开采及利用于制取合成气技术进步很快，大大降低了制造合成
气的投资和生产成本，导致世界上制取合成气的原料转向了天然气和石油为主，使煤气化新技术开发的进程受阻，20世纪70年代全球出现石油危机后，又促进了煤气化新技术开发工作的进程，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有德士古加压水煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ETIW）及干粉煤加压气化炉等。 近年来国外煤气化技术的开发和发展，有倾向于以煤粉和水煤浆为原料、以高温高压操作的气流床和流化床炉型为主的趋势。 2.煤气化过程 2.1煤气化的定义 煤与氧气或（富氧空气）发生不完全燃烧反应，生成一氧化碳和氢气的过程称为煤气化。煤气化按气化剂可分为水蒸气气化、空气（富氧空气）气化、空气—水蒸气气化和氢气气化；按操作压力分为：常压气化和加压气化。由于加压气化具有生产强度高，对燃气输配和后续化学加工具有明显的经济性等优点。所以近代气化技术十分注重加压气化技术的开发。目前，将气化压力在P＞2MPa 情况下的气化，统称为加压气化技术；按残渣排出形式可分为固态排渣和液态排渣。气化残渣以固体形态排出气化炉外的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出经急冷后变成熔渣排出气化炉外的称液态排渣；按加热方式、原料粒度、汽化程度等还有多种分类方法。常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔浴床床气化。 2.2 主要反应 煤的气化包括煤的热解和煤的气化反应两部分。煤在加热时会发生一系列的物理变化和化学变化。气化炉中的气化反应，是一个十分复杂的体系，这里所讨论的气化反应主要是指煤中的碳与气化剂中的氧气、水蒸汽和氢气的反应，也包括碳与反应产物之间进行的反应。 习惯上将气化反应分为三种类型：碳—氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。 2.2.1碳—氧间的反应 碳与氧之间的反应有： C+O2=CO2（1）
天然气流量计算公式
（1）差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时（如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等），在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为： 式中， qf 为工况下的体积流量， m3/s ； c 为流出系数， 无量钢； β =d/D ， 无量钢； d 为工况下孔板内径， mm ； D 为工况下上游管道内径， mm ； ε 为可膨胀系数，无 量钢；
p 为孔板前后的差压值， Pa ； ρ 1 为工况下流体的密度， kg/m3 。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为： 式中， qn 为标准状态下天然气体积流量， m3/s ； As 为秒计量系数，视采用计量 单位而定， 此式 As=3.1794×10 -6 ； c 为流出系数； E 为渐近速度系数； d 为工况 下孔板内径，
； FG 为相对密度系数， ε 为可膨胀系数； FZ 为超压缩因子； FT 为流动湿度系数； p1 为孔板上游侧取压孔气流绝对静压， MPa ； Δ p 为气流流经 孔板时产生的差压， Pa 。 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管 路） 和差压计组成， 对工况变化、 准确度要求高的场合则需配置压力计 （传感器 或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置 在线密度计（或色谱仪）等。 （ 2
精馏塔工艺工艺设计方案计算
第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3
V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222sin 1802π （3-11）
煤气化工艺流程
精心整理 煤气化工艺流程 1、主要产品生产工艺 煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。 主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之 化碳 15%提 作用。 2 。净化 装置。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫。空分装置提供气化用氧气和全厂公用氮气。仪表空压站为全厂仪表提供合格的仪表空气。 小于5mm粉煤，作为锅炉燃料，送至锅炉装置生产蒸汽，产出的蒸汽一部分供工艺装置用汽
，一部分供发电站发电。 3、主要装置工艺流程 3.1备煤装置工艺流程简述 备煤工艺流程分为三个系统： （1）原煤破碎筛分贮存系统，汽运原煤至受煤坑经1#、2#、3#皮带转载至筛分楼、经节肢筛、破碎机、驰张筛加工后，6~50mm块煤由7#皮带运至块煤仓，小于6mm末煤经6#、11#皮带近至末煤仓。 缓 可 能周期性地加至气化炉中。 当煤锁法兰温度超过350℃时，气化炉将联锁停车，这种情况仅发生在供煤短缺时。在供煤短缺时，气化炉应在煤锁法兰温度到停车温度之前手动停车。 气化炉：鲁奇加压气化炉可归入移动床气化炉，并配有旋转炉篦排灰装置。气化炉为双层压力容器，内表层为水夹套，外表面为承压壁，在正常情况下，外表面设计压力为3600KPa（g），内夹套与气化炉之间压差只有50KPa（g）。 在正常操作下，中压锅炉给水冷却气化炉壁，并产生中压饱和蒸汽经夹套蒸汽气液分离器1
高炉炼铁工艺流程(经典)61411
本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档：
一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、 直接还原法、熔融还原法等，其 原理是矿石在特定的气氛中（还 原物质CO、H2、C；适宜温度 等）通过物化反应获取还原后的 生铁。生铁除了少部分用于铸造 外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主 要方法，钢铁生产中的重要环节。 这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧
化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
精馏塔工艺设计
一、苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计任务书 （一）设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为98.5%的苯36432吨，塔底馏出液中含苯1%，原料液中含苯为61%（以上均为质量百分数）。 （二）操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压） 2.进料热状况：饱和蒸汽进料 3.回流比：R=2R 4.单板压降不大于0.7kPa min （三）设计内容 设备形式：筛板塔 设计工作日：每年330天，每天24小时连续运行 厂址：青藏高原大气压约为77.31kpa的远离城市的郊区 设计要求 1.设计方案的确定及流程说明 2.塔的工艺计算 3.塔和塔板主要工艺尺寸的确定 （1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学验算 （3）塔板的负荷性能图绘制 （4）生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制 4、塔的工艺计算结果汇总一览表 5、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论 （四）基础数据
1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3 ） 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 4.液体粘度μ（mPa ?s ）
5.Antoine常数 二、苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分） （一）设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。 典型的连续精馏流程为原料液经预热器加热后到指定的温度后，送入精馏塔的进料板，在进料上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。 （二）全塔的物料衡算 1.料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11 kg/kmol和112.6kg/kmol
煤气化工艺流程
煤气化工艺流程 1、主要产品生产工艺 煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。 主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之有效的方法之一，同时也方便群众生活，节约时间，提高整个城市的社会效率和经济效益。作为一项环保工程，（其一期工程）每年还可减少向大气排放烟尘1.86万吨、二氧化硫3.05万吨、一氧化碳0.46万吨，对改善河南西部地区城市大气质量将起到重要作用。 甲醇是一种重要的基本有机化工原料，除用作溶剂外，还可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丙烯酸甲酯等一系列有机化工产品，此外，还可掺入汽油或代替汽油作为动力燃料，或进一步合成汽油，在燃料方面的应用，甲醇是一种易燃液体，燃烧性能良好，抗爆性能好，被称为新一代燃料。甲醇掺烧汽油，在国外一般向汽油中掺混甲醇5～15%提高汽油的辛烷值，避免了添加四乙基酮对大气的污染。 河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂围绕义马至洛阳、洛阳至郑州煤气管线及豫西地区工业及居民用气需求输出清洁能源，对循环经济建设，把煤化工打造成河南省支柱产业起到重要作用。 2、工艺总流程简介： 原煤经破碎、筛分后，将其中5～50mm级块煤送入鲁奇加压气化炉，在炉内与氧气和水蒸气反应生成粗煤气，粗煤气经冷却后，进入低温甲醇洗净化装置
，除去煤气中的CO2和H2S。净化后的煤气分为两大部分，一部分去甲醇合成系统，合成气再经压缩机加压至5.3MPa，进入甲醇反应器生成粗甲醇，粗甲醇再送入甲醇精馏系统，制得精甲醇产品存入贮罐；另一部分去净煤气变换装置。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫。空分装置提供气化用氧气和全厂公用氮气。仪表空压站为全厂仪表提供合格的仪表空气。 小于5mm粉煤，作为锅炉燃料，送至锅炉装置生产蒸汽，产出的蒸汽一部分供工艺装置用汽，一部分供发电站发电。 3、主要装置工艺流程 3.1备煤装置工艺流程简述 备煤工艺流程分为三个系统： （1）原煤破碎筛分贮存系统，汽运原煤至受煤坑经1#、2#、3#皮带转载至筛分楼、经节肢筛、破碎机、驰张筛加工后，6~50mm块煤由7#皮带运至块煤仓，小于6mm末煤经6#、11#皮带近至末煤仓。 （2）最终筛分系统：块煤仓内块煤经8#、9#皮带运至最终筛分楼驰张筛进行检查性筛分。大于6mm块煤经10#皮带送至200#煤斗，筛下小于6mm末煤经14#皮带送至缓冲仓。 （3）电厂上煤系统：末煤仓内末煤经12#、13#皮带转至5#点后经16#皮
工艺专业塔器水力学计算设计导则
1 塔器设计概述 1.1 石油化工装置中塔器占有很大的比重。几乎每种工艺流程都存在蒸馏或吸收等分离单元过程，因此塔器设计至关重要。往往塔器设计的优劣，决定着装置的先进性和经济性，必须给予重视。 1.2 塔器设计与工艺流程设计有着非常密切的关系，亦即塔器的选型和水力学计算与工艺流程的设计计算是结合在一起的。有时塔器设计影响着分离流程和操作条件的选择。例如减小蒸馏塔的回流比，能降低能耗，但塔板数增加，对塔器讲就是减小塔径和增加塔高，其中必有一个最经济条件的选择。又如真空塔或对釜温有要求的蒸馏塔均对压降要求较严，需要选择压降低的板式塔或填料塔，在塔器水力学计算后，压降数据要返回工艺作釜温核算。 1.3 一般工艺流程基本确定后，进行塔器的选型、设计等工作。塔器设计涉及到工艺、化学工程、设备、仪表、配管等专业。化学工程专业的任务及与各专业间关系另有说明。见化学工程专业工作手册H-P0101-96、H-P0301-96。 1.4 随着石油化工和科技的迅猛发展，蒸馏塔从一般的一股进料、二股产品的常规塔发展为多股进料、多侧线，有中间换热的复杂塔。要求塔的生产能力大、效率高、塔板数多，即大塔径、多程数、高效、低压降等，对塔器设计提出了更高的要求，并推动了塔器设计工作的发展。 1.5 近年来电子计算机的普及和发展，为工艺与塔器设计提供了有力的工具。我们可应用PROCESS或PRO/Ⅱ等工艺流程模拟软件进行计算，得到塔的最大和最小汽液负荷、密度等数据，以便进行分段的塔的水力学计算，使工艺和塔的水力学计算能同步进行，并作多方案比较，求得最佳设计。 1.6 设计中主要考虑的问题 1.6.1 确定工艺流程（尤其是分离流程） 通过工艺流程模拟电算，选定最佳切割方案，其中包括多股进料、侧线采出、进料状态和位置等方面的选择。 1.6.2 塔压的设定
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程 1 煤制甲醇工艺 气化 a）煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤干基（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～ 53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。 煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b）气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S CO+H2O—→H2+CO2 反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理。 c）灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。 闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。 闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理。 洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环
精馏塔工艺工艺设计计算
精馏塔工艺工艺设计计算
第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据 [6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3
V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222s i n 1802π （3-11）
高炉煤气烟气处理
一、烟气除尘——高炉煤气干法布袋除尘 高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类，目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘，而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少。 高炉煤气干法布袋除尘技术是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一,以其煤气净化质量高、节水、节电、投资省、运行费用低、环境污染小等优点,优于传统的湿法洗涤除尘工艺, 属于环保节能项目，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）之首。是国家大力推广的清洁生产技术。 1、工艺流程与设备 1.1系统组成 1 干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置（包括大灰仓）、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综 合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成。 2 炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置，有热管换热器和管式换热器两类， 应优先选用热管式换热器。 1.2过滤面积 1 根据煤气量（含煤气湿分，以下同）和所确定的滤速计算过滤面积 计算公式： V 60Q F = 其中 F ——有效过滤面积 m 2 Q ——煤气流量m 3/h （工况状态） V ——工况滤速 m/min 2 工况流量。 在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量。以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量。 3工况系数 工况体积（或流量）和标况体积（或流量）之比称为工况系数，用η表示。 计算公式： ()()0 000P P P T t T Q Q ++==η 其中 η——工况系数 Q 0——标准状态煤气流量m 3/h Q ——工况状态煤气流量m 3/h T 0——标准状态0℃时的绝对温度273K t —— 布袋除尘的煤气温度℃ P —— 煤气压力（表压）MPa P 0——标准状态一个工程大气压，为0.1 MPa
塔体工艺尺寸计算
塔体工艺尺寸计算 1 精馏段塔径的计算 精馏段的气、液相体积流率计算为 3600Vm S Vm VM V ρ= ? （5.1） 3441.828.08 3.326/36003600 1.036 Vm S Vm VM V m s ρ?= ==?? 3600Lm Lm LM Ls ρ= （5.2） 3283.424.73 0.0019/36003600976.4 Lm Lm LM Ls m s ρ?= ==? 由： max μ= （5.3） 式中C 由上式计算，其中的20C 査取，图的横坐标为： 1/2 1/2 30.00193600976.40.018/3.3263600 1.036h L h V L m s V ρρ?????== ? ???? ?? 取板截距T H =450m m ，板上液层高度L h =80m m 则， 0.450.080.37T L H h m -=-= 由史密斯查图的， 20C =0.075 /m s max 2.585/m s μ=== 取安全系数为0.6，则空塔气速为 max 0.60.6 2.585 1.55μμ==?= D = （5.4）
1.653D m = == 按标准塔径圆整后为：D=1.8m 塔截面积为： 2 4 T A D π= （5.5） 2221.8 2.54344 T A D m ππ = =?= 实际空塔气速为： S T V A μ= （5.6） 3.326 1.3082.543 S T V A μ= ==/m s 5.1.2 精馏塔的有效高度 (1)T Z N H =- （5.8） (1)(81)0.45 3.15T Z N H m =-=-?=精精 第5.2节 提馏段的计算 5.2.1 提馏段塔径的计算 提馏段的气、液相得体积流率为 '' '3' 441.822.62 3.2.61/360036000.8513Vm S Vm V M V m s ρ?===?? '''3' 844.319.30.004688/36003600965.5Lm s LM LM L m s ρ?===?
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程 煤气化制甲醇工艺流程简述 1）气化 a）煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤**t/h（干基）（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。 出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。 煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。 用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。 煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。 煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b）气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S CO+H2O—→H2+CO2 反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理。 c）灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽，经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水，渣饼由汽车拉出厂外。 闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔。
高炉工艺流程
高炉工艺流程 炼铁是在高炉内进行还原反应过程，炉料-矿石、燃料和熔剂从无料钟炉顶装入炉内，从鼓风机来的冷风经热风炉后，形成热风从高炉风口鼓入，随着焦炭燃烧，产生热煤气流由下而上运动，而炉料则由上而下运动，互相接触，进行热交换，逐步还原，最后到炉子下部，还原成生铁，同时形成炉渣。积聚在炉缸的铁水和炉渣分别由出铁口和出渣口放出。 由铁的生产过程可知，高炉除了反应炉本体系统，还包括了热风炉、上料、炉顶、炉前、喷煤、冲渣、给排水、除尘系统等。其中各系统的工艺流程如下： 1.本体 高炉本体是利用铁矿石作原料生产铁水的主要设备，是生成铁反应的容器。高炉也是钢铁联合企业生产线中最重要的基础设备，铁水是转炉炼钢的主要原料，因此高炉生产的优劣直接关系到钢铁联合企业炼钢和钢材的生产，它主要包含了炉基，炉壁，炉喉冷却系统等，且都是利用循环水来冷却的。 2.热风炉 热风炉的作用是给高炉提供热风，是炉内反应的必备条件。1#高炉热风炉采用4个内燃式热风炉为高炉送热风、2个顶燃式热风炉作为预热炉加热助燃空气，同时高炉煤气和助燃空气还通过换热器进行预热。热风炉是用各种特殊材料建成，可以耐受很高的温度。炉内砌有许多格子砖，对热风炉的加热，也就是加热
这些格子砖。在加热期间，也被称为“燃烧”状态，高炉煤气和大量的助燃空气混合燃烧，热气到达炉顶，然后通过格子砖，使热风炉被加热，废气从热风炉烟道排出。当热风炉被加热到一定温度时（顶温1300-1350℃,烟道温度350-400℃），结束燃烧状态，然后准备向高炉提供热风，也就是准备换到“送风“状态。在送风期间，冷风通过格子砖反向吹进。砖的热量传递给流过的空气，被加热的空气也称作热风，通过环管送入高炉。正常生产时，4个热风炉循环送风，一般为2个同时送风，其余2个为燃烧或隔断状态，这样就能满足为高炉提供连续热风的要求。 3.上料 上料系统由料仓、输送、给料、排料、筛分、称量等设备组成。根据冶炼工艺要求，把矿、焦等原燃料配成一定重量和成分的“料批”，然后通过上料运输设备送至炉顶。1#高炉设计选择胶带机的上料方式。1#高炉上料系统设计遵循高效、紧凑、清洁、环保、节能、循环经济的技术思想，突破常规的上料模式，两座高炉共用一座联合料仓，焦、矿仓为并列布置。采用“无中继站”分散筛分和分散称量的直接上料工艺。采用烧结矿分级入炉技术，可以合理调整入炉原料粒度、控制炉内不同粒度原料的分布，从而提高煤气利用率和炉料的透气性，有利于高炉操作和控制炉墙温度，实现高炉长寿。5500m3高炉烧结矿选择在烧结厂分级。烧结矿、球团矿、块矿、杂矿、熔剂、焦炭等原、燃料通过供料系统的胶带机运送至供料转运站。高炉料仓仓上布置5条带卸料
煤气化工艺流程简述
煤气化工艺流程简述 1）气化 a）煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤**t/h（干基）（<25mm）或焦送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的PH值，加入碱液。 出棒磨机的煤浆浓度约65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。 煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉尘飞扬，环境好。 用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机；棒磨机与球磨机相比，棒磨机磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。 煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤量43～53t/h，可满足60万t/a甲醇的需要。 为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺酸类添加剂。 煤浆气化需调整浆的PH值在6～8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值，碱液初步采用42％的浓度。 为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b）气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S CO+H2O—→H2+CO2 反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程 2008-11-08 10:11 1)气化 a)煤浆制备 由煤运系统送来的原料煤**t/h(干基)(<25mm)或焦送至煤贮斗，经称重给料机控 制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤 浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，为了调整煤浆的 PH 值，加入碱液。
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出棒磨机的煤浆浓度约 65%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工 段煤浆槽。 煤浆制备首先要将煤焦磨细，再制备成约 65%的煤浆。磨煤采用湿法，可防止粉 尘飞扬，环境好。 用于煤浆气化的磨机现在有两种，棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比，棒磨机 磨出的煤浆粒度均匀，筛下物少。
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煤浆制备能力需和气化炉相匹配，本项目拟选用三台棒磨机，单台磨机处理干煤 量 43,53t/h，可满足 60 万 t/a 甲醇的需要。
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为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入添加剂，初步选择木质磺 酸类添加剂。
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煤浆气化需调整浆的 PH 值在 6,8，可用稀氨水或碱液，稀氨水易挥发出氨，氨气 对人体有害，污染空气，故本项目拟采用碱液调整煤浆的 PH 值，碱液初步采用 42,的 浓度。
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为了节约水源，净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。 b)气化 在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉， 在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应:
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CmHnSr+m/2O2—?mCO+(n/2-r)H2+rH2S CO+H2O—?H2+CO2 反应在 6.5MPa(G)、1350,1400?下进行。 气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成 CO、H2、CO2、H2O 和少量 CH4、H2S 等气 体。 离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水 蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
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气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣 池，由扒渣机捞出后装车外运。 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。 c)灰水处理 本工段将气化来的黑水进行渣水分离，处理后的水循环使用。 从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器，经高压闪蒸浓缩 后的黑水混合，经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽，水中加入絮凝剂使其加
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高炉、烧结、球团工艺流程
炼铁工艺是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、溶化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的溶剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气、炉渣两种副产品，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。 高炉是用焦炭、铁矿石和熔剂炼铁的一种竖式的反应炉（如图2-3）。高炉是一个竖立的圆筒形炉子，其内部工作空间的形状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高炉内型一般由圆柱体和截头圆锥体组成，由下而上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段。由于高炉炼铁是在高温下进行的，所以它的工作空间是用耐火材料围砌而成，外面再用钢板作炉壳。 1-炉底耐火材料； 2-炉壳； 3-生产后炉内砖衬侵蚀线； 4-炉喉钢砖； 5-煤气导出管； 6-炉体夸衬； 7-带凸台镶砖冷却壁； 8-镶砖冷却壁； 9-炉底碳砖； 10-炉底水冷管；
11-光面冷却壁； 12-耐热基墩； 13-基座 l图2-3 高炉的结构 在高炉炉顶设有装料装置，通过它将冶炼用的炉料（由焦炭和矿石按一定比例组成）按批装入炉内。在高炉下部炉缸的上沿，沿圆周均匀地布置了若干个风口（100m3小高炉有 8-10个，4000m3以上的大高炉则有36-42 个）。加热到1000℃
以上的热风，经铜质水冷风口送入炉内，供焦炭燃烧形成高温煤气。在炉缸的底部设有铁口，可周期性或连续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁口之间还设有渣口以排放部分炉渣，减轻铁口负担。 l现代高炉采用优质耐火材料，例如炉底、炉缸部位用微碳孔碳砖，炉身下部和炉腰部位用铝碳砖或碳化硅砖，其它部位用优质高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。炉壳用含锰的高强度低合金钢制作，安装有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜质立式冷却器，或铜质的卧式冷却器。 l4 工艺流程： 高炉冶炼过程是一个连续的生产过程，全过程是在炉料自上而下，煤气自下而上的相互接触过程中完成的。如图2-4所示。 l炉料从受料斗进入炉腔。在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭和石灰石，层层相间，一直装到炉喉。 l从风口鼓入的热风温度高达1000-1300℃，炉料中焦炭在风口前燃烧，迅速产生大量的热，使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。 l由于底部焦炭很厚，燃烧不完全，因此，炉气中存在大量CO气体，在炉内造成了良好的还原性气氛，产生的CO气体在炉体中上升。同时，由于下部的焦炭燃烧产生空隙，上面的焦炭、矿石和熔剂在炉体内缓慢下降，速度大约为 0.5-1mm/s。炽热的CO气体在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，并把铁矿石中铁氧化物还原为金属铁，铁矿石在570-1200℃之间受到CO气体和红热焦炭的还原，形成了海绵铁。海绵铁在1000-1100℃的高温下溶入大量的碳，因而铁的熔点下降，形成了生铁。生铁的熔点约为1200℃，以液体状态滴入炉缸。矿石中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。最后调整铁液的成分和温度达到终点，定期从炉内排入炉渣和生铁。上升的高炉煤气流，由于将能量传给炉料而温度不断下降，最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出。
燃气用气量和计算流量、燃气管道水力计算及附录
12.3燃气用气量和计算流量 12.3.1燃气用气量 民用建筑燃气用气量包括：居民生活用气量、商业用气量、采暖及通风空调用气量。 1用户的燃气用气量，应考虑燃气规划发展量，根据当地的用气量指标确定。 2居民生活和商业的用气量指标，应根据当地居民生活和商业用气量的统计数据分析确定。当缺乏实际统计资料时，结合当地情况参考选用附录D中附表D.1-1、附表D.1-2、附表D.1-3、附表D.1-4数据。 3采暖用气量，可根据当地建筑物耗热量指标确定（方案和初步设计阶段也可按附录D中附表D.1-5中数据估算）。 4通风空调用气量，取冬季热负荷与夏季冷负荷中的大值确定（方案和初步设计阶段也可按附录D中附表D.1-6中数据估算）。 5居住小区集中供应热水用气量，参照《建筑给水排水设计规范》GB50015中的耗热量计算。 12.3.2燃气计算流量 1燃气管道的计算流量，应为小时最大用气量。 2居民生活和商业用户 1）已知各用气设备的额定流量和台数等资料时，小时计算流量按以下方法确定：
①居民生活用燃气计算流量： Q h=∑kNQ n(12.3.2-1) 式中Q h——居民用户燃气计算流量（m3/h）; k——用气设备同时工作系数，可参照附录E中附表E.1-1、附表E.1-2的数据； N——同种设备数目； Q n——单台用气设备的额定流量（m3/h）。 ②商业用户（包括宾馆、饭店、餐馆、医院、食堂等）的燃气计算流量，一般按所有用气设备的额定流量并根据设备的实际使用情况确定。 2）当缺乏用气设备资料时，可按以下方法估算燃气小时计算流量（0℃，101325Pa，以下同）： Q hl=（1/n）Q a (12.3.2-2) n=(365×24)/K m K d K h (12.3.2-3) 式中Q hl——燃气小时计算流量（m3/h）； Q a——年燃气用量（m3/a）； n ——年燃气最大负荷利用小时数（h）; K m——月高峰系数，计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比； K d——日高峰系数，计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比；