【本科生毕业设计(论文)】年产10万吨合成氨造气工段设计
年产十万吨合成氨车间脱二氧化碳工段的初步设计

齐齐哈尔大学课程设计摘要在合成氨的过程中,经变换后的合成气含有较多的二氧化碳,如不将其清除,在合成氨生产时二氧化碳会使合成氨催化剂中毒。
本设计是年产十万吨合成氨车间脱二氧化碳工段的初步设计,采用NHD法的工艺流程来脱除原料气中的二氧化碳,并对吸收液进行再生,获得纯度较高的净化气,提高二氧化碳的回收率,简化流程,降低能耗,达到较高的经济效益指标。
本次设计的内容主要包括生产工艺的比较和确定,物料衡算和能量衡算,以及Aspen工艺流程模拟和绘制带控制点的工艺流程图。
关键词:合成氨NHD法二氧化碳工艺设计I齐齐哈尔大学课程设计AbstractIn the process of synthetic ammonia, the transformation of the syngas after contained more carbon dioxide, such as not them out, in synthetic ammonia production of carbon dioxide will make synthetic ammonia poisoning catalyst. This design is the annual capacity of one hundred thousand tons of carbon dioxide the ammonia workshop to take off a preliminary design of the section, the NHD process to removal of the carbon dioxide gas material, and the regeneration absorbing liquid, get high purity of the purification of gas, and improve the recovery of carbon dioxide, the process is simplified, reduce the energy consumption and achieve high economic efficiency index. The main content of design including production process compare and sure, material calculation and energy balance calculations, and Aspen process simulation and draw with control points of process flow diagram.Keywords:The NHD; Carbon dioxide; technological designII齐齐哈尔大学课程设计目录摘要 (I)Abstract ..........................................................................................................I I 第1章总论 (1)1.1氨的发现与制取 (1)1.2氨的用途 (1)1.3 我国合成氨工业的发展情况 (1)1.4 合成氨生产的典型流程 (2)1.5 脱碳在合成氨中的作用和地位 (3)第2章脱碳方法及工艺的选择 (4)2.1 脱碳方法的选择 (4)2.1.1脱碳方法种类及简介 (4)2.1.2脱碳方法的比较 (4)2.1.3脱碳方法的确定 (5)2.2脱碳工艺的选择 (6)2.2.1本设计工艺流程原理 (6)2.2.2本设计工艺流程简述 (6)2.3工艺操作条件 (7)2.3.1压力 (7)2.3.2温度 (8)第3章工艺计算 (9)3.1 设计条件 (9)3.2 物料衡算及热量衡算 (10)3.2.1物料衡算 (10)3.2.2热量衡算 (12)第4章三废治理和环境保护 (15)4.1 三废产生情况 (15)4.2 三废处理情况 (15)第5章自动控制 (16)5.1 自控设计原则 (16)5.2自控水平与控制点 (16)第6章全流程Aspen模拟 (17)参考文献 (22)致谢 (23)III齐齐哈尔大学课程设计第1章总论1.1氨的发现与制取氨是1754年由J.普里斯特利在加热氯化铵和石灰混合物时发现的,1784年C.L.伯托利确定氨由氢和氮组成。
产10万吨谷氨酸工厂发酵车间设计毕业论文

二、10万t/a谷氨酸工厂发酵车间工艺流程设计任务书
1、完成10万t/a谷氨酸工厂发酵车间工艺流程的设计
2、对主要设备(重点为发酵罐)进行设计与选型
3、对谷氨酸生产的发酵车间进行物料衡算
4、对结果进行评价
毕业论文
三、可行性分析ห้องสมุดไป่ตู้
1、工艺简炼。在用粮食制谷氨酸的工艺中,第一步是用水解糖(糖化酶)把粮食中的淀粉(长链葡萄糖)变成单个的葡萄糖;第二步是用酵母菌再把葡萄糖变成谷氨酸和母液。其中第一步是相当复杂的。而果谷氨酸创造技术是将淀粉中的糖加之菌种发酵,即可变成谷氨酸,省去了艰难的第一步。
(三)、采取必要措施:
1)合理利用原材料
2)采用新工艺,新技术,提高技术水平
3)生产设备大型化,自动化,关键设备先进化
4)加强废水处理和综合利用,提高环境效益
5)深化改革,降低生产成本,参预国际市场竞争
6)跳出单一产品模式,开辟多品种,提高企业抗风险能力
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(四)今后发展方向:
今后的发展方向是采用诱变、细胞工程、基因工程的手段选育出从遗传角度解除了反馈调节和遗传性稳定的更理想的菌种以提高产酸率;采用过程控制检测调节与自控,逐步使用现代化的电子仪表,电子计算机控制,加强科学管理,完善受控参数,进行最佳化控制,连续化、自动化、稳产高产;在工艺设备上进一步探求新工艺、新设备,以提高产率和受的率;继续研究微生物生理生化遗传变异和发酵机制等外问题,以更好地控制谷氨酸的发酵。
(二)、目前生产存在问题及对策(谷氨酸)
随着经济的发展和技术水平的不断提高,我国的谷氨酸生产水平也有相应的提高。但与国际先进生产水平相比,还存在着以下问题:
1)规模小,操作费和设备费用高
2)技术水平低
年产十万吨合成氨变换工艺和设备设计核算参考

5、工艺流程
本设计主要是变换工序的工艺设计,所选流程为:
H2O
原料气
饱
和
热
水
塔
中
温 变
换热器
换
炉
低 变换气 温 变 换 炉
选用中串低工艺。从压缩工段来的变换气进入饱和
热水塔,在饱和塔出口加入水蒸汽使汽气比达3-5,以 后
再进入中变炉将转换气中一氧化碳含量降到3%以下。
再通过换热器将转换气的温度降到180℃左右,进入低
物量在设备里无物量的变化。
水带入热Q1=XCpT 变换气带入热Q2=nCpmT 同理求得变换气带出热Q3;水带出热Q4。 热量平衡:0.96×(Q1+ Q2)= Q3+ Q4 则X=288.305koml
中变炉一段催化床层的物料衡算
假设CO在一段催化床层的实际变换率为60% 求出在一段催化床层反应后剩余各组分的量 得到出中变炉一段催化床层的变换气干组分的含 进而求得出中变炉一段催化床层变换气湿组分含 量 出中变炉一段催化床层的变换气湿组分的含量 根据:Kp=(H2%×CO2%)/(H2O%×CO%) 计算得Kp,查出对应温度t
主换热器的物料与热量的计算
进出设备的变换气的量:190.97kmol 进出设备的水的量: Xkmol
变换气进设备的温度: 365℃ 变换气出设备的温度: 250℃
水进设备的温度: 水出设备的温度:
20℃ 90℃
变换气带入热Q1=nCpmT;水带入热Q2=XCpT 同理求变换气带出热Q3水带出热Q4 0.96×(Q1+Q2)=Q3+Q4
低变炉的物料计算
要将CO%降到0.2%(湿基)以下,
由CO实际变换率为:Xp=
Ya Ya
年产10万吨合成氨装置制工段

年产10万吨合成氨装置精制工段(烃化)设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一,主要用于制造氮肥和复料,作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料,液氨常用作制冷剂。
合成氨工艺涉及众多工段,本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计,烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气,使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2(俗称气体中的“微量”指标)总量小于10ppm,以达到合成氨入塔要求。
对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。
二、原料的选择合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。
本设计以煤作为原料,因为我国煤炭资源丰富。
在原料来源方面有着先天的优势,从而降低生产过程的成本。
合成氨的生产需要氢气和氮气,氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后,输出地精制气体(主要含量为H2)作为合成氨工段的生产原料。
氮气的来源主要是空气中的氮气,可以在低温下将空气液化、分离而得到,作为合成氨工段的另一重要原料。
三、厂址的选择本设计合成氨厂选址选于省六盘水市盘县两河新区。
1. 原料来源便捷两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带,以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。
2.交通便利新区沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入,即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区海铺呈十字交汇,正在修建的长昆快速铁路家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口,320国道贯穿全境。
3.水资源丰富新区邻近的托长江为珠江水系分支,为工业的发展带来甘霖。
4.电力资源丰富两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座,为配合搞好新区的建设,盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组,确保正常供电。
年产10万吨合成氨变换工段工艺设计

合成氨是一种重要的工业原料,广泛应用于农业、化工、医药等领域。
本文基于年产10万吨合成氨的工段工艺设计,旨在优化工艺流程,提高生产效率和质量,同时满足环保要求。
合成氨的主要生产方法是哈柏-博斯曼(Haber-Bosch)工艺,该工艺通过高温高压条件下将氮气和氢气催化反应生成合成氨。
下面是年产10万吨合成氨变换工段的工艺设计:一、气体预处理:氮气和氢气作为原料需要经过脱氧、除尘、脱硫等处理。
首先,气体通过管路系统进入脱氧器,脱氧器中通过还原剂将氧气还原成水蒸气,并通过除尘装置去除颗粒杂质。
然后,气体进入脱硫装置,通过催化剂将硫化氢还原成硫。
最后,气体经过压缩机增压至反应器所需的高压。
二、反应器系统:反应器是合成氨的核心设备,采用多床连续负压式反应器。
氮气和氢气按照适当的配比通过输送装置进入反应器,反应器内通过催化剂将氮气和氢气催化反应生成合成氨。
反应器床层数可根据实际需要确定,废热可回收利用进行预热。
同时,反应器系统还要配备适当的温度、压力和流量控制装置,以保证反应器内的运行条件稳定。
三、合成氨分离:反应后的气体中含有未反应的氮气、氢气和合成氨,需要进行分离处理。
首先,将反应气体冷却至低温,通过液相分离装置将液态氨分离出来。
然后,将氨气经过压缩,通过冷凝器冷却至液态,并收集分离出的液态氨。
未反应的氮气和氢气通过管道再次回流到反应器进行循环利用。
此外,分离出的液态氨还需要经过精制和储存处理,以确保质量和安全。
四、废气处理:合成氨生产中会产生大量的废气,包括未反应的氮气、氢气、氨气和其他杂质气体。
废气处理主要包括低温分离、吸收、洗涤等步骤。
首先,废气通过低温分离装置将其中的液态氨和水分离出来。
然后,通过吸收剂将氨气吸收,以减少其排放。
最后,利用洗涤液去除废气中的其他杂质气体,确保废气达到环境排放标准。
五、能耗优化:为了降低能耗和提高生产效率,可以采用余热回收和过程优化等措施。
余热回收可通过换热器将反应废热回收利用,进行气体预热和水蒸气生产。
(可研报告)天然气年产10万吨合成氨合成段

学院毕业设计1引言氮是植物营养的重要成分之一,大多数的植物不能直接吸收存在于空气中的游离氮,只有当氮与其他元素化合以后,才能被植物吸收利用。
将空气中的游离氮转变为化合态氮的过程称为“固定氮”。
20世纪初,经过人们的不懈探索,终于成功的开发了三种固定氮的方法:电弧法、氰氨法、和合成氨法。
其中合成氨法的能耗最低。
1913年工业上实现了氨合成以后,合成氨法发展迅速,30年代以后,合成氨法已成为人工固氮的主要方法。
1.1氨的性质氨化学式为NH3常温下为无色有刺激性辛辣味的恶臭气体,会灼伤皮肤、眼睛,刺激呼吸道器官粘膜,空气中氨的质量分数占0.5% ~ 1.0%就会使人在几分钟内窒息。
氨的主要物理性质见表0-1。
氨在常温加压易液化,称为液氨。
氨易溶于水,与水反应形成水合氨(NH3 + H2O=NH3·H2O)简称氨水,呈弱碱性,氨水极不稳定,受热分解为氨气和水,氨含量为1%的水溶液PH为11.7。
浓氨水氨含量为28% ~ 29%。
氨的化学性质比较活泼,能与酸反应生成盐,如与盐酸反应生成氯化铵;与磷酸反应生成磷酸铵;与硝酸反应生成硝酸铵;与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵,脱水后生成尿素等等。
表1-1氨的主要物理性质[1]年产10万吨合成氨合成工段设计1.2氨的用途氨主要用于制造化学肥料,如农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥等;也作为生产其他化工产品的原料,如基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐,有机化学工业的含氮中间体,制药工业中磺胺类药物、维生素,化纤和塑料工业中的己酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等都需要直接或间接地以氨为原料。
另外在国防工业尖端技术中,作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料。
氨还可以做冷冻,冷藏系统的制冷剂。
1.3合成氨的发展历史1.3.1氨气的发现十七世纪30年代末英国的牧师、化学家S.哈尔斯(HaLes,1677~1761),用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热,只见水被吸入瓶中而不见气体放出,1774年化学家普利斯德里重做该实验,用汞代替水来密封,制得了碱空气(氨),并且他还研究发现了氨的性质,发现氨极易溶于水、可以燃烧,还发现该气体通以电火花时其容积增加,而且分解为两种气体:H2和N2,其后H.戴维(Davy,1778~1829)等化学家继续研究,进一步证明了2体积的氨通过电火花放电后,分解为1体积的氮气和3体积的氢气[2]。
年产10万吨合成氨的生产方案设计

年产10万吨合成氨的生产方案设计简介本文档旨在设计一个年产10万吨合成氨的生产方案。
合成氨是一种重要的化学原料,广泛应用于化肥和农药的生产过程中。
原材料为了生产10万吨合成氨,我们需要以下原材料:- 氮气(N2):合成氨的主要成分,采购纯度高的氮气供给生产过程。
- 氢气(H2):合成氨的还原剂,与氮气进行反应形成合成氨。
- 催化剂:在合成氨的生产过程中,催化剂用于促进氮气和氢气的反应速度。
生产过程合成氨的生产过程主要分为以下几个步骤:1. 氮气和氢气的供给将纯度高的氮气和氢气分别供给反应器。
为了保持适宜的反应温度,需要对供给的气体进行预热处理。
2. 反应器将氮气和氢气导入反应器,并加入催化剂。
通过适当的温度和压力条件下,催化剂促进氮气和氢气的反应,生成合成氨。
3. 反应产物分离将反应产物中的合成氨与未反应的氮气和氢气进行分离。
常用的方法是通过冷凝,将合成氨液态化,然后通过蒸馏将氨气从液态分离出来。
4. 后续处理将分离得到的氨气进行进一步的净化和压缩,以达到所需的纯度和压力要求。
同时,对分离过程中产生的废气和废液进行处理,以减少对环境的影响。
设备和设施为了实现年产10万吨合成氨的生产目标,需要建设以下设备和设施:- 氮气和氢气供给系统- 反应器和催化剂- 分离和净化设备- 废气和废液处理系统安全措施为了保证生产过程的安全性,应采取以下安全措施:- 严格遵守操作规程和安全操作程序- 定期检查和维护设备,确保其正常运行- 配备完善的安全设施和应急措施,如消防系统和应急疏散通道- 进行员工培训,提高其安全意识和应急处理能力结论通过以上设计的生产方案,我们可以实现年产10万吨合成氨的目标。
在生产过程中,我们需要确保原材料的供给和反应条件的控制,同时注重安全和环保。
这个方案将有助于满足合成氨的市场需求,并为相关行业的发展做出贡献。
毕业设计10万吨合成氨变换工段的设计

毕业设计(2020届)题目年产10万吨合成氨变换工段的设计学院化学化工学院专业化学工程与工艺年级2007级学生姓名XXX指导教师XXX2020年5月4日年产10万吨合成氨变换工段的设计宁夏大学化学化工学院(化工)专业2020届XXX摘要:本文是关于煤炭为原料年产10万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。
在合成氨的生产中,一氧化碳变换反映是超级重要的反映。
用煤炭制造的原料气中,含有一部份一氧化碳,这些一氧化碳不能直接做为合成氨的原料,而且对合成氨的催化剂有迫害作用,必需在催化剂的催化作用下通过变换反映加以除去。
一氧化碳变换反映既是原料气的净化进程,又是原料气的制造进程。
本设计要紧包括工艺线路的确信、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、触媒用量的计算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算和设备选型等。
最终完成了20 000字的设计说明书及生产工艺流程图。
关键词:煤炭;一氧化碳变换;中温变换炉;流程图Abstract:This article was about the annual output of coal as raw materials to transform ten thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using coal feed gas which containa part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, the calculation of the amount of catalyst, in the variable furnace process of calculation and selection of equipment, heat exchanger of the material balance and heat balance as well as equipment selection type and so on. In the end, the20 000-word statement and map production process。
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本科生毕业设计(论文)年产10万吨合成氨造气工段设计1 绪论 (5)1.1 煤气化发展史 (5)1.2 煤气化技术发展趋势 (5)2 生产方法的选择及论证 (6)2.1 生产方法的介绍 (6)2.1.1 固定床气化法 (6)2.1.2 流化床气化 (6)2.1.3 气流床气化 (7)2.1.4 熔浴床气化 (7)2.2 生产方案的选择及论证 (7)3 常压固定床间歇气化法 (8)3.1 半水煤气定义 (8)3.2 固定床气化法的特点 (8)3.3 生产半水煤气对原料的选择 (8)3.4 半水煤气制气原理 (9)3.5 发生炉内燃料分布情况 (10)3.6 各主要设备的作用 (10)3.6.1 煤气发生炉 (10)3.6.2 燃烧室 (11)3.6.3 废热锅炉 (12)3.6.4 洗气箱 (12)3.6.5洗涤塔 (12)3.6.6 烟囱 (12)3.6.7 自动机 (12)3.7 间歇式制半水煤气的工艺条件 (12)3.8 生产流程的选择及论证 (13)3.9 间歇式气化的工作循环 (14)3.10 间歇式制半水煤气工艺流程 (15)4 工艺计算 (16)4.1 煤气发生炉(含燃烧室)的物料及热量衡算 (16)4.2 物料及热量衡算 (17)4.3制气阶段的计算 (20)4.3.1 物料衡算 (20)4.3.2 热量衡算 (22)4.4 总过程计算 (24)4.5 配气计算 (26)4.6 消耗定额 (27)4.7 吹净时间核算 (27)4.8 废热锅炉的热量衡算 (28)4.9 夹套锅炉的物料及热量衡算 (32)5 设备计算 (33)5.1 煤气炉指标计算 (33)5.2 煤气台数的确定 (34)5.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (34)6 各设备的选型及工艺指标 (35)6.1 Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标 (35)6.2 燃料室的工艺指标 (35)6.3 洗气箱工艺指标 (36)6.4索尔维式废热锅炉工艺指标 (36)6.5填料式洗涤塔工艺指标 (37)6.6 煤气发生炉自动加煤机工艺指标 (37)6.7 10000m3螺旋式气柜的工艺指标 (38)6.8 集尘器 (39)7 车间布臵简述 (39)8 安全技术与节能 (39)8.1 安全技术 (39)8.2 节能 (40)9.1 人员工资 (41)9.2 总投资计算 (41)9.3 成本计算 (43)参考文献 (44)致谢 (45)年产10万吨合成氨造气工段工艺设计化学工程与工艺指导老师:摘要本设计时年产能力为10万吨合成氨造气工段(合成氨所需原料气---半水煤气)的初步工艺设计。
本设计采用常压固定床间歇制气法。
根据株化集团合成氨厂现场实习及有关文献资料,完成物料、热量的计算。
此设计配有设计说明书一份,图纸三张。
说明书内容:1.煤造气的发展及发展趋势;2.造气工段的生产原理,流程选择及生产方法的论证与选择;3.物料衡算、热量衡算;4.主要设备的计算及选型;5.安全技术及节能;6.技术经济.三张图纸:1.带控制点的物料流程图;2.设备平面布臵图;3.发生炉工艺装配图。
关键词:合成;氨;半水煤气;工艺;设计The Design of Producing Coal Gas about Manufacturing Synthesis of Ammonia 100000T/a Chemical engineering and techniques Chen Chao Guide Teacher Liu Hexiu Abstract:This design is a primary design about the synthesis of ammonia 100000T/year techniques accidence contrive. The design owns the process of producing semi-water gas. The design completed the calculation of material and heat quantity according to relevant date. During the design period an instruction and four serials of diagram have been worked out.The instruction includes: 1. The development history of producing coal gas and the developing trend.2. The production way of producing semi-water gas、demonstrating and the choosing ,factory chamber plan.3. The calculation of material and the calculation of heat quantity.4. The designing and technological calculation about the main equipments.5. Safety and saving energy.6. Economic estimate.Four serious of diagram includes:1. 100000T/Y ammonia process technique flow heat with controlled point.2. The factory chamber plan diagram.3. The factory spare picture.4. The main equipment installing picture.Key words: synthesis; ammonia、semi-water gas、technology design.前言本设计说明书是年产10万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臵。
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、造气工段带控制点工艺流程图、造气工段平面及立面布臵图。
1 绪论1.1 煤气化发展史煤炭气化,是以煤或焦碳为原料,用氧气(空气、富氧或纯氧)水蒸汽或氢气等作为气化剂(或称气化介质),在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。
煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。
煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。
气化煤气可用于城市煤气、工业燃气和化工原料气及联合循环发电等。
煤炭气化至今已有150多年的历史。
19世纪50年代第一台阶梯式炉篦的西门子煤气化发生炉正式诞生,20世纪20年代研制成功沸腾床气化炉(1926年温克勒气化炉),30年代出现了加压气化技术,50年代出现了气流夹带床粉煤气化技术。
50年代后期,由于石油、天然气工业的兴起,煤制气技术的开发研究工作受到冲击。
70年代初,世界范围内发生了“石油危机”,一些工业发达国家又重新重视煤炭转化技术,各种新型的气化方法和气化炉型应运而生。
其种类繁多,方式各异。
现今,煤气化所制得煤气,主要用于如下几方面:(1)生产燃料煤气:(2)生产合成气:(3)生产还原气或氢:(4)联合循环发电。
1.2 煤气化技术发展趋势当前国内外煤完全气化技术发展的趋势,概括地可以归纳出如下几点:(1)气化向大型化方向发展,因为大型化可以提高单位设备的生产能力:(2)使用氧气为气化剂,提高煤气化炉的操作温度:(3)提高煤气化操作压力,几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺;(4)扩大气化煤种的范围,随着采煤机械化和水力采煤技术的发展,原煤中的碎煤产率越来越多,为了适应这种趋势,一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化;(5)开发利用无污染的气化方法,许多开发的气化方法,都考虑了在工艺过程中消除或减少有害物质的产生。
总之,由于各国自然资源和社会条件的不同,具体的能源政策也各不相同,但可以预料在21世纪煤炭仍将成为世界的主要能源之一。
对于我国来说,随着国民经济的不断发展及人民生活水平的不断提高,应积极进行煤气化的研究,掌握和运用国内外的先进煤气化及其应用技术,对加快我国实现四个现代化有着重要的意义。
2 生产方法的选择及论证2.1 生产方法的介绍:煤气化犯法按不同的分类有多种,分叙如下:1.按制取煤气的热值分类为(1)制取低热值煤气方法,煤气热值低于8347kJ/m3;(2)制取中热值煤气方法,煤气热值16747~334948347kJ/m3;(3)制取高热值煤气方法,煤气热值高于334948347kJ/m3。
2.按供热方式分类,气化过程的供热方式有(1)部分气化方法;(2)间接供热;(3)由平行进行的反应器直接供热;(4)热载体供热。
3.按反应器的形式分类,气化方法有(1)移动床(固定床);(2)流化床;(3)气流床;(4)熔融床。
本设计按反应器的分类方法来分别简要介绍各种方法。
2.1.1 固定床气化法煤的固定床气化是以块煤为原料。
煤由气化炉顶部间歇加入,气化剂由炉底送入,气化剂与煤逆流接触,气化过程进行得很完全,灰渣中残碳少,产物气体的显热中的相当部分供给煤气化前的干燥和干馏,煤气出口温度低,而且灰渣的显热又预热了入炉的气化剂,因此气化剂效率高。