5500Nm3／h煤气站工艺与水冷器设计

天 津 理 工 大 学 毕业设计 任务书 题目： 5500Nm3 h煤气 站 工艺与水冷器设计 学生姓名 丁思超 届 学院 自动化学院 专业 热能与动力工程 指导教师 宋蔚 职称 教授 下达任务日期 天津理工大学教务处制 一、 毕业设计内容及 要求 1.原始依据 固体燃料的气化过程是一个热 化学过程。它是以固体燃料（煤或焦炭等）为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将固体燃料转化为气体燃料的过程。气化时所得到的可燃气体称为气化煤气，其有效成分包括一氧化碳、氢气及甲烷等。气化煤气可用作城市燃气、工业燃气和化工原料气。 煤的气化过程是在煤气发生炉（又称气化炉）中进行的。气化原料（煤或焦炭）由上部加料装置装入炉膛，原料层及炉渣层由下部炉栅支撑，气化剂由下部送风口进入，经炉栅均匀分配，与原料层接 触而发生气化反应。反应生成的气化煤气由 原料层 上方引出，气化反应后残存的炉渣由下部灰盘排出。水夹套防止炉体受高温并回收炉体散热。 将 30 60mm 的姻煤通过皮带输送到储煤仓，由脱序控制的给煤设备将煤加入到两段炉的干馏段。空气鼓风机将空气鼓入炉底，同时低压蒸 汽 通 过混合 箱 与空气 混 合作为气化剂与气化段 1200高温 的半焦 进行气化反应，生成 CO 约为 31-33 ， H2 约为 9 10%， CH4约为 0.4 0.5的可燃气 体；同时利用下段煤气的热量对干馏段的煤进 行干馏，生成 CO 约为 29 31， H2 约为 17 一 19%， CH4 约为 1 3， CnHm 约为 0.2 0.4的 可 燃气体。上部产生的煤气其温 度为 100 120，经过电 捕 焦 捕 灰尘和焦油，然后进入间 冷 器冷却。从 电捕焦 底 部 出来的焦油被送往焦油罐。由下 部气化段产生的煤气其温度大约为 450550，经过旋风除尘器除去大 颗粒灰尘，再经过余 热换热器吸收 余 热后 进入风冷器，通过风冷器降温 后进入间冷 器。上、下段的煤气在间冷器出口 混合 ， 混合 冷 却 后 煤气的 温 度约35 45，经 过 电捕 轻油器捕灰尘和轻油，然后 进 入煤气储 柜 经煤气 风机增压后经过脱硫，最后通过煤气管线送往用气设备。从间冷器和电捕 出来的轻油和酚水分别被送入轻焦油池和酚水池。煤气生产方 案采用冷煤气生产工艺 。 设计能力： 换热要求 ：下段媒气出口温 度一般控制在 450 550，流量 为 最 高 5500Nm3 h，最 终冷却 35-45 。各 温度降及煤气处 理 量如下： 旋风除尘器：温 降 50以内，处理 量 5500Nm3 h，煤气含尘量 为 10g Nm3。 余热换热器：把煤气温度 450-550冷却至 159左右， 处理 量 5500Nm3 h，煤气含尘量为 2-3g Nm3，操作出现不 正 常时可能含部分焦油。 风冷器：把 煤气温度 150冷却至 80左右， 处理量 5500Nm3 h，煤气含尘量为 2g Nm3，操作出 现不正常时可能含部分焦油。 间冷器：把媒气温度从 120冷却至 35-45左右（设计 考虑从 150降至 35-45），处理量 5500Nm3 h，媒 气中含少量轻油，有时会沾在换热管内壁上，所以设计时考虑增加酚水冲洗，但同时对管壁也起 到防腐作 用，因间冷器从未发生过内壁腐蚀现 象。 节能要求： 现 有余热换热器所产的蒸汽实际利用率也就在最高 200kg h， 正常也就100kg h（负荷低或者操作温度低时），但根据实际热量换算可利用热量如完全吸收可达700-800kg h，首先在设计要考虑能否合理利用这部分热量。 技术规范： 1. 换热器设计手册 化学工业出版社 2. 化工容器及设备简明设计手册 化学工业出版社 参考文献： 1史美中，王中铮； 换热器设计原理 南京大学出版社， 1989 2彭绍兵， 彦启森； 冷水表面式冷却器的熵分析与换热器强化传热评价研究， 暖通空调， 1997（ 4） 3刘燕春， 换热器设计、运行及 CAD 系统 北京冶金出版社， 1998 4余国宗， 化工容器及设备 化学工业出版社， 1991 2. 资料收集 依据设计题目 (或设计任务 )收集相关资料是毕业设计的第一步 。通常设计所需的基础资料来源有三个渠道：甲方 (业主 )提供、乙方 (设计方 )现场收集和甲乙双方 (或单方 )去有关部门查询。本设计资料由甲方提供，甲方除提供设计委托书 (设计 能力、产品 要求 )外，还提供 其他相关原始资料。在毕业设计中，学生要独立进行中英文资料的收集与翻译工作。 3.工艺选择 工艺选择是 精馏 工程设计的基础。一个优秀的工程设计，首先是选择了合理的工艺流程；相反，如果工艺流程的选择不尽合理，即使其后的单体和系统设计再好，也很难达到预期的设计效果。因此，学生在毕业设计中应对该部分内容予以重视。 4.设计计算 毕 业设计中的单体及系统设计计算，主要依据有关的设计规范，运用所学相关知识，通过选择合理的工艺设计参数、正确的设计计 算公式以及准确的计算方法，完成相关的设计计算。重点设计内容： 煤气生产 工艺 流程与 水 冷 换热 器 设计。 5.绘图 工艺 流程图 间冷器设备总 图 一般设计内容约 2 3 万字，设计图纸约折合 0# 图 2 张 设计图纸符合国家有关设计标准和图纸表达方式。如有关的水污染构筑物，属于土木工程，其设计表达应采用建筑设计标准和表达方法；对于有关的机械设备绘图则应遵循机械制图的有关规定和规范等。 二、毕业 设计 进度计划 及检查情况 记录 表 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 1 2011.11.12012.3.4 2012.3.4-3.26 资料收集开题报告与外文资料翻译 整理资料完成综述 2 2012.3.27-4.15 2012.4.16-4.25 毕业实习 筛选工艺流程 3 2012.4.25-5.9 设计计算准备 选择合理计算方法 4 2012.5.9-5.23 工艺及设备计算 计算书初稿 5 2012.5.23-6.13 绘设计图 6 201