合成氨的生产工艺

1、合成氨的生产工艺设计合成氨的生产工艺设计一生产原理概述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H,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、H：S、有机硫化物、CO、CO：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。二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+O1 （3.76

2、N：） -CO： （+3.76N2）2C + 0-2 （3.76N：） -2CO （+3.76N：）3C + CO? （3.76N:） -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+HzO （汽）-CO+H：2C+2HzO （汽）-CO2+2H:3CO+2H/O （汽）-CO2+H242H2 + O2-2H2O （汽）5C+H2-CH46CO+3HYH4+H97CO2+4H2-CH4 + 2H2O （汽）在气化炉燃烧层中，炭与空气几水蒸汽的混合物相互作用时的产物称为半水煤气，其化学反应按

3、 F列方程式进行：2C +。2+3.76N2=2CO2+3.76N，C + H9 （汽）=CO+H：这种煤气的组成由上列两反应的热平衡条件决定。由于半水煤气是生产合成氨的原料气，因此， 要求入炉蒸汽与空气（习惯上称为氮空气）比例恰当以满足半水煤气中（CO+HJ： N,=3要求，但是 在实际生产中要求半水煤气（CO+HJ： N/M3.2。三流程图造气-半水煤气脱硫-压缩机1,2工段-变换-变换气脱硫-压缩机3段- 脱硫-压缩机4, 5工段-铜洗- 压缩机6段-氨合成- 产品NH3四工艺计算及工艺条件4.1煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算方法：实际数据计算法实际计算法是以实测煤气组成为依据的

4、计算法，采用此法计算时，首先将气化煤进行试烧，以得 到准确的煤气组成分析数据。己知条件的确定:表5入炉煤组成，重最CHONSAW合计78.131320.430.770.5113.245.6100燃烧热值28476kJ/kg1吹风气组成，体积表6吹风气组成，体积co：02COH:CH4N:合计HzS16.550.356.563.340.7672.45100O.S5g/Nm 各物料进出炉的温度空气25C;相对湿度80%,空气含水汽量0.0213kg （水汽）/kg （干汽）; 吹风气，上行煤气流600C；卞吹煤气200C：灰渣200C；上行蒸汽120C；饱和蒸汽的恰2730kJ/kg；下吹蒸汽55

5、OC；过热蒸汽的焙3595kJ/kg；4生产循环时间,时间（S）表8生产循坏时间2半水煤气真正组成，体枳表7半水煤气组成,体积CO:02COH:CH4N:合计HzS7.50.2032.10440.5416.661001.45g/Nm34吹风上吹吹净合计262636100546.8s46.Ss64.8s14.4s7.2s180s5. 计算基准：100kg入炉燃料6. 带出物数屋及其组分带出物数量：2kg绝对干料带出物组分及各组分重量表9带出物数量及其组分元素组成，車吊各组分重呈，kgC82.5.2x0.8250-1.65H1.662x0.0166-0.0300.472x0.0047-0.01N0

6、.S02x0.008-0.02S0.572x0.0057-0.01灰分14.002x0.14-0.28合计1002带出物热值3OO3OkJ/kg摘白钟蕴英、关梦嫔.崔开仁.王惠中编.煤化学.7燃料气化后转入煤气中的元素量，kgC78.13- (1.65 + 2.20) =74.28H132+ (5.6x2) /18-0.03=1.91O0.43 + (5.6x16) /18-0.01=5.40N0.77-0.02=0.75S0.51- (0.01+0.05) =0.45合计：82.84.2物料及热量衡算吹风阶段的计算：(物料衡算)1.每N】/吹风气中含有的元素量，kgC 12X (0.1655

7、+0.0656+0.0076 ) /22.4=0.128H 2x (0.0334+0.0076x2) /22.4 + 0.00085x2/34=0.00438O 32x (0.0035 + 0.1655 + 0.0656x0.5) /22.4=0.288N28/22.4x0.7245=0.906S 0.00085x32/34=0.00082. 由碳平衡计算吹风气量：74.28/0.128=580Nm33. 由氮平衡计算空气用量:580x0.906- (0.77-0.02) / (0.79x28/22.4) =530m3空气带入水汽量：530x1.293x0.0213=14.6 (1.293为空

8、气密度)4. 氢平衡(以千克计)进项：a。燃料带入氢量：1.91b.空气中水蒸汽带入氢量：14.6x2/18=1.62合计：3.53出项:7久吹风气中含氢量：580x0.00438=2.54b吹风气中水汽含量：3.53-2.54=0.99合计:3.535. 氧平衡(以kg计)进项：久燃料带入氧量；空气中氧量：5.40b 空气中含氧量：530x0.21x32/22.4=159c空气中水汽含氧量：14.6x16/18=12.98d合计：177.38出项：a吹风气中氧量:580x0.288=167.04b吹风气中水汽含氧量：8.91x16/18=7.92c合计:174.96误差：(177.38-17

9、4.96) /177.38x100%= 1.36%6. 硫平衡(以kg计)进项：燃料带入硫量：0.45出项：吹风气中含硫量:580x0.0008=0.46误差：(0.45-0.46) /0.45xl00%=2.2%4.3制气阶段的计算(以100kg入炉燃料为基准)4.3.1物料衡算1.每NnP半水煤气中含有的元素量，kgC=12/22.4x (0.075+0.321+0.0054) =0.215H=2/22.4x (0.43 + 2x0.005) +2/34x0.00145=0.0390O=32/224x (0.002 + 0.075 + 0.321x0.5) =0.340N=28/22.4x

10、0.1666=0.2083S=32/34x0.00145=0.001362. 由碳平衡计算半水煤气产量：74.28/0.215=344N in33. 由氮平衡计算氮空气用量：(344x0.2083-0.75) / (0.79x28/22.4) =72Nm3氮空气中含水汽量：72x1.293x0.0213=1.9824. 氢平衡已知和假设数据上行半水煤气产量为XNnF上行半水煤气中含水蒸汽量为0.25kg.N m3上、下吹蒸汽用量相等各为Wkg卞行半水煤气产量为(344-X) Nm3卜行半水煤气中含水蒸汽量为0.42kg/Nm3为方便计算，假设上、下吹气体成分相同，上、下吹氮空气作为均匀加入计。

11、上行制气阶段氢平衡(以kg计)进项：(a) 燃料带入氢量：1.91xX/344=0.00555水蒸汽带入氢量：Wx2/18=W/9(b) 氮空气中水蒸汽含氢量：1.982x2/18xX/344=0.00064X合计： W/9 + 0.0062X出项：(1) 半水煤气中氢量:0.0390X(2) 半水煤气中水汽含氢量：(0.25x2/18) X=0.0278X合计：0.067X平衡：W/9+0.0062X=0.067XW=0.556X (1)卞行制气阶段氢平衡(以kg计)进项：(1) 燃料带入氢量1.91-0.00555X(2) 蒸汽带入氢量Wx2/18=W/9(3) 氮空气中水汽含氢量：1.9

12、82x2/18-0.00064X=0.22-0.00064X合计：W/9+2.13-0.0062X出项：a. 半水煤气中氢量(344-X) x0.0390=13.42-0.0390Xb. 半水煤气中水汽含氢量(0.42x2/18) x (344-X) =16.05-0.047X合计：29.47-0.086X平衡：W/9+2.13-0.0062X=29.47-0.086XW=246-0.78X (2)解方程(1)和(2)得：X=184W=102.4由此得：上行半水煤气产量：184NnP上行半水煤气产量占总产量的百分数:184/344xl00%=53.4%卞行半水煤气产量：344-184=160卞

13、行半水煤气产量占总产量的百分数：160/344x100%=46.6%上行半水煤气中水蒸汽量0.25xl84=46kg卞行半水煤气中水蒸汽汽量：0.42x160=67.246 + 67.2=113.2蒸汽总耗量：102.4x2=204.8kg上吹蒸汽分解率： (102.4-46) /102.4xl00%=55.08%下吹蒸汽分解率：(102.4-67.2) /102.4xl00%=34.38%平均蒸汽分解率：204.8- (46 + 67.2) /204.8xl00%=44.73%5. 氧平衡(以kg计)进项：(1) 燃料中带入氧量：5.40(2) 蒸汽带入氧量:204.8x16/18=182.

14、04(3) 氮空气中氧含量:72x0.21x32/22.4=21.6(4) 氮空气中水汽含氧量:1.982x16/18=1.76合计：210.80出项：(1) 半水煤气中氧量:344x0.34=118.96(2) 半水煤气中水汽含氧量:(67.2+46) x 16/18=100.62合计 211.42误差:(211.42-210.80) /210.80xl00%=0.29%6. 硫平衡(以kg计)进项：燃料带入硫量:0.45合计0.45出项：半水煤气中含硫量：344x0.00136=0.474.3.2热量衡算1.进项(以kJ计)：(1) 燃料热值：100x28476=2847600(2) 燃料

15、显热：100x25x1.05=2625蒸汽的焰：102.4x2730+ 102.4x3595=647680(2730、3595分别为上行蒸汽和卞行蒸汽的焰)摘自梅安华主编.小合成氨厂工艺技术与设计 手册.(上册)(4) 干氮空气显热：72x25x1.30=2344 (1.30为空气的比热)(5) 氮空气中水汽的1.982x2564=5081(2564为水蒸汽的焰)合计:35053302. 出项：（1）半水煤气热值:344x9795.77=33697461 标准半水煤气热值为：12810x0.43+12684x0.321+ 39984x0.0054=9795.77（2）干半水煤气的显热：184x

16、1.223x600+160x1.346x200=178091上行半水煤气比热：0.075x2.06 + 0.002x1.42 + 0.321x1.36 + 0.43x1.31+0.0054x2.26 + 0.1666xl.35=1.223kJ/m3C 卞行半水煤气比热：0.075x1.81+0.002x1.34 + 0.321x1.31+0.43x1.30 + 0.0054x1.76 + 0.1666xl31=1.346kJ/m3C（1）半水煤气中水汽的焰:46x3696 + 67.2x2890=364224 （3696、2890 分别为 600 C和 200 C 蒸汽的恰）摘自.煤化工工艺学

17、郭树才编（2）带出物热值:30030x2=60060（3）带出物显热：600x1.05x2=1260（1.05为带出物的比热）（4）灰渣中可燃物热值：34020x2.20+10500x0.05=75369 （34020 10500分别为碳和硫的热值）摘自.煤化工工艺学郭树才编（5）灰渣显热：15.2x0.97x200=28488（0.97为灰渣的比热）（6）热损失（取燃料发热值的8%） 2847600x0.08=227808合计:43050443. 需从煤层中吸取的热量（kJ）4305044-3505330=7997144. 制气效率：3505330/ （2847600 + 799714 +

18、647680） 00%=81.6%5 热量平衡表表11热量平衡表（kJ）进项出项燃料热值2847600半水煤气热值3369746燃料显热2625干半水煤气显热179159蒸汽的焰 647680半水煤气中水汽的熔364224干氮空气显热2344带出物热值 60060氮空气中水汽的熔50S1带出物显热 1260从煤层中吸取热虽799714灰渣中可燃物热值75369灰渣显热28488热损失227S08合计 4305044合计 43050444.4总过程计算4.4.1燃料使用分配 设100kg燃料用于制半水煤气为Xkg根据热量平衡得:799714X= (100-X) x 132974X=62.4每10

19、0kg燃料用于制半水煤气为62.4%,用于制吹风气未37.6%4.4.2每100kg燃料的生产指标吹风气产量： 580x0.376=218Nm3半水煤气产量：344x0.624=214.6Nm3氮空气消耗量：72x0.624=44.9蒸汽消耗量：204.8x0.624=127.8吹风时空气消耗量：530x0.376=199总过程效率：(214.6x9795.77) / (2847600 + 647680x0.624) x00%=64.6%4.4.3物料衡算(kg)1.碳平衡进项：燃料中碳含量：74028合计：74.28出项：(1) 半水煤气中碳含量:214.6x0.215=46.14(2) 吹

20、风气中碳含量:218x0.128=27.90合计：74.04误差：(74.28-74.04) /74.28xl00%=0.32%2.氢平衡进项：(1) 燃料中氢含量：1.91(2) 空气中水汽含氢量：199x1.293x0.0213x2/18=0.61(3) 氮空气中水汽含氢量:44.9x1.293x0.0213x2/18=0.14(4) 蒸汽含氢量:127.8x2/18=14.2合计：16.86出项：(1) 半水煤气中氢含量：214.6x0.0390=8.37(2) 半水煤气中水气含氢量:214.6x 113.2/344x2/18=7.85(3) 吹风气中含氢量:218x0.00438=0.

21、95(4) 吹风气中水汽含氢量:218x0.0154x2/18=0.37合计:17.54误差:(17.54-16.86) 16.86xl00%=4%3氧平衡进项：(1) 燃料中氧含1：5.40(2) 空气中氧含量：199x0.21x32/22.4=59.7(3) 蒸汽中含氧量:127.8x16/18=113.6(4) 空气中水汽含氧量:199x0.21x32/22.4=4.87(5) 氮空气中水汽含氧量:44.9x1.293x0.0213x16/18=1.10(6) 氮空气中氧量:44.9x0.21x32/22.4=13.47合计：198.14出项：(1) 半水煤气中氧含量:214.6x0.3

22、40=72.96(2) 半水煤气中水汽含氧量:214.6x113.2/344x16/18=62.77(3) 吹风气中氧含量:218x0.288=62.78(4) 吹风气中水汽含氧量:218x0.0154x16/18=2.98合计：201.49误差:(201.49-198.14) /198.14xl00%=1.6%4氮平衡进项：(1) 燃料中氮含量：0.75(2) 空气中氮含量：199x0.79x28/22.4=196.51(3) 氮空气中氮含量：44.9x0.79x28/22.4=44.34合计：241.60出项：(1) 半水煤气中氮含量:214.6x0.2083=44.70(2) 吹风气中氮

23、含量:218x0.905=197.50合计：242.2误差：(242.2-241.60) /242.2xl00%=0.2%4.5配气计算配气量计算：半水煤气中(CO + HJ： N?取3.1： 1吹风气中CO+Hi=656 + 334=990Nz=7245半水煤气中CO + H：=32.1+43N2=16.66设每标准水煤气中配入吹风气量为XNn?990X + 75l=3lx (16.66 + 72.5X)X=0.1092100千克燃料制气时半水煤气产量为214.6N1113需配入吹风气量为：214.6x0.1092=23.43100 T克燃料实际可制得半水煤气量为：214.6+23.43=2

24、38实际半水煤气组成体积 :C02=(0.075 + 0.1655x0.1092)/(1+0.1092)x100%=8.38%02=(0.002 + 0.0035x0.1092)/(1+0.1092)xl00%=0.21%CO=(0.321 + 0.0656x0.1092)/(l + 0.1092)x 100%=29.58%H2=(0.43 + 0.0334x0.1 092)/(14-0.1 092)x 100%=39.10%CH4=(0.0054+0.0076x0.1092“(l + 0.1092)x 100%=0.56%N2=(0.1666+0.7245 x 0.1092)/(1+0.10

25、92)=22.15%4.6消耗定额(按每t氨计算)每吨氨耗半水煤气3300NnP(1) 燃料：3300/238xl00=1387kg折合含碳85%的燃料为：1275kg(2) 蒸汽：3300/238x127.8= 1772kg4.7吹净时间核算配入半水煤气中的吃风气量：23.43NU?配入半水煤气中的吹风气量占总吹风气量的百分数：23.43/218xl00%=10.74%吹净时的风量为吹风时的70%,吹净气量占吹风气总量的百分数：(4x0.7) / (26+4x0.7) xl00%=10.27%二者接近，所以每循环吹净时所回收的气量即为配入半水煤气中的吃风气量，吹净百分比合用, 所以已定循环时

26、间百分比基本适用。采用无烟煤，3000 (U.GI)煤气发生炉每台每小时产半水煤气为7500Nm3o表12已知数据循环时间及百分比程序吹风上吹下吹二次上吹吹净合计%26263684100秒46.846.864.814.47.2ISO根据物料、热量衡算，每100kg无烟煤的生产指标：生产量：加氮水煤气:214.6m3半水煤气：238 Nm3吹风气：19923.43=175.5消耗量：吹风空气(包扌舌吹净)：199N m3蒸汽量127.8 Nm3每个循环平均产半水煤气量：7500x3/60=325N m3 吹风空气流量(吹净时风量为吹风时风量的70%)： 325/238x199x3600/ (46

27、.8 + 7.2x0.7) =18871.09Nm3/h 加氮空气流量：325/238x44.9x3600/46.8=4716.39N m3/h 蒸汽流量：上吹蒸汽流量(包括二次上吹)：325/238x127.8x0.5x3600/ (46.8+14.4) =5132.85N m3/h卜吹蒸汽流量：325/238x127.8x0.5x3600/64.8=4847.69N m3/h 吹风气流量：325/238x218x3600/46.8=22899.16Nm3/h上行蒸汽流量：325/238x214.6x0.534x3600/ （46.8+14.4） =9205.10 Nm3/h卞行蒸汽流量：3

28、25/238x214.6x0.466x3600/64.8=7586.64Nm3/h4.8废热锅炉的热量衡算4.8.1设已知条件1.计算目的：通过热量衡算求处产蒸汽量2. 计算依据（已知条件）循坏各阶段产气量无法计算，只能按其制气时间比例计算表13半水煤气组名称co：COH：CH4HzSN2O：组分83829.5839.100.560.0222.150.21吹风气量16.556.563.340.760.05672.450.35表14自动机循坏百分比阶段吹风上吹下吹二次上吹吹净百分比26263684（1）计算基准为10kg无烟块煤，基准温度为0C（2）100kg无烟块煤可制半水煤气238Nm3（3

29、）上吹蒸汽分解率为：55.07%（4）上吹及空气吹净产生的气量占半水煤气总量的百分比：Z=Zi/Z2Z上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分比，% 乙一上吹，二次上吹，吹净百分比之和，%Z：上吹，下吹，二次上吹，吹净百分比之和，Z=38/74xl00%=51.4%（5）上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比：Z=Zi/Z2Z上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比：Z1上吹加二次上吹百分比，Z,上吹，下吹，二次上吹百分比之和，%Z=34/70xl00%=48.6%（6）进废锅的煤气温度：600C,出废锅的煤气温度为200C（7）半水煤气千克分子数:238/22.4=10.63kmol（8）

30、100kg煤气化时需要蒸汽量：127.8m3化为质屋127.8/22.4xl8=103kg（9）水的分子量：18（10）水蒸汽在0C时的热焰：2499.34U（11）100kg 煤气化时需消耗空气：199N1113 或许 199/22.4=8.88kmol（12）废锅进水温度：102C,产生蒸汽压力为1 .ISOMPa,温度为115C,蒸汽熔为2415kJ/kg（13）设锅炉的用水量为X千克，产蒸汽量为Ykg,软水进I总固体150ppm,排污水2000ppm（14）煤气与未分解蒸汽混合比热：0.0838x43.840 + 0.2958x29.734-0.3910x29.106 + 0.2215

31、x29.564-0.0002x37.867+0.0021x30.920+0.0056x46.38 + 0.486x35.036=47.75kJ（15 ） 100kg煤气化时所得吹风气产量为218Nm34.8.2热量衡算1.进热：（1）上吹及空气吹净产生的气体显热计算：组分T克分子量组分含量（）温度（C）比热（kJ）物理热（kJ）co：10.63 x0.0838x600x53.596=28645.8H：10.63 x0.3910x600x29.824=74375CO10.63 x0.2958x600x32.9246=62114.8ch410.63 x0.0056x600x73.930=2640.

32、5h2s10.63 x0.0002x600x47.145=60.1n210.63 x0.2215x600x32.336=45681.9O210.63 x0.0021x600x34.805=466.2总计：213984.3已知上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分数为：51.4%所以上吹及空气吹净产生的气体显热为：213984.3x0.514=109987.9（2）上吹未分解蒸汽的显热计算显热 Q=W/18X （1-q） XGXT （kJ）Q-上吹未分解蒸汽显热，W_蒸汽用量，kg耳一蒸汽分解率，%G半水煤气千克分子数T进废热锅炉煤气的温度，CQ=4.2X 103/18X （1-55.08

33、%） X 10.63X600=68855.4（3）上吹未分解蒸汽潜热计算潜热 Q=WX （1-q） XiQ上吹未分解蒸汽潜热。kJW-蒸汽用量，kg耳一蒸汽分解率，%1水蒸气在此0C时热焰，kJ/kgQ=103x （1-55.08%） x2499.3=l 15636.6（4）上吹未分解蒸汽的显热和潜热（kJ）：115636.6+68855.4=184492己知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比为48.6%所以为分解蒸汽的显热和潜热为（kJ）：184492x0.486=89663.1(5) 吹风气的显热:组分千克分子量组分含量（）温度（C）比热（kJ）物理热（kJ）co8.88x0.0656

34、x600x32.923=11507.1Hz8.88 x0.0334x600 x29.824=5307.3CO：8.88x0.1655x600x53.596=47260.1HzS8.88x0.00056x600x47.145=140.7N28.88 x0.7245x600x32.336=124821.4o28.88 x0.0035x600x34.805=649CH48.88x0.0076x600 x73.930=2993.6总计：192679.22. 出热（1）上吹及空气吹净气体经废热锅炉后的显热：组分千克分子量组分含量(%)温度CC）比热（kJ） 物理热（kJ）co10.63X0.2958X2

35、00X29.723=18691.9h210.63X0.3910X200X29.106=24194.8co：10.63X0.0838X200X43.840=7810.5h2s10.63X0.0002X200X37.867=16.1N210.63X0.2215X200X29.555=13917.7o210.63X0.0021X200X30.920=138CH410.63X0.0056X200X46.380=552.2总计:65321.2（2）上吹未分解蒸汽经废热锅炉后显热及潜热，按进热公式计算如下：(3) 显热=103/18 (1-55.08%) x200x45.27=23272.6潜热=103x

36、 (1-55.08%) X2499.3T 15636.6显热 + 潜热=(23272.6+115636.6)486=67509.9（4）吹风气经锅炉后显热：组分千克分子量组分含量（） 温度（C）比热（kJ）co8.88X0.0656x 200 x 29.723=3462.9Hz8.88X0.0334x 200 x 29.106=1726.5CO:8.88X0.1655x 200 x 43.840=12885.8HzS8.88X0.00056x 200 x 37.867=37.7物理热（kJ）N：8.88x 0.7245x 200 x29.555=3802&8o28.88x 0.0035x 20

37、0 x30.920=192.2CH48.88x 0.0076x 200 x46.38=626总计：56959.9(5) 蒸汽带出热量为2415YkJ(6) 排污水热恰为：420.5 (X-Y) (420.5为污水在100C时的恰)(7) 热损失(按入炉的 3%计算)：(392330.2+431.82X) x3%=117699 + 1295X总计：201560.9+433.45X+ 1994.5Y4.8.3热量平衡和总固体平衡热量平衡3923302+43182X=201560.9+43345X+19945Y (1)总固体平衡：150X=2000 (X-Y) (2)解方程得：X= 103kgY=9

38、6kg所以每100 T克燃料产蒸汽量为96kg,耗软水量为103kg。排污水 103 96=7kg表15废热锅炉热量平衡表项目进热kJ%出热kJ%上吹及空气吹净气体显热1099S7.925.IS上吹未分解煎汽潜热及显热89663.120.53吹风气显热192679.244.11锅炉进水热呈44477.510.1S上吹及空气吹净气体经锅炉显热65321.214.92上吹未分解煎汽经锅炉后的显热及潜热67509.915.42吹风气经锅炉后显热56959.913.01義汽带出热呈231S4052.97排污水热焙2943.50.67热损失13103.753.01总计436807.66100437678

39、.251004.9夹套锅炉的物料及热量衡算4.9.1已知条件(1) 夹套回收热为煤气热损失的50%o(2) 软水进口温度为40C,总固体150ppm(3) 排污水总固体2000ppm（4）锅炉产汽压力：0.5kg fcm-饱和蒸汽4.9.2产气量及消耗两计算产气量及消耗水量可由热平衡计算设进II水量为Xkg,产汽量为Ykg（1）热平衡进项：回收废热量：227808x0.5=113904kJ软水焙：168XkJ合计：113904+168X出项：蒸汽焙:2701.86Y （0.5kgfZcm 根据计算所得：生产量（NmJ：吹风气产量：218半水煤气产量：238加氮水煤气：214.6消耗量：空气消耗

40、：199蒸汽量：127.83. 每个循坏平均产气量：7500x3/60=375Nm3（1）吹风空气流量（吹净时风量为吹风量的70%左右） （表人 温度为 110.TC,水蒸汽焰为 2701.86kJ/kg） 排污水焰:462.42 （X-Y）合计：462.42X+2239.44Y平衡：113904+168X=46242X+223944Y （1）（2）总固体平衡：150X=2000 （X-Y） （2）（3）解方程得：X=549kgY=50.8 kg所以每100kg燃料产水蒸汽50.8kg排污水：54.9-50.8=4.lkg消耗软水：54.9kg五设备及原理5.1煤气炉指标计算3000Uo G。

41、I煤气发生炉每台每小时产水煤气7500Nm375/238x199x3600/ （46.8 + 7.2x0.7） =21774.3m3 （干）/h（2）水蒸汽流量：o已知条件：1循环周期及各阶段时间分配表16循环周期及各阶段时间分配程序吹风上吹下吹二次上吹吹净合计%26263684100秒46.846.864.814.47.2ISO上吹(包扌舌二次上吹)：375/238x127.8x3600x0.5/ (46.8+14.4) =5922kg/h下吹：375/238x127.8x0.5x3600/64.8=5593(2) 吹风起流量375/238x218x3600/ (46.8 + 7.2x0.7

42、) =23853(3) 上行煤气流量375/238x214.6x0.534x3600/ (46.8+14.4) 10621.2Nm3/h(4) 下行煤气流量375/238x214.6x0.466x3600/64.8=8753.8Nm3/h关于上面计算有以下几点说明：1. 以上流量未考虑滤、漏损失。2. 煤气产量在加煤后各循坏中并不相同，以上指标是平均值。5.2煤气台数的确定台数的确定(1) 炉堂面积(2) 生产强度 7500/7.07=106lNm*台.Mhh(3) 台数的确定煤气炉在生产中加入煤和除灰要停车，一天的生产时间没有24小时，实际生产时间取22小时，另外，由于气化炉不能长期达到最大

43、产气量，取富裕系数为0.95,贝IJ：(42968.75x24) / (7500x0.95x22) =6.58 取 7根据需要，备用2台所以本设计共有煤气发生炉9台。5.3空气鼓风机的选型及台数确定采用无烟煤为原料，煤气炉吹风气压在19.62 T帕左右，根据实际情况，选用鼓风机吹风出丨I压力稍大于19.62千帕,故选用D70014型鼓风机，风量42000m3/h,出丨I风压22.56千帕。1. 干空气用量(吹风空气)25C空气相对湿度80%21774.3Nm3(干)/h 大气压力760nimHg2. 二次空气用量根据实践二次风量可取一次风量的15%左右21774.3x15%=3266.13.

44、空气含水蒸汽量25C空气相对湿度80% 湿含量H=0.0213kg/kg (干空气)(21774.3 + 3266.1) x 1.293x0.0213=689.6kg/h689.6/18x22.4=858.17kg/h4. 湿空气用量(21774.3 + 3266.1) +858.17=25898.6Nm3/h实际情况卞空气用量25898.6x （273 + 25） /273x760/760=28270Nm3/h空气损失取18% （泄漏）V=28270/ （1-18%） =34475.6Nm3/li5. 鼓风机的台数7x34475.6/42000=5.74 取 6 台六车间布置简述车间布置是本

45、设计工作中很重要的一环，车间布置的好坏直接关系到车间建成后是否符合工艺要 求，能否是良好的操作条件，使生产正常、安全的进行，设备的维护、检修的方便可行，以及对建设 投资、经济效益等都有着极犬的影响。本设计是年产10万吨合成氨厂造气工段的车间布置（见附图）。生产流程采用常压固定床间歇制 气法，主要设备有煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、洗气箱、烟囱、洗涤塔、水泵、空气鼓风机。因 为生产过程中以煤为原料，生产过程人部分装置都会放出人量的热，并且易产生有毒气体。根据建筑 设计防火、防毒规范，该装置属于甲类生产，所以该车间的生产装置宜采用敞开式厂房。设备采用三 列布置，煤气发生炉布置在框架屋面上为第一列，燃烧室、废热锅炉、洗气箱、洗涤塔、烟囱为第二 列完全布置，泵房安装在另一单层封闭式厂房为第三列。整个厂区主导风向是西南风，生活部门中的 办公室、休息室、厕所及化验室、仪表控制室也布置在南面以及充分利用太阳能采暖，而泵房、维修 房、消防间、电工房、配电房布置在北