毕业设计---日产量10万Nm3气化厂设计

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1、 1 1. 总论 1.1 设计依据 （1）毕业实习任务书及毕业设计大纲 （2）参照*有限公司的工艺经验 （3）导师*讲师的指导 1.2 造气工艺论证 煤炭是我国储量最丰富的能源资源，按目前的产量和已探明的储量推算，我 国煤炭资源可开采近百年，估计在可预期的时间里，煤在我国的能源结构中还占 据着主导地位。相反我国的石油等其它重要的一次能源明显不足，一方面，作为 及其重要的能源物资和化工原料，随着国民经济的发展，石油需求日益高涨，但 国内石油的开采利用逐渐趋于递减模式而不得不转向国外进口，耗费大量外汇， 给国家的各个方面都带来不便。另一方面，目前煤炭利用方式以粗放为主，利用 效率低下，环境污染严重

2、，不能缓解和明显缓解国民经济对石油的依赖性。 近年来，国家相关部门已经明显意识到这个问题，从长远利益出发，大力发 展煤炭深加工产业， 使煤化工由传统的能源型向新型化工型转变是我国煤炭利用 技术的长远之计。煤炭气化作为其中重要的一项正向着良好的方向蓬勃发展。而 利用水煤气发生炉制得的合成气（CO+H2）是作为重要的化工原料气而存在的。 现在火热的碳一化学工业就是在合成气的基础上发展起来的。 如 FT 合成汽油、 制氨、制甲醇、煤气甲烷化、甲醇制醋酸、合成精细化学品和新材料 据设计要求，本合成气厂采用阳泉无烟煤为气化原料，水蒸气作为气化剂， 吹入炽热碳层分解制取合成气的工艺，日产量 10 万 Nm

3、 3。生产出的合成气可为较 大规模的甲醇生产提供原料气。 煤炭气化自从 1839 年俄国第一台空气鼓风液态排渣气化炉问世以来，至今 已有 100 多年的历史了，自上世纪 70 年代起，世界各国广泛开展了煤气化研究， 按煤在气化炉中的流体力学条件，气化方法可分为： （1）移动床气化 也称固定床气化，由于煤粒在气化炉中逐渐往下移而得 名。移动床气化需要用块煤为原料，且煤粒尽量均匀。因为细煤粒将会随煤气由 煤气炉顶带出，增加了煤的损失。 （2）流化床气化 是以小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使之悬浮分散在 垂直上升的气流中， 由于剧烈的颗粒运动， 床层中几乎没有温度梯度和浓度梯度。 （3）气流床气化

4、一种并流式气化，气体（氧和蒸汽）将煤粉（70%以上 小于 200 目） 带入高温气化炉， 在 15001900高温下将煤进一步转化为 CO、 CO2、 H2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。 （4）熔融床气化 俗称浴床气化或熔融流态床气化，其特点是有一温度较 高（16001700）且高度稳定的熔池，粉煤和气化剂以切线方向高速喷入熔池 内，池内熔融物保持高速旋转。此时，气液固三相密切接触，在高温条件下完成 2 反应，生成 CO 和 H2为主要成分的煤气。 本厂采用移动床气化法，该法气化过程进行比较完全，灰渣中残炭少，气化 效率高，是一种理想的气化方法。炉型选用2260mm 的 UGI 水煤气炉。

5、作为第 一代气化炉与其它工艺相比，效率不是最高，但该工艺成熟，生产稳定，操作方 便，机械除灰，特别是工业化经验丰富。生产的粗煤气经过除尘，脱硫等净化工 艺后可直接供给甲醇合成厂。而现代较先进的气化方法，如德士古法，壳牌法， GSP 法，虽然气化效率更高，优点众多，当也存在投资大，工业化经验不足等缺 点，综合比较，采用移动床间歇法工艺生产水煤气。 1.3 造气工艺 1.3.11.3.1 工艺指标工艺指标 采用间歇法工艺生产水煤气的原料要求必须具有低挥发分产率，一定的块 度， 较高的机械强度， 好的热稳定性， 难结渣和适中的反应性以及较高的灰熔点， 具体指标要求如下： 固定碳（干基）70% 水分1

6、0000 故蒸汽在管内呈湍流状态，选定条件合适。 3.4.4.2 管内传热系数管内传热系数 内的计算 的计算 （1）管内对流传热系数 对 流 查得 180oC 过热蒸汽导热系数 1=0.0265kcal/(m h oC) 110oC 饱和蒸汽导热系数 2=0.0214kcal/(m h oC) 则管内平均导热系数： =0.024kcal/(mhoC)=0.0279w/(m oC) 145oC 过热蒸汽的比热容： Cp=0.48kcal/(kg oC)=2.01kJ/(kgoC) 27 所以：Pr= p c = 0279.0 102.011037.1 3-5 =0.99 又 =1.37 10-5Pa s10000，0.7Pr120, 流体被加热 n=0.4。 对 = 4.08.0 PrRe023.0 i d =0.023 033.0 4.18680.024 (26183.2)0.8 0.990.4 =238.77kJ/(m2 h oC) （2）管内传热系数 内 由于辐射传热系数 辐射