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空气消耗量总过程效率物料衡算碳平衡进项燃料中碳含量合计出项半水煤气中碳含量吹风气中碳含量合计误差氢平衡进项燃料中氢含量空气中水汽含氢量氮空气中水汽含氢量蒸汽含氢量合计出项半水煤气中氢含量半水煤气中水气含氢量吹风气中含氢量吹风气中水汽含氢量合计误差氧平衡进项燃料中氧含量空气中氧含量蒸汽中含氧量空气中水汽含氧量氮空气中水汽含氧量氮空气中氧量合计出项半水煤气中氧含量半水煤气中水汽含氧量吹风气中氧含量吹风气中水汽含氧量合计误差氮平衡进项燃料中氮含量空气中氮含量氮空气中氮含量合计出项半水煤气中氮含量吹风气中氮含量合计误差硫平衡进项燃料中硫含量出项吹风气中硫含量半水煤气中硫含量合计误差热量衡算进项燃料热值燃料显热干空气显热空气中水汽的焓干氮空气显热氮空气中水汽的焓蒸汽的焓合计进项吹风气热值干吹风气显热吹风气中水汽的焓半水煤气热值干半水煤气显热半水煤气中水汽的焓带出物热值带出物显热灰渣中可燃物热值灰渣显热热损取燃料发热的合计误差配气计算配气量计算半水煤气中取吹风气中半水煤气中设每标准水煤气中配入吹风气量为千克燃料可制得加氮水煤气产量为需配入吹风气量为千克燃料实际可制得半水煤气量为实际半水煤气组成体积消耗定额按每氨计算每吨氨耗半水煤气燃料蒸汽吹净时间核算配入半水煤气中的风气量配入半水煤气中吹的吹风气量占总吹风气量的百分数吹净时的风量为吹风时的，吹净气量占吹风气总量的百分数二者接近，所以每循环吹净时所回收的气量即为配入半水煤气中的吹风气量，吹净百分比合用，所以已定循环时间百分比基本适用，见下表表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秒废热锅炉的热量衡算已知条件计算目的通过热量衡算求出产蒸汽量计算依据已知条件循环各阶段产气量无法计算，只能按其制气时间比例计算表气体组分表名称水煤气吹风气表自动机循环百分比阶段吹风上吹下吹二次上吹吹净百分比计算基准为无烟块煤，基准温度为无烟块煤可制半水煤气上吹蒸汽分解率为上吹及空气吹净产生的气量占半水煤气总量的百分比上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分比，上吹，二次上吹，吹净百分比之和，上吹，下吹，二次上吹，吹净百分比之和上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比上吹加二次上吹百分比，上吹，下吹，二次上吹百分比之和进废锅的煤气温度，出废锅的煤气下吹吹风起流量上行煤气流量下行煤气流量关于上面计算有以下几点说明以上流量未考虑滤漏损失。
煤气产量在加煤后各循环中并不相同，以上指标是平均值。
煤气台数的确定本设计采用的炉，每小时产半水煤气量。
已知条件每小时产半水煤气量年产万吨合成氨厂，每吨氨需的半水煤气，由于设备检修等原因，全年生产时间不可能为天，取天计为台数的确定炉堂面积生产强度台台数的确定煤气炉在生产中加入煤和除灰要停车，天的生产时间没有小时，实际生产时间取小时，另外，由于气化炉不能长期达到最大产气量，取富裕系数为，则取根据需要，备用台所以本设计共有煤气发生炉台。
空气鼓风机的选型及台数确定采用无烟煤为原料，煤气炉吹风气压在千帕左右，根据实际情况，选用鼓风机吹风出口压力稍大于千帕，故选用型鼓风机，风量，出口风压千帕。
干空气用量吹风空气空气相对湿度干大气压力二次空气用量根据实践二次风量可取次风量的左右空气含水蒸汽量空气相对湿度湿含量干空气湿空气用量实际情况下空气用量空气损失取泄漏鼓风机的台数取台废热锅炉的选型已知条件进水温度常压每千克燃料产蒸汽量每台煤气发生炉的实际生产能力为消耗燃料锅炉产生蒸汽量则索尔维式废热锅炉即能满足以上要求，其工艺指标见表表索尔维式废热锅炉工艺指标额定蒸发量在间歇操作条件下工作压力实验压力给水温度受热面积加热介质煤气废气火管长度上火箱高下火箱高总高内径上下循环管数共根上下循环管内径上火箱内径下火箱内径汽包长度汽包内径拉撑管数根拉撑管直径加热管数根加热管直径炉体倾度总重量金属结论本设计从中小合成氨厂的生产能力和生产成本出发，采用固定床间歇制气流程。
并结合理论，对典型设备作了科学计算，包括物料能量衡算和选型计算。
德士古常压固定床间歇气化工艺的特点在于其排渣和加料是间断的，煤层在气化过程中是静止不动的，随着气化反应的进行，以温度划分的各区域将逐渐上移，必须经过间歇排渣和加炭后各区域才恢复到原来的位置。
并利用移动床吹风时使煤层蓄热，以提高煤的气化反应所需热量，为了制得烃含量低的合成氨原料气，本设计采用热稳定性好，灰熔点高的无烟煤。
在煤气炉的物料衡算中，进项为千克入炉燃料，出项包括灰渣干料不可燃物共计千克，误差为能量衡算中，进项包括燃料热值空气中水汽的焓干空气显热燃料显热共计千焦，出项包括吹风气热值带出物热值吹风气中水汽的焓干吹风气显热等共计千焦，其差值千焦为积蓄在煤层中的热量在制气阶段，分别对碳氢氧氮硫元素进行了衡算热量衡算中，进项包括燃料热值燃料显热蒸汽的焓氮空气中水汽的焓干氮空气显热共计千焦，出项千焦，其差值千焦为从煤层中吸取的热量，进而得制气效率为在配气计算中，千克燃料实际可制得半水煤气量为，半水煤气的实际组成为。
设备计算中，选用煤气炉，每台每小时产水煤气，由年产量计算需台，废热锅炉选用索尔维式废热锅炉，鼓风机选用型鼓风机，风量，出口风压千帕，由年产量计算需台。
参考文献陈五平无机化工工艺学化学工业出版社沙兴中，杨南星煤的气化与应用华东理工大学出版社出版钟蕴英，关梦嫔，崔开仁，等煤化学中国矿业大学出版社出版埃利奥特，徐晓，吴奇虎煤利用化学上册北京化学工业出版社，许世森，张东亮，任永强大规模煤气化技术北京化学工业出版社，曹建涛半焦细粉在流化床气化炉射流区再转化的基础研究太原中国科学院研究生院，龚欣，郭晓镭，代正华，等新型气流术粉煤加压气化技术现代化工张成芳合成氨厂工艺技术与节能华东化工学院出版社出版郭树才煤化工工艺学化学工业出版社出版李平辉，田伟军合成氨原料气生产化学工业出版社谭世语化工工艺学重庆大学出版社，黄仲九，房鼎业化学工艺学北京高等教育出版社陈德祥，陈秀煤化工工艺学煤炭工业出版社出版陈英南常用化工单元设备的设计华东理工大学出版社，董大勤压力容器与化工设备实用手册化学工业出版社，李耀刚煤气发生炉的热量衡算与工艺操作优化化肥工业赵育祥合成氨工艺化学工业出版社，赵忠祥氮肥生产概论化学工业出版社，梅安华小合成氨厂工艺技术与设计手册北京化学工业出版社，李永恒造气技术问答化工部化肥工业科技情报中心站出版，贺华固定层煤气发生炉节能降耗的措施化工装备技术刘洪峰固定层间歇式煤气炉系统改造总结小氮肥温度为半水煤气千克分子数煤气化时需要蒸汽量化为质量水的分子量水蒸汽在时的热焓煤气化时需消耗空气或许废锅进水温度，产生蒸汽压力为，温度为，蒸汽焓为设锅炉的用水量为，产蒸汽量为，软水进口总固体，排污水煤气与未分解蒸汽混合比热煤气化时所得吹风气产量为热量衡算进热气体显热计算公式η气体显热，比热，η组分含量，气体千克分子数气体的温度，上吹及空气吹净产生的气体显热计算结果见表表上吹及空气吹净产生的气体显热组分千克分子量组分含量温度比热物理热总计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所以上吹及空气吹净产生的气体显热为上吹未分解蒸汽的显热计算显热η上吹未分解蒸汽显热，蒸汽用量，η蒸汽分解率，半水煤气千克分子数进废热锅炉煤气的温度，上吹未分解蒸汽潜热计算潜热η上吹未分解蒸汽潜热，蒸汽用量，Η蒸汽分解率，水蒸气在此时热焓，上吹未分解蒸汽的显热和潜热已知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比为，所以为分解蒸汽的显热和潜热为吹风气的显热计算结果见表表吹风气的显热组分千克分子量组分含量温度比热物理热总计求锅炉进水显热锅炉的进水显热锅炉用水量，锅炉进水温度，进水的比热，。
总计出热上吹及空气吹净气体经废热锅炉后的显热见表表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比热物理热总计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
年产30万吨合成氨造气工段工艺设计
