毕业论文：15万吨合成氨造气工序工艺设计

中华人民共和国成立以后，合成氨的产量增长很快。

为了满足农业发展的迫切需要，除了恢复并扩建旧厂外，年代建成吉林兰州太原四川四个氨厂。

以后在试制成功高压往复式氮氢气压缩机和高压氨合成塔的基础上，于年代在云南上海衢州广州等地先后建设了多座中型氨厂。

此外，结合国外经验，完成三触媒流程氧化锌脱硫低温变换甲烷化氨厂年产的通用设计，并在石家庄化肥厂采用。

与此同时开发了合成氨与碳酸氢铵联合生产新工艺，兴建大批年产氨的小型氨厂，其中相当部分是以无烟煤代替焦炭进行生产的。

年代开始到年代又建设了具有先进技术，以天然气石脑油重质油和煤为原料的年产氨的大型氨厂，分布在四川江苏浙江山西等地。

年产量分别为不包括台湾省，仅次于苏联而占世界第二位。

现在已拥有以各种燃料为原料不同流程的大型装置座，中型装置座，小型装置多座，年生产能力近氨。

目前，中国是世界上最大的化肥生产和消费大国，合成氨年生产能力已达万吨。

但合成氨直是化工产业的耗能大户。

月日日，全国合成氨节能改造项目技术交流会在北京召开，明确了十五期间合成氨节能工程在降耗环保等方面要达到的具体目标。

会议根据十五期间合成氨能量优化节能工程实施方案规划，确定的这重点节能工程的目标是大型合成氨装置采用先进节能工艺新型催化剂和高效节能设备，提高转化效率，加强余热回收利用以天然气为原料的合成氨推广段炉烟气余热回收技术，并改造蒸汽系统以石油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然气替代原料油改造中小型合成氨采用节能设备和变压吸附回收技术，降低能源消耗。

煤造气采用水煤浆或先进粉煤气化技术替代传统的固定床造气技术。

到年，合成氨行业节能目标是单位能耗由目前的千克标煤吨下降到千克标煤吨能源利用效率由目前的提高到实现节能万万吨标煤，减少排放二氧化碳万万吨。

据了解，十多年来，我国合成氨装置先后经过油改煤煤改油油改气和无烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造，先后在烃类蒸汽转化工段变换工段脱碳工段控制系统等进行了数十项大型改造。

其中造气炉炉况监测与系统优化脱硫系统等技改始终是重点。

但是，由于装置原料路线资源供应运输资金与技术成熟度等诸多方面原因，合成氨节能技术改造的效果始终未能达到预期目标。

到年底，合成氨单位能耗平均为千克标煤吨，吨氨平均水平与国际先进水平相差千克标煤。

据了解，合成氨节能改造项目的具体实施由中国化工节能技术协会负责。

生产方法的选择及论证生产方法的介绍煤气化法按不同的分类有多种，分叙如下按制取煤气的热值分类为制取低热值煤气方法，煤气热值低于制取中热值煤气方法，煤气热值制取高热值煤气方法，煤气热值高于。

按供热方式分类，气化过程的供热方式有部分气化方法间接供热由平行进行的反应器直接供热热载体供热。

按反应器的形式分类，气化方法有移动床固定床流化床气流床。

本设计按反应器的分类方法来分别简要介绍各种方法。

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。

这是种理想的完全气化方式。

固定床常压气化此方法比较简单，但对煤的类型有定要求，即要求用块煤，低灰熔点的煤难以使用常压方法用空气或空气水蒸汽作为气化剂，制得低热值煤气。

固定床加压气化固定床加压气化最成熟的炉型是鲁奇炉。

它和常压移动床样，也是自热式逆流反应床。

所不同的是采用氧气水蒸汽或空气水蒸汽为气化剂，在和的温度条件下连续气化方法。

流化床气化流化床气化又称沸腾床气化，它是以小颗粒煤为原料，将气化剂蒸汽和富氧或氧气送入炉内，是煤颗粒的炉内呈沸腾状态进行气化反应。

它是种介于逆流操作和顺流操作这两种情况之间的操作。

温克勒法温克勒法是最早开发的流化方法，在常压下，把煤粒度为的褐煤弱粘结性烟煤或焦碳经给煤机加入到气化炉内。

在炉底部通入空气或氧气作介质，没与经过预热的气化剂发生反应。

高温温克勒法将含水分的褐煤输入到充压至的密闭料锁系统后，经给煤机加入气化炉内。

白云石石灰石或石灰经给料机输入炉内。

没与白云石类添加物在炉内与经过预热的气化剂氧气蒸汽或空气蒸汽发生气化反应。

粗煤气由气化炉上方逸出进入第旋风分离器，在此分离出的较粗颗粒灰粒循环返回气化炉。

粗煤气再进入第二旋风分离器，在此分离出的细颗粒通过密闭的灰锁系统将灰渣排出，除去煤尘。

煤气经废热锅炉生产水蒸气以回收余热，然后经水洗塔进步米总高毫米碳素刚重千克红松重千克进气口管直径毫米毫米出气口管直径毫米毫米水喷头外管直径毫米毫米内管直径毫米毫米人孔直径毫米毫米冷却水出口管毫米毫米冷却水进口总水管毫米毫米煤气量约米小时煤气发生炉自动加煤机工艺指标焦斗最大工作容积米盘形阀水压缸活塞形程毫米容焦桶顶部水压缸活塞形程毫米盘形阀门开启角度加焦开始时盘形法门开启角度工作介质焦煤水煤气空气蒸汽外形尺寸长宽高毫米总重下包括磅称千克螺旋式气柜的工艺指标设计容积米有效容积米工作压力千帕钟罩升起后压力千帕中节Ⅰ升起后压力千帕中节Ⅱ升起后压力千帕工作温度常温钟罩内径毫米中节Ⅰ内径毫米中节Ⅱ内径毫米水槽内径毫米水槽容水量约吨水槽静水液面高毫米总高毫米钟罩高毫米中节Ⅰ高毫米中节Ⅱ高毫米水槽高毫米进出气管直径毫米安全放空管高毫米进出口水槽高毫米进出口水槽中间隔板高毫米进出口水槽水封高毫米地下槽高毫米地下槽溢流口高毫米地下槽隔板高毫米集尘器外径毫米高度按炉口标高毫米材料钢板重量不包括耐火砖千克参考文献陈德祥陈秀等编煤化工工艺学煤炭工业出版社出版钟蕴英关梦嫔崔开仁王惠中编煤化学中国矿业大学出版社出版，煤炭加压气化中国建筑工业出版社出版，郭树才编煤化工工艺学化学工业出版社出版，沙兴中杨南星编煤的气化与应用华东理工大学出版社出版，张成芳编合成氨厂工艺技术与节能华东化工学院出版社出版。

梅安华主编小合成氨厂工艺技术与设计手册上册化学工业出版社出版李永恒主编造气动技术问答化工部上海化工研究院，化工部化肥工业科技情报中心站出版，上下，天津科学技术出版社致谢本设计结合实践生产，完成年产万吨合成氨造气工段的初步设计，从小合成氨厂的生产能力和生产成本出发，采用间歇制气流程。

并结合理论，对典型设备作了科学的计算，包括物料能量衡算，和选型计算。

相应的在设计中对间歇制气流程工艺过程的选择原理，工艺作了详尽的阐述，以科学的理论为指导，方案可形，有定的推广价值。

通过此次设计，巩固和深化了专业知识，并了解了化工设计的程序和方法。

同时也培养了我灵活运用知识去发现问题，思考问题和解决问题的能力，在设计中也使我认识到作为个化工工作者，必须具有丝不苟严谨的工作作风和吃苦耐劳的精神。

此次设计，我受益匪浅，同时使我发现了许多不足之处，比如综合运用知识的能力，将理论运用到实践中不能照本宣科，不能生搬硬套。

为此我将更加努力学习，在以后的实践中不断学习并积累经验，逐步完善知识结构。

总之，此设计意义深远。

此设计是在杨谦老师的悉心指导和大力支持下圆满完成的，在提供大量资料的同时也给我许多宝贵的意见。

为此，谨向杨谦老师表示衷心的谢意，本设计由于本人知识的欠缺。

也存在着些不足之处，诚请各位老师和同学批评指正。

谢谢，学生毕业论文设计题目合成氨造气工段设计姓名吴波学号系别化学工程系班级化工班指导教师杨谦副教授年月日绪论合成氨的发展历程生产方法的选择及论证生产方法的介绍固定床气化法流化床气化气流床气化生产方案的选择及论证常压固定床间歇气化法半水煤气定义固定床气化法的特点生产半水煤气对原料的选择半水煤气制气原理发生炉内燃料分布情况各主要设备的作用煤气发生炉燃烧室废热锅炉洗气箱洗涤塔烟囱自动机间歇式制半水煤气的工艺条件生产流程的选择及论证间歇式气化的工作循环间歇式制半水煤气工艺流程工艺计算煤气发生炉含燃烧室的物料及热量衡算物料及热量衡算制气阶段的计算物料衡算热量衡算总过程计算配气计算消耗定额吹净时间核算废热锅炉的热量衡算夹套锅炉的物料及热量衡算设备计算煤气炉指标计算煤气台数的确定空气鼓风机的选型及台数确定各设备的选型及工艺指标米型煤气发生炉的工艺指标燃料室的工艺指标洗气箱工艺指标索尔维式废热锅炉工艺指标填料式洗涤塔工艺指标煤气发生炉自动加煤机工艺指标螺旋式气柜的工艺指标集尘器参考文献致谢年产万吨合成氨造气工段工艺设计化学工程吴波指导老师杨谦摘要本设计时年产能力为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，完成物料热量的计算。

此设计配有带控制点工艺流程图张。

说明书内容煤造气的发展及发展趋势造气工段的生产原理，流程选择及生产方法的论证与选择物料衡算热量衡算主要设备的计算及选型安全技术及节能技术经济张图纸带控制点的物料流程图关键词合成氨半水煤气工艺设计前言本设计说明书是年产万吨合成氨厂造气工段的初步设计。

氨是种重要的化工原料，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，般均以各种燃料为原料。

首先，制成含和等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘有机硫化物等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至以上，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。

目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置。

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。

合成产量以上是以煤为原料，全国现有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。

此外，随书附有造气工段带控制点工艺流程图。

绪论合成氨的发展历程在探索合成氨崎岖的道路上，它不仅使两位杰