《年产25万吨合成氨造气工艺的设计毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产25万吨合成氨造气工艺的设计毕业论文（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 年产25万吨合成氨造气工艺的设计The Design of Synthesis Ammonia Gasification Process of 250kt/a目录摘要IAbstractII引言1第一章综述2 1.1合成氨造气的意义和目的2 1.2合成氨的优点2 1.3合成氨的用途2 1.4煤气化发展史3 1.5煤气化技术发展趋势3 1.6 生产方法的选择及论证3 1.6.1生产方法的介绍：4 1.6.2固定床气化法4 1.6.3流化床气化4 1.6.4 气流床气化5 1.6.5熔浴床气化5第二章 常压固定床间歇气化法7 2.1 半水煤气定义7 2.2 生产半水煤气对原料的选择7 2.3 半水
2、煤气制气原理8 2.4 发生炉内燃料分布情况9 2.5 生产流程的选择及论证9 2.6 间歇式气化的工作循环10 2.7 间歇式制半水煤气工艺流程11 2.8 间歇式制半水煤气的工艺条件12第三章 工艺计算15 3.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算15 3.2 吹风阶段的物料衡算以及热量衡算17 3.2.1 吹风阶段的物料衡算17 3.2.2 吹风阶段的热量衡算：18 3.3制气阶段的计算19 3.3.1制气阶段物料衡算19 3.3.2 制气阶段热量衡算22 3.4 总过程计算24 3.4.1 燃料使用分配24 3.4.2 每100kg燃料的生产指标24 3.4.3 物料衡算24 3
3、.4.4热量衡算26 3.5 配气计算27 3.6 消耗定额28 3.7 吹净时间28 3.8 废热锅炉的热量衡算28第四章 设备计算34 4.1 煤气炉指标计算34 4.2 煤气台数的确定35 4.3 空气鼓风机的选型及台数确定35结论37致谢38参考文献39附录40 年产25万吨合成氨造气工艺的设计摘要:合成氨的第一阶段为造气阶段，也就相当于合成氨的龙头，并且大部分的能耗和污染都在造气阶段，所以说它的重要性是不可言喻的。合成氨造气生产半水煤气，经过比较本设计采用的是常压固定床间歇制气法，并且对间歇制气流程生产的选择与工作循环都作了阐述，此方法比较简单，使用空气和空气-水蒸汽作为气化剂，制得
4、低热值半水煤气。对于本设计的工艺计算过程，可以在煤气发生炉（含燃烧室）、吹风阶段、制气阶段、以及总过程进行的物料衡算中得出每年25万吨合成氨需要的半水煤气为114583.33kg，块煤为29519.10kg。通过计算对合成氨造气工艺流程中的设备进行选型，在本设计中选择了3000的U.G.I半水煤气发生炉。最后通过计算可得在本设计中对半水煤气发生炉需要20台，鼓风机需要12台。关键词：合成氨；半水煤气；造气工艺 IThe Design of Synthesis Ammonia Gasification Process of 250kt/aAbstract；Synthetic ammonia ga
5、sification is the first phase, alse is equivalent to the hend of the synthesis ammonia, and most of the energy consumption and pollution in the gasification stage, so the importance is ineffable of it. Synthetic ammonia gasification production the semi-water gas, after eomparison the fixed bed inter
6、mittent gasification method is used in the design and the choice of intermittent gasification process to produce and the work cycle are described, This method is relatively simple, the air and air-water as the gasification is used, low calorific of semi-water gas is obtained. The calculation process
7、 for the design process, in the material balance gas stove of the (including combustion chamber), blowing stage gas-making,and the total process is drow every year 250kt/a of synthesis ammonia need semi-water gas is 114583.33kg, lump coal is 29519.10kg. By calculating the synthesis ammonictionia gas
8、-making process equipment selection in this design chose 3000U.G.I semi-water gas generator. Finally by computing available semi-water gas generator need 20 sets, blower need 12 sets in the design.Key words: synthesis ammonia;semi-water gas; the gasification processII引言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
9、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H2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、H2S、有机硫化物、CO、CO2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。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60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。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。合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料，经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流
10、程，但都是有三个基本部分组成，即造气过程、净化过程以及氨合成过程。对于造气阶段来说它是合成氨的首要阶段，对于合成氨工艺的重要性是不言而喻的，并且在合成氨的过程中大部分的能耗和污染都在造气阶段，所以说对于合成氨造气工段的研究性是有很大意义的，对此我的设计课题为年产25万吨合成氨造气工艺的设计。第一章综述1.1合成氨造气的意义和目的氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。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H2和CO等组分的煤气，然后
11、，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2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。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。合成氨造气工序的研究为一些工业部门提供了重要原料，工艺用氨量已占合成氨产量的百分之十以上。基本化学工艺中的硝酸、纯碱、各种含氮无机盐，有机化学中的各种含氮中间体。制药工业中的磺胺类药物和高分子化学工艺中的氨基塑料、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等，都需要直接或间接以氨为原料。食品工业中，氨广
12、泛用作冷冻剂，冶金工业、石油加工工业、机械工业亦需要使用氨或其加工产品，因此合成氨造气工序的研究可以推动基本化学工业、制药工业、食品工业等的发展，降低它们的生产成本，也间接的降低了物价，减轻了消费者的经济压力，增加市场的流通速度，更加有利于经济的平稳发展。1.2合成氨的优点（1）农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径。氨水（即氨的水溶液）和液氨体本身就是一种氮肥；农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥，和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主。（2）与能源工业关系密切。合成氨生产通常以各种燃料为
13、原料，同时生产过程还需燃料供给能量,因此,合成氨是一种消耗大量能源的化工产品。（3）与其他产品联合生产。合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵的原料。如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。1.3合成氨的用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，使农业生产大大提高。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。氨还是生产炸药、燃料、医药、合成纤维、石油化工等的重要原料。1.4煤气化发展史煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下
14、通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。气化煤气可用于城市煤气、工业燃气和化工原料气及联合循环发电等。煤炭气化至今已有150多年的历史。19世纪50年代第一台阶梯式炉篦的西门子煤气化发生炉正式诞生，20世纪20年代研制成功沸腾床气化炉（1926年温克勒气化炉），30年代出现了加压气化技术，50年代出现了气流夹带床粉煤气化技术。50年代后期，由于石油、天然气工业的兴起，煤制气技术的开发研究工作受到冲击。70年代初，世界范围内发生了“石油危机”，一些工业发达国家又重新重视煤炭转化技术，各种新型的气化方法和气化炉型应运而生。其种类繁多，方式各异。现今，煤气化所制得煤气，主要用于如下几方面：（1）生产燃料煤气：（2）生产合成气：（3）生产还原气或氢：（4）联合循环发电。1.5煤气化技术发展趋势当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1）气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力：（2）使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度：（3）提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺；（4）扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化；（
