5500Nm3／h煤氣站工藝與水冷器設計

天 津 理 工 大 學 畢業(yè)設計 任務書 題目： 5500Nm3 h煤氣 站 工藝與水冷器設計 學生姓名 丁思超 屆 學院 自動化學院 專業(yè) 熱能與動力工程 指導教師 宋蔚 職稱 教授 下達任務日期 天津理工大學教務處制 一、 畢業(yè)設計內容及 要求 1.原始依據(jù) 固體燃料的氣化過程是一個熱 化學過程。它是以固體燃料（煤或焦炭等）為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣或氫氣等作氣化劑（或稱氣化介質），在高溫條件下通過化學反應將固體燃料轉化為氣體燃料的過程。氣化時所得到的可燃氣體稱為氣化煤氣，其有效成分包括一氧化碳、氫氣及甲烷等。氣化煤氣可用作城市燃氣、工業(yè)燃氣和化工原料氣。 煤的氣化過程是在煤氣發(fā)生爐（又稱氣化爐）中進行的。氣化原料（煤或焦炭）由上部加料裝置裝入爐膛，原料層及爐渣層由下部爐柵支撐，氣化劑由下部送風口進入，經(jīng)爐柵均勻分配，與原料層接 觸而發(fā)生氣化反應。反應生成的氣化煤氣由 原料層 上方引出，氣化反應后殘存的爐渣由下部灰盤排出。水夾套防止爐體受高溫并回收爐體散熱。 將 30 60mm 的姻煤通過皮帶輸送到儲煤倉，由脫序控制的給煤設備將煤加入到兩段爐的干餾段?？諝夤娘L機將空氣鼓入爐底，同時低壓蒸 汽 通 過混合 箱 與空氣 混 合作為氣化劑與氣化段 1200高溫 的半焦 進行氣化反應，生成 CO 約為 31-33 ， H2 約為 9 10%， CH4約為 0.4 0.5的可燃氣 體；同時利用下段煤氣的熱量對干餾段的煤進 行干餾，生成 CO 約為 29 31， H2 約為 17 一 19%， CH4 約為 1 3， CnHm 約為 0.2 0.4的 可 燃氣體。上部產(chǎn)生的煤氣其溫 度為 100 120，經(jīng)過電 捕 焦 捕 灰塵和焦油，然后進入間 冷 器冷卻。從 電捕焦 底 部 出來的焦油被送往焦油罐。由下 部氣化段產(chǎn)生的煤氣其溫度大約為 450550，經(jīng)過旋風除塵器除去大 顆?；覊m，再經(jīng)過余 熱換熱器吸收 余 熱后 進入風冷器，通過風冷器降溫 后進入間冷 器。上、下段的煤氣在間冷器出口 混合 ， 混合 冷 卻 后 煤氣的 溫 度約35 45，經(jīng) 過 電捕 輕油器捕灰塵和輕油，然后 進 入煤氣儲 柜 經(jīng)煤氣 風機增壓后經(jīng)過脫硫，最后通過煤氣管線送往用氣設備。從間冷器和電捕 出來的輕油和酚水分別被送入輕焦油池和酚水池。煤氣生產(chǎn)方 案采用冷煤氣生產(chǎn)工藝 。 設計能力： 換熱要求 ：下段媒氣出口溫 度一般控制在 450 550，流量 為 最 高 5500Nm3 h，最 終冷卻 35-45 。各 溫度降及煤氣處 理 量如下： 旋風除塵器：溫 降 50以內，處理 量 5500Nm3 h，煤氣含塵量 為 10g Nm3。 余熱換熱器：把煤氣溫度 450-550冷卻至 159左右， 處理 量 5500Nm3 h，煤氣含塵量為 2-3g Nm3，操作出現(xiàn)不 正 常時可能含部分焦油。 風冷器：把 煤氣溫度 150冷卻至 80左右， 處理量 5500Nm3 h，煤氣含塵量為 2g Nm3，操作出 現(xiàn)不正常時可能含部分焦油。 間冷器：把媒氣溫度從 120冷卻至 35-45左右（設計 考慮從 150降至 35-45），處理量 5500Nm3 h，媒 氣中含少量輕油，有時會沾在換熱管內壁上，所以設計時考慮增加酚水沖洗，但同時對管壁也起 到防腐作 用，因間冷器從未發(fā)生過內壁腐蝕現(xiàn) 象。 節(jié)能要求： 現(xiàn) 有余熱換熱器所產(chǎn)的蒸汽實際利用率也就在最高 200kg h， 正常也就100kg h（負荷低或者操作溫度低時），但根據(jù)實際熱量換算可利用熱量如完全吸收可達700-800kg h，首先在設計要考慮能否合理利用這部分熱量。 技術規(guī)范： 1. 換熱器設計手冊 化學工業(yè)出版社 2. 化工容器及設備簡明設計手冊 化學工業(yè)出版社 參考文獻： 1史美中，王中錚； 換熱器設計原理 南京大學出版社， 1989 2彭紹兵， 彥啟森； 冷水表面式冷卻器的熵分析與換熱器強化傳熱評價研究， 暖通空調， 1997（ 4） 3劉燕春， 換熱器設計、運行及 CAD 系統(tǒng) 北京冶金出版社， 1998 4余國宗， 化工容器及設備 化學工業(yè)出版社， 1991 2. 資料收集 依據(jù)設計題目 (或設計任務 )收集相關資料是畢業(yè)設計的第一步 。通常設計所需的基礎資料來源有三個渠道：甲方 (業(yè)主 )提供、乙方 (設計方 )現(xiàn)場收集和甲乙雙方 (或單方 )去有關部門查詢。本設計資料由甲方提供，甲方除提供設計委托書 (設計 能力、產(chǎn)品 要求 )外，還提供 其他相關原始資料。在畢業(yè)設計中，學生要獨立進行中英文資料的收集與翻譯工作。 3.工藝選擇 工藝選擇是 精餾 工程設計的基礎。一個優(yōu)秀的工程設計，首先是選擇了合理的工藝流程；相反，如果工藝流程的選擇不盡合理，即使其后的單體和系統(tǒng)設計再好，也很難達到預期的設計效果。因此，學生在畢業(yè)設計中應對該部分內容予以重視。 4.設計計算 畢 業(yè)設計中的單體及系統(tǒng)設計計算，主要依據(jù)有關的設計規(guī)范，運用所學相關知識，通過選擇合理的工藝設計參數(shù)、正確的設計計 算公式以及準確的計算方法，完成相關的設計計算。重點設計內容： 煤氣生產(chǎn) 工藝 流程與 水 冷 換熱 器 設計。 5.繪圖 工藝 流程圖 間冷器設備總 圖 一般設計內容約 2 3 萬字，設計圖紙約折合 0# 圖 2 張 設計圖紙符合國家有關設計標準和圖紙表達方式。如有關的水污染構筑物，屬于土木工程，其設計表達應采用建筑設計標準和表達方法；對于有關的機械設備繪圖則應遵循機械制圖的有關規(guī)定和規(guī)范等。 二、畢業(yè) 設計 進度計劃 及檢查情況 記錄 表 序號 起止日期 計劃完成內容 實際完成內容 檢查日期 檢查人簽名 1 2011.11.12012.3.4 2012.3.4-3.26 資料收集開題報告與外文資料翻譯 整理資料完成綜述 2 2012.3.27-4.15 2012.4.16-4.25 畢業(yè)實習 篩選工藝流程 3 2012.4.25-5.9 設計計算準備 選擇合理計算方法 4 2012.5.9-5.23 工藝及設備計算 計算書初稿 5 2012.5.23-6.13 繪設計圖 6 201