天 津 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 任務(wù)書 題目： 5500Nm3 h煤氣 站 工藝與水冷器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 丁思超 屆 學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院 專業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 指導(dǎo)教師 宋蔚 職稱 教授 下達(dá)任務(wù)日期 天津理工大學(xué)教務(wù)處制 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及 要求 1.原始依據(jù) 固體燃料的氣化過程是一個(gè)熱 化學(xué)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(zhì)），在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將固體燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程。氣化時(shí)所得到的可燃?xì)怏w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?xì)狻⒐I(yè)燃?xì)夂突ぴ蠚狻?煤的氣化過程是在煤氣發(fā)生爐（又稱氣化爐）中進(jìn)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(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)爐柵均勻分配，與原料層接 觸而發(fā)生氣化反應(yīng)。反應(yīng)生成的氣化煤氣由 原料層 上方引出，氣化反應(yīng)后殘存的爐渣由下部灰盤排出。水夾套防止?fàn)t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(chǔ)煤倉(cāng)，由脫序控制的給煤設(shè)備將煤加入到兩段爐的干餾段。空氣鼓風(fēng)機(jī)將空氣鼓入爐底，同時(shí)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(jìn)行氣化反應(yīng)，生成 CO 約為 31-33 ， H2 約為 9 10%， CH4約為 0.4 0.5的可燃?xì)?體；同時(shí)利用下段煤氣的熱量對(duì)干餾段的煤進(jìn) 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?xì)怏w。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(jìn)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(fēng)除塵器除去大 顆粒灰塵，再經(jīng)過余 熱換熱器吸收 余 熱后 進(jìn)入風(fēng)冷器，通過風(fēng)冷器降溫 后進(jìn)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(jìn) 入煤氣儲(chǔ) 柜 經(jīng)煤氣 風(fēng)機(jī)增壓后經(jīng)過脫硫，最后通過煤氣管線送往用氣設(shè)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(shè)計(jì)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(fēng)除塵器：溫 降 50以內(nèi)，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(shí)可能含部分焦油。 風(fēng)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(shí)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(shè)計(jì) 考慮從 150降至 35-45），處理量 5500Nm3 h，媒 氣中含少量輕油，有時(shí)會(huì)沾在換熱管內(nèi)壁上，所以設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加酚水沖洗，但同時(shí)對(duì)管壁也起 到防腐作 用，因間冷器從未發(fā)生過內(nèi)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(shí)際利用率也就在最高 200kg h， 正常也就100kg h（負(fù)荷低或者操作溫度低時(shí)），但根據(jù)實(shí)際熱量換算可利用熱量如完全吸收可達(dá)700-800kg h，首先在設(shè)計(jì)要考慮能否合理利用這部分熱量。 技術(shù)規(guī)范： 1. 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2. 化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 參考文獻(xiàn)： 1史美中，王中錚； 換熱器設(shè)計(jì)原理 南京大學(xué)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(qiáng)化傳熱評(píng)價(jià)研究， 暖通空調(diào)， 1997（ 4） 3劉燕春， 換熱器設(shè)計(jì)、運(yùn)行及 CAD 系統(tǒng) 北京冶金出版社， 1998 4余國(guó)宗， 化工容器及設(shè)備 化學(xué)工業(yè)出版社， 1991 2. 資料收集 依據(jù)設(shè)計(jì)題目 (或設(shè)計(jì)任務(wù) )收集相關(guān)資料是畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步 。通常設(shè)計(jì)所需的基礎(chǔ)資料來源有三個(gè)渠道：甲方 (業(yè)主 )提供、乙方 (設(shè)計(jì)方 )現(xiàn)場(chǎng)收集和甲乙雙方 (或單方 )去有關(guān)部門查詢。本設(shè)計(jì)資料由甲方提供，甲方除提供設(shè)計(jì)委托書 (設(shè)計(jì) 能力、產(chǎn)品 要求 )外，還提供 其他相關(guān)原始資料。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生要獨(dú)立進(jìn)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。一個(gè)優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)再好，也很難達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。因此，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)該部分內(nèi)容予以重視。 4.設(shè)計(jì)計(jì)算 畢 業(yè)設(shè)計(jì)中的單體及系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算，主要依據(jù)有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)，通過選擇合理的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、正確的設(shè)計(jì)計(jì) 算公式以及準(zhǔn)確的計(jì)算方法，完成相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算。重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 煤氣生產(chǎn) 工藝 流程與 水 冷 換熱 器 設(shè)計(jì)。 5.繪圖 工藝 流程圖 間冷器設(shè)備總 圖 一般設(shè)計(jì)內(nèi)容約 2 3 萬(wàn)字，設(shè)計(jì)圖紙約折合 0# 圖 2 張 設(shè)計(jì)圖紙符合國(guó)家有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙表達(dá)方式。如有關(guān)的水污染構(gòu)筑物，屬于土木工程，其設(shè)計(jì)表達(dá)應(yīng)采用建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和表達(dá)方法；對(duì)于有關(guān)的機(jī)械設(shè)備繪圖則應(yīng)遵循機(jī)械制圖的有關(guān)規(guī)定和規(guī)范等。 二、畢業(yè) 設(shè)計(jì) 進(jìn)度計(jì)劃 及檢查情況 記錄 表 序號(hào) 起止日期 計(jì)劃完成內(nèi)容 實(shí)際完成內(nèi)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(bào)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(shí)習(xí) 篩選工藝流程 3 2012.4.25-5.9 設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)備 選擇合理計(jì)算方法 4 2012.5.9-5.23 工藝及設(shè)備計(jì)算 計(jì)算書初稿 5 2012.5.23-6.13 繪設(shè)計(jì)圖 6 201