混合木质气化炉素材.doc

东北大学材料与冶金学院 课 程 设 计（论 文） (新能源科学与工程) 题 目 生物质无焦油汽化炉设计 专 业 新能源科学与工程 班 级 新能源1101班 姓 名 学 号 指导教师 完成日期 2015年1月11日~2015年1月22日  混合木质高温空气气化实验系统设计计算 理想气化指标 理想气化指标的计算是在以下几个假设条件的基础上进行的 气化原料为纯碳，且碳全部转化为。 按化学计量方程式供给空气和水蒸汽，且无剩余。 气化系统为绝热系统，碳和氧生成的反应所放出的热量全部用于水蒸气分解反应，无热量损失。 理想的煤气组成（体积百分数）： 41.6%，20.8%，37.6% 煤气热值：7.50（1791.3） 煤气产率：4.48 冷煤气效率：100% 空气消耗：2.15 蒸汽消耗：0.75 气化过程计算 气化过程计算是发生炉制气工段工艺设计的基础。气化过程计算应确定：发生炉煤气组成、热值、产气率、蒸汽和空气耗率、其它副产品产率、气化效率、热效率等。 发生炉煤气气化过程计算方法有两种：一是控制计算法；二是综合计算法。前者以实际测定的数据为计算依据，后者以一部分实测数据和一部分理论数据为计算依据。 以弱粘结煤为原料，制取混合发生炉煤气。 已知： （1）混合木质的元素组成 元素 ％ 43.53 5.20 33.39 0.25 0.O8 9.15 8.40 混合木质 高17.69 低16.26 （2）焦油组成 元素 C H O N S ％ 84.0 11.0 3.5 1.0 0.5 （3）假定带出物为加入原料量的2％（重量）； （4）灰渣排出温度为300℃，灰渣含碳量为2％；含硫为总硫量的4％； （5）煤气出口温度为360℃； （6）假定气化100kg烟煤用蒸汽23.4kg 求：用综合计算法计算： 干煤气的组成和热值； 干煤气产率； 鼓风空气量； 水蒸气分解率和煤气中水蒸气的含量； 气化效率； 炉壁的热损失。 计算基准为100kg应用基入炉原料。 元素 加入气化炉量 kg 带出物 kg 实际气化量 kg kmol C 43.53 0.871 42.659 3.555 H 5.20 0.104 5.096 2.548 O 33.39 0.668 32.722 1.023 N 0.25 0.005 0.245 0.009 S 0.08 0.001 0.077 0.002 W 9.15 0.183 8.967 0.498 A 8.4 0.168 8.232 共计 100.00 4.00 96.00 1．干馏过程计算 1）水蒸气 热解水：原料中有50％的氧与当量氢生成热解水 吸附水：0.498kmol 消耗：＝1.023×0.5＝0.512kmol ＝0.512×2＝1.023kmol 生成：＝1.023kmol ＝0.498kmol ＝1.521kmol 2）二氧化碳 原料煤中10％的氧转变为二氧化碳 消耗：＝1.023×0.1＝0.1023kmol C＝0.1023kmol 生成：＝0.1023kmol 3）甲烷 原料煤中35％的氢转化为甲烷 消耗：＝2.548×0.35＝0.8918kmol C＝0.8918÷2＝0.4459kmol 生成：＝0.4459kmol 4）乙烯 原料煤中4％的氢转化为乙烯 消耗：＝2.548×0.04＝0.1019kmol C＝0.1019kmol 生成：＝0.1019÷2＝0.0510kmol 6）氮气 均以游离状态析出 ＝0.009kmol 7)硫化氢 原料煤中80％的硫转化为硫化氢 消耗：S＝0.002×0.8＝0.0016kmol ＝0.0016kmol 生成：＝0.0016kmol 8)游离氢 参加气化反应的总氢量，除了消耗于生成热解水、甲烷、乙烯、焦油和硫化氢以外，都以游离状态析出 ＝2.548-（1.023+0.8918+0.1019+0.0016）＝0.5297kmol 9）一氧化碳 参加反应的总氧量，除了消耗于生成热解水、二氧化碳和焦油外，都转化为一氧化碳 转化为一氧化碳的氧量： ＝1.023-0.512-0.1023＝0.40