地下气化的物料与热量衡算.docxVIP

地下气化的物料与热量衡算本项目采用纯氧蒸汽连续注气法气化工艺，现根据物质和能量守恒原理对该地下气化工艺进行物料和热量平衡计算，从而得出相应的气化指标，为相关工艺设计和设备选型提供依据。计算以100 kg收到基煤为基准。1．已知条件金罗镇煤矿10号煤层的原料煤的工业和元素分析见表4.4。表.4鑫山井田3号煤层煤质分析结果组成CHONSAM重量/%（干）65.65 3.53 4.36 1.04 2.18 22.43 0.81 重量/%（湿）66.18 3.56 4.40 1.05 2.20 22.61 -原料煤热值：低热值25.64MJ/kg；高热值26.46 MJ/kg。（1）煤气组成与热值表.5纯氧蒸汽连续法气化工艺煤气组分组成H2COCH4CmHn硫化合物CO2O2N2及其它H2O体积分数/%（干）42.65 27.86 2.66 1.16 0.63 23.79 0.21 1.04 -煤气热值：低热值9.92 MJ/Nm3；高热值10.92 MJ/Nm3。为了便于计算，计算时CmHn按C2H4进行计算，硫化合物按H2S进行计算，而N2及其它按N2进行计算。（2）焦油组成：组成CHONS重量/%83.00 11.20 3.50 2.00 0.30 焦油产量为1.20 kg（3）灰渣组成：组成CS灰重量/%19.45 1.55 79.00 （4）气化炉进出物料的温度空气温度：30℃，相对湿度：70%煤气温度：300℃灰渣温度：180℃蒸汽：200℃饱和蒸汽（5）带出物为1.12 kg为绝对干燥物，组成与原料相同。2．计算过程（1）基本数据计算：以100kg入炉原料为计算基准。1）焦油带出的各元素量：C0.83 ×1.20 =1.00 kgH0.11 ×1.20 =0.13 kgO0.04 ×1.20 =0.04 kgN0.02 ×1.20 =0.02 kgS0.00 ×1.20 =0.00 kg共计1.20kg2）带出物带出的各元素量：C0.66 ×1.12=0.74 kgH0.04 ×1.12=0.04 kgO0.04 ×1.12=0.05 kgN0.01 ×1.12=0.01 kgS0.02 ×1.12=0.02 kg灰分0.23 ×1.12=0.25 kg共计1.12 kg3）灰渣生成量：灰渣中带出的各种元素量：C0.19 ×28.07 =5.46 kgS0.02 ×28.07 =0.44 kg灰分0.79 ×28.07 =22.18 kg共计28.07kg4）气化原料损失于焦油、带出物和灰渣中各元素量：C1.00 +0.74 +5.46 =7.20 kgH0.13 +0.04 +0.00 =0.17 kgO0.04 +0.05 +0.00 =0.09 kgN0.02 +0.01 +0.00 =0.04 kgS0.00 +0.02 +0.44 =0.46 kg灰分0.00 +0.25 +22.18 =22.43 kg共计30.39kg5）原料气化后，进入煤气中各元素量（原煤中93%的成分进入煤气）：C（65.65-7.20）×95%=55.53kgH（3.53+0.81×0.11 -0.17）×95%=3.27kgO（4.36+0.81×0.89 -0.09）×95%=4.74kgN（1.04-0.04）×95%=0.95kgS（2.18-0.46）×93%=1.63kg共计66.13kg（2）物料衡算：1）1Nm3煤气所含元素量：C 12÷22.4（0.2786+0.0266+0.0232+0.2379）=0.3034 kgH 2÷22.4（0.4265+0.0532+0.0232）=0.0449 kgO 32÷22.4（0.1393+0.2379+0.0021）=0.5419 kgN 28÷22.4（0.0104）=0.0130 kgS 32÷22.4（0.0063）=0.0090 kg2）由碳平衡计算煤气产量：则煤气实际发生率为：设地下气化炉的漏失率为1.50%，则煤气产率为：单位体积煤气消耗的煤量为：3）由氮平衡计算空气耗量：则单位体积煤气消耗的空气量为：4）由空气带入的水汽量：30℃干空气含饱和水汽34.8 g/Nm3，在相对湿度70%时，空气含水汽为：34.8×70%=24.36 g/Nm3随空气进入的总水汽量为：1.45×0.02436=0.035 kg5）由氢平衡计算水蒸汽耗量收入：原料带入氢量=3.27kg空气水汽带入氢量0.04×0.11=0.0039kg水蒸汽带入氢量x×0.11=7.79kg共计11.07kg支出：煤气中含氢量183.03×0.04=8.22kg煤气水汽中含氢量25.62×0.11=2.85kg共计110.7kg设气化剂中水蒸汽量为x kg，则有：x×0.11=11.07-3.27-