有关物料衡算---碳平衡计算培训

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1、造气炉碳平衡计算与分析利用质量守恒定律，对生产过程的各股物料进行分析和定量计算，以确定它们的数量、组成和相互比例关系，并确定它们在物理变化或化学变化过程中相互转移或转化的定量关系。碳平衡计算的目的质量守恒定律。即在一个孤立的系统中，不论物质发生任何变化，其质量始终不变。碳平衡计算的理论依据造气炉物料流向造气炉型煤（块煤）半水煤气炉渣干灰泥煤吹风气气化剂煤在气化过程中，转化到半水煤气中的碳量，称为有效消耗。在实际气化生产中还要消耗在：吹风过程中所燃烧的碳、灰渣中末燃尽的碳、随着气体带走的尘粒中含碳等。事实上转化为半水煤气中的碳量，仅是整个煤气生产过程中原料消耗的一部分，其比值即为碳的有效利用

2、率。在生产中，希望有效消耗所占总消耗的比例越高越好，这就需要努力提高燃料的利用率，尽量减少其它形式的碳损失。C入炉煤＝C半水煤气+C吹风气+C炉渣+C干灰+C泥煤碳平衡计算式1、已知条件测定时间：08年12月6-16日共10天，扣除停炉检修时间10小时，实际运行时间为230小时（不考虑下灰时间）。煤种：70%型球+30%小块制气模式：高氧加氮测定数据如下：（以5#炉为例）一、物料衡算1运行时间230小时制气模式高氧加氮2原料及灰渣数量单位分析数据(%)固定碳量t/d外水内水灰份挥发份固定碳硫2.1投炉煤70.1t/d271.6749.22.2带出物(干灰)5.95t/d2.6766.253

3、.82.3泥煤2.4灰渣20.276t/d16.1117.342.93蒸汽138.07t/d4气体成份CO2O2COH2N2CH4半水煤气(%)12.40.6629.1744.2612.011.5吹风气(%)14.87.61.65炉膛直径3.2米吹风(秒)上吹(秒)下吹(秒)二上(秒)吹净(秒)上吹蒸汽(t/h)下吹蒸汽(t/h)184145887.867.452、碳平衡计算计算基准：1天的入炉煤量。入炉煤含碳量：C入=70.1×(1-2.0%)×71.67%=49.2t炉渣含碳量C渣=20.276×17.34%×(1-16.11%)=2.9t带出物及泥煤中含碳量日3.869吨，按除尘效率

4、65%计，实际约5.95吨/日C带出物=5.95×66.25%×(1-2.67%)=3.8t吹风气耗碳小时入炉一次风量：24800×18/120=3637Nm3小时吹风气耗碳：3637×1.0656×（0.148+0.076+0.016）×12/22.4=498kg日吹风气耗碳498×23/1000=11.454t半水煤气含碳49.2-2.9-3.8-11.454=31.0t3、产气量计算半水煤气产量V半==22.4/12=6060Nm3即5#炉平均台时产气量为6060Nm3;折有效气CO+H2=6060×(29.17+44.26)%=4449Nm3单炉气化强度计算式中：η,——单炉气化强

5、度，m3／(m2·h)G——产气量，m3／hd——造气炉直径，m6060/(3.14/4×3.2×3.2)=754m3／(m2·h)4、煤耗计算平均台时产氨4449/2250=1.97t（吨氨耗有效气2250m3)小时耗煤量70.1/23=3.05t(1)吨氨煤耗3.05/1.97=1.54t(2)吨氨耗固定碳1.54×(1-2.0%)×71.67%=1.082t(3)制气吨氨用固定碳:31/23/1.97=0.6814t占总耗固定碳比例0.6814/1.082=62.95%（碳的有效利用率）(4)吹风吨氨用固定碳11.454/23/1.97=0.2518t占总耗固定碳比例0.2518/1

6、.082=23.26%(5)带出物吨氨带固定碳3.8/23/1.97=0.08434t占总耗固定碳比例0.08434/1.082=7.79%(6)灰渣吨氨带固定碳2.9/23/1.97=0.06484t占总耗固定碳比例0.06484/1.082=5.99%5、蒸汽耗蒸汽耗小时入炉蒸汽量：=6.0t/h吨氨蒸汽耗6.0/1.97=3.035吨蒸汽分解率(以1小时为计算基准,氢平衡计算):半水煤气中的氢的量（6060×44.26％/22.4）×2+（6060×1.5％/22.4）×4＝253.90kg制气时分解的蒸汽=氢的量×18/2=253.90×18/2=2285kg蒸汽分解率2285/6

7、000=38.3%碳平衡计算（结果表）1、日自产氨总量45.49t/d3蒸汽2、碳平衡：(1)吨氨耗蒸汽3.035t/t2.1(1)总耗煤量70.1t/d(2)吨氨耗煤1.541t/t(2)吨原料耗蒸汽1.97t/t(3)吨氨耗固定碳1082kg/t2.2制气吨氨用固定碳681.4kg/t(3)吨固定碳耗蒸汽2.804t/t占总耗固定碳百分比62.95%2.3吹风吨氨用固定碳251.8kg/t(4)蒸汽分解率38.34%