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第三篇 煤气生产 1

第一章 制气工程初步设计 1

第一节 概述 1

一、煤炭干馏制气厂生产特点 1

二、煤炭气化制气厂生产特点 1

三、重油裂解制气厂生产特点 1

第二节 制气厂初步设计的编制 2

一、初步设计基础资料 2

二、初步设计内容及深度 3

三、初步设计说明书的编制 4

第三节 制气厂总工艺流程及产品方案 7

一、制气厂总工艺流程 7

二、制气厂产品方案 7

第四节 制气厂规模和车间组成 9

一、制气厂规模的确定 9

二、制气厂车间组成 12

一、制气厂的环境保护设计原则 13

第五节 环境保护 13

二、制气厂环境保护设计的一些基本要求 14

三、国家环境保护法对各类有害物的限制值 14

第六节 技术经济 15

一、劳动定员 15

二、设计概算 16

三、产品成本 21

四、技术经济指标 23

一、厂址选择原则 25

第二章 总图运输 25

第一节 厂址选择 25

二、厂址选择基础资料 26

三、选厂报告内容 27

第二节 总平面布置 29

一、总平面布置原则 29

二、总平面布置初步设计参数 30

三、制气厂总平面布置实例 31

二、竖向布置一般要求 34

一、竖向布置初步设计内容 34

第三节 竖向设计 34

三、竖向布置计算公式 35

四、竖向布置常用资料 36

第四节 管道综合布置 37

一、管道综合布置内容 37

二、管道综合布置基础资料 37

三、管道综合布置原则 38

四、管道综合平面布置 38

五、管道综合立面布置 40

六、管道综合架空布置 40

第五节 铁路运输 42

一、厂外线的设计 42

二、厂内车站 43

三、厂内铁路 45

四、轨道技术标准及道岔 47

五、路基 48

七、铁路限界 52

六、平交道口 52

第六节 厂内道路 53

一、路线 53

二、路基 57

三、路面 59

第七节 绿化布置 63

一、绿化布置一般规定 63

二、绿化布置要求 63

三、绿化布置常用资料 64

一、煤种分类方案 67

二、单种煤的特性 67

第三章 制气原料煤选择 67

第一节 煤种特性 67

第二节 煤的性质 70

一、煤的热值 70

二、煤的灰熔点 72

三、煤的比热 73

四、煤的粘结性 73

第三节 干馏制气原料煤的选择 75

一、连续式直立炉原料煤的选择 76

二、焦炉制气原料煤的选择 77

第四节 气化制气原料煤的选择 78

一、气化制气原料煤的基本要求 78

二、几种气化炉入炉煤的质量要求 79

第五节 气化制气入炉焦炭的选择 81

一、气化用焦的基本要求 81

二、各种焦炭的生产质量指标 82

一、备煤车间设计内容 84

二、备煤车间工艺流程 84

第一节 备煤车间流程及布置 84

第四章 备煤及筛焦 84

三、备煤车间平面布置 85

第二节 原料煤的接受与贮存 89

一、煤的接受 89

二、贮煤场 94

第三节 煤、焦破碎与粉碎 105

一、煤的破碎 105

二、煤的粉碎 108

三、焦的破碎 111

第四节 配煤 111

一、配煤设计 112

二、配煤槽的选择 112

三、进料方式及设备 112

四、配煤设备 112

五、配煤室的布置 115

一、煤干馏制气厂筛焦工段组成 116

第五节 筛焦 116

二、焦炭的分级 117

三、焦炉焦台 117

四、直立炉的筛焦设备 119

五、筛焦楼 120

第六节 煤、焦输送 124

一、胶带运输机通廊设计要点 124

二、胶带输送机 125

一、工艺流程 130

第一节 工艺流程及车间组成 130

第五章 水平炉制气 130

二、车间组成 131

第二节 车间布置 131

一、布置原则 131

二、车间布置 131

三、贯通式水平炉工艺设计参数 133

第三节 热工计算 133

一、蓄热室计算 134

二、水压计算 137

三、水平炉加热系统压力分布 142

第四节 水平炉炉体 142

一、炉体结构分类 143

二、水平炉各部位结构尺寸 143

第五节 炉体附属设备及加煤推焦机 147

一、水平炉附属设备 147

二、装煤推焦车 149

一、布置原则 150

第一节 焦炉制气车间布置 150

第六章 焦炉制气 150

二、布置示例 151

第二节 焦炉制气设计参数 156

一、基本数据 156

二、焦炉制气设计参数 157

第三节 焦炉炉体 158

一、炉型比较 158

二、常用焦炉炉体结构 158

三、炭化室 166

四、燃烧室 167

五、蓄热室 167

六、斜道区 168

七、炉顶厚度 168

八、炉体 168

九、耐火材料用量 171

第四节 焦炉热工计算 172

一、基础数据 172

二、蓄热室计算示例 173

四、烟囱高度计算示例 176

三、水压计算示例 176

第五节 焦炉设备 177

一、焦炉大型设备 177

二、炉体设备 185

三、埋置铁件 188

四、导出系统设备 188

第一节 工艺流程及车间布置 191

一、立箱炉制气工艺流程 191

第七章 立箱炉制气 191

二、车间布置 193

第二节 立箱炉工艺设计 193

一、原料煤选择 193

二、基本设计数据 193

三、立箱炉热工计算 196

第三节 立箱炉炉体 199

一、炭化室 199

二、燃烧室 199

三、换热室 200

四、空气和煤气分配道 201

五、烟道 201

六、中间墙、边墙、抵抗墙 201

七、炉体砌筑材料 201

第四节 炉体设备 202

一、导出系统装置 202

二、炉门(炉底开闭器) 202

四、移动机械 203

三、其他配件及装置 203

第八章 连续式直立炉制气 206

第一节 工艺流程及布置 206

一、工艺流程 206

二、车间布置 207

第二节 工艺设计计算参数 212

第三节 连续式直立炉炉体 218

一、1600毫米连续式直立炉炉体 218

二、2100毫米连续式直立炉炉体 218

一、辅助煤箱 220

第四节 炉体设备 220

二、上升管 221

三、加焦车 221

四、排焦箱 222

五、炉体设备配套实例 222

第九章 水煤气 223

第一节 工艺流程及布置 223

一、工艺流程 223

二、车间布置 226

三、工艺设计参数 229

第二节 气化过程计算 230

一 综合计算法 230

二、实测数据计算法 232

三、气化过程计算举例 233

第三节 主要设备选择 240

一、设备选择原则 240

二、水煤气发生炉 241

三、集尘器 242

五、废热锅炉 243

四、燃烧室 243

七、洗涤塔 244

六、洗气箱 244

八、鼓风机 245

第四节 自动控制系统 245

一、自动控制系统流程 245

一、总图运输专业 247

二、土建专业 247

第五节 对其它专业的要求 247

二、自动控制机 247

三、采暖通风专业 248

四、给水排水专业 249

五、电气专业 249

六、仪表专业 250

第十章 发生炉制气 251

第一节 工艺流程及布置 251

一、发生炉工段工艺流程 251

二、车间工段布置 253

一、控制计算法举例 259

第二节 气化过程计算 259

二、综合计算法例 266

第三节 设备选择计算 269

一、气化设计指标 269

二、煤气发生炉 273

三、竖管 274

四、洗涤塔 275

五、煤气排送机 275

六、空气鼓风机 276

第四节 对其他专业要求 277

一、给排水专业 277

二、通风专业 277

三、电气仪表专业 277

第十一章 重油部分氧化法制气 279

第一节 工艺流程及布置 279

一、工艺流程 279

第二节 气化工艺计算 281

一、基础数据 281

二、重油部分氧化制气工段布置 281

二、物料衡算 282

三、热量平衡 286

四、有机硫、硫化氢、氰化氢的计算 289

第三节 主要设备 291

一、气化炉 291

二、喷嘴 292

三、废热锅炉 299

四、文氏管 302

五、急冷室 304

六、生产数据及工程设备表 305

第十二章 重油蓄热裂解制气 310

第一节 工艺流程及布置 310

一、工艺流程 310

二、车间布置 313

第二节 工艺设计参数 316

一、热裂解工艺设计参数 316

二、催化裂解工艺设计参数 318

一、蓄热裂解制气炉 322

第三节 主要设备 322

二、废热锅炉 324

三、蒸汽蓄热器 325

四、洗气箱 326

五、空塔 326

六、填料塔 327

第四节 操作程序及其控制 330

二、自动程序控制机及自动阀门的选择 330

一、操作循环组成及程序 330

八、其他设备选择 330

七、管式间冷器 330

第四篇 煤气净化 342

第一章 煤气净化工程初步设计 342

第一节 初步设计的编制 342

一、净化工程初步设计工艺基础资料 342

二、净化工程初步设计内容 343

二、人工粗气杂质含量 344

一、粗气组成 344

第二节 粗气组成及回收产品 344

四、净化工程初步设计文件 344

三、净化工程初步设计深度 344

三、净化气的质量要求 345

四、回收产品 346

第三节 净化工艺流程 346

一、粗气净化基本工序 346

二、天然气净化流程 349

三、人工煤气净化流程 351

第四节 净化工程布置原则 353

第五节 对其他专业的要求 355

一、采暖通风专业 355

二、给水排水专业 356

三、供热专业 358

四、电气专业 358

五、土建专业 359

六、设备维修专业 359

一、直接初冷工艺流程 361

二、间接初冷工艺流程 361

第一节 工艺流程 361

第二章 冷凝与鼓风 361

三、间、直混合冷却工艺流程 362

四、工艺操作参数 363

第二节 工艺设计参数及设备选择计算 364

一、冷凝鼓风工段设计参数 364

二、主要设备的选择和计算 365

一、布置原则 369

第三节 工艺布置 369

二、布置实例 372

第四节 主要工艺设备特性 372

一、初冷器 372

二、鼓风机 374

三、电捕焦油器 377

四、焦油氨水分离设备 379

第五节 对有关专业设计的要求 379

一、土建专业 379

三、采暖通风及热力专业 380

二、给排水专业 380

四、仪表专业 381

五、电气专业 382

六、检验化验项目 383

第三章 浓氨水 384

第一节 原料和产品 384

一、干馏粗气中的氨含量 384

二、原料氨水组成 384

四、浓氨水质量 385

三、蒸氨水含氨量与净化用软水质量 385

第二节 工艺流程 386

一、洗氨 386

二、蒸氨 387

三、黄血盐生产 390

第三节 工艺布置及设计指标 390

一、工艺布置 390

二、洗氨、蒸氨、黄血盐设计参数 392

第四节 工艺设备选择计算 394

一、洗氨塔的计算 394

二、蒸氨设备计算 397

三、氨分凝器计算 402

四、冷凝冷却器计算 404

第四章 硫铵和粗轻吡啶 406

第一节 原料和产品性质 406

一、原料性质 406

二、硫铵性质 406

三、粗轻吡啶的质量 407

第二节 硫铵生产工艺 408

一、饱和器法硫铵生产工艺 408

四、酸焦油的组成和性质 408

二、无饱和器法生产硫铵工艺 412

三、粗轻吡啶生产工艺 413

四、酸焦油处理工艺 416

五、硫铵工段设计计算参数 416

六、无饱和器法生产硫铵工艺计算举例 419

第三节 硫氨工段工艺布置 435

一、工艺布置原则 435

二、饱和器系统设备布置原则 435

一、设备选用原则 436

第四节 设备的选择和计算 436

三、离心干燥系统设备布置原则 436

五、其他注意事项 436

四、蒸氨和吡啶系统设备的布置原则 436

二、主要设备工艺计算示例 437

第五节 常用设备的构造及规格 448

一、饱和器 448

二、煤气预热器 449

三、除酸器 450

四、满流槽 451

五、结晶槽 452

六、沸腾干燥器 454

七、旋风分离器 455

八、氨分凝器 455

九、母液沉淀槽 455

十、母液中和器 456

十一、文氏管中和器 457

十三、酸焦油洗涤器 458

十二、酸焦油分离槽 458

第六节 对其他专业要求 459

一、仪表专业 459

二、电气专业 460

三、化验专业 460

第七节 硫铵仓库 460

一、硫铵的包装和贮存 460

二、设计要点 460

一、终冷初脱萘工艺流程 461

第一节 终冷、洗苯工艺流程 461

第五章 终冷及洗苯 461

二、洗苯工艺流程 465

第二节 终冷、洗苯工段布置 467

一、工段布置 467

二、设计参数 472

第三节 终冷、粗苯工艺设备计算 474

一、终冷初脱萘塔 474

二、洗苯塔 482

二、终冷初脱萘及洗苯设备规格 490

第四节 主要设备选择 490

一、选择原则 490

第五节 对有关专业要求 496

一、电气专业 496

二、仪表专业 497

三、化验专业 497

第六节 终冷水制取黄血盐 497

一、概述 497

二、制取黄血盐的生产工艺 498

三、设计参数 501

四、主要设备计算与选择 504

五、对其他专业的要求 507

六、技术经济部分 508

第六章 粗苯的回收 509

第一节 富油脱苯生产工艺 509

一、从富油中蒸出粗苯的方法和原理 509

二、蒸汽法生产粗苯工艺流程 510

三、管式炉加热蒸馏法富油脱苯工艺流程 513

四、富油脱苯脱萘工艺 518

第二节 主要设备选择和计算 520

一、富油预热器 520

二、脱苯塔 527

三、再生器 532

四、主要设备选用举例 536

第三节 粗苯回收工艺布置 539

一、布置原则 539

二、布置实例 540

第四节 对有关专业的一般要求 543

一、防火防爆等级 543

二、采暖通风专业 544

三、给排水专业 544

四、供汽 545

五、电气专业 545

六、土建 545

第五节 设计计算参数 545

一、仪表项目 549

第六节 仪表及检验项目 549

二、检验项目 551

第七章 脱硫脱氰 552

第一节 常用湿法脱硫工艺简介 552

一、国内常用的湿法脱硫方法 552

二、国外常用的湿法脱硫方法 554

第二节 改良ADA法工艺流程 556

一、生产原理 556

三、改良ADA法工艺流程 557

二、原料和产品 557

第三节 ADA湿法脱硫主要设备选择和计算 560

一、主要设计参数 560

二、主要设备计算 561

三、主要设备的选用 572

第四节 大苏打及硫氰酸钠的提取 575

一、粗制大苏打及粗制硫氰酸钠工艺流程 575

二、粗制大苏打及粗制硫氰酸钠的主要设备选择和计算 577

三、精制硫氰酸钠的提取 584

一、布置要点 586

第五节 湿法脱硫平面布置 586

二、布置实例 587

第六节 对其他专业要求 591

一、仪表专业 591

二、化验专业 591

三、对有关专业的其他设计要求 591

第七节 干法脱硫 592

一、干法脱硫概述 592

二、氧化铁法工艺 593

三、主要设备的选择和计算 595

四、工艺布置及对其他专业要求 599

第八章 终脱萘 601

第一节 终脱萘工艺流程及布置 601

一、终脱萘工艺流程 601

二、终脱萘布置 601

第二节 终脱萘工艺设计 603

一、主要设计参数 603

二、终脱萘工艺计算举例 604

一、选择原则 606

第三节 主要设备选择 606

二、主要设备结构及规格 607

第四节 对有关专业的要求 609

第九章 一氧化碳变换 610

第一节 工艺流程 610

一、一氧化碳常压变换流程 610

二、一氧化碳加压变换流程 611

三、一氧化碳前变换工艺流程 612

四、平面布置 612

第二节 工艺设计 613

一、平衡常数 613

二、变换率 613

三、反应热 614

四、催化剂 615

五、操作压力 626

六、温度 627

七、变换炉催化剂床层间的降温 627

八、蒸汽比 628

九、变换炉的平衡曲线、最适宜温度线和操作线 629

十、各段催化剂床进出口气体温度和变换率 630

十一、饱和塔出气温度与补充蒸汽量关系 631

十二、饱和热水塔的平衡线和操作线 631

十三、循环水量 631

十四、系统内温度分布 632

第三节 工艺计算举例 632

一、原始数据 632

二、变换炉工艺参数计算 633

三、变换炉物料及热量衡算 640

四、系统内某些温度的估计 642

五、热交换器物料热量衡算 644

六、水加热器物料及热量衡算 645

七、饱和塔物料热量衡算 646

八、热水塔物料热量衡算 647

九、蒸汽混合器物料热量衡算 648

十、蒸汽消耗定额计算 649

三、热交换器 650

二、饱和热水塔 650

第四节 主要工艺设备规格性能 650

一、变换炉 650

四、冷凝塔 654

第五节 主要工艺设备选择计算 654

一、变换炉 654

二、热交换器 656

三、饱和塔 656

四、热水塔 657

第十章 脱碳 658

第一节 一般脱碳方法简介 658

第二节 脱除二氧化碳工艺流程 659

一、水洗法工艺流程 659

二、碳酸丙烯酯脱除二氧化碳工艺流程 659

第三节 水洗法脱碳工艺设计 661

一、水洗脱碳主要工艺参数 661

二、水洗脱除二氧化碳系统计算举例 663

第四节 碳酸丙烯酯(PC)脱碳工艺设计 665

二、吸收CO2的基本原理 666

一、碳酸丙烯酯物化性质 666

三、工艺设计主要参数 667

第五节 主要设备规格及选择计算 670

一、主要设备举例 670

二、水洗塔工艺设计 670

三、水洗塔计算举例 673

一、冷分离法 677

二、固体吸附法 677

第一节 常用脱水方法 677

第十一章 脱水 677

三、溶剂吸收法 678

第二节 脱水工艺流程及布置 679

一、三甘醇法脱水工艺流程 679

二、平面布置 681

第三节 脱水工艺设计 682

一、基本参数的确定 682

二、脱水工艺计算 688

三、萃取剂 695

二、酚水水质 695

第一节 原料和产品 695

第十二章 萃取脱酚 695

一、酚水来源 695

四、产品 696

第二节 萃取脱酚工艺 697

一、溶剂振动萃取脱酚工艺流程 697

二、溶剂脱酚工序在生产流程中的位置 698

一、布置原则 699

二、布置实例 699

第三节 车间布置 699

第四节 溶剂法萃取脱酚工艺设计 701

一、剩余氨水的预处理 701

二、溶剂的再生与破乳 702

三、萃取塔和碱洗塔的振动效果 703

四、萃取塔相界面的控制 703

五、碱洗工艺方式 704

六、净化工艺 704

一、溶剂脱酚基本设计参数 705

第五节 工艺计算 705

七、原料消耗 705

二、工艺和设备计算举例 707

第六节 主要工艺设备规格 714

一、振动萃取塔 714

二、筛板碱洗塔 715

三、再生釜及柱 716

第七节 对有关专业设计要求 716

一、土建专业 716

五、给排水专业 717

六、化验专业 717

三、电气专业 717

四、采暖通风专业 717

二、仪表专业 717

七、技术经济 718

第十三章 酸碱库、油库及化验室 719

第一节 酸碱库 719

一、酸碱液的卸车方式 719

二、卸车设备选择计算 721

四、酸碱的贮存及输送 724

三、装卸台及卸料装置 724

五、酸碱库的工艺布置 725

第二节 油库 726

一、油库生产过程 727

二、油库布置设计要点 728

第三节 化验室 729

一、化验室组成和布置 729

二、化验设备和仪器 730

三、化验室对其他专业的要求 731

一、管径选择 732

第十四章 厂区管道 732

第一节 厂区管道工艺设计 732

二、管道布置 735

三、管道的跨距 735

第二节 热膨胀及推力计算 740

一、管道热膨胀及其补偿 740

二、推力计算 748

主要参考资料 752