1、摘 要煤 制 油 是 以 煤 炭 为 原 料 生 产 液 体 燃 料 和 化 工 原 料 的 煤 化 工 技 术 简 称 。 通 常有 两 种 技 术 路 线 ， 直 接 液 化 和 间 接 液 化 。本次设计采用煤间接液化中的多元料浆气化技术。多元料浆气化是一种气流床加压气化专利技术，该技术主要有料浆制备和气化两部分组成，料浆制备是以一种或多种的含碳固态物质为原料，经一次湿磨制成气化料浆，浆体呈非牛顿型流体中的假塑性流体特征，料浆稳定，易于泵送；料浆气化是通过加料泵加压送入气化炉，与氧气在气化炉内进行气化反应，生成以 CO 和 H2为主要组成的粗合成气。在上述基础上，参考相关的资料和标准对气
2、化、变换工段的设备进行了合理布局；并编制了气化、变换设备一览表，物料流程图，工艺管道及仪表流程图，设备平面布置图和立面布置图。关键词：煤制油；间接液化；水煤浆；气化AbstractThe Coal liquefaction is the abbreviation of the coal chemical technology to produce industrial chemicals and liquid fuel with coal for raw material. Usually, there are two technical routes: direct coal liquefa
3、ction and indirect coal liquefaction.This design uses indirect coal liquefaction of the multiple pulp gasification technology. Multiple pulp gasification is a kind of air bed pressurized gasification patent technology, the technology is mainly two parts : pulp preparation and gasification. the prepa
4、ration of The pulp uses one or more of the solid material containing carbon as raw material, after a wet grinding into gasification pulp, Paste is the fluid of Newton plastic fluid characteristics of false, Pulp stable, easy to pumping; The gasification of slurry into the gasifier is pressurized thr
5、ough the feed pump , with oxygen in the gasifier ,the gasification reaction of the crude synthesis gas composed mainly of CO and H2.On the basis of the above, reference materials and standard for gasification, transformation process and equipment to carry out the reasonable layout. And the preparati
6、on of gasification, transform equipment list, process flow diagram, process piping and instrumentation diagrams, equipment layout and vertical layout.Key words: coal to liquids; indirect liquefaction; coal water slurry; gasification毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得
7、的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全
8、部内容。作者签名： 日 期： 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数
9、据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3目 录引 言 .1第 1 章 总论 .21.1 项目概述 .21.2 设计依据 .21.3 设计指导思想 .21.4 设计原则 .21.5 厂址概况 .21.6 厂地的水文地质状况及气候条件 .2第 2 章 煤制油简介 .42.1 煤制油的意义 .42.2 煤气化方案的分类 .42.2.1 移动床气化 .42.2.2 流化床气化 .52.2.3 气流床气化 .52.3 工艺说明 .62.3.1 多元料浆制备系
10、统 .62.3.2 多元料浆气化系统 .7第 3 章 气化、变换工艺计算 .103.1 气化过程 .103.1.1 气化炉计算实例 .103.1.2 水洗塔计算 .213.2 变换过程 .233.2.1 变换炉计算 .233.2.2 低压蒸汽发生器 .26第 4 章 设备的计算与选型 .304.1 气化炉 .304.1.1 已知条件 .304.1.2 计算 .30内蒙古工业大学本科毕业设计说明书44.2 变换炉 .314.3 低压蒸汽发生器 .324.3.1 传热面积的确定 .334.3.2 管子数的确定 .334.3.3 管子的排列方式 .344.3.4 壳体直径的确定 .344.3.5 壳
11、体厚度的计算 .344.3.6 换热器封头的确定 .34结 论 .36参考文献 .37谢 辞 .38内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1引 言在我国的自然资源中, 基本特点是富煤、贫油、少气。与石油和天然气相比而言, 我国煤炭的储量相对比较丰富, 占世界储量的 60 %。而随着近几年中国经济的迅猛发展, 对石油的需求激增, 国内的石油产量远远满足不了需求。海关数据显示, 2010 年全国累计进口原油 239 亿 t , 同比增长 17.4 % , 原油对外依存度达到 53.8 % , 较上年同期提高了 2.7 个百分点。另一方面, 作为煤炭资源大国, 我国理应把煤炭作为主要的能源之一, 以保证国
12、家的能源安全。但是, 煤炭资源在我国也不是无限制开采利用的一次能源, 而且大量使用煤炭势必造成我国的环境污染, 故而从国家能源战略角度考虑, 应该相当谨慎地使用煤炭资源, 尽可能使煤炭能源消费结构合理化。因此, 合理发展煤炭深加工具有重大的现实和长远的意义，石油资源的短缺和国际油价的不断高涨使煤代油迫在眉睫, 以煤制油己成为我国能源战略的一个重要趋势, 煤制油化工就是其中的典型代表。而多元料浆气化更有合成条件较温和；转化率高；煤种适应性强；工艺成熟等优点。所以本次设计采用多元料浆气化法。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2第 1 章 总论1.1 项目概述本项目为 40kt/a 煤制油气化工段工艺
13、设计，厂址选定在呼和浩特市，年工作日为 300 天，煤为原料，采用德士古气化法。1.2 设计依据本设计依据为内蒙古工业大学本科毕业设计任务书。1.3 设计指导思想贯彻执行了国家基本建设的方针政策，使设计切合实际，技术先进，安全适用，经济合理。贯彻“五化 ”（ 露天化、一体化、社会化、轻型化、国产化）的措施及效果。1.4 设计原则低碳高效环保节能原则。1.5 厂址概况初步决定将厂区建设在呼和浩特市土默特左旗附近，因该地区地势平坦，开阔，交通便利。土默特左旗地理位置优越，地处草原钢城包头市、呼和浩特市、和国家重点建设项目鄂尔多斯大煤田的“金三角”腹地，京包铁路、呼包高速公路、110国道横贯全境，呼
14、清、呼准、呼托公路纵贯境东部，为物流畅通提供了优越的便利条件。1.6 厂地的水文地质状况及气候条件呼和浩特属中温带大陆性季风气候，四季气候变化显著，其特点：冬季漫长严内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3寒，夏季短暂炎热，春秋两季气候变化剧烈。年平均气温由南向北递增，北部大青山区温度仅在 2左右，南部温度达到 6.7。最冷月气温 -12.716.1；最热月平均气温为 17-22.9。平均温度年较差为 34.4-35.7，平均温度日较差为 l3.5-13.7。极端气温最高为 38.5，最低为 -41.5。无 霜 期 : 低山丘陵区 110 天，北部山区为75 天，南部平原区为 113-134 天：日
15、照年均 1 600 小时。降水量：大青山区在 430-500 毫米；平原区在 400 毫米左右；年平均降水量为 335.2-534.6 毫米，其地域分布是西南最少，年雨量仅为 350 毫米；最多年均降 水 达到 5346 毫米；井乡，年均降水量为 489.3 毫米；最少是在黑城乡、南坪乡、新营镇一带，年均降水量仅 335.2-362.8 毫米。呼和浩特交通便利，通讯较便捷。京包铁路途经呼和浩特市，有始发北京、兰州、成都、满洲里、通辽、乌兰浩特、赤峰、锡林浩特的列车，还有通往天津、沈阳北、哈尔滨、杭州、广州、汉口、石家庄、银川、西安、青岛的列车，管内始发二连浩特东胜的列车、乌海西，基本覆盖全区所
16、有地级市。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4第 2 章 煤制油简介2.1 煤制油的意义我国总的能源特征是“ 富煤、少油、有气 ”。煤炭因其储量大和价格相对稳定，成为中国动力生产的首选燃料。在本世纪前 50 年内，煤炭在中国一次能源构成中仍将占主导地位。石油资源的短缺使煤制油重新提上议事日程，以煤制油己成为我国能源战略的一个重要趋势。煤制油是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤的直接液化将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，并脱除硫、氮、氧等原子。具有对煤的种类适应性差，反应及操作条件苛刻，产出燃油的芳烃
17、、硫和氮等杂质含量高，十六烷值低的特点，在发动机上直接燃用较为困难。煤的间接液化首先把煤气化，再通过费托合成转化为烃类燃料。生产的油品具有十六烷值高、H/C 含量较高、低硫和低芳烃以及能和普通柴油以任意比例互溶等特性。而内蒙古地区的煤质适合间接液化，而且工艺较成熟。2.2 煤气化方案的分类煤气化技术按气化反应器的形式，气化工艺可分为移动床（固定床） 、流化床、气流床三种。2.2.1 移动床气化采用一定粒度范围的碎煤（5mm50mm）为原料，与气化剂逆流接触，炉内温度分布曲线出现最高点，反应残渣从炉底排出，生成气中含有可观量的挥发气。典型的气化炉为鲁奇（Lurgi）炉。移动床气化，是目前世界上用于生产合成气的主要方法之一。在大型煤制气的装置中，固定床的优点是投资低，可是它有很多不足 1：（1）对原料煤的黏结性有一定有一定要求：（2）气化强度低：（3）环境污染负荷大，治理较麻烦。
