确定蒸汽分解率。当气化100Kg煤时，在煤气中有0.106?300?31.8Kg水分，
其中War=7.0Kg，热解水[一般考虑煤中50％的氧转换为水, 即0.5w?O?ar]
18160.5?8.4??4.725kg4.725Kg，因此，在煤气中由送风中带入的不分解蒸汽为：
31.8-（7.0+4.725）=20.075kg
故分解蒸汽为33?20.075?12.925kg 蒸汽分解率为12.925／33×100%=39.2% 4. 计算煤气的质量组成
1222.4碳w?C??????CO2????CO????CH4??2??C2H4????0.01?Vg
?1222.4?5.0?26.5?2.3?2?0.3??0.01?300?55.3kg
2.0222.4氢w?H??????CO2????H2S????H2??2??C2H4????0.01?Vg
?2.0222.4?0.3?13.5?2?2.3?2?0.3??0.01?300?5.14kg
3222.4????CO2????O2??0.5??CO????0.01?Vg氧w?O2??3222.4
??5.0?0.2?0.5?26.5??0.01?300?79.07kg
28.0222.4氮w?N2???28.0222.4??N2??0.01?Vg?194.76kg
51.9?0.01?300?194.76kg
3222.4硫w?S??3222.4??H2S??0.01?Vg?1.29kg?0.3?0.01?300?1.29kg
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其他部分物料，如气化过程中通煤孔气封用的蒸汽也应计入，对气化100Kg无烟煤采用约2Kg蒸汽，这部分蒸气也成为煤气中的水分。
四、附属设备的选型
（一）旋风除尘器
旋风除尘器是工业中应用最广泛的一种除尘设备，尤其是在高温、高压、高含尘浓度以及强腐蚀性环境等苛刻的场合。旋风除尘器具有结构紧凑简单造价低维护方便除尘效率较高，进口气流负荷和粉尘浓度适应性强以及运行操作与管理简便等优点。但是旋风除尘器的压降一般较高，对小于5um的细微尘粒捕集效率不高。 1. 旋风除尘器的结构型式
工业上最常用的旋风除尘器为切流返转排气的
【8】
型式，由于不同的入口结构及
排尘结构，又可为螺旋顶型、旁式型、异型入口型、扩散锥体型以及通用型等。
（1）螺旋顶型旋风除尘器 器顶为螺旋状板结构，这是为了消除前述的“顶灰环”。典型的有 美国Ducon公司的 产品，中国为CLG型，前苏联为IIH型。
（2）旁式型旋风除尘器 在筒部器壁处开设一个小室使浓集在器壁的粉尘及时进入此小室而向下排出，这也室为了消除“顶灰环”的不利影响。典型的有美国Buell公司产品，中国有XLP型和B型等。
（3）异型入口型旋风除尘器 入口不是矩形截面，而是一种底部扭曲的矩形截面。在有弧度的矩形通道内，这种异型截面可以消除其中的纵向环流，从而也可消除“顶灰环”。美国有CatcloneⅡ型，中国的XCX型和上海石化研究院开发的ET型都属于此类。
（4）扩散锥体型旋风分离器 锥体是一个向下渐扩的筒体，与一般是渐缩的 锥体刚好相反，主要是为了防止出现锥体壁上的“下灰环”，适用与含尘浓度高且颗粒较粗的场合。中国称CLK型。
（5）通用型旋风分离器 结构最简单，入口可以是90°或180°蜗壳，也可以是直切式。欧洲各国大多采用直切入口结构，美国的 Emtrol公司和中国石油大学开发的PV型都属于此类。
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（二）旋风除尘器的分离原理
由于旋风除尘器内气-粒运动的复杂性，迄今尚无确定反映各种影响因素的分离理论，各国学者采用不同的简化假设，提出了各种理论。主要有2类。
（1）转圈模型 该理论认为尘粒竟如除尘器后，一面向下作螺旋运动，一面在离心效应下向器壁浮游。此理论没有考虑向心径向气流对颗粒的曳带作用，而且数值也不易确定，故现在很少应用。
（2）平衡轨道模型 1956年Barth等提出，旋风除尘器中每个颗粒都会受到向外离心力Fc及向内气流曳力Fd的作用。当此两力平衡事，此颗粒就没有径向位移，而只是在一定半径的圆形轨道上作回转。此半径即为该颗粒的平衡轨道半径rb。若此平衡轨道位于外侧下行流中，此颗粒肯定可以100%地被捕集；但位于内侧上行流中，则其捕集效率就不好确定。现定于内外旋流交界处，即rb=rt时，此颗粒的捕集效率为50%，其粒径称为切割粒径dc50。若颗粒较细，服从Stokes定律，便可推出下式：
19?Fidc50????P?1HS2
式中
Fi —旋风除尘器入口面积，m；
HS—排气管下端的排尘口的距离，m;
?1—在rt处最大切向速度，m/s;
对于高温高浓度的除尘场合，应力求结构简单，所以国内外的发展趋势是增大高径比与优化尺寸，采用异形入口型及通用型为多。例如：在炼油化工流化催化裂化等装置中，1985年以前大都用Ducon型及Buell型，现全都改为CatcloneⅡ型、Emtron型及PV型；尤其是中国产PV型旋风除尘器因其灵活，优化的设计技术，可适用于各种除尘过程，已在中国炼油化工行业中占主导地位，在煤的增压燃烧及气化等高温除尘领域中也已开始使用。
（三）燃烧装置
1．燃烧装置的选择要求
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用来实现燃料燃烧过程的装置称为燃烧装置【9】，对于火焰加热炉而言，燃烧装置是工业炉不可缺少的关键设备（或部件），通过燃烧装置使燃料充分燃烧，像炉内供热，以此保证工业炉的操作工况符合工艺条件及经济合理的要求。燃烧装置的选择应符合以下要求：
（1）有足够的燃烧能力，保证炉子满负荷及超出一定负荷的条件下能充分达到完全燃烧。燃烧器能力应为炉子额定能力的1.1～1.25倍。
（2）燃烧生产的火焰有良好的铺展性，火焰有一定的形状方向及刚性以负荷炉型的要求。
（3）燃烧过程稳定，能给炉子连续供热，并有一定的调节比。对气体燃烧器要求调节比为5:1，液体燃烧器为3:1。
（4）结构简单，牢固，使用维修方便，能保证安全并符合环保要求。由于燃料种类分为固体、液体、气体三大类别。其燃烧过程不同，因而燃烧装置的结构也各不相同。
2. 固体燃料燃烧装置
块煤在炉箅上保持一定的层状厚度，称为层状燃烧法，各种形状的炉箅及其送煤设备构成了燃烧装置。例如链条式炉排、往复式阶梯炉排等机械化燃烧装置及最简单的手工加煤的梁式炉条和板式炉箅组成的固定式炉排都是层状燃烧的燃烧装置，层状燃烧炉的结构尺寸确定主要是确定炉箅面积及炉膛尺寸。计算如表2：
表2 水平炉箅面积
燃料种类 q／103kcal·m2·h1 无烟煤 100～1400 烟煤 900 褐煤 1000～140 （注：表中数据用于机械通风的人工炉；用于自然通风的人工炉时，表中数据应降低50％左右，应提高10％～50％。）
3. 余热锅炉的应用
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炉子系统设置余热锅炉是工业炉最常用的措施之一。余热锅炉回收炉子烟气余热很有效的方法，也是回收被加热物料热量的最常用的方法。
在化工工艺生产中为满足物料发生化学反应的条件常需把物料加热到较高的温度，当它完成反应后生成的产品又常需急剧冷却。例如乙烯工业的裂解炉【10】，合成氨工业的转化炉，都有大量的余热可以利用。与此同时在某些工艺生产过程中需要大量的蒸汽用于物料反应所需，也有用于系统中作为压缩机透平工作的工质。所以工艺系统需要设置余热锅炉，以此生产工艺需要的高、中、低压不同等级的蒸汽。因此设置余热锅炉是既回收热量又为工艺所用。
除工艺物料系统有大量余热可被利用外，就炉子本身而言高温烟气在加热工艺物料之后还常有大量余热也应将其回收下来，否则仅仅用来加热工艺物料是无法使烟气温度降低至所希望的温度，即不能达到炉子要求的热效率值，此时也常常会考虑采用余热锅炉的方案。当然如果系统内又无锅炉给水，为设余热锅炉需另设置一套水处理装置而并不经济时，则也不一定采用余热锅炉方案，此时焚烧炉常常因高温烟气并不需加热系统物料，故大多数情况下均设置了余热锅炉，与此同时也设置了空气预热器，这样使焚烧炉的能耗减少，使比较经济合理的。
五、结束语
通过本次对常压固定床汽化工艺流程的设计，从理论上更深层次的理解了固定床反应器的生产原理和设备构造。同时也使我们体察到工程实际问题的复杂性，得到化工工程设计的初步训练。此次课程设计也在一定程度上培养和提高了学生的独立工作能力，因为要做到自己确定方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证与核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。与此同时，也让我们更深刻的知道，先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应该坚持的设计方向和追求的目标。
在这次课程设计中，我们更深入的了解煤化工这门课程，使我们的理论知识得到了升华，使我们的专业知识得到更深的巩固，为以后的工作垫定了基础，通过这次课程设计，更锻炼了我们的意志及自信心，虽然复杂的计算比较枯燥乏味，但是
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