【正文】 470005低壓氮?dú)饧兌?（MOL）≤10ppmO2煤氣化裝置壓力MPa(A)酸性氣體脫除裝置溫度℃常溫流量Nm3/h500006液氮純度%（MOL）≤10ppmO2液氮洗裝置壓力MPa(A)溫度℃過(guò)冷5℃流量Nm3/h9007儀表空氣壓力露點(diǎn)℃40干燥無(wú)塵壓力MPa(A)油含量8mg/Nm3溫度℃40流量Nm3/h42858工廠空氣壓力MPa(A)溫度℃40流量Nm3/h6080產(chǎn)品規(guī)格及生產(chǎn)規(guī)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?　　根據(jù)主工藝裝置要求，空分裝置最大制氧能力為56000Nm3 /h。（二）裝置組成空分裝置采用離心式空氣壓縮、分子篩空氣凈化、兩級(jí)空氣精餾、全精餾制氬、液氧泵內(nèi)壓縮流程工藝，主要工藝特點(diǎn)如下：1）空壓機(jī)及空氣增壓機(jī)為離心式壓縮機(jī)，采用同一臺(tái)蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，節(jié)省投資并提高蒸汽轉(zhuǎn)換效率； 2）高效的兩級(jí)精餾制取高純度的氧氣和氮?dú)猓?3）用增壓透平膨脹機(jī)，利用氣體膨脹的輸出功直接帶動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)以節(jié)省能耗，提高制冷量； 4）熱交換器采用高效的鋁板翅式換熱器，使結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效率高； 5）采用分子篩凈化空氣，具有流程簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大延長(zhǎng)裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期； 6）采用液氧泵內(nèi)增壓流程，及時(shí)抽走主冷凝蒸發(fā)器中的液態(tài)烴，使空分裝置操作運(yùn)行更加安全。 7）采用 DCS 進(jìn)行操作和控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷，使空分裝置始終在最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行。（三）生產(chǎn)方法、流程特點(diǎn)本裝置采用全低壓分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)制冷、氧氣及中壓氮?dú)怆p內(nèi)壓縮的工藝流程。流程先進(jìn)、技術(shù)成熟、運(yùn)行安全可靠、操作方便、能耗低。（四）原材料技術(shù)規(guī)格空分裝置以大氣空氣為原料，空氣中不含重塵和油，大氣質(zhì)量如下：名稱 最大含量（ppmv）CO2 400CH4 5C2H4 C2H6 C3H8 C2H1 C3H6 C4+ 1CO 1H2 1NH3 1NOx(NO+NO2) N2O H2S Cl2 FClHC 1SO2+SO3 1HCl 1NO2 1(五)主要設(shè)備選擇 空壓機(jī)+氮?dú)庠鰤簷C(jī)+汽輪機(jī) 空壓機(jī)及氮?dú)庠鰤簷C(jī)均為離心式壓縮機(jī)，由同一臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)?？諌簷C(jī)用于輸送空氣分離所需的原料空氣，氮?dú)庠鰤簷C(jī)用于輸送產(chǎn)品氮?dú)?、膨脹氮?dú)饧把h(huán)氮?dú)?。單套空分裝置該機(jī)組性能參數(shù)如下表： 序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量(臺(tái))設(shè)備參數(shù)備注1空壓機(jī)1進(jìn)氣壓力：大氣壓。進(jìn)氣溫度：20℃。排氣壓力：(A)。排氣量：298200Nm3/h 離心式，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)1氮?dú)庠鰤簷C(jī)1進(jìn)氣壓力：(A)。進(jìn)氣溫度：12℃。排氣壓力： (A)。排氣量：47000/13520/22350 Nm3/h離心式，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)3低壓分餾塔（上塔）1φ3800 41000mm填料塔4中壓分餾塔（下塔）1φ440023000 mm板式塔 （ⅰ）空氣冷卻塔、水冷卻塔和純化器吸收器的選擇 空氣冷卻塔、水冷卻塔采用填料塔，壓降低、能耗低、傳熱和傳質(zhì)效果好。操作彈性范圍大，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng)。與篩板塔相比可大大地縮小塔徑、減少占地面積。采用了分配性能良好的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)和多梁式噴射填料支撐，保證了有很大的通流截面積和剛度。設(shè)置有分配性能良好的液體分布器，保證了液體分布均勻性。采取了有效防液泛措施。純化器采用雙層床結(jié)構(gòu)，下層裝填活性氧化鋁，上層裝填分子篩，如何可利用氧化鋁先對(duì)水進(jìn)行脫除，避免水分進(jìn)入分子篩床層。當(dāng)水和酸性氣體同時(shí)存在時(shí)會(huì)引起分子篩多孔結(jié)構(gòu)及晶格的破壞，采用雙層床就能有效保護(hù)分子篩，延長(zhǎng)分子篩的使用壽命。此外，由于水在分子篩上的解吸熱比在活性氧化鋁上的解吸熱大，故雙層床又能有效的減少再生能源?？諝膺M(jìn)口采用高性能氣流分布器，確保氣流分布的均勻性。（ⅱ）膨脹機(jī)技術(shù)特點(diǎn)增壓透平膨脹機(jī)組由主機(jī)和供油系統(tǒng)兩個(gè)撬裝塊組成。膨脹機(jī)和增壓機(jī)采用NREC設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，使其效率達(dá)到最佳設(shè)計(jì)值，氣動(dòng)性能和流場(chǎng)分布更加合理。軸承采用徑向推力聯(lián)合軸承，并采用五軸數(shù)控銑床加工保證其結(jié)構(gòu)和性能要求，軸承不再進(jìn)行人工修刮，可直接安裝使用，充分保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。供油系統(tǒng)充分考慮了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，為了保證機(jī)組的穩(wěn)定性和穩(wěn)定的進(jìn)油溫度，采用了溫度控制閥進(jìn)行自動(dòng)控制。整套機(jī)組具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置合理、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安裝和維修方便的特點(diǎn)（轉(zhuǎn)子、軸承、葉輪總成可從端口直接取出）。（ⅲ）分流塔技術(shù)特點(diǎn)下塔結(jié)構(gòu)采用了對(duì)流式篩板塔，具有有效流通面積大，精流效果好的特點(diǎn)。上塔采用填料塔結(jié)構(gòu)，具有阻力小，空壓機(jī)排壓低，節(jié)能。主換熱氣采用了大截面真空釬焊的鋁制板翹式換熱氣。采用氧氣內(nèi)壓縮，另有部分液氧產(chǎn)品從主冷抽出，可使主冷中的液氧抽出量增加，充分防止碳?xì)浠衔镌谥骼渲芯奂?，更好的保證空氣分裝置的安全運(yùn)行。主冷板式蒸發(fā)側(cè)翹片采用大節(jié)距翹片，拼縫及邊緣留有適當(dāng)空隙，以防止碳氧化合物在此處凝聚，以保證主冷的安全。冷箱上所采用的各類(lèi)冷閥，均采用鋁焊接結(jié)構(gòu)，從而減少了外漏的可能。（ⅳ）空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)是本裝置的關(guān)鍵設(shè)備，該壓縮機(jī)采用單臺(tái)單軸型多級(jí)離心式壓縮機(jī)，帶進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉，由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。該壓縮機(jī)具有等溫效率高，可靠性高，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性好，可操作范圍寬，制造方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。(六) 物料平衡見(jiàn)下表 空分物料平衡表序號(hào)物流壓力，MPa(A)溫度，℃流量，Nm31原料空氣大氣壓202982002氧氣3052000(Nor.),56000(Max.)3氮?dú)?0223504氮?dú)?0135205氮?dú)?0470006氮?dú)?0500007污氮?dú)?01060008液氮過(guò)冷5℃9儀表空氣40428510工廠空氣406080 注：液產(chǎn)品為折合氣態(tài)量。 (七)催化劑和化學(xué)品消耗空分催化劑和化學(xué)品消耗表 序號(hào)名稱單位初始裝填量設(shè)計(jì)壽命,年1分子篩吸附劑t73252鋁膠t53253珠光砂m3330020 (八)公用工程消耗空分公用工程消耗表 序號(hào)名稱規(guī)格單位小時(shí)消耗1電380VkWh6000VkWh6522冷卻水Δt=10℃t231333蒸汽，183℃t蒸汽冷凝液(G)t4蒸汽MPaA，440℃，t汽輪機(jī)冷凝液～ MPa(G),70℃t　　　　　　 (九)引進(jìn)設(shè)備說(shuō)明 　　 為降低投資，空分采用國(guó)內(nèi)技術(shù)，為保證裝置的可靠性，關(guān)鍵設(shè)備采用引進(jìn)，其引進(jìn)設(shè)備如下（初步）： 單元工序設(shè)備閥門(mén)管件其它空氣過(guò)濾及壓縮 空壓機(jī)主機(jī),增壓機(jī)主機(jī) 自動(dòng)噴水系統(tǒng)空氣預(yù)冷和凈化空氣精餾帶執(zhí)行機(jī)構(gòu)的切換閥分子篩吸附器部分內(nèi)件首次填充的分子篩吸附劑主換熱器,主冷凝蒸發(fā)器,回流過(guò)冷器 冷箱內(nèi)部低溫閥冷箱內(nèi)部管道,壓力塔內(nèi)件（篩板）,低壓塔內(nèi)件（填料） 液氧泵及電機(jī),液氮泵及電機(jī) 　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 煤氣化裝置1) 選用新型粉煤連續(xù)氣化技術(shù)—ＨＴ－Ｌ粉煤加壓氣化先進(jìn)技術(shù)，HTL煤氣化工藝是航天十一所借鑒荷蘭SHELL、德國(guó)GSP、美國(guó)TEXACO煤氣化工藝中先進(jìn)技術(shù)，配置自己研發(fā)的盤(pán)管式水冷壁氣化爐而形成的一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效實(shí)用的煤氣化工藝，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，專利費(fèi)用低；關(guān)鍵設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，投資少。（氣化爐專利號(hào)：發(fā)明專利號(hào)：；燒嘴專利：發(fā)明專利號(hào)：；破渣機(jī)專利：實(shí)用新型專利號(hào)：。工藝介紹如下：A、磨煤與干燥系統(tǒng)磨煤與干燥系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與SHELL工藝相同，兩套系統(tǒng)一開(kāi)一備，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。沒(méi)有單獨(dú)的石灰石加入系統(tǒng)，只是利用皮帶秤通過(guò)比值調(diào)節(jié)將粒狀石灰石加到輸煤皮帶上，一塊進(jìn)入磨煤機(jī)研磨。B、 加壓輸送系統(tǒng)加壓輸送系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與SHELL工藝相同，目的是將制出的合格煤粉利用壓差輸送至氣化爐進(jìn)行燃燒氣化。不同是V1205下面是三條線輸送，到燒嘴處匯合從燒嘴環(huán)隙呈螺旋狀噴入爐膛。C、 氣化及凈化燒嘴設(shè)計(jì)同GSP，采用單燒嘴頂燒式氣化，氣化爐采用TEXACO激冷工藝，氣化爐升壓到1MPa時(shí)，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比進(jìn)入氣化爐，穩(wěn)壓1小時(shí)掛渣，爐膛內(nèi)設(shè)置有8個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)，可以作為氣化溫度的參考點(diǎn)，也可以判斷掛渣的狀態(tài)。設(shè)計(jì)氣化溫度14001600℃。熱的粗煤氣和熔渣一起在氣化爐下部被激冷，也由此分離，激冷過(guò)程中，激冷水蒸發(fā)，煤氣被水蒸汽飽和，出氣化爐為199℃ ，經(jīng)文丘里洗滌器、洗滌塔洗滌后，194℃、。D、渣及灰水處理系統(tǒng)渣及灰水處理系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與TEXACO工藝相同。渣經(jīng)破渣機(jī)，高壓變低壓鎖斗，排到撈渣機(jī)，進(jìn)行渣水分離，水回收處理利用；灰水經(jīng)高壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池，清水作為激冷水回收利用 ，漿水經(jīng)真空抽濾后制成濾餅。2）、 技術(shù)特點(diǎn)A、原料的適應(yīng)性該工藝煤種適應(yīng)性廣，從煙煤、無(wú)煙煤到褐煤均可氣化，對(duì)于高灰份、高水分、高硫的煤種同樣適用。 B、單系列能力 現(xiàn)設(shè)計(jì)單臺(tái)氣化爐生產(chǎn)能力為有效氣體（CO+H2）~10萬(wàn)Nm3/h。C、設(shè)計(jì)碳轉(zhuǎn)化率高，達(dá)到98%，渣中殘?zhí)伎刂圃?2%，實(shí)際殘?zhí)己浚?，%，%；設(shè)計(jì)有效氣含量90%，其中CO70%，H220%，實(shí)際見(jiàn)下面合成氣分析（氮?dú)廨斔停撼煞諬2COCO2CH4N2H2SCOSHCNNH3單位∨%∨%∨%∨%∨%∨%∨%mg/m3mg/m3無(wú)煙煤粉27643＜褐煤及煙煤3060＜D、 HTL、Shell、Texaco三種氣化指標(biāo)比較名稱HTLShellTexaco比氧耗（Nm3/KNm3）330360330360410430有效氣成分CO+H2（%）899189937881碳轉(zhuǎn)化率（%）＞99＞99＞98冷煤氣效率（%）808380837176煤氣化熱效率959686原料煤輸送形式干粉，氣體輸送干粉，氣體輸送水煤漿，泵輸送燒嘴壽命10年，每6個(gè)月維修頭部10年，水冷壁或耐火火磚壽命水冷壁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬圓筒盤(pán)管型，水路簡(jiǎn)單，易制造壽命＞10年水冷壁呈多段豎管排列，水路復(fù)雜，合金鋼材質(zhì)，制造難度大，壽命＞10年昂貴的耐火磚只能用一年原料煤的適應(yīng)性氣化原料煤幾采函蓋從褐煤到無(wú)煙煤的所有煤種，可以實(shí)現(xiàn)原料煤本地化氣化原料煤幾采函蓋從褐煤到無(wú)煙煤的所有煤種，可以實(shí)現(xiàn)原料煤本地化對(duì)煤種要求高（灰熔點(diǎn)低于1250度，成漿性好），無(wú)法實(shí)現(xiàn)原料煤本地化電耗低因有激冷氣壓縮機(jī)和反吹氣壓縮機(jī)，所以電耗較高低E、安徽臨泉及河南濮陽(yáng)龍宇化工已成功使用航天爐進(jìn)行煤氣化造氣，近期河南晉開(kāi)集團(tuán)60萬(wàn)噸合成氨項(xiàng)目、同國(guó)外類(lèi)似工藝相比，具有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備及工藝包費(fèi)用較低。3）主要設(shè)備①磨機(jī)根據(jù)國(guó)內(nèi)粉煤制備的成熟經(jīng)驗(yàn)，不設(shè)備機(jī)，磨機(jī)內(nèi)襯耐磨橡膠板以降低噪音。②氣化爐氣化爐的規(guī)格選用目前已有成熟生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的φ3200氣化爐2臺(tái)，正常生產(chǎn)兩開(kāi)，具體爐膛熔積將由專利商在工藝包設(shè)計(jì)時(shí)確定。氣化爐殼體材料為11/4Cr 1/2Mo，激冷室堆焊不銹鋼，激冷環(huán)和下降管材料為lncolloy825，氣化爐在國(guó)內(nèi)已民用工業(yè)成熟的制造經(jīng)驗(yàn)，可以由國(guó)內(nèi)化工機(jī)械廠制造。脫硫的主要目的是脫除變換氣中的H2S，而脫碳的任務(wù)則是脫除脫硫氣中二氧化碳，得到合格的合成氨的凈化氣。本工程選用低溫甲醇洗工藝。低溫甲醇洗(Rectisol)是20 世紀(jì) 50 年代初德國(guó)林德(Linde)公司和魯奇(Lurgi)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種氣體凈化工藝。第一個(gè)低溫甲醇洗裝置由魯奇公司于 1954年建在南非 Sasol 的合成燃料工廠，目前世界上有一百多套工業(yè)化裝置，其中中國(guó)引進(jìn)了十多套，低溫甲醇洗工藝適合于處理含硫渣油部分氧化、煤氣化生