【正文】 常用的制冷壓縮機(jī)種類有往復(fù)式、螺桿式、離心式壓縮機(jī)等。常用的工藝有碳酸丙烯酯法、 Selexol 法（國(guó)內(nèi)稱為 NHD 法）、低溫甲醇洗法等。 溶液吸收工藝?yán)锰囟ㄅ浞降娜芤涸谝欢l件下吸收原料氣中酸性氣體，然后再生出溶液中的酸性氣體，完成合成氣中酸性氣體分離，溶液竟再生后循環(huán)使用。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬(wàn)噸 /年烯烴 項(xiàng)目 ?可行性研究報(bào)告 在以煤為原料制取合成氣工藝中，依據(jù)據(jù)各煤種、煤氣化工藝及上下游流程配置的特點(diǎn)，可以采用 FeCr 高溫變換工藝或 CoMo 系耐硫變換工藝。 FeCr系變換催化劑的抗硫毒能力差，蒸汽消耗較高，有最低水氣比要求。 （ 2） 飛灰 105t/a， 含 C~5%， 綜合利用作建筑材料 。 （ 3）制粉工藝尾氣 從熱風(fēng)爐（燃料為液氮洗尾氣）送來的熱煙氣送入煤磨中對(duì)煤粉干燥，在磨粉的同時(shí)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離器分選，將干燥后合格的煤粉吹入高效長(zhǎng)袋低壓大型脈沖噴吹高濃度煤粉袋式收塵器分離收集，經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料器、螺旋輸送機(jī)送入煤粉貯倉(cāng)中貯存。兩齒輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，破碎物料直接進(jìn)入，小于兩齒之間間隙的物料直接落下不增加過粉量。h ，煤的水份從 %降低到 ≤10%，并考慮裝置比較復(fù)雜，初步選用 φ50008000 mm管式干燥機(jī)，每 3 臺(tái)管式干燥機(jī)（ 2 開 1 備）為一個(gè)系列，對(duì)應(yīng)一套煤氣化裝置。 （ c）設(shè)備成熟可靠，控制簡(jiǎn)單。由于設(shè)計(jì)巧妙，設(shè)備的換熱面積大，熱效率高，干燥效果好。 ⑤ 工廠空氣和儀表空氣 煤氣化裝置用的工廠空氣和儀表空氣由空分裝置提供。 高壓二氧化碳?xì)饩彌_罐出口的二氧化碳?xì)夥殖啥桑旱谝还啥趸細(xì)鉁p壓至，供煤粉鎖斗加壓等使用；第二股二氧化碳?xì)鉁p壓至 ，經(jīng)高壓二氧化碳?xì)忸A(yù)熱器預(yù)熱至 225℃ ，供飛灰排放系統(tǒng) 使用。 積存在 HPHT飛灰過濾器底部的飛灰間斷送至飛灰排放罐緩沖，閃蒸出飛灰中的部分燃 料氣，燃料氣送火炬燃燒，飛灰再間斷送飛灰氣提 /冷卻器，經(jīng)氣提，氣提出飛灰中的絕大部分燃料氣送火炬燃燒，氣提冷卻后的飛灰（溫度約 100℃ ）送至中間飛灰貯罐貯存。 以上二股蒸汽物流各抽出一部分混合成 300℃ 過熱蒸汽：一部分送煤燒嘴與氧氣混合后進(jìn)氣化爐；其余部分作為調(diào)和水加熱器、高壓二氧化碳?xì)饧訜崞?、反吹氣加熱器的加熱熱源。在氣化爐內(nèi)，經(jīng)四個(gè)工藝燒嘴噴入的煤粉與氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氣化爐頂部約 1500℃ 的高溫煤氣，經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)送來的冷煤氣激冷至 900℃ 左右，經(jīng)輸氣管進(jìn)入合成氣冷卻器。 從熱風(fēng)爐（燃料為甲醇制烯烴的副產(chǎn)品 LPG和 C5+）送來的熱煙氣送入煤磨中對(duì)煤粉干燥，在磨粉的同時(shí)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)分離器分選，將干燥后合格的煤粉吹入煤粉袋式過濾器分離收集，經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料器、螺旋輸送機(jī)送入煤粉貯倉(cāng)中貯存。 其它技術(shù)和設(shè)備采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 本項(xiàng)目 氣化原料煤 的 軟化 點(diǎn)～ 1330℃ ，流動(dòng)溫度高達(dá) 1340℃ ， 空干基水含量%， 由于其灰熔點(diǎn)較高， 水含量較高 ， 因此所需氣化溫度將 使 Texaco 氣化爐內(nèi)襯里長(zhǎng)期承受 高溫操作 范圍，因而本項(xiàng)目暫不推薦采用 Texaco 水煤漿氣化和 多噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù) 技術(shù)。高溫排出的融渣，冷卻固化后 可用于建筑材料，填埋時(shí)對(duì)環(huán)境也無影響。熱回收有激冷和廢鍋兩種類型，可以煤氣用途加以選擇。 Texaco 水煤漿氣化工藝具有如下特點(diǎn)： (a) 對(duì)煤種有一定適應(yīng)性。 (b) 能耗降低；采用兩段式粉煤氣化工藝，氣化爐合成氣激冷不再 用后續(xù)工序的冷煤氣來激冷，而是通過二段噴入的煤粉對(duì)粗合成氣進(jìn)行冷卻，節(jié)省了一段氣化爐使用的激冷氣壓縮機(jī)，且減少了氣化爐能量損失，總的熱效率也得到了提高。 (e) 熱效率高 ，冷煤氣效率 75～ 82%，其余～ 10%熱能被回收為低壓蒸汽，總的熱效率約為 90%。氣化污水中含氰化物少，容易處理。 (c) 氧耗低，與水煤漿氣化相比，氧耗低 15～ 25%，因而配套之空分裝置投資可減少。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬(wàn)噸 /年烯烴 項(xiàng)目 ?可行性研究報(bào)告 第三章 煤氣化裝置 概述 煤氣化裝置是以煤為原料，將煤氣化為粗合成氣，經(jīng)凈化后生產(chǎn)出合格的甲醇合成氣。 上塔上部引出的不純氮?dú)?，?jīng)換熱器復(fù)熱后出冷箱。 空氣在空冷塔下段，與被污氮冷卻的循環(huán)冷卻水逆流接觸而降溫。因?yàn)?，盡管內(nèi)增壓流程使用了增壓機(jī)來提供系統(tǒng)的部分制冷量，理論上要多消耗約3%的壓縮功；但是增壓機(jī)的效率比氧壓機(jī)高，氧壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行往往偏離其設(shè)計(jì)工況；兩者實(shí)際的功耗是很接近的。法液空的分子篩是立式雙層環(huán)形床結(jié)構(gòu)，其余兩家是臥式雙層扁平床。大型全低壓空分裝置整個(gè)流程由空氣壓縮、空氣預(yù)冷、空氣凈化、空氣分離、產(chǎn)品輸送所組成，其特點(diǎn)是： （ 1）采用高效的兩級(jí)精餾制取高純度的氧氣和氮?dú)猓? （ 2）采用增壓透平膨脹機(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。 40 米煙囪放空 。 原料氣在一段轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段原料氣預(yù)熱器加熱至 ~370℃ 后，進(jìn)入鈷鉬加氫反應(yīng)器，使氣體中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，再進(jìn)入氧化鋅脫硫槽，氧化鋅將 H2S 吸收，氣體中硫含量降至 PPm 以下。很明顯，采用一段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝是最適合的。 工藝技術(shù)方案 的比較和選擇 若單純以天然氣為原料生產(chǎn)本項(xiàng)目需要的 185 萬(wàn)噸 /年甲醇，采用一段法和兩段法都是可行的，在單位產(chǎn)品能耗、投資上兩者基本相同。E 的熱交換轉(zhuǎn)化工藝等，下表列出了幾種典型的換熱工藝技術(shù)特點(diǎn)及業(yè)績(jī)。 串聯(lián)型兩段轉(zhuǎn)化工藝是指原料天然氣全量進(jìn)入第一段轉(zhuǎn)化爐，甲烷部分轉(zhuǎn)化后進(jìn)入第二段轉(zhuǎn)化爐。 國(guó)際上絕大多數(shù)天然氣制甲醇裝置采用 一段轉(zhuǎn)化法 ，可提供技術(shù)的工藝商眾多，如TOPSOE、 LURGI、 ICI 等。 天然氣轉(zhuǎn)化裝置按一個(gè)系列設(shè)計(jì)，包括如下工序： （ 1） 天然氣壓縮 （ 2） 天然氣脫硫 （ 3） 天然氣轉(zhuǎn)化 工藝技術(shù)方案的選擇 國(guó)內(nèi)外工藝技術(shù)概況 天然氣轉(zhuǎn)化部分的核心技術(shù)是天然氣轉(zhuǎn)化。其優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單，無需空分裝置，投資較少；其缺點(diǎn)是受轉(zhuǎn)化管使用溫度的限制，不宜采用較高的轉(zhuǎn)化壓力，需采用較高的水碳比，即便如此，轉(zhuǎn)化氣中甲烷含量仍然較高，因此能耗較高。因此一段轉(zhuǎn)化爐可以在低水碳比、較低的溫度及較高的壓力下操作。但此工藝轉(zhuǎn)化系統(tǒng)副產(chǎn)蒸汽量明顯減少，造成整個(gè)裝置蒸汽系統(tǒng)不平衡，需要設(shè)置蒸汽飽和器及由界外供應(yīng)蒸汽。因此需設(shè)置 CO2 脫除工段以調(diào)整到合適的甲醇合成氣組成。 通過降低 粗煤氣 中 CO 變換 深度 ， 以更適合甲醇合成的 CO 氣體來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碳， 因此節(jié)省了 煙道氣 回收 CO2 、 粗煤氣 CO 變換和脫除 CO2過程中消耗的額外能量，降低了單位產(chǎn)品能耗，真正意義上實(shí)現(xiàn)了多種能 源 的綜合利用，達(dá)到了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的，也減少了溫室氣體 CO2的排放。本方案采用 CoMo 加氫脫除有機(jī)硫、 ZnO 吸收 H2S 的脫硫工藝，該工藝技術(shù)成熟可靠。 分離出的工藝?yán)淠号c出汽提塔的熱液體換熱后進(jìn)入汽提塔的上部自上而下流動(dòng)，與汽提塔下部通入的 （ G）過熱蒸汽 逆流接觸，工藝?yán)淠褐械娜芙鈿獗黄岫觯釟夥祷嘏c脫硫后的原料氣混合。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬(wàn)噸 /年烯烴 項(xiàng)目 ?可行性研究報(bào)告 第 二 章 空分 裝置 概述 空分裝置的作用是為煤氣化裝置 提供所需的氧氣和高壓氮?dú)庖约肮霉こ趟璧牡蛪旱獨(dú)夂凸S空氣。分別成為外增壓流程和內(nèi)增壓流程。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 本項(xiàng)目煤氣化裝置要求使用純度 %，壓力 (G)的氧氣， 設(shè)計(jì) 氧量為 112，000Nm3/h，具有氧氣用量大、壓力高的特點(diǎn)。 本項(xiàng)目的煤氣化裝置采用 2 系列并聯(lián)運(yùn)行，為了便于煤氣化裝置的運(yùn)行和管理，并盡量節(jié)約投資，本研究推薦采用 2 系列 56,000Nm3/h空分裝置并聯(lián)運(yùn)行的方式。 從主冷凝蒸發(fā)器抽出液氮，由液氮泵加壓至 （ A），復(fù)熱氣化后出冷箱，作為高壓產(chǎn)品氮?dú)馑兔簹饣b置。由于氧化鋁和分子篩無毒，一般采用填埋處理。較 少用于生產(chǎn)甲醇合成氣，此技術(shù)顯然不適用于本項(xiàng)目。 Shell 公司氣化燒嘴設(shè)計(jì)壽命為 8000 小時(shí)，Demkolec 電廠使用燒嘴 4 年中未出現(xiàn)問題。 (b) 氣化溫度約 1400～ 1600℃ ，氣化壓力～ ，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為 75～ 110％，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá) 99%以上，產(chǎn)品氣體潔凈，不含重?zé)N，甲烷含量極低，煤氣中有效氣體(CO+H2)～ 90%。 （ 3） 兩段式干煤粉氣化技術(shù) XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬(wàn)噸 /年烯烴 項(xiàng)目 ?可行性研究報(bào)告 國(guó)內(nèi)以粉煤加壓氣化為代表的 西安熱工院自主開發(fā)的兩段式干煤粉氣化工藝，其中試裝置已經(jīng)通過國(guó)家技術(shù)測(cè)試及鑒定。美國(guó) Texaco 公司很早就開發(fā)了以天然氣和重油為原料生產(chǎn)合成氣技術(shù)，經(jīng)多年研究以后，推出了水煤漿氣化工藝。 (c) 氣化技術(shù)成熟。由于水煤漿中含有 35～ 40%水分，因而氧氣用量較大。多噴嘴水煤漿氣化已在山東華魯恒升、兗礦國(guó)泰 2 個(gè)廠投運(yùn)，還有 7 個(gè)廠家正在安裝， 由于該技術(shù)還是采用的水煤漿的氣化原理，所以同 Texaco 水煤漿氣化工藝具有相同的特點(diǎn)。 西安熱工研究院自主開 發(fā)的兩段式干煤粉氣化工藝所用設(shè)備基本上可以國(guó)產(chǎn)化，所以該工藝投資省，氣化原理與 SHELL 公司的 SCGP 粉煤加壓氣化工藝的特點(diǎn)基本相同， 但目前也沒有 一個(gè)工業(yè)化成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。 為防止 煤粉 自燃和控制排出氣體的露點(diǎn)，在系統(tǒng)中設(shè)有 CO 和 H2O 在線分析儀，超標(biāo)時(shí)，向系統(tǒng)補(bǔ)充氮?dú)狻? 鎖斗減壓或氣化爐噴嘴調(diào)試排氣經(jīng)煤粉倉(cāng)裝料袋濾器過濾，收集的煤粉進(jìn)入煤粉貯倉(cāng)，氣體排 入大氣。調(diào)和水不足時(shí)用加在調(diào)和水緩沖罐的鍋爐給水補(bǔ)充。渣脫水槽的灰水經(jīng)細(xì)渣漿增壓泵送至初步水處理工序。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬(wàn)噸 /年烯烴 項(xiàng)目 ?可行性研究報(bào)告 （ 8）初步水處理 從各排污點(diǎn)排放的廢水被收集到排污水收集槽，經(jīng)排水泵壓送到 SSS給料罐 I，洗滌塔排出的廢水經(jīng)排污水減壓管減壓后也被送到 SSS給料罐 I，在 SSS給料罐 I、 II的廢水經(jīng)SSS給料泵 I、 II送至酸性灰漿汽提塔頂部，與從塔底部加入的低壓蒸汽逆流接觸，汽提出的汽提氣經(jīng) SSS 排放氣空冷器冷卻后送硫回收，汽提后的酸性灰漿經(jīng) SSS排污水泵加壓、 SSS排污水空冷器冷卻后送至澄清槽，澄清的溢流液溢流入澄清槽溢流槽，再經(jīng)澄清槽溢流泵加壓，除部分排放外，其它循環(huán)使用，澄清出的灰漿經(jīng)澄清槽底流泵送至灰漿槽，經(jīng)灰漿槽濃縮后，再經(jīng)灰漿槽底流泵壓送到真空帶式過濾機(jī)過濾，用過濾機(jī)真空泵抽真空，濾液經(jīng)收集后用濾液泵送回澄清槽，濾餅回收送到原料煤堆場(chǎng)。貯存在循環(huán)水緩沖槽的循環(huán)水由循環(huán)水 泵送出。 國(guó)外對(duì)高揮發(fā)分煤通常采用蒸汽管式干燥機(jī)干燥，管式干燥機(jī)最早由德國(guó)開發(fā)應(yīng)用，其褐煤貯量大、水份高（～ 60%wt）、揮發(fā)分高和含大量木屑。在滾筒內(nèi)部干燥管周圍通入 170℃ 的過熱蒸汽，通過間接熱交換使干燥管內(nèi)的原煤升溫而使煤表面吸附水分受熱蒸發(fā)，從而達(dá)到降低水份的目的。 根據(jù)本工程所采用原料的特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外褐煤預(yù)干燥技術(shù)及設(shè)備的情況，本工程確定了由國(guó)內(nèi)制造商自行開發(fā)研制管式干燥機(jī)，并配置相應(yīng)的系統(tǒng)及輔助設(shè)備的預(yù)干燥技術(shù)，并準(zhǔn)備進(jìn)行小型試驗(yàn)以檢驗(yàn)系統(tǒng)和設(shè)備的情況，為工程的實(shí)施打下基礎(chǔ)。但國(guó)內(nèi)目前基本不生產(chǎn)立式電收塵器，且其收塵效率難以達(dá)到越來越嚴(yán)格的環(huán)保排放要求，借鑒國(guó)內(nèi)流化床鍋爐尾氣收塵 、氣化煤粉制備煤粉分離收塵的經(jīng)驗(yàn)，以及冶金、建材行業(yè)電除塵改袋式收塵的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本工程擬采用長(zhǎng)袋低壓大型噴吹袋式收塵器的一級(jí)分離收塵的方式。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)前，應(yīng) 進(jìn)行磨粉試驗(yàn)，以便工程設(shè)計(jì)選擇磨機(jī)規(guī)格。 （ 6）煤氣化汽提塔廢氣 氣化工序汽提塔廢氣主要含硫化氫，該氣體送硫回收裝置處理。 工藝技術(shù)方案的選擇 國(guó)內(nèi)外工藝技術(shù)概況 （ 1）一氧化碳變換 一氧化碳變換技術(shù)的發(fā)展主要取決于變換催化劑性能，變換催化劑主要有 FeCr、CuZn、 CoMo 三大系列。寬溫變 換催化劑操作溫區(qū)較寬，原料氣經(jīng)變換后 CO 可降至 ％以下；耐硫低溫變換催化劑操作溫度一般在 180～ 240℃ ，原料氣經(jīng)變換后 CO