【正文】 循環(huán)至熱風(fēng)爐循環(huán)使用，部分排入大氣。工藝過(guò)程大部分水循環(huán)使用。絕大部分熔渣從爐底離開(kāi)氣化爐，用水激冷，再經(jīng)破渣機(jī)進(jìn)入渣所系統(tǒng)，最終泄壓排除系統(tǒng)。這些費(fèi)用的增加可以通過(guò)降低氣化操作溫度，節(jié)約氧耗和煤耗來(lái)補(bǔ)償一般情況下，選用中低灰熔點(diǎn)的煤對(duì)shell煤氣化爐是有利的。如灰熔點(diǎn)過(guò)高，勢(shì)必要求提高氣化操作溫度，從而影響氣化爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。它是反映煤的變質(zhì)程度的重要標(biāo)志，能夠大致地代表煤的變質(zhì)程度。煤種特性對(duì)煤氣化爐和相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)及操作密切相關(guān)。7．氣化爐燒嘴及控制系統(tǒng)安全可靠。干煤氣中的有效成分CO+H可高達(dá)90%以上，甲烷含量很低。d、運(yùn)轉(zhuǎn)周期因氣化爐結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致氣化爐運(yùn)行周期有較大差別，德士古氣化爐內(nèi)砌耐火磚，目前國(guó)產(chǎn)耐火磚使用壽命約一年，國(guó)外耐火磚也只有1～2年，德士古氣化燒嘴連續(xù)運(yùn)行周期目前僅2～3個(gè)月，因而需備用爐來(lái)維持裝置正常運(yùn)行。本項(xiàng)目原料煤為永城無(wú)煙粉煤，由于其灰熔點(diǎn)較高，因此所需氣化溫度將超出Texaco氣化爐內(nèi)襯里能長(zhǎng)期承受范圍；由于灰含量也較高，因此將加劇對(duì)Texaco氣化爐內(nèi)襯耐火磚的侵蝕影響，增加排渣操作頻率。（8）根據(jù)投煤量720噸／日示范裝置的操作經(jīng)驗(yàn)，GSP氣化爐每3個(gè)月停車(chē)檢查一次氣化爐燒嘴頭部（停車(chē)2天），（停車(chē)2天），其年開(kāi)工率約90％。 t/h，因此能耗低，相應(yīng)氧氣消耗較低。（7）對(duì)環(huán)境影響小。水冷壁設(shè)計(jì)壽命按25年考慮。對(duì)煤種的適應(yīng)性比較廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用；對(duì)煤的灰熔點(diǎn)適應(yīng)范圍比其它氣化工藝更寬，即使是高灰分、高水分、高硫的煤種也能使用。氣化過(guò)程不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物，故廢水治理簡(jiǎn)單，易達(dá)到排放指標(biāo)。氣化爐為專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的熱壁爐，為維持1350～1400℃溫度下反應(yīng)，燃燒室內(nèi)由多層特種耐火磚砌筑。該工藝采用水煤漿進(jìn)料、液態(tài)排渣、在氣流床中加壓氣化，水煤漿與純氧在高溫高壓下反應(yīng)生成煤氣。氣化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到90%以上。膜壁和外殼間有約50mm間隙，間隙充CO、N或粗合成氣，水冷壁水冷管內(nèi)的水采用強(qiáng)制密閉循環(huán)， MPa的低壓蒸汽。m)11123氣化工藝簡(jiǎn)介A．GSP干煤粉氣化工藝GSP工藝是一種氣流床加壓氣化工藝（屬第二代氣化工藝），可以使用固體（干煤粉或垃圾）、液體（焦油等）、氣體（天然氣等）為原料，原則上可以處理各種各樣的煤和廢物，氣化溫度為1400～1600℃（當(dāng)煤灰熔點(diǎn)T31400℃需加助熔劑），～，負(fù)荷變化為75～110%，碳轉(zhuǎn)化率～99%，液態(tài)排渣，渣中含碳～1%，粗煤氣中有效氣含量～90%，冷煤氣效率為78～85%，單爐開(kāi)工率90～95%。d)168284120260120216氣化條件氣化壓力/kPa氣化溫度/℃ 950105095010509501100爐頂溫度/℃9009509009809501000入爐蒸汽溫度/℃250300250285280310消耗定額氧氣消耗率/[m179。②按煤氣熱值可分為低熱值煤氣（8340kJ/m），中熱值煤氣（16000—33000 kJ/m）和高熱值煤氣(33000 kJ/m)三類(lèi)。高壓粉煤氣化爐已是近年來(lái)世界各國(guó)研究煤氣化中普遍使用的方法。當(dāng)氣化劑中加入水蒸汽或二氧化碳，可以提高上述兩還原反應(yīng)的速度，并通過(guò)這兩反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。通常采用改變煤氣化和蒸氣煤比來(lái)調(diào)節(jié)氣化爐溫度。煤氣化，從狹義來(lái)說(shuō)，即在煤氣發(fā)生爐中，煤料在高溫條件下，與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸汽、二氧化碳或是它們的混合物）作用產(chǎn)生煤氣的過(guò)程。氣化溫度高煤中有機(jī)物質(zhì)分解氣化，消除或減少環(huán)境污染，對(duì)煤種適應(yīng)性廣。氣化劑為水蒸氣、純氧、空氣、CO 和H 。二期的主控樓緊鄰煤氣化布置在其西側(cè)，位于兩大主裝置的之間，便于為其服務(wù)。主要河流洪峰顯著，年內(nèi)洪水期和干旱季節(jié)的流量懸殊，洪水時(shí)河流超過(guò)地面標(biāo)高，造成內(nèi)澇；干旱時(shí)河流斷流。廠區(qū)周?chē)A(yù)留有發(fā)展用地。 設(shè)計(jì)基本原則（1）煤氣化、酸性氣體脫除等核心工藝和關(guān)鍵設(shè)備引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和裝備，以實(shí)現(xiàn)工廠低消耗、高可靠性、長(zhǎng)周期運(yùn)行。在烴類(lèi)合成中，甲烷合成作為從合成氣中脫出微量CO+CO的手段已在合成氨等工業(yè)中得到應(yīng)用，大規(guī)模制取高濃度甲烷已在美國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)性生產(chǎn)。其通過(guò)調(diào)節(jié)組分比例而被廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不同部門(mén)，包括合成氣、城市煤氣、工業(yè)用燃?xì)?、?lián)合循環(huán)發(fā)電用燃?xì)饧耙苯鸸I(yè)還原氣等。國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略決策以及省政府的大力支持，為永煤集團(tuán)的發(fā)展提供了十分有利的歷史機(jī)遇。建成后，每年可實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入10億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)3億元。另有天然焦6億噸。本區(qū)含煤地層為石碳二迭系，屬華北型含煤沉積。產(chǎn)品甲醇的單位能耗在國(guó)內(nèi)煤制甲醇裝置中具領(lǐng)先地位。本項(xiàng)目在煤氣化、酸性氣體脫除等主要工藝技術(shù)上，擬采用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，以安全、環(huán)保、低耗、節(jié)能、節(jié)水為本，生產(chǎn)操作實(shí)現(xiàn)高水平自動(dòng)化和機(jī)械化，將成為現(xiàn)代化企業(yè)的典范，以此帶動(dòng)和推進(jìn)當(dāng)?shù)毓I(yè)技術(shù)水平的提高，促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)企業(yè)及地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。合成氣又可稱(chēng)為化工原料氣，其除了作為氣體燃料使用外，它的另一個(gè)重要用途是作為化工合成的原料，并已展現(xiàn)出廣闊的前景。其烯烴的直接液化目前還處于試驗(yàn)階段，并不成熟。（3）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及有關(guān)部委、當(dāng)?shù)卣C布的有關(guān)法令法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，貫徹落實(shí)國(guó)家環(huán)保及安全衛(wèi)生的有關(guān)政策和法規(guī)，做到工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和安全衛(wèi)生“三同步”，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)環(huán)保工程。污水?dāng)M排入小運(yùn)河，距離約7公里，通過(guò)小運(yùn)河排入汪樓溝，最終排入新城區(qū)下游的沱河?？紤]到經(jīng)濟(jì)、安全等方面因素具體布置如下：總平面設(shè)計(jì)將新增裝置中的硫回收和除鹽水布置在一期相同裝置附近的預(yù)留地上；新增成品罐區(qū)布置在一期污水處理西側(cè)的預(yù)留地上，新增中間罐區(qū)分別布置在合成凈化聯(lián)合裝置內(nèi)部和一期罐區(qū)內(nèi)。進(jìn)入21世紀(jì)，為了保護(hù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)施《京都議定書(shū)》減少燃煤對(duì)大氣的污染，必須大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，煤炭氣化是最重要的應(yīng)用廣泛的潔凈煤技術(shù)，是發(fā)展現(xiàn)代煤化工最重要的單元技術(shù)，煤炭氣化可以生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、民用燃料氣、化工合成原料氣、合成燃料油原料氣、氫燃料電池、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、合成天然氣、火箭燃料等。煤炭氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：1氣化壓力向高壓發(fā)展　氣化壓力由常壓低壓（﹤）向高壓（‐）氣化發(fā)展，從而提高氣化效率、硫轉(zhuǎn)化率和氣化爐能力，實(shí)現(xiàn)氣化裝置大型化和能量高效利用，降低合成氣的壓縮能耗或?qū)崿F(xiàn)等壓合成（如甲醇低壓合成）降低生產(chǎn)成本。6煤氣化技術(shù)與先進(jìn)脫硫除塵技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好、減少污染。氣化爐是進(jìn)行煤炭氣化作業(yè)的設(shè)備；氣化原料包括各種煤或焦炭；氣化劑為氧氣或其他含氧物質(zhì)（空氣、水蒸汽。此時(shí)，煤中的碳通過(guò)部分氧化反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為煤氣中的一氧化碳；如果氧的用量超過(guò)了這個(gè)比值，則一部分碳將被完全氧化，生成二氧化碳。氧煤比對(duì)氣化過(guò)程同時(shí)存在兩方面的影響：一方面，氧煤比的增加使燃燒反應(yīng)放出的熱量增加，爐溫相對(duì)提高，有利于二氧化碳還原反應(yīng)和水蒸汽分解反應(yīng)的進(jìn)行，增加了煤氣中的有效成分，提高了碳的轉(zhuǎn)化率；另一方面，氧煤比的增加，燃燒反應(yīng)所生成的二氧化碳和水蒸汽量也增加，從而增加了煤氣中的無(wú)用成分。煤粒度好，比表面積大，氣化速度快，反應(yīng)時(shí)間短，碳轉(zhuǎn)化率高。 表121 固定床氣化爐技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目M型爐WG爐爐膛內(nèi)徑/m氣化爐總高/m原料煤種無(wú)煙煤，焦炭無(wú)煙煤、煙煤無(wú)煙煤，焦炭入爐煤粒度/mm13751860625氣化條件氣化壓力/kPa810氣化溫度/℃ 900100087010009001050爐頂溫度/℃350400450500450500氣化強(qiáng)度/( .h )350560200250280340氧氣消耗率/[m179。.t (煤)]160018504680497022002400干煤氣組成H/％(體積分?jǐn)?shù))323415163839CO/％(體積分?jǐn)?shù))363820213132CO/％(體積分?jǐn)?shù))892122CH/％(體積分?jǐn)?shù))O/％(體積分?jǐn)?shù))N/％(體積分?jǐn)?shù))煤氣低熱值(標(biāo)態(tài))/(MJ氧耗低，與水煤漿氣化相比，氧耗低10～15%，因而配套的空分裝置投資可相應(yīng)減少。（2）煤的準(zhǔn)備在GSP工藝中，采用濃相輸送干煤粉進(jìn)料，將煤研磨至氣化合適粒度的同時(shí)，用加熱的惰性氣體進(jìn)行干燥，充分利用全廠燃料氣，將煤粉干燥，避免燃料氣的外排及環(huán)境污染。另外3層為密閉熱水循環(huán)系統(tǒng)，分布在進(jìn)料氣體和原料物料之間，以使燒嘴在恒定溫度下運(yùn)行，以保證燒嘴不至于燒毀。但是，國(guó)內(nèi)企業(yè)運(yùn)行證實(shí)水煤漿氣化對(duì)使用煤質(zhì)仍有一定的選擇性：氣化用煤的灰熔點(diǎn)溫度t3值低于1350℃時(shí)有利于氣化；煤中灰分含量不超過(guò)15%為宜，越低越好，煤的熱值高于26000kJ/kg，并有較好的成漿性能，使用能制成60～65%濃度的水煤漿之煤種，才能使運(yùn)行穩(wěn)定，又較為經(jīng)濟(jì)，并能充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其有效組分（CO+H）含量占80%，甲烷量%。早在1972年就開(kāi)始基礎(chǔ)研究，1978年德國(guó)漢堡殼牌150 t/d投煤量中試裝置運(yùn)行幾年并取得豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于氣體中有效組分高，煤氣總量有所減少，因而氣化消耗煤量也可降低。（5）每臺(tái)氣化爐設(shè)有4～6個(gè)燒嘴，故對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)比Texaco單個(gè)燒嘴更為靈活，范圍也更寬。氣化污水不含焦油、 酚等，容易處理，需要時(shí)可作到零排放。（5）從目前淮化集團(tuán)送煤樣到GSP中試裝置試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，煤種試燒結(jié)果不理想，氣化溫度在1670 ～1955 ，煤氣中（CO+H）含量在～75％，煤氣中N2含量在16～17％，該合成氣組分有效氣不夠理想，而且對(duì)于生產(chǎn)甲醇的裝置不利。WEC的考察人員沒(méi)有查到一份褐煤的生產(chǎn)運(yùn)行記錄，而且其技術(shù)人員也沒(méi)有解釋在褐煤運(yùn)行中是否存在其他問(wèn)題，因此其可靠性還值得研究。如水煤漿濃度為65%%， kg的水煤漿中，1 kg的水，并將其加熱到1400℃，約需2900 kJ的熱量。因此本裝置煤氣化技術(shù)宜采用殼牌煤氣化技術(shù)。2．氣化溫度約1400～1600℃，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+H）達(dá)到90%左右。氣化爐高溫排出的熔渣經(jīng)激冷后成玻璃狀顆粒，性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。對(duì)水分含量高的煤種，比較適合于就近建廠或坑口建廠，原煤應(yīng)進(jìn)行干燥處理。由于煤粉粒度的粗細(xì)直接影響了制粉的電耗和成本，因此在保證碳的轉(zhuǎn)化前提下，對(duì)揮發(fā)分含量高、反應(yīng)活性好的煤可適當(dāng)放寬煤粉粒度，對(duì)于低揮發(fā)分、反應(yīng)活性差的煤（如：無(wú)煙煤）煤粉粒度應(yīng)越細(xì)越好。煤灰主要是由SiO、AlO、FeO、CaO、MgO、TiO及NaO、KO等組成。來(lái)自制粉系統(tǒng)的干燥粉煤由氮?dú)饣蚨趸細(xì)饨?jīng)濃相輸送至爐前煤粉儲(chǔ)倉(cāng)及煤鎖斗，再經(jīng)由加壓氮?dú)饣蚨趸細(xì)饧訅簩⒓?xì)煤粒子由煤鎖斗送入周向相對(duì)布置的氣化燒嘴。使熔渣固化而不致粘在合成氣冷卻器壁上，然后再?gòu)拿簹庵忻摮ＪＯ碌臍堅(jiān)皇菬o(wú)害的鹽類(lèi)。煤粉給料倉(cāng)中的煤粉由管道通過(guò)高壓CO送往氣化爐噴嘴。為保證上述設(shè)備的運(yùn)行安全，氣化爐水冷壁及合成氣冷卻器均采用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)操作。 從干法除塵器出來(lái)的部分煤氣進(jìn)循環(huán)氣壓縮機(jī)，加壓后送煤氣化爐作為冷激煤氣。（8） 公用系統(tǒng) A．氮?dú)庀到y(tǒng)（包含合成氣反吹系統(tǒng)和二氧化碳輸送系統(tǒng)）煤氣化裝置使用的惰性氣體主要為氮?dú)夂虲O氣體，開(kāi)車(chē)時(shí)，全部使用氮?dú)?，正常生產(chǎn)時(shí)，使用氮?dú)馀cCO氣體。 煤氣化裝置開(kāi)車(chē)時(shí)，惰性氣體采用氮?dú)猓?Mp(超高壓) Mp(高壓)，主要用于煤粉鎖斗、煤粉輸送及反吹系統(tǒng)。F．酸堿系統(tǒng)槽車(chē)運(yùn)來(lái)的堿液經(jīng)堿液加料泵送出并與工藝水按比例混合后至堿液貯槽，再經(jīng)堿液噴射泵加壓后送至濕洗。設(shè)計(jì)環(huán)形空間的目的是為了容納水/蒸汽的輸入/輸出管和集汽管，另外，環(huán)形空間還有利于檢查和維修。由于采用多燒嘴結(jié)構(gòu)，氣化爐操作負(fù)荷具有很強(qiáng)的可調(diào)幅能力。（6）煤粉的加壓系統(tǒng)進(jìn)料 該系統(tǒng)由鎖斗和料斗組成。干燥煤所需熱能可以直接或間接提供。洗滌系統(tǒng)的排放水送至酸氣汽提塔，經(jīng)澄清后再循環(huán)使用，以最大程度減少需（生化）處理或蒸發(fā)后的排放量。工藝排放液易于處理且達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。L)固體懸浮物總量固態(tài)溶質(zhì)總量有機(jī)碳總量ClF645047712025830BrCNSCNHCOOHCONH＜626602190NHSONO主要有機(jī)污染物PH29940＜1進(jìn)料煤元素組成（重量%）元素組成 C H O N S W A重量（%） 進(jìn)料煤熱值：Q=2粗合成氣組成（體積） 組成 CO CO H N HS COS NH體積（%） 合成氣熱值：Q=7405 MJ/kg3熔渣組成組成 C S 灰重量（%） 4飛灰組成組成 C S 灰重量（%） 0 5假設(shè)進(jìn)料煤中的灰分有20%轉(zhuǎn)化為飛灰其余隨熔渣排出6合成氣急冷前溫度為1500℃ 急冷后為900℃ 余熱回收后為340℃ 7采用純氧和水蒸汽作為氣化劑8取氣化原料為100kg。℃ ) 則： Q=1500= kJ飛灰物理熱 Q=1500=飛灰化