【正文】 可降至 ％以下， CoMo 系變換催化劑的抗硫毒能力極強，對總硫含量無上限要求。該工藝極少用于合成氣中酸性氣體分離。 物理吸收法利用氣體中 CO2溶解于吸收溶劑，并且在不同分壓下有較大溶解度差異這一機理來脫除 CO2。物理化學(xué)吸收法常用于中等 CO2分壓的原料氣處理，在大型原料氣處理過程也較常使用。 ① 催化劑的選擇 原料氣的性質(zhì)影響到變換催化劑的選擇，本研究采用殼牌煤氣化工藝，煤氣中 CO含量高達 %(干基 )， CO2含量 %，總硫含量約 ％，該原料氣性質(zhì)較特殊，對催化劑的選擇更。再生除減壓閃蒸、氣提外，還需熱再生才能將酸氣徹底釋放出來。常用的工藝有 MEA 法、熱鉀堿法等。 通常的酸性氣體脫除工藝有膜分離工藝、吸附工藝及溶液吸收工藝。 CuZn 系變換催化劑的抗硫毒能力極差，適用于總硫含量低于 的氣體。 （ 2） 酸性氣體脫除工序（ 1 個系列）。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬噸 /年烯烴 項目 ?可行性研究報告 （ 4）碎煤倉排放氣 碎煤倉排放氣，采用倉頂高效袋式過濾器收塵處理，處理后的尾氣中粉塵： 100mg/Nm3，由倉頂排放口排至大氣，粉塵的排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB162971996）表 2 中二級標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。 煤氣化 （ 1）煤磨的選擇 根據(jù)雙環(huán)工程的試磨結(jié)論和其他行業(yè)類似系統(tǒng)的經(jīng)驗，同時考慮原料煤揮發(fā)分較高、水分高、燃點低、可磨性低的特點，按 ZGM磨機的選型計算方法，初步計算選用基點出力為 118t/h的中速輥盤磨煤機 3臺（ 2開 1備），每套系統(tǒng)能力為工藝系統(tǒng)能力的 55％左右。尾氣收塵設(shè)備德國原來采用立式電收塵器。 （ d）系統(tǒng)簡單，運轉(zhuǎn)設(shè)備少，控制方便、簡單，安全性高。 管式干燥機的工作原理：將一定粒度的原煤（＜ ）均勻分布到旋轉(zhuǎn)的滾筒內(nèi)部的眾多干燥管中。 主要設(shè)備選擇 煤碳預(yù)干燥 (1) 管式 干燥機 國內(nèi)常見的回轉(zhuǎn)圓筒干燥機屬于直接干燥，技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定，但體積重量大、蒸發(fā)強度低，干燥停留時間長，不適宜用于高揮發(fā)分的煤干燥。 ② 低壓冷卻水 中壓循環(huán)水泵的事故補充冷卻水由事故冷卻水泵補充。 （ 7）濕洗 經(jīng) HPHT飛灰過濾器過濾后的煤氣，進入文丘里洗滌器洗滌、洗滌塔洗滌降溫至160℃ ，再分成三股物流：第一股物流與 HPHT飛灰過濾器后的粗煤氣混合，經(jīng)循環(huán)氣壓縮機壓縮后送氣化爐作激冷氣；第二股物流送至未處理合成氣緩沖罐作燃料氣；第三股物流出界區(qū)進入 凈化 裝置一氧化碳變換工序。渣收集器內(nèi)的灰水經(jīng)渣池循環(huán)水泵升壓 ，再經(jīng)水力旋流器除渣、渣池水冷卻器冷卻至 59℃ 后返回氣化爐底部，用于高溫熔渣的淬冷。開車初期不合格的煤氣也經(jīng)火炬燃燒后放空。 （ 3）煤粉加壓及給料 煤粉貯存在煤粉貯倉中，當(dāng)煤粉鎖斗處于常壓狀態(tài)時，關(guān)閉煤粉鎖斗的下閥，打開煤粉鎖斗的上閥，使煤粉貯倉的煤粉自流進入煤粉鎖斗，料滿后關(guān)閉上閥，通入高壓氮氣加壓后打開下閥使煤粉自流進入煤粉給料倉中，卸完后關(guān)閉下閥，排出氮氣降至常壓，再循環(huán)上述過程。出干燥機后的干燥碎煤經(jīng)檢驗水分合格后，由埋刮板輸送機送至原料煤貯運系統(tǒng)的膠帶輸送機，若水分不合格則通過埋刮板輸送機頭部排出，人工運至煤堆場。 德國未來能源公司的 GSP 工藝只有一套用于發(fā)電項目 投煤量 720 噸／日示范裝置，在中國的商業(yè)應(yīng)用推廣因技術(shù)力量支持不夠等原因而處于停滯。 2020 年 7 月，氣化裝置化工投料一次成功， 10 月裝置實現(xiàn)正常運行，目前正處于穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。碳轉(zhuǎn)化率 95～ 98%。 (b) 氣化壓力高。 (e) 使用國內(nèi)自主開發(fā)的兩段式粉煤氣化工藝，節(jié)省了引進的軟件費用。膜壁和外殼間有約50mm 間隙，間隙充 CO N2 或粗合成氣，水冷壁水冷管內(nèi)的水采用強制密閉循環(huán)，在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)副產(chǎn) 的低壓蒸汽。 GSP 干煤粉氣化技術(shù)在神華寧夏煤業(yè)集團和山西蘭花煤化工有限責(zé)任公司煤化工廠已經(jīng)簽定技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，即將投入建設(shè)。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬噸 /年烯烴 項目 ?可行性研究報告 (f) 氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火磚襯里，維護量較少，氣化爐內(nèi)無傳動部件，運轉(zhuǎn)周期長，無需備用爐。 工藝技術(shù) 方案的選擇 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 現(xiàn)代先進的煤氣化技術(shù)主要包括：荷蘭 SHELL 公司的 SCGP 粉煤加壓氣化工藝、美國 Texaco 公司的水煤漿加壓氣化工藝、美國 DOW 化學(xué)公司的 DOW 水煤漿加壓氣化工藝、德國 Lurgi 公司的 Lurgi 碎煤加壓氣化工藝、德國未來能源公司的 GSP 工藝、以及具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的西安熱工研究院的兩段式干煤粉氣化工藝和華東理工大學(xué)的 多噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù) 。 表 13 廢氣排放表 序號 氣體污染源 名稱 組成及特性數(shù)據(jù) 排放特性 排放數(shù)量 (最大 ) 備注 溫度 ℃ 壓力 Kpa 連續(xù) 間斷 1 氮水塔污氮 99%氮氣 30 常壓 連續(xù) ～ 236500Nm3/h 放空 2 空氣純化器污氮 99%氮氣 ～ 100 常壓 間斷 ～ 121000Nm3/h 放空 3 冷箱密封氮氣 %氮氣 常溫 常壓 連續(xù) ～ 600 Nm3/h 放空 4 排液蒸發(fā)器液氮 氣態(tài) 常溫 常壓 間斷 ～ 120 Nm3/h 放空 （ 2） 廢水 空分裝置生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水，車間地面沖洗水排水經(jīng)收集后排入污水處理廠進行處理，生活污水也排入污水處理廠處理。從增壓機的中間級抽出一股空氣進入膨脹機進行絕熱膨 脹制冷，然后導(dǎo)入上塔，補充裝置運行所需的冷量；其余的從增壓機的最終級壓出，在液氧 /液氮蒸發(fā)器中與高壓液氧（一部分與高壓液氮）換熱而液化，然后節(jié)流降壓，節(jié)流后的氣體并入下塔，液體空氣直接導(dǎo)往上塔分離或一部分先入下塔預(yù)分離。此外，使用液氧泵的內(nèi)增壓流程比使用氧壓機的外增壓流程操作、管理更為方便，維修工作量少，占地也少。過去精餾塔板多采用篩板塔，現(xiàn)開發(fā)了金屬規(guī)整填料塔。 由于產(chǎn)品氧氣的用戶對氧氣的壓力有一定要求，純氧又是一種強氧化介質(zhì)，氧氣的增壓工藝常常成為研究的一個重點。 （ 2） 加氫 催化劑 60m3 ， 二 年一換，主要成分為 CoO、 MoO AL2O3， 送催化劑廠回收。 出轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化氣溫度約 860℃ ，壓力 （ G），進入轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐，在此產(chǎn)生 （ G）蒸汽，溫度降至約 300℃ 后去 鍋爐給水預(yù)熱 器，溫度降至約 180℃ 后去除鹽水預(yù)熱器回收余熱后溫度降至約 80℃ ，最后由轉(zhuǎn)化氣冷卻器冷卻至 40℃ ，經(jīng)氣液分離后，轉(zhuǎn)化氣送甲醇裝置 壓縮工序。 其它技術(shù)和設(shè)備 采用國產(chǎn)化技術(shù)。而以煤為原料生產(chǎn)甲醇合成氣的氫氣較少，需要進行 CO 變換，同時需脫除 CO2，將 CO2 直接放空。 換熱型爐與自熱爐并聯(lián)； 33%原料氣進換熱型爐， 67%原料氣進自熱爐； 換熱型爐爐管為直列、 底部為開口式； 出自熱爐氣與出換熱型爐氣混合后作換熱型爐熱源； 工藝空氣、原料氣全靠工藝加熱爐預(yù)熱； 不需要開工燒嘴。 換熱型兩段轉(zhuǎn)化法工藝，是由二段轉(zhuǎn)化爐出口高溫氣體的熱量直接提供一 段 蒸汽轉(zhuǎn)化所需的熱量，一 段 轉(zhuǎn)化采用換熱式轉(zhuǎn)化爐，一段轉(zhuǎn)化爐不需另加燃料天然氣提供熱量。此法國內(nèi)采用較少，國內(nèi)目前只有大慶甲醇廠改造采用此法，國外也只有挪威 satiol 一套 85 萬噸甲醇裝置采用了兩段轉(zhuǎn)化工藝。 （ 1）一 段 轉(zhuǎn)化法 一 段 轉(zhuǎn)化法是將原料天然氣和蒸汽經(jīng)過一個轉(zhuǎn)化爐后即制得甲醇合成氣，不需要純氧。在甲醇工業(yè)發(fā)展初期，由于裝置規(guī)模較小，一般采用一 段 轉(zhuǎn)化法；隨著甲醇裝置規(guī)模越來越大，兩 段 轉(zhuǎn)化和自熱轉(zhuǎn)化法逐漸得到應(yīng)用。 兩段轉(zhuǎn)化法工藝來源于合成氨生產(chǎn)工藝， 其優(yōu)點是一段蒸汽轉(zhuǎn)化溫度可以較低，可以采用較低的水碳比，合成氣中甲烷含量較低，可調(diào)節(jié)合成氣中的氫碳比；其缺點是工藝流程比較復(fù)雜，需要空分裝置，投資較高。對于新建廠選用串聯(lián)型兩段法較為合 適。 換熱型爐與二段爐串聯(lián)； 爐管 為直列、套管式； 二段轉(zhuǎn)化氣作換熱型爐熱源； 工藝空氣由加熱爐預(yù)熱， 原料氣先由加熱爐預(yù)熱， 再由二段轉(zhuǎn)化氣余熱加熱； 需要開工燒嘴。 單純以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇合成氣很容易得到較多的氫氣，而碳源需從煙道氣回收或通過二段轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)。 引進技術(shù)和設(shè)備 天然氣轉(zhuǎn)化 引進 國外 專利技術(shù)、 基礎(chǔ)設(shè)計 和 專利 設(shè)備，國內(nèi)工程公司完成 詳細 工程設(shè)計 ，由商務(wù)談判確定最終專利工藝商 。轉(zhuǎn)化反 應(yīng)所需熱量由爐頂燒嘴供給。 （ 2）鍋爐排污水 排放量 : 7m3/h 廢棄固體 （ 1） 轉(zhuǎn)化 催化劑 83m3 ， 三 年一換，主要成分為 NiO、 AL2O3， 送催化劑廠回收。 （ 4）采用分子篩凈化空氣，具有流程簡單、操作簡便、 運行穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點，大大延長裝置的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期。各公司對精餾塔的研究大多數(shù)致力于其結(jié)構(gòu)、效率以及氣液流向等方面，以減小塔徑，降低塔高。 從投資上看，兩種流程相接近，內(nèi)增壓流程稍低一些。 凈化空氣分成二股：一股直接進入冷箱經(jīng)主換熱器被冷卻至接近露點，入精餾塔下塔進行預(yù)分離，另一股導(dǎo)入空氣增壓機。 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬噸 /年烯烴 項目 ?可行性研究報告 主要設(shè)備選擇 （ 1） 空氣壓縮機 離心式，蒸汽透平驅(qū)動 數(shù)量： 2 臺 進氣壓力： 大氣壓 進氣溫度： 20℃ 排氣壓力： (A) 排氣量： 122020Nm3/h （ 2） 低壓分餾塔（上塔） 類型： 填料塔 內(nèi)徑： φ3900 mm 高度： 40000 mm 數(shù)量： 2 臺 （ 3） 中壓分餾塔（下塔） 類型： 板式塔 內(nèi)徑： φ4600 mm 高度： 20200 mm 數(shù)量： 2 臺 工藝設(shè)備一覽表見附表 消耗指標(biāo) 表 22 消耗指標(biāo) 序號 項 目 主要規(guī)格 單位 小時 耗量 1 原料 空氣 N2： 78%； O2： 21% t 2 公用物料 循環(huán)水 Δ t=12℃ t 4200 電 kWh 2600 動力蒸汽 (G),510℃ t (G),400℃ 再生用蒸汽 (G),200℃ t 5 透平蒸汽冷凝液 t 217 XXX X 新能源開發(fā)有限公司 60 萬噸 /年烯烴 項目 ?可行性研究報告 序號 項 目 主要規(guī)格 單位 小時 耗量 蒸汽冷凝液 t 5 3 吸附劑 分子篩 球型，Ф 8~Ф 12 t 135 /8a 鋁膠 球型，Ф 3~Ф 5 t 120 /8a 排放物指標(biāo) (1)廢氣 本工程廢氣為空氣分離后的工藝尾氣，氮水塔、空氣純化器排放的污氮等，其廢氣排放情況見下表所示。煤氣化裝置包括原料煤預(yù)干燥 、 磨煤及干燥、煤 粉 加壓及 給料 、煤氣化、除渣、除灰、濕洗、初步水處理和公用工程等單元 。 (e) 冷煤氣效率可達到 78～ 83%。該技術(shù)由我國神華寧煤集團與德國西門子合資組建的北京杰斯菲克公司負責(zé)在我國推廣這項技術(shù)。 (g) 氣化爐由一個主燒嘴、氣化室、冷激室及承壓外殼組成。由于通過該工序的合成氣量僅為同規(guī)模的一段氣化爐的 40%左右，所以整個除灰工序設(shè)備尺寸將有所降低。但是，國內(nèi)企業(yè)運行證實水煤漿氣化對使用煤質(zhì)仍有一定的選擇性：氣化用煤的灰熔點溫度 t3 值低于 1350℃ 時有利于氣化；煤中灰分含量不超過 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，才能使運行穩(wěn)定，又較為經(jīng)濟，并能充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。其有效組分（ CO+H2）含量占 80%，甲烷量 %。示范廠為兗礦國泰化工有限公司，建設(shè)了 2 套日處理煤 1150t 的多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置 ()，配套生產(chǎn) 24 萬噸甲醇，聯(lián)產(chǎn) 發(fā)電，裝置已于 2020年 10 月投入運行。 SHELL 公司的 SCGP粉煤加壓氣化工藝在國內(nèi)外都有較多的應(yīng)用業(yè)績，國內(nèi)已有五套采用 SHELL 工藝生產(chǎn)合成氣 的裝置投產(chǎn)，由于采用廢鍋流程中的廢鍋需引進 ， 其投資較高。在干燥管間（干燥管外部）通入低壓過熱蒸汽進行熱交換，