【正文】 短于 30 分鐘。其中變壓器室的耐火等級為一級，變壓器室與配電室之間設有防火墻。提純增熱后的產品氣 直接 供 工業(yè)爐使用，達到合理利用剩余高爐煤氣，減少天然氣使用量的目 的。 ⑵ 煤氣 排放時均引至安全處， 高出附近操作 平臺 以上 并離地 10m； ⑶ 水處理加藥間設有軸流風機通風。 防 中毒 、防觸電措施 ⑴ 工作環(huán)境中 CO 最高允許 濃度為 %，當空氣中 CO 含量濃度高于國家衛(wèi)生標準時， 會 因濃度 和 接觸時間的不同導致接觸者輕微、較重、嚴重煤氣中毒，甚至死亡。本工程 燃氣 管道設有防雷接地裝置。 綠化 充分利用廠區(qū)內空地及道路兩側場地進行綠化，本項目綠化用地面積約 1800m2， 綠化用地率約 20％ 。 本項目產生的尾氣采用排氣筒高空放散 方式 ， 關于尾氣中 CO的排放問題還須與當地環(huán)保部門溝通，并進行環(huán)境影響評價 。 廢氣 ： 提純工藝產生的尾氣須 通過排氣筒 高空放散， 由于原料氣經過了布袋除塵及預處理工藝，故可保證尾氣中粉塵含量小于 39 5mg/Nm3，符合排放要求 . 噪聲 ： 生產過程中產生的噪聲主要來自 煤氣壓縮機、 羅茨鼓風機、水環(huán)式 真空泵 和水泵 等 設備的 正常運轉 以 及 各種工業(yè) 氣體 事故放空和 分子篩 系統(tǒng) 切換放 空 等。 能源評價 由于采取了適當的節(jié)能措施，本項目提純氣生產工序能耗為 標準煤 /Nm3提純氣，生產中水的循環(huán)使用率達到 98%以上。 年 可替換天然氣量： 3382104Nm3。 建筑設計 35 在滿足工藝布置要求的前提下，盡可能做到采光、通風良好。C 夏季空氣調節(jié)日平均 176。 ③ DCS 裝置設置不停電電源 UPS，停電后維持供電時間不小于30 分鐘。 DCS 系統(tǒng)的機柜、臺放置 在變壓吸附系統(tǒng)值班室。 其 功能 包括：數據采集和處理；參數顯示與報警；動作聯(lián)鎖；調節(jié)控制；歷史數據儲存；系統(tǒng)診斷；畫面顯示；報警和事件記錄；報表制作 。 ⑷ 裝置的監(jiān)視和控制以中控室 DCS 控制為主，必要的操作和緊急停車在中控室進行，重要的參數在中控室顯示、記錄、報警。 涉及到的儀控系統(tǒng)，主要為高爐煤氣預處理系統(tǒng)、 CO 提純系統(tǒng) 、提純產品氣熱值控制、外送混合氣熱值控制等生產 過程的檢測與控制。 電纜防火措施：采用阻燃電纜、電纜分段涂防火涂料、火災電纜橋架上設置防火隔板；在低壓開關柜室、控制室等有電纜出入的孔洞均采用防火材料封堵。 ⑶ 防雷與接地工程 防雷：建筑物的防雷按第二類建筑物進行防雷設計。 DCS 控制系統(tǒng) 的機柜、工作臺 設置在 控制 樓控制 室。 根據 380V AC 低壓負荷計算結果選用 630KVA 10/ 干式變壓器兩臺；配電系統(tǒng)采用單母線分段的接線方式；電源由 10kV 高壓配電室 兩段不同的母線引來。生活污水經化糞池處理后排入廠區(qū)污水管網。循環(huán)水系統(tǒng)的新水補充按總循環(huán)水量的 2%，循環(huán) 率占生產總用水量的 98%。 用 戶用后的水，利用其余壓直接上冷卻塔，冷卻后的水進入冷水池，再由泵加壓送往用戶循環(huán)使用。 系統(tǒng) 在界區(qū)內新建設 5m3/min， 冷干 機二 臺及其相關輔助設施。 站區(qū)四周 設 有 高 防護圍墻 。 設計原則 ⑴ 力求本工程總平面 布置符合 總體規(guī)劃要求，且布置緊湊，節(jié)約用地。各種吸附塔及儲罐等 設施均露天布置。每套裝置中 8 個吸附塔交替進行以上各個步驟的操作，從而得到滿足產品規(guī)格要求的產品一氧化碳。具體步驟如下： a．吸附 半成品氣從 吸附塔底部進入 PSACO 工序的吸附塔中，在預定的吸附壓力下，混合氣中的 CO 被專用吸附劑 PU1 吸附下來， CON CH4 等未被吸附的組份作為吸附尾氣從吸附塔頂流出吸附塔送出界區(qū)。在脫氧塔內，原料氣中的氧在催化劑的作用下與原料氣中的氫和一氧化碳發(fā)生反應，生成水和二氧化碳而被除去。每套裝置有 2 臺吸 附塔，任何時刻均有 1 臺吸附塔處于吸附步驟，其余各塔處于吸附劑再生過程， 12 2 臺 塔交替工作從而達到連續(xù)分離 雜 質 的目的。 60 年代初，美國聯(lián)合碳化物公司首次實現了變壓吸附四床 11 工藝技術的工業(yè)化。經上述處理后的合格原料氣 進 入提純裝置， 在 CO 提純裝置中， CO氣體濃縮到 70vol%， 然后經 產品氣增壓機壓縮到 35KPa 后出界區(qū)。 生產用氣不足部分由高爐煤氣摻混天然氣補充， 其控 9 制熱值與 提純產品氣一致。根據 “咨詢委托書” 的要求，本可行性研究報告將不對 CO 提純的具體工藝方案進行論證，僅根據技術資料進行該項目整體工藝方案的可行性研究。 6 項目分析與策劃 概況 高爐 投用后，產生 約 21X104Nm3/h 高爐煤氣，目前 利用率 僅約60%，高爐煤氣 放散量 達 81000Nm3/h。 本項目提純氣生產工序能耗 為 標準煤 /Nm3提純氣，設計中 采取的節(jié)能措施 符合國家能源政策。 4 ⑹ 資金 本項目建設 投資費用 估算額為： 9300 萬元， 建設規(guī)模和產品方案 本項目 建設規(guī)模為 提純 60000Nm3/h（干基） 高爐煤氣原料氣。 系統(tǒng) 高壓部分 裝機容量為 : 6310kW，工作容量為 : 5955KW；低壓部分裝機容量為 : 3390kW，工作容量為 : 2419kW。 ⑶ 降低產品能源成本 的需要 一方面大量的高爐煤氣在放散，另一方面天然氣的價格仍在上漲（據有關資料介紹在 2020 年西氣東輸二線建成通氣后，東亞天然氣大量進入中國后，天然氣價格還要上漲），這樣產品單位能源成本還將增加。 ⑵ 節(jié)能減排 的需要 高爐煤氣實際產量遠超原設計產量 104Nm3/h， 達到了近 2 21104Nm3/h，再加上后繼各生產線消耗降 低，從而導致目前高爐煤氣放散率達到了 40%以上 ， 剩余高爐煤氣迫切需要加以綜合利用 。 ⑵ 供電 本 項目 2回路 10KV電源從煉鐵 35KV變電站 10KV配電室兩段不同的母線引來。 ⑸ 通風空調 在壓縮機主廠房、真空泵房及熱值儀室 等場所 設置事故 通 風機；在高低壓配電室、控制值班室、休息室和門衛(wèi)等人員工作場所設置空調或通風設施。 生產達設 計規(guī)模后，年耗電量 為： 104kWh； 年耗 新 水量 為： 28104t；年耗氮氣量為： 10104Nm3， 共計 折合標準煤 ： 萬 t/a。 需要說明的問題 ⑴ 從高爐煤氣中提純 CO 工藝盡管從理論上可行，并通過了實驗室論證，但國內無該類項目實施先例，因而存在著一定的技術風險； ⑵ 本項目的關鍵設施 → 吸附劑對原料氣的品質要求較高，尤其是粉塵 和 硫的含量 ，若原料氣 品質達不到要求，將可能造成催化劑中毒，對整個系統(tǒng)產生極大的影響，因而本項目必須保證原料氣品質； ⑶由于現無適合的高爐煤氣緩沖用戶，本項目實施后，仍會有少量的高爐煤氣放散； ⑷ 從高爐煤氣利用的角度來說，本項目的經濟性 較好 。 經多方論證，并對相關項目進行實地考察，現已證明采用變壓吸附提純 CO 的工藝方案在技術上是切實可行的。 產品方案 本項目提純裝置 設計工況基準點如下： ⑴ 提純 產品氣 成分（ V%） 提純 產品氣 成分 表 （ V%） 化學成份 CH4 CO CO2 H2 N2 Σ 百分率 /%（干基） ~% % ~% ~% ~% % 流量 /Nm3/h 12250 17500 ⑵ 提純 產品氣 熱值 ： ⑶ 提純 產品氣壓力： ≥35KPa ⑷ 提純 產品氣 溫 度 ： 常溫 提純裝置 生產運行模式 本系統(tǒng) 提純 產品 氣 CO 體積 含量 為 70 vol%， 對應煤氣熱值為， 可 不摻混 天然氣 ， 直接外送 ，此時提純氣產量 為17500Nm3/h。 高爐煤氣 壓縮至 （ G） 后 ， 進入預處理工序， 在預處理工序中脫出大部分粉塵、全部無機硫和氧氣后，氣體溫度降 到 70℃ 。 1942 年德國發(fā)表了第一篇無熱吸附凈化空氣的專利文獻。 為了保證 半成 品 氣 的連續(xù) 輸出和適應今后工況變化而靈活調節(jié)產量 ， PSA1 工序由二 套裝置組成。 ⑵ 除氧工序 簡述 經過脫硫工序的原料氣自上而下的通過脫氧塔。在一個周期中每個吸附塔均經歷吸附、均壓降壓、抽空、均壓充壓、（終）充壓等工藝過程。 至此，吸附塔完成了一個完整的吸附－再生循環(huán)過程，并為下一個循環(huán)過程做好了準備。 煤氣壓縮機主廠房采用雙層結構，煤氣壓縮 機呈單列布置， 運轉層設 在二層 ，冷卻器及油站等 設于一層， 壓縮機 室外閥門操作平臺與二層相連，主廠房內二層設有 10t 電動單 梁防爆起重機一臺，LK=。 總平面布置 設計內容 本 工程設計內容 為 提純 60000Nm3/h 高爐煤氣原料氣，主要建構筑物包括 各種氣體儲罐、 吸附塔、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及其配套設施煤氣壓縮機主廠房 、真空泵房、 控制 樓 和尾氣放散塔 等?？傆玫孛娣e約6000m2。 22 公用輔助設施 熱力 設施 設計依據 ⑴ 工藝提供的原始資料 ⑵ 《壓 縮空氣站設計規(guī)范》 （ 500292020） ⑶ 《鋼鐵冶金企業(yè)設計防火規(guī)范》 （ GB504142020） ⑷ 《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》 （ GBZ12020） ⑸ 《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》 （ GB50316－ 2020） 設計 內容及 范圍 本 項目 為 提純低燃值高爐煤氣綜合利用工程 ，本系統(tǒng)為 各氣動設備 提供 純凈、干燥的 壓縮空氣 ， 用作 儀表氣源 。 生產用水 循環(huán)水系統(tǒng)：循環(huán)水系統(tǒng)總水量 950 m3/h，其 工藝流程如下： 用戶用后水→ 冷卻塔 → 冷水池 → 水泵→電子水處理儀→循環(huán)使用 。設玻璃鋼機械通風冷卻塔二 臺，冷卻能力： Q=600m3/h，溫差 58℃，塔下水池尺寸為LBH=4m,地上式。 排水 生產車間其它 用水（洗手、沖洗等用水），這部分水無污染，水量小，就近排入廠區(qū)排水溝。 本工程 10kV 配電系統(tǒng)采用單母線分段接線方式，雙電源引入（由煉鐵 35KV 變電站提供兩路電源），工作電源故障或停電檢修時 ,備用電源投入 ,保證連續(xù)供電。值班室內設事故緊急操作箱 ，對壓縮 機等設備 實行緊急停車。區(qū)域內具爆炸危險場所采用防爆系列，操作室、值班室、電氣室等以節(jié)能熒光燈為主，檢修及安全照 明采用 36V 安全電壓。 電氣消防 電氣室、控制室、操作室構筑物的耐火等級為二級，按規(guī)范（ GB62222020） 要求設置手提式滅火裝置，并設置煤氣泄漏自動報 29 警系統(tǒng)。建設規(guī)模為：提純 60000Nm3/h 高爐煤氣原料氣。 DCS 系統(tǒng)選擇有較好業(yè)績、較高性能、性價比高的系統(tǒng)。 ⑴ 控制系統(tǒng)的核心為 DCS 集散控制系統(tǒng)。 控制室 32 控制室設在變壓吸附系統(tǒng)值班室。 ② 電壓等級： 220V AC 單相 ， 50HZ、 10KVA。C 室外冬季采 暖計算溫度 0176。 地質條件 暫未作 地質勘探 主要建構筑物 煤 氣壓縮機主廠房 、真空泵房及電氣室為鋼筋混凝土框架結構，水泵房為砌體結構。 能源消耗 本項目生產達設計規(guī)模后，年耗電量約為： 104kWh； 年耗水 量約為 ： 28104t。 ⑶本項目實施后，提純氣 燃燒后煙氣中氮氣比例減少，二氧化碳比例增加，大大提高了軋鋼加熱爐及熱處理爐內 的輻射換熱效果，并能節(jié)約能源。 主要污染源 及其主要 污染物 本項目的 主要 污染物 有 ： 廢氣 、 噪聲 、 少量廢水 和 須 定期更換的廢吸附劑 。目前對 CO排放量的控制均 是 從提高燃燒效率著手， 在鍋爐、工業(yè)爐窯等燃燒設備的國家排放標準中均規(guī)定了煙氣黑度限值，要求燃料燃燒充分，從而達到減少一氧化碳排放的目的。 固體廢物處置 分子篩吸附劑 使用 壽命約為 10 年， 更換下來的 各種 分子篩 吸附劑總重 約 1174t，均屬無毒、無害固體，可回收利用 。 ⑵ 防雷電 本工程建、構筑物 接閃器采用避雷針、避雷帶和利用建 、 構筑物的金屬面板。 防設備事故措施 各主要生產設備之間設有必要的安全連鎖裝置，以避免誤操作 44 造成設備事故。 防人員 中毒 及通風 ⑴ 煤氣區(qū)域設有 CO 濃度探測 報警裝置， 當 CO 濃度 ≥20ppm 時報警或 自動開啟事故通風裝置。項目的主要工藝流程為： 1000m3 級高爐產生的部分副產煤氣 經除塵、脫氧工序后，進入分子篩提純系統(tǒng)，利用分子篩對不同氣體分子的選擇吸附，將高爐煤氣中的惰性氣體（ N CO2 等）排放，使低熱值的高爐煤氣增熱。 建筑防火 針對不同生產場所、設施，本工程所有建、構筑物均嚴格按照各相關安全規(guī)程規(guī)定，根據生產火災危險性分類，采用相應耐火等級進行建筑設 計，所有建、構筑物的耐火等級均不低于二級。 ⑶ 消防供電及應急照明 火災報警系統(tǒng)采用可靠電源供