【正文】 工藝燒嘴把水煤漿、氧氣和 CO2 一起送入氣化爐中。此外， 除非在本 PDP 內(nèi)專門指定或者由清華大學(xué)單獨標(biāo)明，對本工程來說，在認(rèn) 為可以接受和需要的地方，其它的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則在工程設(shè)計階段也可 以采用的。這部分細(xì) 渣被送到沉降槽后再處理。 排放 大氣排放 按照設(shè)計， FJ 氣化工藝裝置通常不產(chǎn)生有害的大氣排放，只是在啟動、 停機和不可預(yù)測的運行中斷時才可能產(chǎn)生有害排放。 一條灰水處理、黑水閃蒸和細(xì)渣處理生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線的設(shè)計容量 占工廠總?cè)萘康? 100%。 從 氣 化 單 元 氣 化 爐 的 激 冷 室 和合 成 氣 洗 滌 塔 來 的 黑 水 進(jìn) 入 灰 / 黑 水 處 理單元的高壓閃蒸罐減溫減壓，然后經(jīng)過真空閃蒸兩級閃蒸及沉淀，灰漿 濃縮到 10～ 20% 送往過濾 機過濾，含水 40～ 60%的濾餅送出界區(qū)。煤漿槽中的煤漿由高壓煤漿泵送入氣化爐頂 部一個三通道工藝燒嘴的環(huán)隙通道，空分裝置來的氧氣以一定的壓力和溫 度經(jīng)氧氣流量調(diào)節(jié)閥、氧氣切斷閥后，一部分通過工藝燒 嘴的外環(huán)通道進(jìn) 入氣化爐，另外一部分通過氣化爐側(cè)壁上的二次氧氣噴嘴進(jìn)入氣化爐。 非熔渣 熔渣氧氣分級 煤氣化工藝設(shè)計包 (大唐呼倫貝爾化肥有限公司 ) 燃?xì)廨啓C與煤氣化聯(lián)合循環(huán) 國家工程研究中心 （清華大學(xué)熱能工程系代章） 北京達(dá)立科科技有限公司 二 OO 八年十一月 聲 明 本工藝設(shè)計包所包含的信息為機密資料，其版權(quán)歸屬于清華 大學(xué)，僅供授權(quán)使用。用 于調(diào)節(jié)噴嘴附近區(qū)域溫度的其它氣體（如純氧或與 O2以任意比例相混合 的 CO N水蒸汽等）通過工藝燒嘴的中心通道進(jìn)入氣化爐。經(jīng)過濾 機過濾除去絕大部分細(xì)渣的灰水進(jìn)入濾液池，濾液池的濾液由濾液池泵送 入沉降槽處理。 規(guī)模 內(nèi)蒙古鄂爾多斯市大唐呼倫貝爾化肥有限公司項目中有效氣（氫氣、 一氧化碳）設(shè)計產(chǎn)量為 55000Nm3/h。但這種非正常工況沒 有明確的 環(huán)境排放限制。細(xì)渣的處理說明在本 PDP 的其它部分。 表 12 本 PDP采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 GB/T1280191 HG2057195 GBZ12020 GBJ1687(2020 年版 ) GB501402020 GB5011698 GB500192020 HG/T206992020 GBJ8785 GB5016092（ 1999 年版） SH30112020 GB5005892 勞人護(hù)（ 1987） 36 號 HG/T2067590 GB897896 GB1629796 生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則 化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計規(guī)定 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 建筑設(shè)計防火規(guī)范 建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 采暖 通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)定 化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)定 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范 石油化工工藝裝置布置設(shè)計通則 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 爆炸危險場所電氣安全規(guī)程 化工企業(yè)靜電接地設(shè)計規(guī)程 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 本 工 藝 包 屬 清 華 大 學(xué) ， 未 經(jīng) 授 權(quán) 和 許 可 ， 不 得 復(fù) 制 、 公 開 第 13 頁 大 唐 呼 倫 貝 爾 1830 化 肥 項 目 工藝流程描述 水煤漿制備 第 二 部 分 工 藝 流 程 第二部分 工藝流程 清 華 大 學(xué) 煤 氣 化 工 藝 包 請 參 閱 煤 炭 科 學(xué) 研 究 總 院 國 家 水 煤 漿 技 術(shù) 中 心 的 高 效 分 級 研 磨 制 漿 工藝的工藝包。氣化爐燃燒室內(nèi) 發(fā) 生 的 水 煤 漿 氣 化 過 程 是 一 個 非 常 復(fù) 雜 的 耦 合 了 一 系 列 物 理 和 化 學(xué) 變 化 第 14 頁 本 工 藝 包 屬 清 華 大 學(xué) ， 未 經(jīng) 授 權(quán) 和 許 可 ， 不 得 復(fù) 制 、 公 開 清 華 大 學(xué) 煤 氣 化 工 藝 包 第 二 部 分 工 藝 流 程 大 唐 呼 倫 貝 爾 1830 化 肥 項 目 的過程，包括水煤漿的霧化、受熱和水分蒸發(fā)、脫揮發(fā)份、燃燒和氣化四 個階段。根據(jù)安全系 統(tǒng)要求，在啟動階段氧氣通過氧氣放空消音器（ N0204）排放到大氣中并 建立氧氣流量。確定管理狀態(tài)和當(dāng)?shù)匾?guī)范標(biāo)準(zhǔn)的責(zé)任不包括在本 PDP 的范圍內(nèi)。 細(xì)渣含有未完全反應(yīng)的碳、不可燃的灰分和助熔添加劑等。 本 項 目 的 儀 表 和 工 藝 控 制 原 則 是 基 于 分 布 式 控 制 系 統(tǒng) (Distributed Control System， DCS)。與氣化爐相對應(yīng)，每套排渣系統(tǒng)和每條合成氣 洗滌生產(chǎn)線的設(shè)計容量占工廠總?cè)萘康? 80%。在冷卻器中冷卻后 送入燒嘴冷卻水系統(tǒng)。 在磨煤機中，煤、水和各種添加劑一同磨制成濃度大約為 60%的水煤 漿，通過磨煤機出口的滾筒篩，濾去較大顆粒后，進(jìn)入磨煤機出料槽，由 磨機出料槽泵送進(jìn)煤漿槽中。未經(jīng)清華大學(xué)的書面許可和授權(quán)，任何單 位 、組織和個人不得將這些信息的部分或全部復(fù)制、公開或用作 其它任何用途，否則將視為侵權(quán)。在氣化爐 內(nèi)煤粉、氧氣、水和氣體等在高溫、高壓條件下發(fā)生復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)， 生成以 CO、 H CO2為主要成分的合成氣，氣體經(jīng)洗滌后，作為氣化產(chǎn) 品送往下游工序。 FJ 氣化工藝技術(shù)的要點是：（ 1）氧氣分級供給，氣化爐工藝燒嘴和 側(cè)壁氧氣噴嘴分別加氧，使氣化爐工藝燒嘴的氧氣量可脫離爐內(nèi)部分氧化 反應(yīng)所需的碳與氧的化學(xué)當(dāng)量比約束；（ 2）由于氧氣分級供給，可以在 工藝燒嘴采用氧含量從 0～ 100%的不同氣體作為工藝燒嘴預(yù)混氣體，調(diào)整 火焰中心的溫度和火焰中心距離工藝燒嘴端面的距離，降低氣化爐工藝燒 嘴端部的溫度。配置 2 套 FJ 氣化工藝氣化爐系統(tǒng)（包 括排渣、合成氣洗滌和一套 灰 /黑水處理系統(tǒng)），氣化爐兩開不備，單套能 力可生產(chǎn)有效氣 44000Nm3/h。如果環(huán)保要求需要，大氣排放可以在 FJ 氣化工 藝界區(qū)外進(jìn)行進(jìn)一步的處理。 原煤和助熔劑的輸送過程會產(chǎn)出粉塵污染，需要在能夠產(chǎn)生粉塵危害 的區(qū)域設(shè)置通風(fēng)除塵設(shè)備。水煤漿制備單元的合格煤漿送到煤漿槽（ V0201）中。各個階段交混進(jìn)行，可能發(fā)生的反應(yīng)有： n n C H (揮發(fā)分 )+(m+ )O =mCO + H O m n 2C+O2 C+O =CO22 2CO 4 2 2 2 2 2CO+O =2CO22 H + O =H O1 2 2 2 2 C+H O CO+H2 2 CO+H O CO +H 2 CO+3H 2 2 CH +H O C+CO2 C+2H2 2 2CO CH4 4 2 COS+H H S CO 2 2 由于二次氧氣的加入改變了氣化爐內(nèi)局部流場和溫度分布特性，從工 藝燒嘴出來的碳顆粒經(jīng)歷了一次燃燒和氣化反應(yīng)后，經(jīng)過二次氧氣噴嘴時 又發(fā)生了二次燃燒和氣化，使氣化爐內(nèi)的溫度分布更加合理。因此在本項目中氧氣通過 工藝燒嘴的中心、外環(huán)通道和二次氧氣噴嘴進(jìn)入 FJ 氣化爐。 自然條件氣溫 年平均氣溫 極端最高氣溫 (2020 年 ) 極端最低氣溫 (2020 年 ) 最熱月平均氣溫 最冷月平均氣溫 最熱月平均最高氣溫 最冷月平均最低氣溫 濕度 年平均相對濕度 最熱月平均相對濕度 最冷月平均相對濕度 年平均水汽壓 大氣壓 年平均大氣壓 夏季平均大氣壓 冬季平均大氣壓 降雨量 年平均降雨量 日最大降雨量 小時最大降雨量 本 工 藝 包 屬 清 華 大 學(xué) ， 未 經(jīng) 授 權(quán) 和 許 可 ， 不 得 復(fù) 制 、 公 開 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 66% 68% 79% kPa 第 11 頁 大 唐 呼 倫 貝 爾 1830 化 肥 項 目 雪載荷 最大積雪厚度 基本雪壓 風(fēng) 年平均風(fēng)速 最大風(fēng)速 第 一 部 分 基 礎(chǔ) 信 息 清 華 大 學(xué) 煤 氣 化 工 藝 包 基本風(fēng)壓（地面以上 10 米） 主導(dǎo)風(fēng)向 年最多風(fēng)向及頻率 冬季主導(dǎo)風(fēng)向及頻率 夏季主導(dǎo)風(fēng)向及頻率 雷暴 年平均雷雨天數(shù) 冰凍 最大凍土厚度 其他 年平均蒸發(fā)量 年平均日照 地震 抗震設(shè)防烈度 設(shè)計基本地震加速度 設(shè)計地震分組 場地類別 kN/m2 S(14%) S(29%) ES E(21%) 19d 2800mm 6 度 第二組 II類 第 12 頁 本 工 藝 包 屬 清 華 大 學(xué) ， 未 經(jīng) 授 權(quán) 和 許 可 ， 不 得 復(fù) 制 、 公 開 清 華 大 學(xué) 煤 氣 化 工 藝 包 規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 第 一 部 分 基 礎(chǔ) 信 息 大 唐 呼 倫 貝 爾 1830 化 肥 項 目 根據(jù)一定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則和參考文獻(xiàn)，在本 PDP 中制定了一些參 考。粗 渣通過壓力排渣系統(tǒng)送到渣池。 本 PDP 采用的備用原則是清華大學(xué)推薦的， 針對不同設(shè)備備用的具體 情 況 將 根 據(jù) 不 同 情 況 在 進(jìn) 行 詳 細(xì) 工 程 設(shè) 計 時 由 用 戶 和 工 程 設(shè) 計 公 司 來 分 別決定。每臺氧氣分級氣化爐配備一套排渣系統(tǒng) 和一條合成氣洗滌生產(chǎn)線。 氣化爐工藝燒嘴的頭部有冷卻水夾套，夾套上部為冷卻水盤管，燒嘴 冷 卻 水 經(jīng) 水 夾 套 和 盤 管 受 熱 后 經(jīng) 過 燒 嘴 冷 卻 水 氣 液 分 離 器 回 到 燒 嘴 冷 卻 水槽，用燒嘴冷卻水泵加壓后送入燒嘴冷卻水冷卻器。 在磨煤機上裝有控制水煤漿 PH 值和調(diào)節(jié)水煤漿粘度的添加劑管線。 清 華 大 學(xué) 煤 氣 化 工 藝 包 目 錄 目 錄