【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)性能和流場分布更加合理。 軸承采用徑向推力聯(lián)合軸承，并采用五軸數(shù)控銑床加工保證其結(jié)構(gòu)和性能要求，軸承不再進(jìn)行人工修刮，可直接安裝使用，充分保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。 供油系統(tǒng)充分考慮了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，為了保證機(jī)組的穩(wěn)定性和穩(wěn)定的進(jìn)油溫度，采用了溫度控制閥進(jìn)行自動(dòng)控制。 整套機(jī)組具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置合理、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安裝和維修方便的特點(diǎn)（轉(zhuǎn)子、軸承、葉輪總成 可 17 從端口直接取出）。 （ ⅲ ）分流塔技術(shù)特點(diǎn) 下塔結(jié)構(gòu)采用了對(duì)流式篩板塔，具有有效流通面積大，精流效果好的特點(diǎn)。 上塔采用填料塔結(jié)構(gòu)，具有阻力小，空壓機(jī)排壓低，節(jié)能。 主換熱氣采用了大截面真空釬焊的鋁制板翹式換熱氣。 采用氧氣內(nèi)壓縮，另有部分液氧產(chǎn)品從主冷抽出，可使主冷中的液氧抽出量增加，充分防止碳?xì)浠衔镌谥骼渲芯奂?，更好的保證空氣分裝置的安全運(yùn)行。 主冷板式蒸發(fā)側(cè)翹片采用大節(jié)距翹片，拼縫及邊緣留有適當(dāng)空隙，以防止碳氧化合物在此處凝聚，以保證主冷的安全。 冷箱上所采用的各類冷閥，均采 用鋁焊接結(jié)構(gòu)，從而減少了外漏的可能。 （ ⅳ ）空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)是本裝置的關(guān)鍵設(shè)備，該壓縮機(jī)采用單臺(tái)單軸型多級(jí)離心式壓縮機(jī)，帶進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉，由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。該壓縮機(jī)具有等溫效率高，可靠性高，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性好，可操作范圍寬，制造方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。 (六 ) 物料平衡見下表 空分物料平衡表 序號(hào) 物流 壓力，MPa(A) 溫度，℃ 流量， Nm3 18 1 原料空氣 大氣壓 20 298200 2 氧氣 30 52021(Nor.),56000(Max.) 3 氮?dú)? 40 22350 4 氮?dú)? 40 13520 5 氮?dú)? 40 47000 6 氮?dú)? 40 50000 7 污氮?dú)? 10 106000 8 液氮 過冷 5℃ 9 儀表空氣 40 4285 10 工廠空氣 40 6080 注：液產(chǎn)品為折合氣態(tài)量。 (七 )催化劑和化學(xué)品消耗 空分催化劑和化學(xué)品消耗表 序號(hào) 名稱 單位 初始裝填量 設(shè)計(jì)壽命 ,年 1 分子篩吸附劑 t 73179。 2 5 2 鋁膠 t 53179。 2 5 3 珠光砂 m3 3300 20 (八 )公用工程消耗 空分公用工程消耗表 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 小時(shí)消耗 19 1 電 380V kWh 6000V kWh 652 2 冷卻水 Δ t=10℃ t 23133 3 蒸汽 ，183℃ t 蒸汽冷凝液 (G) t 4 蒸汽 MPaA ，440℃ ， t 汽輪機(jī)冷凝液 ～ MPa(G),70℃ t (九 )引進(jìn)設(shè)備說明 為降低投資，空分采用國內(nèi) 技術(shù)，為保證裝置的可靠性，關(guān)鍵設(shè)備采用引進(jìn)，其引進(jìn)設(shè)備如下（初步）： 單元工序 設(shè)備 閥門 管件 其它 空氣過濾及壓縮 空壓機(jī)主機(jī) ,增壓機(jī)主機(jī) 自動(dòng)噴水系統(tǒng) 空氣預(yù)冷和凈化空氣精餾 帶執(zhí)行機(jī)構(gòu)的切換閥 分子篩吸附器部分內(nèi)件 首次填充的分子篩吸附劑 主換熱器 , 冷箱內(nèi) 冷箱內(nèi)部管 20 主冷凝蒸發(fā)器 ,回流過冷器 部低溫閥 道 ,壓力塔內(nèi)件（篩板） ,低壓塔內(nèi)件（填料） 液氧泵及電機(jī) ,液氮泵及電機(jī) 煤氣化裝置 1) 選用 新型 粉煤連續(xù)氣化技術(shù) — ＨＴ－Ｌ粉煤加壓氣化先進(jìn)技術(shù)， HTL煤 氣化工藝 是航天十一所借鑒荷蘭 SHELL、德國GSP、美國 TEXACO煤氣 化工 藝中先進(jìn)技術(shù)，配置自己研發(fā)的盤管式水冷壁 氣化爐 而形成的一套結(jié)構(gòu)簡單、有效實(shí)用的煤氣化工藝，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，專利費(fèi)用低；關(guān)鍵設(shè)備全部國產(chǎn)化，投資少。（氣化爐專利號(hào)：發(fā)明專利號(hào)： ；燒嘴專利：發(fā)明專利號(hào)： ；破渣機(jī)專利：實(shí)用新型專利號(hào)： 。工藝介紹如下： A、磨煤與干燥 系統(tǒng) 磨煤與干燥系統(tǒng)的 工 藝流程 、運(yùn)行 原理 、控制參數(shù)都與SHELL 工藝相同，兩套系統(tǒng)一開一備，目的是制造出粒度小于90 微米的大于 80%、水 含量 小于 2%的煤粉。沒有單獨(dú)的石灰石加入系統(tǒng)，只是利用皮帶秤通過比值調(diào)節(jié)將粒狀石灰石加到輸煤皮帶上，一塊進(jìn)入磨煤機(jī)研磨。 B、 加壓輸送系統(tǒng) 加壓輸送系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與 21 SHELL 工藝相同，目的是將制出的合格煤粉利用壓差輸送至氣化爐進(jìn)行燃燒氣化。不同是 V1205 下面是三條線輸送，到燒嘴處匯合從燒嘴環(huán)隙呈螺旋狀噴入爐膛。 C、 氣化及凈化 燒嘴 設(shè)計(jì) 同 GSP，采用單燒嘴頂燒式氣化，氣化爐采用TEXACO 激冷工藝，氣化爐升壓到 1MPa 時(shí)，煤粉及氧、 蒸汽 混合以一定的氧煤比進(jìn)入氣化爐，穩(wěn)壓 1 小時(shí)掛渣，爐膛內(nèi)設(shè)置有 8 個(gè) 溫度檢測 點(diǎn)，可以作為氣化溫度的參考點(diǎn)，也可以判斷掛渣的狀態(tài)。設(shè)計(jì)氣化溫度 14001600℃，氣化 壓力 。熱的粗煤氣和熔渣一起在氣化爐下部被激冷，也由此分離，激冷過程中，激冷水蒸發(fā)，煤氣被水蒸汽飽和，出氣化爐為199℃ ，經(jīng)文丘里洗滌器、洗滌塔洗滌后， 194℃、固體含量小于 。 D、渣及灰水處理系統(tǒng) 渣及灰水處理系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與TEXACO 工藝相同。渣經(jīng)破渣機(jī)，高壓變低壓鎖斗，排到撈渣機(jī)，進(jìn)行渣水分離，水回收處理利用；灰水經(jīng)高壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池，清水作為激冷水回收利用 ，漿水經(jīng)真空抽濾后制成濾餅。 2）、 技術(shù)特點(diǎn) A、原料的適應(yīng)性 該工藝煤種適應(yīng)性廣，從煙煤、無煙煤到褐煤均可氣化，對(duì)于高灰份、高水分、高硫的煤種同樣適用。 B、單系列能力 現(xiàn)設(shè)計(jì)單臺(tái)氣化爐生產(chǎn)能力為有效氣體（ CO+H2） ~10萬 Nm3/h。 C、設(shè)計(jì)碳轉(zhuǎn)化率高，達(dá)到 98%，渣中殘?zhí)伎刂圃?12%，實(shí)際殘?zhí)己浚?%， %， %；設(shè)計(jì)有效氣含量 90%，其中 CO70%， H220%，實(shí)際見下面合成氣分析（氮?dú)廨斔停? 22 D、 HTL、 Shell、 Texaco 三種氣化指標(biāo)比較 名稱 HTL Shell Texaco 比氧耗（ Nm3/KNm3） 330360 330360 410430 有效氣成分 CO+H2（ %） 8991 8993 7881 碳轉(zhuǎn)化率（ %） ＞ 99 ＞ 99 ＞ 98 冷煤氣效率（ %） 8083 8083 7176 煤氣化熱效率 95 96 86 原料煤輸送 干粉，氣體輸 干粉，氣體輸送 水煤漿，泵輸成分 H2 CO CO2 CH4 N2 H2S COS HCN NH3 單位 ∨% ∨ % ∨ % ∨ % ∨ % ∨ % ∨ % mg/m3 mg/m3 無煙煤粉 27 64 3 ＜ 褐 煤 及煙煤 30 60 ＜ 4 23 形式 送 送 燒嘴壽命 10年，每 6 個(gè)月維修頭部 10年，每 年維修頭部 每 修頭部 水冷壁或耐火火磚壽命 水冷壁結(jié)構(gòu)簡單，屬圓筒盤管型，水路簡單，易制造壽命＞ 10 年 水冷壁呈多段豎管排列，水路復(fù)雜，合金鋼材質(zhì)，制造難度大，壽命＞ 10年 昂貴的耐火磚只能用一年 原料煤的適應(yīng)性 氣化原料煤幾采函蓋從褐煤到無煙煤的所有煤種，可以實(shí)現(xiàn)原料煤本地化 氣化原料煤幾采函蓋從褐煤到無煙煤的所有煤種，可以實(shí)現(xiàn)原料煤本地化 對(duì)煤種要求高（灰熔點(diǎn)低于1250度，成漿性好），無法實(shí)現(xiàn)原料煤本地化 電耗 低 因有激冷氣壓縮機(jī)和反吹氣壓縮機(jī)，所以電耗較高 低 E、安徽臨泉及河南濮陽龍宇化工已成功使用航天爐進(jìn)行煤氣化造氣，近期河南晉開集團(tuán) 60萬噸合成氨項(xiàng)目、 江蘇 魯西化工集團(tuán) 項(xiàng)目 及 江蘇 瑞星集團(tuán) 尿素項(xiàng)目煤氣化工 24 序已選定使用航天爐，同國外類似工藝相比，具有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備及工藝包費(fèi)用較低。 3）主要設(shè)備 ①磨機(jī) 根據(jù)國內(nèi)粉煤制備的成熟經(jīng)驗(yàn)，初選φ 179。 干式溢流型磨機(jī) 2 臺(tái)全開，不設(shè)備機(jī)，磨機(jī)內(nèi)襯耐磨橡膠板以降低噪音。 ②氣化爐 氣化爐的規(guī)格選用目前已有成熟生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的φ 3200 氣化爐2 臺(tái)，正常生產(chǎn)兩開，具體爐膛熔積將由專利商在工藝包設(shè)計(jì)時(shí)確定。 氣化爐殼體材料為 11/4Cr 1/2Mo，激冷室堆焊不銹鋼，激冷環(huán)和下降管材料為 lncolloy825，氣化爐在 國內(nèi)已民用工業(yè)成熟的制造經(jīng)驗(yàn)，可以由國內(nèi)化工機(jī)械廠制造。 脫硫脫碳 脫硫的主要目的是脫除變換氣中的 H2S，而脫碳的任務(wù)則是脫除脫硫氣中二氧化碳，得到合格的合成氨的凈化氣。 本工程選用低溫甲醇洗工藝。低溫甲醇洗 (Rectisol)是 20 世紀(jì) 50 年代初德國林德 (Linde)公司和魯奇 (Lurgi)公司聯(lián)合開發(fā)的一種氣體凈化工藝。第一個(gè)低溫甲醇洗裝置由魯奇公司于 1954年建在南非 Sasol 的合成燃料工廠，目前世界上有一百多套工業(yè)化裝置，其中中國引進(jìn)了十多套，低溫甲醇洗工藝適合于處理 含硫渣油部分氧化、煤氣化生成的氣體中 CO2和硫化物。該工藝為典型物理吸收法，是以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對(duì)酸性氣體溶解度極大的特性，脫除原料氣中的酸性氣體。由于甲醇的蒸汽壓較高，所以低溫甲醇洗工藝在 25 低溫 (35℃～－ 55℃ )下操作，在低溫 下 CO2與 H2S 的溶解度隨溫度下降而顯著地上升，因而所需的溶劑量較少，裝置的設(shè)備也較小。在－ 30℃下， H2S 在甲醇中的溶解度為 CO2 的 倍，因此能選擇性脫除 H2S。該工藝氣體凈化度高，可將變換氣中 CO2脫至小于 20ppm， H2S 小于 ，氣體的脫硫和脫碳可在同一個(gè)塔內(nèi)分段、選擇性地進(jìn)行。低溫甲醇洗工藝技術(shù)成熟，在工業(yè)上擁有很好的應(yīng)用業(yè)績，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外合成氨、合成甲醇及其他羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。在國內(nèi)以煤、渣油為原料建成的大型合成氨裝置中也大都采用這一技術(shù)。低溫甲醇洗工藝可靠，在與本工程工藝條件類似的工業(yè)裝置中有很多成功的應(yīng)用業(yè)績，在工藝技術(shù)上是有保證的。國內(nèi)已有多套大型氣體凈化裝置采用低溫甲醇洗凈化工藝，有的已運(yùn)行近 20 年，在設(shè)計(jì)、施工、安裝、操作等方面均積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 氣體精制 本項(xiàng)目采用 液氮洗 工藝。 目前國內(nèi)外大型合成氨原料氣的精制方法有液氮洗、甲烷化二種。液氮洗是利用液氮吸收凈化氣中的有害雜質(zhì)，在－ 190℃ 的低溫下，氣體中的殘余 CO、 CH Ar等溶于液氮中，而微量的 CO2 在進(jìn)冷箱前被分子篩吸附，從而使氣體得到精制，以達(dá)到精制凈化氣的目的，此法一般在上游配置低溫甲醇洗脫除二氧化碳和硫化氫等酸性氣體，在以煤、渣油為原料的大型合成氨裝置中廣泛采用。其特點(diǎn)是精制氣純度很高、能耗低、操作費(fèi)用少、無污染，缺點(diǎn)是投資較大，但對(duì)氨合成系統(tǒng)十分有利，可降低氨合成能耗。目前 國內(nèi)在設(shè)計(jì)和設(shè)備制造上已能達(dá)到要求，因此無需購買國外設(shè)備和技術(shù)。 硫回收工藝 在本工程中，我們決定選擇 采用 ShellPaques 生物脫硫 26 工藝 ， ShellPaques 生物脫硫工藝是酸性尾氣處理的新發(fā)展。該工藝是從酸性尾氣中脫除 H2S 并以元素硫的形式進(jìn)行硫磺回收的生物反應(yīng)過程。含 H2S