【文章內(nèi)容簡介】 切換閥門及DCS系統(tǒng)、分析儀和主要儀表均為進口設(shè)備，國內(nèi)的子公司制造和采購的設(shè)備主要為精餾塔、空氣純化系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、空氣過濾器、部分儀表和電控設(shè)備等。（3）空壓機及配套汽輪機的選擇本項目48000Nm3/h空分裝置需要處理的空氣量約為228226Nm3/h，由于處理氣量大，采用離心式壓縮機壓縮空氣，蒸汽透平驅(qū)動。汽輪機選用全凝汽式?？諌簷C配汽輪機的蒸汽可用兩種等級的蒸汽：一：、壓力：（G），溫度：535℃。二：、壓力：（G），溫度：535℃。（G）等級的汽輪機，業(yè)績較少，價格較高；（G）等級的汽輪機，空分裝置配套的很多，技術(shù)已比較成熟。（G）等級的汽輪機。 干燥工藝技術(shù)選擇常用干燥方法有冷分離法、固體吸收法、溶劑吸收法。 冷分離法冷分離法是利用壓力變化引起溫度變動，使水蒸氣從氣相中冷凝下來的方法。常用有兩種流程：節(jié)流膨脹冷卻流程與加壓后冷卻流程。(1) 節(jié)流膨脹冷卻脫水法 一般用于高壓天然氣氣田，高壓天然氣經(jīng)過節(jié)流膨脹或低溫分離，把天然氣中的一部分水冷凝下來。這種方法經(jīng)濟、簡單，但應(yīng)控制天然氣降壓后仍高于輸送壓力，同時，不使溫度降得太低，防止冷凝水結(jié)冰。(2) 加壓后冷卻法 對于低壓天然氣田及人工煤氣，需加壓后再冷卻當時將煤氣中水蒸汽冷凝下來。上述兩種方法煤氣干燥度即露點溫度，將受多種因素影響、且能量損失大。 固體吸附法 固體干燥劑脫水的操作過程是周期性的，用一個或多個干燥塔吸附脫水。應(yīng)采用吸附水能力比吸附烴類或吸附酸性氣體能力強的干燥劑，可用熱氣體通過吸過水的干燥劑將水分帶出使之再生。 固體吸附法脫水的優(yōu)缺點見表：固體吸附法脫水的優(yōu)缺點優(yōu) 點缺 點1． 能獲得露點極低的凈化氣；2． 不受凈化氣溫度、流量、壓力等變化的影響；3． 設(shè)備構(gòu)造簡單、便于操作；4． 腐蝕及起泡現(xiàn)象較少；5． 處理凈化氣量少時，費用也不太高。1． 設(shè)備費高；2． 耗熱較多；3． 凈化氣中的成分易使干燥劑中毒粉碎；4． 吸附與再生均不連續(xù)。常用的固體吸附脫水法有氯化鈣法、硅膠法、活性氧化鋁及活性鋁礬土法，分子篩法以及復(fù)式固定干燥劑法等，各種干燥劑特點見表。復(fù)式固定干燥劑是綜合了多種干燥劑的優(yōu)點。該法是根據(jù)不同的氣源，分別放置不同的脫水劑，以便有選擇地脫除不同組分氣體的水分。各種干燥劑的特點脫水劑優(yōu)點缺點使用情況氯化鈣法成本低，工藝過程簡單腐蝕性嚴重，廢渣廢水處理困難適用于高寒地帶硅膠法吸附能力好，吸水選擇性強遇液態(tài)水，油料易碎，處理量大時失效快適用于處理量大而含水量不大的情況活性氧化鋁法及活性鋁礬土吸附能力較好，再生溫度低，在液態(tài)水中不易碎活性喪失較快，特別酸性氣體多時適用于含酸性氣體少的煤氣分子篩吸附能力較好，對高酸性氣體的脫水可用抗酸性分子篩成本稍高適用于處理量較大，露點降要求高的氣體 溶劑吸收法液體吸水劑（溶劑）吸收法所用設(shè)備費最少。液體吸水劑應(yīng)滿足以下要求：（1） 在較大的水濃度范圍內(nèi)吸水能力大；（2） 操作時水蒸氣的壓力低；（3） 水溶液沒有腐蝕性；（4） 粘度較低；（5） 具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；（6） 容易再生；（7） 無毒；（8） 反應(yīng)熱和溶解熱小。常用的液體吸水劑有氯化鈣水溶液、氯化鋰水溶液、甘醇醇胺、二甘醇及三甘醇等。各種吸水劑特點見表。幾種吸水劑的特點吸水劑優(yōu)點缺點使用情況氯化鈣水溶液1． 成本低；2． 耗量?。ǎ?． 能用于高寒地帶；。1． 遇水乳化；2． 產(chǎn)生電解腐蝕；3． 露露點降低（1120℃）；4． 與H2S發(fā)生沉淀。逐漸淘汰氯化鋰水溶液1． 吸水能力大；2． 腐蝕性?。?． 有殺菌力，可使處理煤氣消毒；4． 不易加水分解；5． 露點下降大（2237℃）。1． 價格較高；2． 工業(yè)產(chǎn)品含不純物時引起腐蝕。適用于空氣調(diào)節(jié)，用于煤氣脫水較少甘醇醇膠法(一乙醇胺1030%,二甘醇6085%，,水5%)1． 同時脫除COH2S和水；2． 甘醇可降低醇胺的發(fā)泡；3． 一步凈化和脫水；。1． 比三甘醇攜帶損失大；2． 再生溫度高，H2S腐蝕嚴重；3． 露點下降少；。使用于一些要求露點不高的煤氣中；二甘醇(一縮二乙二醇)1． 較穩(wěn)定；2． 濃溶液不凝固；3． 正常操作存在H2S、CO2時穩(wěn)定；4． 吸容量大；5． 攜帶損失?。?． 檢修安裝較容易；7． 處理量靈活；。1． 攜帶損失比三甘醇大；2． 再生濃度為95%；3． 初期投資大；。逐漸被三甘醇法取代；三甘醇(二縮三乙二醇)1． 比二甘醇的全部優(yōu)點更優(yōu)越；2． 再生濃度高達99%以上；3． 露點降比上述方法都高（2858℃）。1． 需加消泡劑以避免輕油存在時發(fā)泡；2． 溶劑在市場供應(yīng)上不如二甘醇多；3． 初期投資大；。廣泛使用通過上述比較可知，三甘醇法和冷卻法各有其優(yōu)點，三甘醇法是普遍采用的方法。由于本項目低溫甲醇洗需冷量，有40℃級的制冷裝置，也是一種可選用的方法。選用這種方法的前提是低位熱能足夠富裕。兩種方法究竟選用何種工藝待下階段做更詳細工作后最后確定?？裳袝喊蠢鋮s法考慮。 主要裝置技術(shù)來源 碎煤固定床干法排灰加壓氣化技術(shù)、耐硫耐油變換技術(shù)、低溫甲醇洗凈化技術(shù)、異丙醚脫酚技術(shù)。碎煤固定床干法排灰加壓氣化。原東德稱PKM煤氣化，捷克稱ZVU煤氣化技術(shù)。該技術(shù)20世紀30年代由德國公司開發(fā)，隨后在德國、英國、蘇聯(lián)、捷克、南斯拉夫、南非等建有近200余臺氣化爐，特別是南非建有100余臺，現(xiàn)在運行的還有97臺用于生產(chǎn)油品。在美國上世紀80年代初，在大平原第一期建了14臺氣化爐用于煤制天然氣。在中國上世紀70年代末引進德國氣化技術(shù)，用5臺氣化爐生產(chǎn)30萬t/a合成氨，80年代蘭州煤氣廠，沈陽煤氣廠引進提克氣化技術(shù)和氣化爐8臺，哈爾濱煤氣廠引進原東德PKM公司氣化爐5臺，90年代中，義馬煤氣廠用政府貸款方式，引進澳大利亞碎煤加壓氣化爐3臺，現(xiàn)已擴建至5臺。 在中國為了開發(fā)這項煤氣化技術(shù)，60年代初到70年代東北煤氣化研究所建了一套工業(yè)試驗裝置。對沈北褐煤等煤種進行了氣化試驗，取得了一套完整數(shù)據(jù)。上世紀80年代初中國煤炭科學(xué)研究院又建了一套試驗裝置，對哈爾濱長焰煤、龍口褐煤及蔚縣煙煤等煤種的試燒。在上述技術(shù)開發(fā)和消化吸收各種氣化爐的基礎(chǔ)上在上世紀的國家“七五”“八五”把碎煤加壓氣化列為國家重點攻關(guān)項目，耐硫耐油變換催化劑和有關(guān)技術(shù)，低溫甲醇洗熱力學(xué)，相平衡數(shù)據(jù)測定，異丙醚萃取脫酚技術(shù)。化二院是主要承擔單位，參加單位有化工部南京研究院，上?；ぱ芯吭?、東北煤氣化研究所、太原重機廠、太原化肥廠。，試驗完后此爐移交云南解化用于合成氨生產(chǎn)，在此開發(fā)基礎(chǔ)上，化二院完成了天脊第五臺爐氣化爐設(shè)計，義馬煤氣廠3臺氣化爐設(shè)計。并順利建成投產(chǎn)，當前正為新疆廣匯設(shè)計14臺氣化爐。耐硫耐油變換技術(shù)首先用于哈爾濱煤氣廠，隨后又用于云南解化技改，義馬煤氣廠。低溫甲醇洗技術(shù)先后用于天脊化肥廠擴建改造，云南解化擴建改造，義馬煤氣廠二期150萬Nm3/d 城市煤氣。神華寧夏煤業(yè)集團25萬t/a甲醇等項目。 甲烷合成技術(shù)來源 ～6MPa下300700℃，將HCO合成甲醇技術(shù)，70年代開發(fā)成功，80年代初在美國大平原建成389萬Nm3/d合成天然氣工廠。技術(shù)成熟、可靠。 硫回收技術(shù)來源硫回收技術(shù)很多，但能滿足當今環(huán)保要求技術(shù)的還不多，建議選用金陵石化或齊魯石化開發(fā)的CluasSCOT硫回收工藝技術(shù)。 工藝裝置綜述碎煤加壓煤氣化氣體經(jīng)煤氣冷卻及低溫甲醇洗可以將大部分有害氣體組分脫除干凈，在低溫甲醇洗出口凈化氣體中主要有CO、HCHCON凈化氣進入甲烷化裝置生產(chǎn)出甲烷，經(jīng)干燥送往管道。加壓氣化、煤氣冷卻分離的煤氣水送至煤氣水分離裝置分離出焦油、中油、石腦油，剩余的含酚污水至酚回收、氨回收得到粗酚、液氨后廢水送生化處理裝置，處理達標后作為補充水，反滲透濃水送蒸發(fā)裝置，蒸發(fā)產(chǎn)生的濃鹽水去焚燒爐焚燒。低溫甲醇洗分離出來的酸性氣體在硫回收裝置生產(chǎn)硫磺，尾氣送至煙囪達標排放。具體各裝置的流程順序見方塊流程圖。 裝置簡述 備煤 設(shè)計任務(wù)及設(shè)計范圍備煤系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)是為48臺氣化爐提供合格的原料煤以及為8臺鍋爐提供合格的燃料煤；其設(shè)計范圍是從火車卸車機開始至造氣廠房氣化爐頂貯煤倉及鍋爐系統(tǒng)的煤倉上部為止；內(nèi)容包括原料煤、燃料煤的卸車、上煤、貯存、粉碎、篩分及運輸。 概述原煤由離本廠480Km600Km煤礦定點通過巴新鐵路供給，運輸方式為鐵路運輸。原燃料煤由儲煤場儲存，儲量為360000噸。根據(jù)氣化爐及鍋爐用煤量計算的耗煤量如下：煤 種年用量（萬t/a）日用量（t/d）小時用量（t/h）運輸方式原料煤4275869673917827979火車燃料煤59918000748火車 系統(tǒng)工藝流程 原煤卸料系統(tǒng)火車運進廠內(nèi)的原煤，由翻車機或螺旋卸車機卸進卸煤槽內(nèi)，經(jīng)煤槽下部的葉輪給煤機、帶式輸送機，分別將原煤給進燃料煤補充倉和原煤儲煤場中貯存。 氣化備煤系統(tǒng)篩分廠房緩沖倉中0~50mm的煤由振動給料機定量地給至弛張篩進行篩分，8mm5mm的合格原料煤由帶式輸送機轉(zhuǎn)運輸送到氣化爐頂緩沖倉貯存，緩沖倉可以貯存4小時的用煤量。8mm5mm的碎煤作為鍋爐燃料煤進入鍋爐備煤系統(tǒng)帶式輸送機。詳見備煤工藝流程圖。 控制方式本系統(tǒng)采用PLC集中控制與就地操作相結(jié)合的控制方式。在每個系統(tǒng)的帶式輸送機上均設(shè)有電子皮帶秤對系統(tǒng)能力進行計量。 工作制度。備煤系統(tǒng)均為三班工作制，每班工作8小時。 動力消耗本系統(tǒng)總裝機容量為25640 kW，,其中高壓10000V裝機容量約15650kW。 環(huán)境保護及三廢處理備煤系統(tǒng)對產(chǎn)生粉塵大的破碎篩分設(shè)備設(shè)置了除塵裝置，, 經(jīng)除塵后廢氣排放濃度達到國家規(guī)定的排放標準120mg/m3。在棧橋上設(shè)有水沖洗地坪設(shè)施。 碎煤加壓氣化 流程簡述碎煤加壓氣化裝置由氣化爐及加煤煤鎖和排灰灰鎖組成，煤鎖和灰鎖均直接與氣化爐相聯(lián)接。裝置運行時，煤經(jīng)由自動操作的煤鎖加入氣化爐，入爐煤從煤斗通過溜槽由液壓系統(tǒng)控制充入煤鎖中。煤斗的容量可供四小時用，它裝有料位測量裝置。裝滿煤之后，對煤鎖進行充壓，從常壓充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖再卸壓至常壓，以便開始下一個加煤循環(huán)過程。這一過程實施既可用自動控制，也可使用手動操作。用來自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來自氣化爐粗煤氣使煤鎖分兩步充壓；煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜，并由煤鎖氣鼓風機送往燃料氣管網(wǎng)。減壓后，留在煤鎖中的少部分煤氣，用噴射器抽出。經(jīng)煤塵旋風分離器除去煤塵后排入大氣。氣化劑——蒸汽、氧氣混合物，經(jīng)安裝在氣化爐下部的旋轉(zhuǎn)爐蓖噴入，在燃燒區(qū)燃燒一部分煤，為吸熱的氣化反應(yīng)提供所需的熱。在氣化爐的上段，剛加進來的煤向下移動，與向上流動的氣流逆流接觸。在此過程中，煤經(jīng)過干燥、干餾和氣化后，只有灰殘留下來，灰由氣化爐中經(jīng)旋轉(zhuǎn)爐蓖排入灰鎖，再經(jīng)灰斗排至水力排渣系統(tǒng)?；益i也進行充壓、卸壓的循環(huán)?；益i擁有可編程控電子程序器，也可手動操作。充壓用過熱蒸汽來完成。為了進行泄壓，灰鎖接有一個灰鎖膨脹冷凝器，其中充有來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水。逸出的蒸汽在水中冷凝并排至排灰系統(tǒng)。氣化所需蒸汽的一部分在氣化爐的夾套內(nèi)產(chǎn)生，從而減少了中壓蒸汽的需求。為此向氣化爐夾套中加入中壓鍋爐給水，氣化爐中產(chǎn)生的蒸汽 經(jīng)汽／液分離器送往氣化劑系統(tǒng)，蒸汽／氧氣在此按比例混合好噴射入氣化爐。離開氣化爐的粗煤氣以CO、HCHH2O和CO2為主要組分。還有CnHm、N硫化物(H2S)、焦油、油、石腦油、酚和氨等眾多氣體雜質(zhì)。氣化爐為帶夾套的Φ4000型，每臺氣化爐有一臺煤鎖、一臺灰鎖、一臺洗滌器和一臺廢熱鍋爐與之配套。煤鎖和灰鎖裝卸料的頻率取決于產(chǎn)氣量。離開氣化爐的煤氣首先進入洗滌冷卻器，在此，煤氣用循環(huán)煤氣水加以洗滌并使其飽和。洗滌冷卻器的用途首先是將煤氣溫度降至200℃左右，其次是除去可能夾帶的大部分顆粒物。飽和并冷卻后的煤氣進入廢熱鍋爐，(表壓)低壓蒸汽來回收一部分煤氣中蒸汽的冷凝熱。在廢熱鍋爐下部收集到的冷凝液的一部分，用洗滌冷卻器循環(huán)泵送出。多余的煤氣水送往煤氣水分離裝置。離開氣化工段的粗煤氣在壓力2910kPpa(g)、溫度180℃飽和狀況下，通過粗煤氣總管進入煤氣變換冷卻工段。煤鎖氣回收系統(tǒng)供所有氣化爐系列所用。來自氣化爐的煤鎖氣送到文氏管洗滌器，在此與由煤鎖氣分離器來的洗滌水接觸，洗滌水由煤鎖氣洗滌泵進行循環(huán)。煤鎖氣柜用于平衡，收集不穩(wěn)定的煤鎖氣，這些煤鎖氣收集后經(jīng)壓縮送往主系統(tǒng)。分離后一部分煤氣水排往煤氣水分離裝置，所需的補充水為來自煤氣水分離裝置的噴射煤氣水。在開停車和事故操作期間，來自碎煤加壓氣化的煤氣進入火炬系統(tǒng)。這些粗煤氣含有雜質(zhì)和冷凝液（煤氣水），首先在開車煤氣洗滌器用來自開車煤氣分離器的煤氣水，靠開車煤氣洗滌水泵循環(huán)洗滌。開車煤氣洗滌器和開車煤氣分離器所用的低壓噴射煤氣水均來自煤氣水分離工段，過量的煤氣水將用泵送回煤氣水分離工段。通過火炬氣氣液分離器的火炬氣將通過火炬筒，在火炬頭部用導(dǎo)燃器點火燃燒，火炬采用分子封作為火焰擋板，并連續(xù)不斷地向火炬筒注入氮氣，供吹掃用。氣化過程的控制和緊急停車系統(tǒng) 在整個控制設(shè)計中，變換前粗煤氣總管處的壓力記錄控制器（pRC）乃是生產(chǎn)過程的總控制器。它輸出的信號經(jīng)分配繼電器和最大、最小閉鎖裝置傳到安在供氣管線（去每臺氣化爐）上的流量比例調(diào)節(jié)器。在煤氣產(chǎn)量波動或者在后續(xù)裝置臨時停車時，粗煤氣總管中的壓力總是保持在恒定壓力水平上。 下列裝置將鏈接于緊急停車系統(tǒng)和關(guān)斷每臺氣化爐蒸汽、氧氣的供應(yīng)：——氧氣總管壓力過低，——蒸汽總管壓力過低，——煤