【文章內容簡介】 A”級標準。，符合國家GB－2449－92標準。年操作時間為300天。二甲醚、甲醇和硫磺產品規(guī)格如下：　　　　　　　液態(tài)密度表溫度（攝氏度）0c102030405060密度（kgm）蒸氣壓表溫度（攝氏度）0c01020304050壓力Mpa（ata）產品質量指標表名稱二甲醚甲醇水份氣味含量（％）≥≤≤無異味燃料二甲醚標準：目前國內還沒有制定燃料二甲醚的產品標準，僅有部分地方標準，本工程燃料二甲醚標準按二甲醚含量要求＞98%設計?！　　　　〖状紘覙藴剩℅B338－92）　　項目優(yōu)級品一級品色度（鉑－鈷）≤5≤5密度（200c），g/cm3～～溫度范圍（101325pa），0c～～沸程（177。），0c≤≤高錳酸鉀試驗，min≥50≥30水溶性實驗澄清澄清酸度（以HCOOH計），％≤≤堿度（以NH3計），％≤≤羰基化合物（以CH2O計），％≤≤蒸發(fā)殘渣量，％≤≤硫磺國家標準（GB－2449－92）項目單位　指標硫%wt＞水分Ppm＜灰分Ppm＜酸度（以硫酸計）％＜鐵％＜砷％＜有機物％＜第五章工藝技術裝置及設備方案本項目采用以煤為原料，甲醇為中間產品生產二甲醚，主要由備煤、空分、煤氣化、變換、酸性氣體脫除、硫回收、甲醇合成及精餾等工序構成。下面對以上工序分別進行比較和選擇。根據建設項目就近可供應的原料煤情況，由于煤質的灰分較高，平均在27%左右，灰溶點也較高的原因，本項目初步選擇采用粉煤氣化工藝。（１） 國外氣化工藝技術概況以煤為原料的氣化方法主要有固定床和流化床、氣流床等?！锕潭ù矚饣夹g固定床氣化技術在我國運用較廣，較為先進的有魯奇（Lurgi)氣化技術，此技術經過英國煤氣公司和魯奇公司聯合攻關，開發(fā)一種新爐型－BGL爐，變干粉排渣為熔融排渣，氣化效率和氣體成分有了很大改進，污染問題也有所改善?，F有一臺工業(yè)示范爐在德國運行，用于處理城市垃圾，所用原料為各種城市垃圾、廢塑料和煙煤。但因氣化溫度變化不大，生成氣中甲烷及氮氣含量大，不宜做成氣；但其熱值較高，用于做城市煤氣較好。★流化床氣化技術流化床氣化技術主要有德國溫克勒（Winkler）流化床粉煤氣化技術。該技術壓力較低，建有生產燃料氣的裝置，目前沒有生產合成氣的裝置?！餁饬鞔矚饣夹g氣流床氣化技術有美國德士古氣化（Texaco）氣化技術，荷蘭殼牌謝爾（shell）粉煤加壓氣化技術和德國未來能源（Future energy）的氣化技術（GSP）。（２） 國內氣化工藝技術概況★固定床氣化固定層間歇氣化技術，該技術投資低，技術成熟，目前我國小氮肥、小甲醇廠90%以上采用該工藝生產。該技術氣化效率低，單爐產氣量少，常壓間歇氣化，吹風過程中的放空氣對環(huán)境污染嚴重，每噸合成氣的吹風放空氣量達2800－3100立方米。該技術在國外已被淘汰。國內固定床氣化還有富氧連續(xù)氣化技術，雖然該技術連續(xù)氣化無吹風氣排放，污染較少，但只能采用焦炭或無煙煤作原料，原料價格高；且生成氣中氮氣含量高，不適合作合成甲醇的原料氣。★流化床氣化國內流化床氣化主要有中科院山西煤化所開發(fā)的灰熔聚流化床粉煤氣化技術，該技術可用多種煤質作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100oC下氣化，固體排渣，無廢氣排放。該技術工業(yè)示范裝置已于2001年在陜西城固氮肥廠建成。其煤種適應性廣，操作溫度約為1000oC,（G）。氣化爐是一個單段流化床，結構簡單，可在流化床內一次實現煤的破粘、脫揮發(fā)份、氣化、灰團聚及分離、焦油及酚類的裂解。帶出細粉經除塵系統(tǒng)捕集后返回氣化爐，再次參加反應，有利于碳利用率的進一步提高。產品氣中不含焦油，含酚量低。碳轉化率為90%。主要的缺點是合成氣中（CO＋H2）為68～72%，有效氣體成分較低，其次是氣化壓力低、單爐產氣量小?！锒鞯路勖簹饣鞯路勖簹饣夹g，在朝鮮有30多年的運行經驗，適用于灰分不大于40%的褐煤、長焰煤、不粘或弱粘結的煤粉（0～10mm）。氣化劑采用蒸汽和富氧，富氧分為兩段加入氣化爐，在常壓下進行氣化反應，反應溫度為1000～1100oC,固態(tài)排渣，無廢氣排放。氣化爐無爐篳空筒氣化，操作可靠，氣化爐運轉率可達92%。單爐產量有10000Nm3/h,20000Nm3/h, 40000Nm3/h等。合成氣（CO+ H2）為62～65%, CO2為27～28%,其它為惰性組合。由于氣化劑為富氧，故合成氣中氮氣含量高，故此合成氣適用于作為合成氨原料氣。主要的缺點也是有效氣體成分較低、且含氮高，氣化壓力低、單爐產氣量小?！餁饬鞔矚饣覈簹饣夹g科研人員經過多年努力研究，開發(fā)出了具有中國知識產權的煤氣化技術，即華東理工大學會同魯南化肥廠等單位合作開發(fā)的水煤漿四噴嘴撞擊流氣化技術，該技術氧耗、煤耗比德士古氣化技術低，碳轉化率可達98%，有效氣體成分（CO+ H2）為83～85%,這些指標均比德士古氣化技術高。采用該技術建立的日處理煤量20噸的工業(yè)性試驗裝置已運轉400小時以上，并經過72小時考核，取得了國家專利，經過科技部組織的評審和驗收，并被列入《國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）》，為當前國家能源的調整提供商業(yè)化的可靠技術。德州恒升公司大氮肥國產化工程及兗州集團年產２４萬噸甲醇項目均采用了該技術。水煤漿四噴嘴撞擊流氣化爐和典型的德士古水煤漿氣化爐相比，硬件投資增加，但軟件投資可節(jié)省，相比之下，采用國內有自主知識產權的四噴嘴撞擊流氣化爐總投資低一些。原化工部臨潼化肥研究所（現西北化工院）早在60年代末就已開展水煤漿純氧氣化的研究，70年代初建立日處理50噸的氣化裝置。從水煤漿制備、純氧氣化、灰水處理等試驗中取得工藝流程的優(yōu)化，最終工藝條件的選擇、設備材料的選擇、自動控制，軟件開發(fā)等一系列工程數據。本世紀初該院又開發(fā)了焦煤水添加劑的混合煤漿氣化技術，已成功地應用于油氣化裝置的改造，建有工業(yè)化裝置，該技術現正在申請國家專利。為配合水煤漿氣化的研究試驗工作，洛陽材料研究所研究制成了水煤漿氣化的耐火磚，原化工部化工機械研究所開發(fā)了二流道、三流道的燒嘴，重慶熱工儀表研究所開發(fā)了適于水煤漿氣化的溫度計等。這一系列科研成果得到了化工部科技司、國家科委的大力支持和技術鑒定，為今后我國水煤漿氣化工程應用奠定了基礎，也為工程設計提供了基礎數據。(3)氣化技術的比較與選擇目前，在大型煤氣化過程中主要采用水煤漿氣化（國產化對置式多噴嘴）和Shell 、GSP粉煤氣化工藝，現將各種先進氣化技術比較見下表。　　　　　　　　大型氣化技術比較表　　項目對置式多噴嘴ShellGSP氣化壓力，MPa～～～氣化溫度oC1300～14001400～16001400～1600單爐最大能力噸煤/天500～20002000500～2000氣化爐型式熱壁式、四噴嘴冷壁爐、四噴嘴冷壁爐、四噴嘴進煤方式水煤漿濃度＞60%泵送煤粉用氮氣輸送粒度９０％＜90μm煤粉用氮氣輸送粒度９０％＜90μm熱回收方式激冷、廢鍋廢鍋激冷排渣液態(tài)排渣液態(tài)排渣液態(tài)排渣碳轉化率％96～98＞99＞99有效成份（CO+ H2）較高＞80%高＞90%＞90%凈化氣中惰性氣含量＜%5%５％噸甲醇耗煤量（干，馳放氣氫回收時）～～～氧氣用量高（比shell爐高～15%）較低中工業(yè)化裝置數211在中國已投產/在建的工業(yè)裝置20/130/0環(huán)境影響友好友好友好投資（含空分）較低高（比對置式多噴嘴高～15%）較低設備國產化率高低低建設周期較短較長（比對置式多噴嘴爐長半年以上）較短雖然對置式多噴嘴水煤漿氣化工藝技術的投資較省，但由于****煤田供給本項目的原料煤灰及灰熔點相對較高，不適宜本項目采用。粉煤氣化具有煤種適應范圍較廣的特性，Shell 和GSP的各項技術指標均較相近，但是Shell工藝的建設投資相對較高，所以本項目推薦采用GSP工藝技術。(4)備煤該系統(tǒng)由３條生產線組成，每條生產線的加工能力大約煤炭進料總量的７５％，其中兩條生產線處于運行狀態(tài)，一條生產線備用。對于密相流給料系統(tǒng)來說，使用二氧化碳作為載氣并且用來為閉鎖料斗加壓。研磨和干燥系統(tǒng)：備煤系統(tǒng)包括三臺立式的輥磨機、兩個煤炭料倉、兩個輸送系統(tǒng)，每臺氣化爐各配置一個。第三臺立式的輥磨機可以針對每個煤炭料倉的情況靈活使用。經過預選的粒徑大約為0－50毫米原料煤，送入輥磨機中進行研磨，并在此用熱氣體進行干燥。磨碎的干煤粉被送到分級機進行分級。成品煤粉經下游的過濾器分離，送入干煤倉。經過研磨、干燥和分級后的煤粉需達到以下標準：含水量須低于2%（重量）；粒度：　　　　　　50%～90%＜65μm 100%＜200μm(5)氣化島氣化島包括兩臺氣化爐，每臺氣化爐都有自己的粉煤給料系統(tǒng)，氣化爐系統(tǒng)包括急冷單元、粗合成氣洗滌單元以及煤渣排放單元?！锓勖航o料系統(tǒng)：來自干煤倉的經過預處理的粉煤被輸送到氣化爐的密相流給料系統(tǒng)。每條氣化爐輸送線依次由一個常壓煤倉、四個閉鎖料斗和一個給料機容器組成。粉煤通過氣力輸送方式送到每條氣化線頂部的煤倉。氣化裝置中直接存儲的粉煤大約能夠滿足兩個小時運行的需要，所以能夠確保對閉鎖料斗進行迅速和連續(xù)的裝填。所有流入煤倉的氮氣在排放到大氣之前都利用煤倉的過濾器將其中夾帶的煤粉顆粒清除掉。為了控制進入氣化爐的粉煤流量，就必須使得粉煤進入一個壓力系統(tǒng)，而該壓力系統(tǒng)的壓力必須高于反應器的壓力。使用四個閉鎖料斗來控制壓力、閉鎖料斗以交替方式工作，以便控制給料機容器中的粉煤料位。粉煤沉降在煤倉中，而載氣和吹掃氣體則通過煤倉頂部的過濾器排放到大氣中，此時氣體中粉塵的殘余含量低于50mg/。當閉鎖料斗裝滿時，就用吹掃氣體（CO2）加壓，隨后排放到給料機容器中。然后利用給料機容器渦軸中的載氣（CO2）對粉煤進行局部流化，而粉煤輸送線就安裝在給料機容器中。粉煤以密相流的形式從給料機容器經由喂料線（共三條喂料線）輸送到氣化爐頂部的主燃燒器。粉煤輸送時的懸浮密度大約為400kg/m3,所以需要的載氣流量很小。必須根據氣化工藝的要求，對提供給氣化爐的粉煤的質量流量進行測量、控制和監(jiān)視。給料機容器和氣化爐反應室之間的壓差用來控制粉煤的質量流量。在密相流輸送中，由于粉煤/載氣混合物的流動阻力比較高，－。對吹掃氣體（CO2）和干煤的溫度需要特別注意。所有容器和減壓設備都用熱水供熱。(6)氣化煤粉、氧氣（%）和蒸汽通過氣化爐頂部和主燃燒器以并流方式送入氣化爐反應室中。，溫度高于灰渣熔器融溫度的狀態(tài)下發(fā)生局部氧化反應，生成含氫氣、一氧化碳等組分的粗合成氣以及流化態(tài)液態(tài)爐渣。下游的氣體冷卻段（界區(qū)外）中產生的氣體冷凝液重新循環(huán)到氣化工段中，用作文丘里洗滌器中的洗滌水以及隨后的急冷水。排放的急冷水、文丘里洗滌器的溢流水、以及來自灰渣排放單元的水都被送到黑水處理裝置。經過處理之后，大部分的預清潔水循環(huán)到流程中供以后用作急冷水。其余的水在車間外進行進一步的清潔，以便能夠排放到廠外的下水道系統(tǒng)中。高溫粗合成氣和液態(tài)灰渣以并流的方式離開氣化爐的反應室，垂直朝下流動，直接進入急冷段，粗合成氣在急冷段中通過噴水的方式進行冷卻和飽和。熔融的灰渣在急冷容器底部的水浴中冷卻，并且最終形成固體顆粒。在氣化爐頂部用于煤粉和引火火焰的燃燒的聯合燃燒器，配置了火焰檢測和點火設備。承受高熱載荷的燃燒器部件利用燃燒器的冷卻回路進行強制冷卻，該回路包括一個緩沖容器、一個冷卻器以及冗余的燃燒器冷卻回路（BCC）泵。氣化爐的控制是全自動的。一般來說，粗合成氣的產量以及其和下游工藝相關的特性將能夠控制進入氣化爐的煤粉的質量流量。用于氣化的氧氣需求量的初始設定值是由燃料的質量流量來控制的。對于負荷的變化，需要對氧氣/燃料之比進行精細調節(jié)。氣化溫度主要由液態(tài)灰渣的特性來決定。(7)灰渣的處理從氣化爐急冷段排出的灰渣，經過破渣機掉入裝有水的加壓閉鎖料斗中。掉入的灰渣使得水位上升，當該閉鎖料斗裝滿時，　上部的隔斷閥關閉。經減壓，下部的隔斷閥開啟，灰渣和水排放到灰渣收罐中。此時來自沖洗容器的水開始一個新的工作周期，對閉鎖料斗進行沖洗，并且重新注水。大部分的灰渣在灰渣接受罐中沉降，利用牽引鏈輸送機排放出去。灰渣排放系統(tǒng)攜帶的水被送到黑水處理裝置?；以欧畔到y(tǒng)中所需要的水則從黑水處理裝置循環(huán)到沖洗容器。(8)粗合成氣洗滌系統(tǒng)急冷段的下游連接了一個粗合成氣洗滌系統(tǒng)。出急冷段的粗合成氣在兩個連續(xù)的文丘里洗滌器中和水充分混合，利用旋風分離器將粗合成氣流中的水和固體顆粒脫除。洗滌器工作時采用來自下游氣體冷卻段的氣體冷凝水。洗滌器的排放水直接進入急冷水容器，以便和循環(huán)的廢水匯合在一起再次充當急冷水。在分離器的下游具有一個緊急減壓功能的快速火炬系統(tǒng)將粗合成氣排放到大氣，氣體必須經過燃燒后才能放空。經過氣體洗滌系統(tǒng)的粗合成氣進入氣體冷卻系統(tǒng)進行冷卻，除了最終冷卻器（冷卻溫度低于130 oC,）出來的冷卻水外，氣體冷凝水都被送到氣體冷凝水容器中。大多數的氣體冷凝水作文丘里洗滌器單元的循環(huán)水，部分用急冷水泵循環(huán)到急冷水噴槍用作冷卻水。（9）黑水處理黑水處理裝置包括閃蒸冷卻單元（兩條線路，每條線路都具有一個兩步冷卻系統(tǒng)）和真空泵站、絮凝劑配料站以及沉降池，還包括淤渣容器和用于淤渣脫水的壓濾機單元、以及帶有循環(huán)泵和污水泵的循環(huán)水罐和污水罐。急冷工段的液體產物、來自灰渣排放單元的水、來自文丘里洗滌器的洗滌水。經過加壓的黑水首先送到閃蒸容器，將大多數的氣體組分脫除。經過預處理的黑水通過一個沉降池中被清