【正文】 10% 。 MPag。（10）粗合成氣中甲烷含量 16QIC0013： 50～150 PPM。（7）渣含碳量＜1％。 合成氣冷卻器出口溫度 13TI00I8：＜360℃。 c、精確計(jì)量氣流床部分氧化反應(yīng)要求入爐物料精確計(jì)量，Texaco 爐很易做到，而干法氣化難以做到精確計(jì)量。從以上工藝性能比較可看出，本項(xiàng)目殼牌干煤粉氣化較 GSP 干煤粉氣化工藝及德士古水煤漿氣化有較多優(yōu)點(diǎn)。c、碳的轉(zhuǎn)化率德士古法有效氣體成份 80％。b、氧氣消耗在德士古氣化爐內(nèi)需用氧氣供煤燃燒，然后將煤水懸浮液中的水分蒸發(fā)過熱到 1300～1400℃的溫度。而 SHELL 已有成熟的2022 t/d 投煤量氣化爐。 （9）盡管 GSP 工藝專利商介紹，其 720 t/d 示范裝置有 4 年褐煤運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但無運(yùn)行其它煤種經(jīng)驗(yàn)，也缺乏褐煤運(yùn)行的生產(chǎn)記錄。而 SHELL 煤氣化工藝采用干法除塵＋濕法洗滌，有效保證原料氣中灰塵含量小于 1 mg/Nm3。而 SHELL 煤氣化采用單獨(dú)的開工燒嘴，正常生產(chǎn)停止運(yùn)行。（2）GSP 工藝采用頂部單噴嘴火焰較長，爐內(nèi)溫差的不均勻性較大，易影響激冷室設(shè)備材料的使用壽命，同時(shí)負(fù)荷調(diào)節(jié)余地小，SHELL 工藝采用 4 個(gè)，對稱布置的燒嘴進(jìn)料，爐內(nèi)火焰短，溫差均勻，易于水冷壁掛渣，負(fù)荷調(diào)節(jié)余地較大。系統(tǒng)排出的融渣和飛灰含碳低，可作為水泥等建筑材料，堆放時(shí)也無污染物滲出。 （6）熱效率高。商業(yè)化運(yùn)行單臺(tái)爐日處理煤量已達(dá) 2022 噸，目前，正在設(shè)計(jì)更大規(guī)模的裝置。配套空分裝置規(guī)模相對縮小，投資也可相應(yīng)降低。煤氣中甲烷含量極少，不含重?zé)N，CO+H 2 達(dá)到 90%。該煤氣化裝置用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電經(jīng)過 3 年示范運(yùn)行，已于 1998 年 1 月正式交付用戶使用，氣化裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá) 95％，其負(fù)荷可在 40～100％之間調(diào)整，生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)表明已達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。Shell 干煤粉氣化工藝：殼牌（Shell）干煤粉氣化工藝是殼牌（Shell）公司開發(fā)的煤粉氣化工藝，具有鮮明的技術(shù)特色，是當(dāng)前先進(jìn)的第二代煤氣化工藝。由于水煤漿中含有35～40% 水分，因而氧氣用量較大。（4）合成氣質(zhì)量較好。（3）氣化技術(shù)成熟。除了含水高的褐煤以外，各種煙煤、石油焦、煤加氫液化殘?jiān)勺鳛闅饣希阅贻p煙煤為主，對煤的粒度、粘結(jié)性、硫含量沒有嚴(yán)格要求。2．德士古(Texaco) 水煤漿氣化工藝Texaco 水煤漿氣化工藝為第二代先進(jìn)煤氣化技術(shù)。燒嘴外層為煤粉、中層為氧氣和蒸汽、內(nèi)層為點(diǎn)火燃料氣，為保證穩(wěn)定燃燒，在正常運(yùn)行中采用粗合成氣作為常明燈燃料。（4）氣化系列配置在工業(yè)裝置中采用單系列，日投煤量可到 720 噸，不設(shè)備用系列，同時(shí)正在開發(fā)投煤量為 2022t/d 裝置。GSP 煤氣化技術(shù)與其他氣化技術(shù)相比，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）原料的適用性GSP 可以使用固體（干煤粉或垃圾） 、液體（焦油等） 、氣體（天然氣等）為原料，原則上可以處理各種各樣的煤和廢物。氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火磚襯里，維護(hù)量較少，氣化爐利用率高，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，無需備用爐，氣化爐及內(nèi)襯使用壽命在 10 年以上。氣化溫度約 1400～1600℃，氣化壓力～ MPa，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為75～110％，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá) 99%以上，產(chǎn)品氣體潔凈，不含重?zé)N，甲烷含量極低，煤氣中有效氣體(CO+H 2)～90%。目前國內(nèi)已有湖北雙環(huán)、廣西柳化、大連大化、中石化湖北分公司、洞氮、安慶、云南云天安、云南沾化、大唐國際等多套裝置在建或已簽合同。1984 年在黑水泵廠建成了單爐每天投煤量 720 噸的示范裝置，該裝置于 1989 年原料改用廢油、焦油等各種漿狀廢料進(jìn)行。而且煤氣化排水中含有較多的焦油、酚類、氨等物質(zhì)，需要配置龐大污水處理裝置，才能達(dá)到環(huán)保的排放要求，因此 Lurgi 煤氣化工藝用于生產(chǎn)合成氣時(shí)后處理工藝復(fù)雜，不經(jīng)濟(jì)。氣化壓力 MPa，溫度在 900~1050℃之間，采用固態(tài)排渣方式運(yùn)行。該技術(shù)成熟可靠，投資較省，設(shè)備全部國產(chǎn)化，但需用無煙塊煤或型煤，生產(chǎn)強(qiáng)度小， “三廢”排放量大，原料利用率低，能耗較高。如沒有利用離心力的方法，則要求將煤磨得很細(xì)。由于反應(yīng)物在離開火焰高溫區(qū)后，氣化反應(yīng)進(jìn)行的速度大大下降，所以，原料煤粒度越細(xì)越好。但是，蒸汽煤比也不能過高，因?yàn)闋t溫的降低將不利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行。這樣，由于，水蒸汽或二氧化碳帶入的氧原子數(shù)應(yīng)該計(jì)算在 O/C 比值內(nèi)，所以參加反應(yīng)的實(shí)際 O/C 比值大于 1；而氧氣的用量小于理論值。 C + CO2 = 2CO C + H2O(g) = CO + H2 這兩個(gè)反應(yīng)比完全氧化反應(yīng)慢很多，所需的反應(yīng)時(shí)間是完全反應(yīng)時(shí)間的數(shù)百倍。從粉煤部分氧化的化學(xué)方程可知： CmHn +O2 = mCO + H2 + 熱量 ??2氧的理論用量應(yīng)該是氧原子數(shù)與煤中的碳原子數(shù)相等。但是，爐溫的提高也受到其它條件的制約。1．煤氣化本質(zhì) 煤氣化過程的實(shí)現(xiàn)，必須有氣化爐，其畫原料和氣化劑。根據(jù)國務(wù)院規(guī)定，每周實(shí)行 40 小時(shí)工作制，因此生產(chǎn)車間按四班制操作運(yùn)行按五班配備人員即五班四輪制。（3）回用水系統(tǒng)凈水站的過濾反洗排水部分回用于固體儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施沖洗和熱電站沖灰給水。（2）雨水潔凈廢水系統(tǒng)潔凈廢水系統(tǒng)收集鍋爐設(shè)備的冷卻排水，以及冷卻塔排水、公用工程反洗排水和雨水；除鹽水站的有壓濃鹽水用管架輸送入水池，以便被潔凈廢水均勻稀釋。供水壓力 MPa（G） 。（2）生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)給水總量為 150 m3/h，用于廠區(qū)生活用水 15 m3/h，其余供生產(chǎn)的設(shè)備沖洗等一次用水，供水壓力 MPa（G） ，要求水質(zhì)符合飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)，來源于（二期）除鹽水站并與一期該系統(tǒng)的管網(wǎng)連接。用電負(fù)荷約為 608 kW。對固體貯運(yùn)設(shè)施低壓負(fù)荷供電；C：循環(huán)水變電所：該變電所設(shè)置 2022 kVA 6/器 2 臺(tái)，2022 kVA 6/，采用兩兩組合，低壓系統(tǒng)采用單母線分段接線。本設(shè)計(jì)包括按一期規(guī)模除 C02 壓縮機(jī)不上、氣輪發(fā)電機(jī)不上，全廠循環(huán)水減少四臺(tái)循環(huán)水泵,廠前區(qū)不再上外,其它如甲醇裝置、煤氣化裝置、凈水站、除鹽水站、煤貯運(yùn)、熱電站均需新建，設(shè)計(jì)總需要負(fù)荷約為 28000 kW。對用于重要場合的開關(guān)閥（如煤鎖斗閥、渣鎖斗閥、灰鎖斗閥及煤粉三通閥等）采用特殊閥。若工藝要求氣源故障時(shí)，調(diào)節(jié)閥還應(yīng)正常工作，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并采用雙回路供電系統(tǒng)。F．控制閥調(diào)節(jié)閥的選用根據(jù)工況，分別選用單座閥、蝶閥、旋塞閥或套筒調(diào)節(jié)閥。根據(jù)不同的工況，也可采用其它類型儀表熱質(zhì)量流量計(jì)和靶式流量計(jì)等進(jìn)行流量測量。電磁流量計(jì)用于強(qiáng)腐蝕性或含 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12頁有固體顆粒的導(dǎo)電介質(zhì)的流量測量。除非工藝介質(zhì)有特殊要求，一般采用304 不銹鋼的保護(hù)管。 （2）ESD 系統(tǒng)所采用的 ESD 是一個(gè)基于微處理器技術(shù)的，具有高度安全性和可靠性，獨(dú)立于 DCS 之外的安全系統(tǒng)。3．空調(diào)設(shè)計(jì)說明（1）各分析室夏天設(shè)空調(diào), 冬季設(shè)采暖。（3）生產(chǎn)廠房及輔助設(shè)施采用熱水采暖，散熱器采用高頻焊繞制翅片散熱器；較遠(yuǎn)的輸煤棧橋采用蒸汽采暖，散熱器采用光管散熱器，凝結(jié)水考慮回收。其他輔助建筑可延續(xù)使用一期工程的原有建筑，這將節(jié)約部分固定投資。一般生產(chǎn)廠房則采用水泥砂漿樓地面。廠區(qū)建筑物按二類防水建筑和七度防震設(shè)計(jì)，建、構(gòu)筑物的平面和空間布置，除應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)、工人操作、維修、安全等要求外，尚應(yīng)綜合地結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，如防火、防爆、防腐蝕、防噪聲、防毒等因素合理布置。道路轉(zhuǎn)彎半徑為 12 m，道路結(jié)構(gòu)層依次為C30 水泥混凝土面層 20 cm，石灰渣土基層 30 cm。污水處理利用火炬南面的廠外污水處理廠。這樣布置使一二期煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，熱電站系統(tǒng)連成一體，有利于運(yùn)營和管理。 總平面布置本項(xiàng)目新建裝置和建、構(gòu)筑物包括：煤氣化裝置、硫回收裝置、甲醇裝置、空分裝置、火炬等工藝生產(chǎn)裝置和總降壓站、熱電站、循環(huán)冷卻水站、給水加壓站、除鹽水站、 廠區(qū)主控樓等輔助生產(chǎn)設(shè)施以及固體貯運(yùn)設(shè)施、甲醇成品罐區(qū)組成的工廠貯運(yùn)系統(tǒng)。本廠廠址位于市區(qū)的側(cè)風(fēng)向，使市區(qū)居民生活環(huán)境不受污染并可滿足防火安區(qū)要求。本設(shè)計(jì)的年產(chǎn) 50 萬噸甲醇項(xiàng)目布置在預(yù)留地上。礦區(qū)外圍 100 km 內(nèi)有隴海、京九、青阜三大鐵路干線交匯，區(qū)內(nèi)鐵路、 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁公路交織成網(wǎng)，并與國鐵、國道連接，具有優(yōu)越的地理位置和良好的交通運(yùn)輸條件。（2）充分依托一期工程及礦區(qū)現(xiàn)有的設(shè)施、社會(huì)力量和自然資源，包括利用礦井涌水資源；力爭少拆遷、少征地，努力減少工程建設(shè)投資，降低生產(chǎn)成本。在我國，目前合成氣用量最大的是化肥工業(yè)，尤其是中小合成氨廠幾乎均采用水煤氣工藝，由煤制合成氣作為合成氨原料。我國為提高城市煤氣的熱值也正在開發(fā)低熱值部分甲烷化。 近來研究表明，大部分化工原料（烷烴，烯烴，芳烴等）均可以從合 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁成氣直接合成，從而一次產(chǎn)物（如甲醇）又可進(jìn)一步合成更多產(chǎn)物，如下圖 11 所示。如今，國內(nèi)外正在把煤化學(xué)發(fā)展成以煤炭氣化為基礎(chǔ)的一碳化學(xué)工業(yè)，是煤化工由能源型轉(zhuǎn)向化工型。與此同時(shí)，還必將擴(kuò)大就業(yè)崗位，增加社會(huì)服務(wù)需求，促進(jìn)社會(huì)繁榮。抓住這個(gè)難得的機(jī)遇，把本地區(qū)的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，增加新產(chǎn)品，尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，把永城建設(shè)成能源重工業(yè)基地，是因地制宜發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的必由之路，既符合國家及省政府的發(fā)展戰(zhàn)略，也是永煤集團(tuán)保持企業(yè)持續(xù)發(fā)展之必要條件。 項(xiàng)目背景及投資必要性永煤集團(tuán)煤炭資源儲(chǔ)量大，煤質(zhì)為特低灰，特低硫、低磷、中高發(fā)熱量的低變質(zhì)無煙煤，是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)氣化、冶金、化工、動(dòng)力、環(huán)保用煤，產(chǎn)品在華東、華南地區(qū)及東南亞等國內(nèi)外市場均受贊譽(yù)。本區(qū)含煤地層為石碳二迭系，屬華北型含煤沉積。煤炭儲(chǔ)量豐富，煤質(zhì)優(yōu)良。 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁17 萬方每小時(shí)合成氣的殼牌煤氣化工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄 1 總 論 ................................................................................................................... 設(shè)計(jì)概況 .......................................................................................................1 企業(yè)與項(xiàng)目概況 ............................................................................................1 項(xiàng)目背景及投資必要性 ................................................................................1 產(chǎn)品介紹 .......................................................................................................2 簡要結(jié)論 .......................................................................................................4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的全局性問題 ...........................................................................4 設(shè)計(jì)基本原則 ...............................................................................................4 廠址方案 .......................................................................................................4 總平面布置 ...................................................................................................5 道路與綠化設(shè)計(jì) ...........................................................................................6 建筑設(shè)計(jì)情況 ................................................................................................6 采暖與通風(fēng)設(shè)計(jì) ...........................................................................................7 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................