【正文】 洗滌后的閃蒸氣匯合并入上塔上段的 CO2氣中。 CO2和少量的 H2S與 COS在此處同時被閃蒸出來。部分干凈的 CO2產(chǎn)品在此被釋放出來，甲醇溶液經(jīng)虹吸管送入再吸收塔上塔主再吸收段頂部作為再吸收溶劑；別一股甲醇溶液流入再吸收塔上塔下段（即 CO2回收段），液釋放出別一部分純 CO2，同時作為含硫甲醇釋放出的 CO2產(chǎn)品氣的再吸收溶 劑。洗滌后的閃蒸氣通過原料氣末級冷卻器加熱，經(jīng)閃蒸氣循環(huán)壓縮機壓縮，接著在循環(huán)氣壓縮 冷器中冷卻，循環(huán)回到原料氣中。 來自 H2S吸收塔的富甲醇溶液送入中壓閃蒸塔下塔，有效氣氫氣和一部分 CO2在此被閃蒸出 來。 CO2吸收塔塔頂凈化氣經(jīng)原料氣末級冷卻器換熱后送入氣化工序。由于 CO2的吸收熱，甲醇被顯著加熱。脫硫氣然后再進入 CO2吸收塔的下部。預洗甲醇在液位控制下經(jīng)預洗甲醇加熱器進入熱再生塔。原料氣經(jīng)多流股的原料氣末級冷卻器中與冷合成氣、 CO2氣、回收氣體等換熱冷卻。然后原料氣經(jīng)過原料氣分離器，分離出來的工藝冷凝液排放至污水處理裝置。 CO2濃度 ≤3%， H2S＜ ； ② 酸性氣體主要由 CO2和 H2S組成，其中 H2S被富集到 30%以上； ③ 產(chǎn)品 CO2氣體含99% CO2； ④ 放空尾氣，幾乎無硫，主要為 CO2和 N2。富甲醇溶液經(jīng)過兩級減壓閃蒸以及低壓氮氣氣提和熱再生，最終再生出貧甲醇重復使用。 低溫甲醇洗是以低溫甲醇為選擇性溶劑的一種物理洗滌系統(tǒng)。 采用了省功器后，部分中間壓力的低溫氣體補入了壓縮機的二級入口，起到了省功的作用，從而達到節(jié)能的效果。該流程的優(yōu)點是可降低能耗，尤其是部分負荷時機組的效率較高。因此，本方案擬選用離心式制冷壓縮機。 常用的制冷機種類有活塞式制冷機、螺桿式制冷機、離心式制冷機等。 氨制冷裝置是以氨為制冷劑通過制冷壓縮機及輔機由壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個過程組成制冷循環(huán)。 ★ 氨壓縮制冷 低溫甲醇洗凈化工藝需外供冷量，提供冷量的技術較多，較常用的有溴化鋰吸收制冷技術，適 用于提供 5～ 10℃ 冷量；氟制冷技術，適用于提供 5～ 35℃ 冷量；氨制冷技術，適用于提供 25～ 45℃ 冷量；乙烯制冷技術，適用于提供 35～ 55℃ 冷量；等等。同時該技術由大連理工大學提供工藝包，也被德州化肥廠國產(chǎn)化大化肥項目、渭河化肥廠 20萬噸甲醇項目、以及湘火炬甲醇項目先后采用。 ★ 大連理工大學低溫甲醇洗工藝流程 大連理工大學從 1983年開始進行低溫甲醇洗的工藝過程研究，在中石化和浙江大學的協(xié)助下 1999年該研究通過了中石化的鑒定， 2020年獲得了中石化科技進步三等獎， 并且獲得了國內(nèi)兩項專利申請，經(jīng)改進后該技術采用六塔流程，與林德工藝相似，據(jù)介紹冷負荷和設備投資比林德工藝低～ 10%。 由于沒有中間循環(huán)甲醇提供冷量，吸收所需的冷量全部由外部供給；甲醇溶液吸收溫度低，甲醇溶液循環(huán)量相對較大，相對于林德流程能耗稍高，吸收塔的尺寸也較大。 一般采用氮氣氣提濃縮硫化氫，二氧化碳回收率 70%。 原料氣進入低溫甲醇洗裝置后，噴入少量循環(huán)甲醇，防止氣體結冰，避免系統(tǒng)阻塞。國內(nèi)大連理工大學 經(jīng)過近 20年的研究，也開發(fā)成功了低溫甲醇洗軟件包，并獲得了國內(nèi)兩項專利。 目前，國外低溫甲醇洗工藝國外有林德工藝和魯奇工藝二種流程，二者在基本原理上沒有根本區(qū)別，而且技術都很成熟。而且低溫甲醇洗在國內(nèi)具有豐富的生產(chǎn)操作經(jīng)驗，除部分低溫材料需引進外，設備設計和制造等均可在國內(nèi)解決。 目前世界上大型煤氣化裝置產(chǎn)生的合成氣凈化采用低溫甲醇洗的技術較為普遍；采用 NHD技術的裝置很少， NHD凈化大都用于中小型裝置。制取甲醇合成氣的凈化流程，一般在 NHD凈化后，增加精脫硫裝置，這樣才能保證合成氣的總 S小于 。 NHD（或 selexol）同低溫甲醇洗一樣，同屬物理吸收，其對 CO H2S等均有較強的吸收能力，但對 COS的吸收能力較弱。該技術成熟可靠，能耗較低，氣體凈化度高，可 將 CO2脫至 10ppm以下， H2S小于 。 氣體脫除工藝技術 脫硫脫碳 從國內(nèi)外煤氣化裝置中所采用的脫除酸性氣體的工藝來看，低溫甲醇洗和 NHD（或 selexol）較常見。塔底排液換熱后回到氣化工段。 第一、第二水分離器分離呂吹墓ひ綻淠 何露任 ?75℃ ，經(jīng)工藝冷凝液泵加壓后回到氣化。 第一股煤氣經(jīng)過 2＃ Mpa廢熱鍋爐后溫度降為 175℃ 后進入第二水分離器。經(jīng)過第一床層后，氣體中通過加入中壓鍋爐給水及少量中壓蒸汽（按水汽比控制）調(diào)整溫度及水氣比，然后進入第一變換爐第二床層。該煤氣過濾器有兩個功能，其一是過濾煤氣中的細煤灰，防止煤灰進入變換爐和后續(xù)系統(tǒng)，其二是在過濾器下部裝有一層脫毒劑，脫除煤氣中可能有的氯、砷等有害成分。 根據(jù)粗水煤氣量，本項目采用部分變換流程，變換氣和未變換氣分開，這樣使得設備尺寸減小，變換爐尺寸約為 ，便于制造與運輸。 全部變換時全部粗煤氣經(jīng)過變換，其中的灰塵會被催化劑截留，但變換率靠調(diào)整氣體的水 /氣來實現(xiàn)，生產(chǎn)控制難度較大，且由于氣體水氣比小，變換反 應推動力小，催化劑用量大，其中有機硫的轉化會降低到 60%左右，總的有機硫的轉化與部分轉化差不多。 將粗水煤氣調(diào)整甲醇合成氣， CO變換有兩種流程，即部分變換和全部變換，兩種工藝各有優(yōu)點： 部分變換的優(yōu)點是由于部分氣體進變換爐，氣量少，氣體中水 /汽比高（約 ），變換反應推動力大，催化劑用量少，其中經(jīng)變換氣體中的有機硫約 95%以上可轉化為 H2S。由于流程短，能耗低，故煤漿氣化配耐硫變換是最佳選擇。這部分氣量約占總氣量的５５％左右，以調(diào)整甲醇合成氣的組成。另外 H2與 CO的比例也不能滿足甲醇合成的需要，因而粗煤氣需經(jīng)部分變換調(diào)整 H2/CO、除去多余 CO H2S、 COS等凈化過程方可進行甲醇合成。 采用煤漿氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣除含 CO、 H CO2外，還有少量 H2S、 COS、 CHN2,微量的氯，氨等成分。 目前國外大型空分裝置規(guī)模已達 100000Nm3/h以上，國內(nèi)已經(jīng)投運的寶鋼 5?？辗謫螜C容量70000Nm3/h,杭州制氧機廠正在設計和生產(chǎn) 50000Nm3/h的大型空分裝置。并且單系列空分裝置臨時停車時，甲醇裝置所需氣氧、氣氮可由液氧液氮儲存系統(tǒng)提供，保證甲醇裝置滿負荷連續(xù)安全運行。 本項目 GSP粉煤氣化工藝采用兩臺氣化爐組合系列進行。另一股空氣經(jīng)過空氣增壓機一段加壓和級間冷卻器冷卻后分為三路，一路空氣減壓后作為儀表空氣及工廠空氣送出；一路在進入高壓氧換熱器被返流氣冷卻，進入膨脹機膨脹后送上塔，其余的空氣進入增壓機二段。進入空冷塔上部的冷凍水，首先在水冷塔中利用干燥的出塔污氮進行冷卻，再經(jīng)過氨蒸發(fā)器的進一步冷卻，然后進入空冷塔上部。 a、空氣壓縮 空氣 首先進入空氣過濾器，在其中除去灰塵和其它顆粒雜質(zhì)后進入空壓機，經(jīng)過多級壓縮后進入空冷塔，壓縮機級間的熱量被中間冷卻器中的冷卻水帶走。 本空分單元采用分子篩吸附預凈化、透平膨脹機、液氧泵內(nèi)壓縮工藝。 全廠設統(tǒng)一的儀表空氣（ 2500Nm3/h）和工廠空氣（ 2500Nm3/h）管網(wǎng)。 儀表 空氣、工藝空氣均要求常壓露點 ≤40℃ ，并且壓力等級不同，均由空分裝置供氣。 （３）空分裝置特點 供氣量大；氣、液體的純度要求高；氧氣壓力高、溫度高。本裝置擬選擇以杭州杭氧股份有限公司、沈陽透平機股份有限公司為主，關鍵設備引進的技術路線。如：德州 40000空分已經(jīng)開車、安慶、湖北 48000空分已進入調(diào)試階段。由于本項目所在地屬于缺水地區(qū)，因此透平冷凝器采用空冷器。所以，本套空分裝置選用全低壓分子篩凈化吸附、空氣增壓透平膨脹機制冷、全精餾無氫制氬、產(chǎn)品氧氣內(nèi)壓縮、空氣增壓循環(huán)的工藝流程。但是，相比之下采用中壓縮膨脹循環(huán)，以中 壓空氣絕熱膨脹輸出外功，帶動透平增壓機，可節(jié)省能耗。這樣的裝置已經(jīng)工業(yè)化，并且在國內(nèi)外的生產(chǎn)裝置上應用多套。另外循環(huán)氮氣主要是作為吸收和轉移低溫冷量的一種載體，而空氣則不僅完成了這種功能，還與精餾有機的結合起來，并能使精餾過程更加有效。由于被壓縮的氮氣來自冷箱。雙泵流程 是用高壓空氣來復熱高壓液氧和液氮產(chǎn)品（即空氣循環(huán)），液氧、液氮產(chǎn)品用泵加壓到所需壓力；單泵流程是用高壓氮氣來復熱高壓液氧（即氮氣循環(huán)），用液氧泵壓縮液氧達到所需壓力，用氮壓機壓縮氮氣達到所需壓力。 內(nèi)壓縮流程是現(xiàn)今國內(nèi)外空分裝置普遍采用 的先進的工藝流程，內(nèi)壓縮流程具有以下幾個主要優(yōu)點： 由于液氧泵及空氣增壓機取代了價格昂貴的氧氣透平壓縮機，可使投資降低； 液氧泵和空氣增壓機的備品備件比氧壓機的備品配件價格低，因而可使維護保養(yǎng)成本降低； 使用液氧泵內(nèi)壓縮后，可防止烴類在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)聚集，因此安全性更好，裝置也更可靠； 用空氣增壓機取代氮氣壓縮機后，由于增壓機在某些情況下可以和原料空壓機合拼成為一個機組，因而占地減少、安裝費用省、操作方便、控制簡化。擬選擇供氧能力在 30000 Nm3/h的空分裝置兩套，完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。國內(nèi)空分制造廠目前在這方面也已具有大量的實際操作經(jīng)驗 ，因而可以通過國內(nèi)外眾多渠道，擇優(yōu)選擇配套設備，保證裝置具有最優(yōu)性價比。目前國內(nèi)已投運的寶鋼５?？辗謫螜C容量已達 70000 Nm3/ho2等級。使用計算機能檢測瞬間大量流程數(shù)據(jù)，并能自動調(diào)節(jié)設備工況，使產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、壓力保持在設定的范圍及指標內(nèi)。內(nèi)壓縮流程安全可靠，投資成本及運行成本相對較低，占地面積小。從九七年以后國內(nèi)設計生產(chǎn)的 1000Nm3/ho2以上的空分設備均采用了規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術，采用這項技術后，對外壓縮流程而言氧的提取率可達到 98%－ %，氬氣的提取率達到 65%－ 85%，能耗下降 10－ 13%以上，而且整個流程簡單，操作方便、安全可靠、占地面積小，優(yōu)勢顯而易見。 術 （ 1）國內(nèi)外 工藝技術概況 采用帶增壓膨脹機的分子篩流程及規(guī)整填料塔與全精餾制氬技術。沉降池中的部分清水（干固體含量少于 %）以及閃蒸冷卻器的冷凝水被收集起來并且補充軟水后重新循環(huán)到氣化島。經(jīng)過預處理的黑水通過一個沉降池中被清除，并且通過將沉淀物的黑水淤渣進行分離來進行增稠和脫水處理。 急冷工段的液體產(chǎn)物 、來自灰渣排放單元的水、來自文丘里洗滌器的洗滌水。大多數(shù)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。洗滌器的排放 苯詠 爰崩淥 萜鰨 員愫脫 返姆纖 愫顯諞黃鷦俅緯淶奔崩淥 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(jīng)過燃燒后才能放空。 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。灰渣排放系統(tǒng)中所需要的水則從黑水處理裝置循環(huán)到?jīng)_洗容器。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。經(jīng)減壓，下部的隔斷閥開啟，灰渣和水排放到灰渣收罐中。 (7)灰渣的處理 從氣化爐急冷段排出的灰渣，經(jīng)過破渣機掉入裝有水的加壓閉鎖料斗中。對于負荷的變化，需要對氧氣 /燃料之比進行精細調(diào)節(jié)。一般來說，粗 合成氣的產(chǎn)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(zhì)量流量。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。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。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。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。在壓力為 ，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。所有容器和減 壓設備都用熱水供熱。在密相流輸送中，由于粉煤 /載氣混合物的流動阻力比較高，所以粉煤給料系統(tǒng)的壓力需要比氣化爐的壓力高出 － 。必須根據(jù)氣化工藝的要求，對提供給氣化爐的粉煤的質(zhì)量流量進行測量、控制和監(jiān)視。粉煤以密相流的形式從給料機容器經(jīng)由喂料線（共三條喂料線）輸送到氣化爐頂部的主燃燒器。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。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。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。 粉煤通過氣力輸送方式送到每條氣化線頂部的煤倉。 ★ 粉煤給料系統(tǒng)： 來自干煤倉的經(jīng)過預處理的粉煤被輸送到氣化爐的密相流給料系統(tǒng)。成品煤粉經(jīng)下游的過濾器分離，送入干煤倉。 經(jīng)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。 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。 (4)備煤 該系統(tǒng)由３條生產(chǎn)線組成，每條生產(chǎn)線的加工能力大約煤炭進料總量的７５％，其中兩條生產(chǎn)線處于運行狀態(tài)，一條生產(chǎn)線備用。 大型氣化技術比較表 項目 對置式多噴嘴 Shell GSP 氣化壓力， MPa ～ ～ ～ 氣化溫度 oC 1300～ 1400 1400～ 1600 1400～ 1600 單爐最大能力噸煤 /天 500～ 2020 2020 500～ 2020 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