【正文】 可以采用同步電機驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)閥能夠方便調(diào)節(jié)離心式壓縮機的。 流量均勻無脈動；往復式壓縮機的出口流量和壓力是瞬時 變化的，這種變化，會造成連接管道的振動，即使進出口安裝緩沖器也無法完全消除。 出口氣體不含油；往復式壓縮機填料函和氣缸的潤滑均使用油潤滑，使一部分油以油氣的形式存在于介質(zhì)中，直接危害系統(tǒng)的安全；離心壓縮機的潤滑油和密封油不會進入壓縮介質(zhì)，特別是采用干氣密封時，介質(zhì)不會受到任何污染。 占地面積?。欢鶑褪綁嚎s機體積大、笨重，占地面積大。 易損件少，連續(xù)運行周期長，操作成本較低。 其中循環(huán)壓縮機的流量大，而壓比又比較小，如果采用往復式壓縮 機，所需臺數(shù)多，壓縮機的體積大，占地面積大，而且需要設置備機，總體價格要比采用單臺離心式壓縮機高，故一般不采用。 ～ 2600 178。 設備投資，萬元 178。 6 開 1 備 178。 運行方式 178。 同步電機驅(qū)動 178。 驅(qū)動方式 178。 9200/950 178。 總軸功率(kW) 178。 7000 178。 單臺軸功率(kW) 178。 178。 排出壓力(MPa(A)) 178。 178。 吸入壓力(MPa(A)) 178。 30116 178。 單機吸入氣量 (Nm3/h) 178。 4+1/1 39 178。 壓縮機數(shù)量(臺 ) 178。 往復壓縮機方案 178。 項 目 178。 離心式壓縮機和往復式壓縮機方案比較 178。 從以上組合來看，要滿足生產(chǎn)需要，往復式壓縮機的臺數(shù)比較多，而離心壓縮機每種僅一臺就可以滿足，兩種壓縮機方案進行比較。 單獨設置循環(huán)機 178。 循環(huán)氣壓縮機 178。 一開無備機 178。 往復式 178。 178。 根據(jù)氨合成工段的要求，需設置合成氣和循環(huán)氣壓縮機組。 中小型合成氨廠由于生產(chǎn)能力小，合成壓力高，因而都是采用往復式壓縮機，但是隨著生產(chǎn)能力的增加，往復機的單機打氣量小，易損件多等缺點日益明顯，而離心式壓縮機具有單機氣量大，泄漏少，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)無脈沖，維修少無需 備用等優(yōu)點。四是操作靈活方便。二是裝置適應性強，H2S 濃度可在 23%至 93%之間，且無三廢處理問題。加氫不需單獨的反應器，且氫氣由反應過程本身產(chǎn)生。二是托普索WSA 制酸工藝技術，可產(chǎn)高品質(zhì)的濃硫酸，在世界上已有相當數(shù)量的工業(yè)化裝置。 目 前硫回收工藝技術主要有以下三種：一是生產(chǎn)硫磺的傳統(tǒng)工藝技術：改良克勞斯工藝和低溫克勞斯工藝。 對于本項目，從項目規(guī)模、工藝先進性、降低能耗等方面考慮，采用低溫甲醇洗工藝專利技術。該工藝的主要優(yōu)點是投資少，能耗低于除低溫甲醇洗以外的其它凈化方法。 178。 低溫甲醇洗法屬于物理吸收，在低溫（ 50℃～ 60℃下），溶劑吸收能力大，溶液循環(huán)量小，氣體凈化度高，再生熱耗少，操作費用低，能綜合脫除氣體中的 H2S、 COS、 CO2，溶液不起泡、不腐蝕， H2S 濃縮簡單，在原料煤硫含量波動較大的情況下， H2S 的濃度也可滿足硫回收的要求。 凈化工藝方案選擇 目前，合成氣中脫除 H2S 的方法有改良 法、栲膠法、 GV法、 NHD 法。變換裝置另一任務就是利用廢熱鍋爐回收合成氣中的熱量，同時分離合成氣中的冷凝液。 36 變換工藝方案選擇 變換裝置采用目前先進而又成熟的寬溫耐硫變換流程。我們采用最成熟可靠，經(jīng)驗最多，國產(chǎn)化最高的工藝，從生產(chǎn)經(jīng)驗、設備制造、施工、投資等各方面綜合考慮均具有優(yōu)勢的氣化技術。考慮到本項目氣化用煤的灰熔點較高，但采用盈德清大水煤漿水冷壁氣化工藝，完全可以解決。 比較結論 通過以上比較可看出，作為生產(chǎn)合成氨合成氣的氣化技術，氣流床氣 化氣中由于含甲烷低，有效氣體成分高，更有利于生產(chǎn)。這種廢水處理非常困難，要想達標排放，處理工藝復雜，流程長，投資高，處理 1m3魯奇爐廢水投資是水煤漿氣化廢水 5~6 倍，再加上排放量大，其污水處理費用是水煤漿水冷壁氣化的15 倍以上。如變換冷凝液汽提氣凝液，其中含 NH3約 %； MTO 排出凝液等均可以作為磨煤水。 三廢排放 35 幾種工藝中，水煤漿水冷壁氣化三廢最少，且排出的廢水量少，污染物濃度低，種類少，主要是 NH3N 較高，易于處理。 對于電耗，由于干粉氣化需要 N2或者 CO2氣體作為輸送氣，同水煤漿氣化相比，需增加 N2或 CO2壓縮機，由于氣化氣水汽比低，需要在變換工段補充蒸汽提高水汽比，由于干粉氣氣化壓力低甲醇合成壓縮機增壓機功率大幅提高。 ②氧耗 濕法進料的水煤漿氣化法氧耗較高，其次是干粉煤氣化，消耗最低的是 lurgi 爐。 幾種國內(nèi)外氣化工藝技術方案對比表如下 ： 項 目 盈德清大水 煤漿氣化爐 Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) GSP氣化 33 項 目 盈德清大水 煤漿氣化爐 Shell Lurgi(傳統(tǒng) ) GSP氣化 氣化壓力 MPa ～ ～ ～ 氣化溫度 ℃ 1200～ 1600 1400～ 1600 850 1400～ 1600 單爐最大能力 噸煤 /天 500～ 20xx 20xx 600 500～ 20xx 氣化爐型式 冷壁爐、單噴嘴 冷壁爐、四噴嘴 熱壁爐 冷壁爐、單噴嘴 進煤 方式 水煤漿濃度 52%泵送 煤粉用氮氣輸送 粒度 90%90μ m 碎煤干法加料 煤粉用氮氣或 二 氧化碳輸送 熱回收方式 激冷、廢鍋 廢鍋 廢 鍋 激冷 排 渣 液態(tài)排渣 液態(tài)排渣 固態(tài)排渣 液態(tài)排渣 碳轉(zhuǎn)化率 % 96— 98 99 90 99% 有效成份（ CO+H2） 較高 83% 85～ 92% 68% 85～ 92% 凈化氣中惰性氣含量 % 5% 10%(N2+CH4+Ar) 5% 噸甲醇耗煤量（干 , 弛放氣氫回收時） 電（ KWh/噸甲 醇） ～ 105 ～ 366 ～ ～ 366 氧氣用量 較高 較低 低 較低 工業(yè)化裝置數(shù) 40 10 多 1 在中國已投產(chǎn) /在建的工業(yè)裝置 30/10 10/0 14/4 1/3 環(huán)境影響 友好 友好 有污染治理問題 友好 投資 (含空分 ) 較低 高 (比水煤漿約高 80%) 較低 較高 (比水煤漿約高 30%) 國產(chǎn)化率 高 低 高 較高 建設周期 較短 長 (比水煤漿爐至少長 1 年以上 ) 較短 較長 (比水煤漿爐至少長半年以上 ) 風險分析 運行經(jīng)驗 多 較少 較多 少 風險程度 小 較大 小 較大 從以上兩表中可以看出： ①煤耗 本工程用于生產(chǎn)合成氨、尿素，氣流床氣化氣中由于含甲烷低，有效氣體成分高，煤耗低于移動床氣化。氣化過程對環(huán)境污染影響較小。 GE、兗礦華東理工大學、清華大學、西北化工研究院等擁有的水煤漿加壓氣化技術， 采用水煤漿進料，制成 58～ 65%濃度的水煤漿，在氣流床中加壓氣化，水煤漿和氧氣在高溫高壓下反應生成合成氣，液態(tài)排渣。干煤粉進料的氣化技術在工業(yè)化過程中遇到的問題尚未完全解決，還不能做到長周期運行。 ④ 西北化工研究院水煤漿加壓氣化技術簡介 西北院化工研究院（原上海化工研究院煤氣化研發(fā)工作班子與原陜 32 西臨潼化肥研究所 組合）在 60 年代開始水煤漿氣化工藝的研究開發(fā)，1969 年第一套日投煤量 噸的多元料漿中試裝置在浙江巨州化肥廠建成投料， 1985 年繼續(xù)承擔國家“六五”重點科技攻關任務，在陜西臨潼又建成一套日投煤量 2436 噸的多元料漿中試裝置。 以山西豐喜肥業(yè)（集團）臨猗分公司為依托，水煤漿水冷壁氣化爐單爐日處理原煤 750 噸，氣化操作壓力 的氣化爐于 20xx 年 8月 22 日一次化工投料成功，截止 20xx 年 1 月 9 日，已累計運行了 140天，創(chuàng)造水煤漿氣化爐一次投料運行時間最長紀錄。氣化爐內(nèi)的水冷壁采用強制循環(huán)。 ③ 北京盈德清大水煤漿水冷壁加壓氣化技術簡介 清華大學水煤漿水冷壁氣化工藝由清華大學（ Tsinghua University，TU）和北京盈德清大有限責任公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的氣化工藝，利用氧氣（空氣或者富氧）對含碳物質(zhì)進行部分氧化來生產(chǎn)粗合成氣（主要成分為一氧化碳和氫氣）的過程。在隨后的 80 年代前后，先后在美國、日本、聯(lián)邦德國、中國等地建成了伊士曼化工、冷水發(fā)電、宇部氨廠、 SAR 煤氣、 Tenmpa 電廠、魯南化肥等商業(yè)化生產(chǎn)裝置。 (2) 常用的水煤漿加壓氣化技術介紹 ① 德士古（ GE）（ TGP）水煤漿加壓氣化技術簡介 德士古水煤漿加壓氣化工藝最初因在加壓下連續(xù)輸送粉煤的難度較大， 1949 年美國德士古發(fā)展公司受重油氣化的啟發(fā)，首創(chuàng)了水煤漿加壓氣化工藝并在加利福尼亞洛杉磯 Montebello 建設了第一套中試裝置（投煤量 15 噸 /天）， 1975 年建設了一臺壓力為 、激冷和廢熱流程可互為切換的氣化爐， 1978 和 1981 年又建了二臺壓力為 、激冷流程的的氣化爐。產(chǎn)品氣一氧化碳和氫含量高是碳一化學最好合成原料氣，可用來生產(chǎn)合成氨，甲醇，制氫，羥基合成原料氣，用途廣泛。 30 因高溫氣化，氣體中甲烷含量很低（ CH4≤ %），無焦油。 單位體積產(chǎn)氣量大，一臺直徑 3200mm， 氣化爐生產(chǎn)合成氣 100000Nm3/h。也可采用廢鍋流程回收熱量副產(chǎn)高壓蒸汽，這種工藝流程適合于 IGCC 發(fā)電，且廢鍋 設備價格較高，可擇優(yōu)選用。 氣化壓力范圍大從 ～ 皆有工業(yè)化裝置，以 和 較為普遍，氣化壓力高可節(jié)省合成氣壓縮功。 而且氣流床氣化爐是加壓操作，單爐生產(chǎn)量大，是同直徑固定床氣化爐的幾倍到十幾倍。 氣流床氣化以粉煤（平均直徑通常在 100 微米以下）為原料，氣體（氧與蒸汽）攜帶煤粉進入溫度非常高的 氣化爐，在 1200～ 1700℃ 高溫下將煤一步轉(zhuǎn)化成 CO、 H CO2等氣體，殘渣以熔渣形式排出氣化爐。粉煤在 12001700℃ 時被氧化，高溫保證了煤的完全氣化，煤中的礦物質(zhì)成為熔渣后離開氣化爐。 固定 床 和 流化床 氣化是較為傳統(tǒng)的氣化工藝 ,曾經(jīng)在 煤氣化工藝中占主要地位 ,但由于其工藝相對落后 ,單爐能力小 ,壓力低 ,能耗高 ,產(chǎn)生的污染物多且不易處理等缺點 ,逐漸被先進的，清潔高效的氣流床氣化爐 所代替。 從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入粗氬塔，粗氬塔在結構上分為 28 兩段，從第二段氬塔底部抽取的液體經(jīng)液體泵送入第一段頂 部作為回流液，經(jīng)粗氬塔精餾得到 ?Ar， 2ppmO2的工藝氬氣，送入精氬塔中部，經(jīng)精氬塔精餾在精氬塔底部得到純液氬 (? Ar,≤ 2ppm O2, ≤3ppm N2)，送入液氬貯槽。從上塔上部引出污氮氣，經(jīng)過冷器、主換熱器復熱后出冷箱，一部分進入加熱器作為分子篩再生氣體，其余氣體送水冷塔。下塔抽取的富氧液空、純液氮，經(jīng)液空液氮過冷器過冷后送入上塔相應部位。其中增壓機中段抽出部分空氣作為 儀表氣源。在那里原料空氣中的水分、 CO CO、C2H氮氧化物等不純物質(zhì)被分子篩吸附?？諝饫鋮s塔頂部設有絲網(wǎng)除霧器，以除去空氣中的機械水滴?？諝鈴目諝饫鋮s塔的下部進入，從頂部出來。 本工程新建空分裝置，采用常溫分子篩凈化空氣，增壓透平膨脹機制冷，液氧、液氮加壓氣化，規(guī)整填料、全精餾無氫制氬的內(nèi)壓縮流程。在不同條件和不同產(chǎn)量要求下，該工藝能優(yōu)化裝置的運行狀況，在設置產(chǎn)量的情況下能自動調(diào)節(jié)致使各單元始終在最佳和最經(jīng)濟點運行，以達到節(jié)能的目的。整個流程由空氣壓縮、空氣預冷、空氣凈化、空氣分離、產(chǎn)品壓縮輸送 等主要部分組成。 26 第三章 技術方案選擇及主要工藝流程 工藝技術方案選擇 空分工藝技術選擇 本項目需要空分裝置供應氧氣作為煤氣化即煤炭轉(zhuǎn)化為合成氣的氣化劑用氣。因而本可研從第三章至第十一章部份 25 對上述內(nèi)容按照可行性研究報告的編制辦法的相關要求進行重點研究和論述，剩余的 第 四 部分精細化工 和 硝基復肥 中除硝酸以外的其它內(nèi)容，本可研以外另行專題研究。由于濟寧市煤礦煤暫無煤種分析數(shù)據(jù)，故暫按神華一號煤計算 原料煤的規(guī)格 : 表 1：煤質(zhì)工業(yè)分析 序號 成分 符號 單位 煤種 1 固定碳 FC ar % 2 揮發(fā)份 Var % 3 水份 Mar % 4 灰份 Aar % 5 低端熱值 Qat,p kcal/kg 5600 表 2：煤質(zhì)元素分析 24 序號 成分 符號 單位 煤種 1 碳 Car % 2 氫 Har % 3 氧 Oar % 4 氮 Nar % 5 硫 Sar % 表 3：水煤漿濃度和灰熔點數(shù)據(jù)表 序號 成分 單位 設計煤種 1 水煤漿濃度 % 60 2 灰熔點 ℃ 1170 本可研重點研究的內(nèi)容 本 項目 從生產(chǎn)的產(chǎn)品來看主要 分 為四 部分，第一部分為合成氨， 包括： 空分、煤氣化爐、低溫甲醇洗、液氮洗等