气化工序介绍造气装置 主要内容:一、气化工序介绍 二、与其它装置之间运转依托关 系一、气化工序介绍2.1气化工序组成 702锅炉给水系统 703沉渣系统 705煤储运系统 706煤制浆 707煤气化 708渣水处理系统 709变换 274火炬系统 795凝结水处理274795702703705706707708709气化工序煤炭气化目的：制取气体燃料燃料气制取化工合成用的气体原料合成气 还原炼铁的还原剂还原气替 代 石 油 的 煤 基 新 能 源 和 石 化 产 品二甲醚（DME） /甲醇（MeOH）二甲醚主要用于替代液化石油气（LPG） 和柴油，主要用作民用燃气和城市公共 交通运输工具。燃料甲醇主要是与汽油 掺混使用。煤制油（CTL）煤制天然气 （SNG）作为清洁燃料主要替代柴油（低硫高十六 烷值），联产部分石脑油、芳烃、LPG、 石腊，可作为石化产品深加工原料。替代常规天然气，开辟新的天然气来源渠 道，缓解天然气资源短缺矛盾。煤基低碳烯烃 （MTO/MTP）煤基乙二醇 （CTG）替代石油基低碳烯烃，发展煤基石化产品 （乙烯和丙烯等深加工产品），缓解石油 和烯烃资源短缺矛盾。替代石油基乙二醇，发展煤基乙二醇产 品，缓解烯烃供应矛盾，满足市场需求。多煤少油的中国煤炭1000米以浅保有储量约1万亿吨，其中 探明可采储量1145亿吨。按目前的生产和消 费水平，可以开采使用100年以上。而石油 可采储量只有38亿吨，可采年限仅20年； 天然气总资源量为38万亿立方米，探明剩 余可采储量可开采37年 华东理工大学多喷嘴对置式水煤 浆气化技术四喷嘴水煤浆气化优点u比单喷嘴顶喷气化炉可降低氧耗8%，煤耗2.2% u多喷嘴对置式加压气化炉，碳转化率可达到99%。 u煤气除尘比较简单，只需要一个文氏管洗涤器、旋风 除尘器、洗涤塔就可以了，不需要像Shell法采用国内 尚不能制造且价格昂贵、需经常更换内件的高温高压 飞灰过滤器。 u粗渣可用作建筑材料，细渣可作锅炉用燃料，如返回 制浆系统，则更为经济。排出的一小部分灰水处理简 单，处理后排出对环境无污染。 u后续工序变换排出的部分冷凝液及工厂排出的废水， 可作为制备水煤浆的用水。 u气化后合成气中的H2S、COS等酸性气体可在后续脱 除酸性气体工序中脱除并回收利用四喷嘴水煤浆气化缺点和存在的问 题 气化用原料煤受气化炉耐火砖衬里的限制，适宜 于低灰熔点的煤，否则需要配煤或加助熔剂，使 在还原性气氛下的煤灰熔点T41300。 气化炉现用的耐火砖使用寿命较短，一般为12 年，国产砖寿命为1年左右，耐火砖较贵，1台投 煤量为1000t/d的气化炉耐火砖需400万元左右， 有待改进。 气化炉喷嘴使用寿命较短，一般使用2个月后， 需停车进行检查，维修或更换喷嘴头部。煤浆制备原料煤经过输送机、破碎机、装运储存在磨 前料仓V0502 内，利用煤称重给料机 定量减料，调节阀按照比例添加数量，计量 泵输送添加剂，在磨煤机内，利用钢棒的 自由下落、棒与棒之间的蠕动，将10mm 的煤颗粒磨制成粒度分布合理、浓度低于 60%、 粘度适中易于输送的水煤浆。磨煤机 料浆制备采用湿法磨煤，环境好，无粉尘飞扬。 磨煤机：粒度为25mm 以下的碎煤，控制流量连续送入煤仓，在 煤仓中储存可供10-12 小时左右的用量。 煤仓中的煤经煤称重给料机 计量后送入磨煤机。磨煤机 中还加入煤浆添加剂，以稳定煤浆，降低煤浆粘度。 三台、每台处理量为设计总能力的63，负荷：47t/h： 工作能力：64t/h（干基） 添加剂槽贮有供装置正常运行3 天所需的添加剂150m3/h 2台。添加剂经添加剂给料泵送入磨煤机。 制浆用水为含渣水处理工序的冷凝液和滤液，或其它工 序废水，由磨煤水泵送入磨煤机。原水作为补充水。磨煤机流程PDF煤浆颗粒在气化炉内的气化过程经历了以下步骤：颗粒的湍流弥散颗粒的振荡运动颗粒的对流加热颗粒的辐射加热煤浆蒸发与颗粒中挥发分的析出挥发产物的气相反应煤焦的多相反应灰渣的形成煤的气化过程大体可分为： 煤的热热解反应应：焦炭的反应应：放热吸热吸热放热气相反应应：气化工艺流程概述气化炉给料系统 由磨煤机出口槽泵（P0603）来的煤浆送入煤浆槽（V0701）。煤 浆槽有一定的标 高，提供煤浆给料泵所需的入口压头。来自煤浆槽的煤浆，由两台 煤浆给料泵 （P0701A1、A2）加压后，分别经煤浆切断阀进入工艺烧嘴（ Z0701）。投料前，煤浆 经煤浆循环阀循环回煤浆槽（V0701）。 林德公司空分装置来的纯氧，分流成四路，分别经氧气流量调节阀 、氧气切断阀 后，进入工艺烧嘴（Z0701）的中心通道和外通道。氧气的流量进 行温度和压力补偿。 根据安全系统要求，投料前用氧气放空方式建立氧气流量。 水煤浆和氧气通过四个对称布置在同一水平面的工艺烧嘴同轴射流 进入气化炉 内，气化反应的条件为6.5MPa、1300气化流程 PDF煤气化对煤浆要求 煤浆中粒度分布：8目： 100% （Wt%）14目：98-100%40 目： 90-95% 200目： 60-70%325目： 25-35% 煤浆浓度：60-65%(wt)。 黏度：800-1200Pa.S 流动性：好，易于输送 稳定性：高，防止煤浆发生沉降，造成管道设备 堵塞，煤浆浓度不均 煤的灰熔点：小于1240摄氏度 气化炉实物 高25米 直径3.2米初步净化水/合成气的混合物进入旋风分离器Y0701，气相中的大部分细灰进入液相，连 续排出旋风分离器，进入含渣水处理工序。 出旋风分离器的合成气进入水洗塔（T0701）的下部，合成气向上穿过泡罩塔板， 与塔中部加入的蒸发热水塔加热的循环灰水和塔上部加入的来自外界的变换高温冷 凝液逆流直接接触，洗涤剩余的固体颗粒，同时伴随着合成气减湿、相变及灰水升 温 等过程。合成气在洗涤塔顶部经过旋流板除沫器，除去夹带在气体中的雾沫，基本 上 不含细灰的工艺气送出水洗塔。合成气水气比为1.2，含尘量小于1mg/Nm3。在水 洗 塔出口管线设置在线分析仪，分析CH4、CO、CO2及H2。 干净的合成气经过可从控制室手动调节的电动阀送往下游工序。开车和停车期 间，合成气可经压力调节排至火炬。火炬管线连续通入N2 使火炬管线保持微正压。 水洗塔底部排出的黑水，通过流量控制经减压进入含渣水处理工序。含渣水处理 工序再生的灰水，经过热水塔预热返回水洗塔。黑水循环泵从水洗塔底部抽取上层 黑 水，送至气化炉洗涤冷却室、混合器。 开车和停车时，新鲜水或灰水可直接送入黑水循环泵入口。烧嘴冷却水系统 工艺烧嘴在高温下工作，为了保护烧嘴，在端部有冷却 盘管和水夹套，通入的冷却水连续循环流动以冷却烧嘴 ，防止高温损坏。脱盐水首先送入烧嘴冷却水槽 (V0704)，由烧嘴冷却水泵（P0702）加压后送入烧嘴冷 却水换热器E0701，然后分多路分别进入对应的工艺烧 嘴的冷却盘管。对置的两烧嘴设置一个烧嘴冷却水气体 分离 器，出烧嘴冷却盘管的水分别进入对应的烧嘴冷却水气 体分离器（V0705）。分离器通N2，作为CO 分析的载 气。分离器的气相经放空管排入大气。在放空管上分别 安装CO监测器，当冷却盘管损坏，合成气泄漏进入冷却 水后会发出报警。分离器的冷却水依靠重力合流返回烧 嘴冷却水槽（V0704）灰水工艺流程概述含渣水处理工序的作用是将多喷嘴对置式气化及煤气初步净化工序产生的黑水 所含的固体和溶解的气体分离出来，并将黑水所含的热量加以回收。 进入含渣水处理工序的黑水共有四条路线：气化炉洗涤冷却室排放、旋风分离器 排放、水洗塔排放及锁斗排放。来自气化炉洗涤冷却室、旋风分离器及水洗塔底部 的 黑水分别经过减压送入蒸发热水塔（T0801）下部蒸发室。蒸发热水塔蒸发室中，一 部分水蒸发为蒸汽，连同少量溶解气体，进入蒸发热水塔上部热水室，与低压灰水 泵 (P0805)来的灰水直接接触，加热灰水，自身大部分冷凝。热水室的热水流入高温热 水罐(V0802)，经高温热水泵(P0801)进入水洗塔中部。经换热后未冷凝的闪蒸气体 进 入酸气冷凝器(E0801)被冷凝后，经酸气分离器(V0801)进行气、液分离，酸性气体 排 放至焚烧系统烧掉，酸性冷凝液送入灰水槽(V0809)。蒸发热水塔蒸发室底部被浓缩 的黑水经液位调节由底侧部排出，进入低压闪蒸器（V0803）进一步闪蒸，蒸汽去脱 氧槽（V0804）除氧。低压闪蒸浓缩后的黑水进入真空闪蒸器（V0805），来自渣池 的 含渣水用渣池泵P0704 经过流量调节也送入真空闪蒸器。真空闪蒸器内进行真空闪 蒸，大量溶解的气体释放出来，黑水进一步浓缩，含固量增大，温度进一步降低。 真空闪蒸汽经真空闪蒸冷却器E0802 冷却后，再送入真空闪蒸分离器（V0806），从分离 器顶部出来的闪蒸汽送往水环式真空泵（P0803）。真空泵出口物料排入大气。真空闪 蒸分离器底部冷凝液依靠重力送往灰水槽（V0809），当冷凝液含固量偏高水质变差时， 将冷凝液送往澄清槽（V0808）。 真空闪蒸器底部的黑水经液位控制依靠重力送至静态混合器（M0801），与来自絮 凝剂槽（V0810）经絮凝剂泵（P0807）加压的絮凝剂混合后流入澄清槽（V0808）。 来自真空闪蒸器的黑水送入澄清槽（V0808）。为了加速固体在澄清槽（V0808） 中的沉降速率，在系统中加入了絮凝剂。絮凝剂贮存在絮凝剂槽V0810 中，由絮凝剂 泵（P0807）调节至适当流量后，经静态混合器（M0801）和黑水充分混合后送入澄清 槽（V0808）。澄清槽（V0808）上部设置一台缓慢转动的刮渣机，将沉降的固体推到 澄清槽底部出口。澄清槽上部澄清水溢流，依靠重力进入灰水槽（V0809）。灰水经低 压灰水泵（P0805）去蒸发热水塔（T0801）、锁斗冲洗水罐（V0808）、渣池（V0809） 和废水处理。为防止溶解固体在黑水系统中的累积，需向界外连续送出一部分灰水进 行处理。为防止管道及设备结垢，系统中还加入分散剂，分散剂贮存在分散剂槽 （V0811）内，经分散剂泵（P0806）调节适当流量，送至低压灰水泵（P0805）入口。 密封的澄清槽V0808 和灰水槽V0809 通低压氮气，由共同的氮封槽V0812 排放。 澄清槽V0808 底部的细渣和水经澄清槽底物泵P0804 送入真空过滤系统M0801。滤饼 通过皮带运输机M0801 送至贮放区域。滤液进入磨煤水槽V1315，经磨煤水泵P0810 送至水煤浆制备工序的磨煤机H0601。 过滤区域的各种排放及冲洗，送回V0808 中。变换-7091. 变换原理一氧化碳与水蒸汽的变换反应可用下式表示：CO+H2OCO2+H2+Q反应的特点是可逆、放热、反应前后气体体积不 变，而且反应速度比较慢，只有在催化剂的作用下才 具有较快的反应速度。经过变换，脱除大部分CO的变换气，供给后工 序氨合成及甲醇合成的原料气。我公司采用的Co-Mo系耐硫变换催化剂型号QDB-03 ，QDB-03为青岛联信化学有限公司生产，在齐鲁院技术 的基础上有所发展，以镁铝尖晶石为载体，含有多元复合 助剂，在高温低硫的条件下使用时，与同类催化剂相比， 更能显示其优越的催化性能。两种催化剂性能相近均为新 型耐硫变换催化剂，均含有特殊载体，都有良好的低温、 宽温、宽硫特性，都有较强抗毒性能，较高的选择性。催化剂的主要活性组份CoO和MoO3只有经过升温硫 化变成CoS和MoS2才具有良好的催化活性。我公司用CS2 做硫化剂，配氢气，硫化过程主要反应为：CS2+4H22H2S+CH4+240KJ/mol CoO+H2SCoS+H2O+13.6KJ/mol MoO3+2H2S+H2MoS