水煤浆气化装置方案Word文档下载推荐.docx
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来自煤浆槽的煤浆，由煤浆给料泵加压后送至气化炉。
来自空分的6.1MPa（G），30℃的氧气由烧嘴的中心管和环管进入气化炉。
煤浆和氧气在4.0MPa（G），约1400℃条件下瞬间完成部分氧化反应生成粗煤气。
反应后的粗煤气和熔渣一起出燃烧室后被水激冷，流至底部的激冷室，粗煤气和固态熔渣分开。
激冷后的粗煤气出气化炉，再经文丘里洗涤器喷水充分湿润直接进洗涤塔，经洗涤塔洗涤除尘后送至下游变换工序。
激冷室底部黑水送至灰水处理系统进行处理。
为了保护工艺烧嘴，在工艺烧嘴的端部设有水夹套，通过水夹套的工艺烧嘴冷却水的循环流动来冷却烧嘴。
气化炉水冷壁系统和烧嘴冷却水系统共用一套锅炉给水系统。
来自锅炉母管的锅炉水通过液位调节系统送入汽包，汽包中的锅炉水，通过锅炉水循环泵分别送入气化炉的水冷壁系统和烧嘴冷却水系统。
气化炉反应中产生的熔渣经激冷室水浴冷却后排入锁斗，定时排入渣池，再由渣池中的刮板输送机将粗渣从渣池中捞出，用货车外运。
渣池黑水送至灰水处理系统进行处理。
由渣水处理来的灰水送洗涤塔作洗涤水，由洗涤塔侧面排出的洗涤水经激冷水泵加压后分成两路，一路去文丘里洗涤器作为洗涤水湿润工艺气；
另一路经激冷水过滤器过滤后去气化炉的激冷室作为激冷水。
灰水处理工序
这部分由容量和气化炉能力相配套的黑水闪蒸系统组成。
从气化炉激冷室和合成气洗涤塔底部来的黑水进入高压闪蒸罐。
在高压闪蒸罐中，一部分的水经减压闪蒸变成蒸汽，闪蒸汽进入热回收塔经过灰水进行热量回收，出热回收塔的气相进入热回收塔出口冷却器，出热回收塔冷却器后进入热回收塔分离罐，分离器内液体送至除氧器，气相减压阀加压后送火炬系统。
热回收塔液相进入高压灰水泵经加压后送入碳洗塔、气化炉下降管。
从高压闪蒸罐底部排出的水含有较多的固体颗粒，这部分黑水通过液位控制送到低压闪蒸罐进一步闪蒸，闪蒸后的气体直接送往除氧器。
低压闪蒸罐的液体通过液位控制阀送到真空闪蒸罐，来自渣池的黑水也送到真空闪蒸罐。
经过真空闪蒸罐中的闪蒸，黑水中溶解的气体释放出来。
从真空闪蒸罐出来的蒸汽首先进入真空闪蒸冷凝器进行冷凝分离，下液直接插入灰水槽中，利用灰水槽的液位作为液封，以保证其真空度。
真空闪蒸罐的真空度由真空泵来实现。
真空泵将真空闪蒸分离器出来的气体抽引出后直接排大气，液体去灰水槽。
真空闪蒸罐不控制液位，真空闪蒸罐下液管线直接插入沉降槽中心桶，利用沉降槽的液位作为液封，以保证其真空度。
从闪蒸系统出来的含固量较高的黑水进入沉降槽中，进入沉降槽的黑水经过絮凝沉淀后，沉降槽上部的澄清水溢流，依靠重力作用进入灰水槽。
灰水槽中储存的灰水经过低压灰水泵加压后，大部分去除氧器，另外部分去磨机研磨水槽、锁斗冲洗水罐等处。
为了防止管道及设备出现结垢问题，需要在系统中加入一种分散剂。
分散剂储存在分散剂槽中，分散剂由分散剂泵送到灰水槽。
根据管道及设备的结垢情况对分散剂的加入量进行调节。
在灰水不断的循环过程中，灰水中会对设备、管道造成腐蚀的氯离子等有害离子会逐渐富集。
为了控制灰水在循环过程中有害离子的浓度在合理的范围内，需要进行连续的定量排污。
从灰水槽出来的灰水需要有一部分连续排到界区外的污水处理系统。
除氧器的作用是对灰水进行除氧。
除氧器需要的蒸汽来自低压闪蒸罐闪蒸出来的蒸汽。
新鲜水也通过除氧器补充到系统中。
高压灰水泵将除氧器出来的灰水加压后，一部分送到激冷室下降管上的冷却喷雾喷头对合成气和熔渣进行冷却，并在锁斗循环的充压阶段，用来对锁斗进行充压。
另一部分经过热回收塔加热后，送到合成气洗涤塔。
沉降槽的作用是使黑水中的固体颗粒在重力作用下沉降分离。
为了加快固体在沉降槽中的沉降分离速度，需要向沉降槽中加入絮凝剂。
絮凝剂溶解为一定的浓度后储存在絮凝剂槽中，由絮凝剂泵送到黑水管线混合后进入沉降槽。
在沉降槽中安装了一个缓慢转动的沉降槽耙灰器，用来把沉降下来的固体送到沉降槽底部的出口。
在沉降槽底部的固体和水通过过滤机给料泵送到过滤机。
黑水中的固体留在过滤机上部形成细渣滤饼，然后用卡车或者皮带送出界区，滤液进入沉降槽。
三、产品、副产品的规格、数量及预期值和保证值
3.1气化性能预测
设计煤种见下表
分析基准
分析项目
空气干燥基
干燥基
干燥无灰基
收到基
全水%
21
水分%
8.07
灰分%（<
6mm）
设计
17.54
校核
（1）
24.78
挥发分%
35
固定碳%
65
全硫%
0.55
0.88
高位发热量MJ/kg
30.16
低位发热量MJ/kg
29.55
元素分析
碳%
80.29
氢%
4.48
氮%
1.15
氧%
14.9
氯%
0.05
砷%
2.1*10-6
磷%
0.034
视相对密度（吨/立方米）
1.31
哈氏可磨性HGI
93.63
焦渣特征CRC
1~2
粘结指数（G）
煤的成浆性（%）
55%
煤灰成分
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
SO3
范围
22.28-40.76
13.53-29.64
8.97-16.06
4.10-22.52
3.85-11.74
2.34-15.66
平均
29.34
22.82
11.40
13.77
7.49
6.46
TiO2
K2O
Na2O
0.48-0.69
0.62-0.85
3.69-4.93
0.61
0.73
4.35
硫形态
硫酸盐硫，Ss.d（%）
硫化铁硫Sp.d（%）
有机硫So.d（%）
合计
17
83
100
煤的灰熔点
变形温度DT
软化温度ST
半球温度HT
熔化温度FT
1060-1360
1070-1400
1080-1400
1120-1400
平均值
1140
1175
1228
1268
低温干馏测试成果
焦油（Td）（%）
半焦（CR）（%）
总水（%）
煤气+损失%
2.7-6.2
69.0-76.5
11.1-17.0
8.6-11.0
5.84
70.76
13.22
10.2
各煤层热稳定性、结渣率测试结果统计表
热稳定性
结渣率（Clin）%
鼓风强度（m/s）
TS+6
TS3-6
TS-3
0.1
0.2
0.3
27.2-35.4
53.0-58.9
11.1-14.7
0.90-11.20
10.80-33.40
14.70-32.40
30.83
56.67
12.47
4.50
21.03
22.27
原煤筛分试验报告
粒级（mm）
数值
r%
Ad%
+50
27.956
22.38
50-25
15.075
14.83
25-13
13.039
12.15
13-6
11.84
12.03
6-3
10.273
12.89
3-0.5
12.543
14.97
-0.5
9.273
26.16
17.13
煤对二氧化碳的反应性（%）
温度（0℃）
800
850
900
950
1000
1050
1100
设计值
22.1
42.3
87.6
98.0
100.0
-
校核值
26.8
45.1
69.9
85.8
92.6
95
98
单炉产品有效气体（CO+H2）不低于70000Nm3/h（标准立方米每小时），设计煤种为原料的产品有效气含量（CO+H2）不低于73.6%（mol%），洗涤塔出口每标准立方米粗煤气的含尘量不高于1mg。
气化炉性能预测
项 目
单位
水煤浆浓度
wt%
55
气化炉操作压力
MPa（G）
4.0
干合成气组成
CO
%
38.99
H2
34.61
CO2
25.09
CH4
0.45
H2S
0.20
N2
0.53
出界区总有效气量
Nm3（CO+H2）/h
140000
出界区煤气含尘量
mg/Nm3
1
水气比
摩尔比
~1.5
出界区煤气压力
≥3.8
出界区煤气温度
℃
～217.8
3.2原材料、公用工程及化学品的消耗量
3.2.1原材料及公用工程消耗值
序号
物料名称
规格
消耗（每1000Nm3（CO+H2））
原料煤（干基）
小于10mm
720.6
2
氧气
6.1MPa（G），30℃
448.8Nm3
3
动力电
1000V/380V
35.2kwh
4
循环水
0.4MPa（G），30℃
16.23t
5
新鲜水
0.8MPa（G）环境温度
1.21t
6
锅炉水
5.6MPa（G）
0.26t
7
外送蒸汽
7.0MPa（G）
45.6kg
3.2.2化学品规格
用量
备注
絮凝剂
1.15kg/h
分散剂
99kg/h
煤浆添加剂
～304.8kg/h
磷酸三钠
1.34kg/h
四、主要设备一览表
主要设备一览表见附件一
五、初步的设备建议布置图、流程图
项目
占地面积单位m
备注
制浆工段
41×
36
气化工段
49×
渣水处理
46×
41
总占地
135
初步设备布置图及流程图见附件二
六、专利设备
专利设备包括气化炉、水冷壁以及汽包
七、三废排放方式、数量、组分、工艺参数及建议处理方法
（1）废气
本工程生产过程中产生的废气主要包括气化工段的气化炉升温连续放空气、事故放空气及热回收塔分离器出口不凝气等。
废气治理及排放表
名称及来源
组成及特性数据V%
排放
规律
去向
气化炉开工
放空气及气化事故放空气
H2:
CO:
CO2:
湿气含水60%
开停车时
～294720Nm3/h
送火炬焚烧
（2）废水（废液）
名称
及来源
组成及特性数据mg/l
气化废水
NH3-N:
340，
Cl-:
500，
CN-:
2，
总硫化物:
<
总悬浮物:
60ppm
PH:
7～9
CODcr:
700,BOD5:
200
连续
～120t/h排入厂污水处理站
注：
废水排污量大原因是煤种的氯离子以及制浆用水的氯离子均偏高所致。
（3）废渣
本项目排放的固体废物主要为气化装置排放的粗、细灰渣。
废渣治理及排放一览表
组成及特性数据
（经验数据）
排放规律
排放量
气化细灰
（滤饼）
C:
25%～35%
～5.637t/h（干基）
送锅炉掺烧
气化粗渣
2%～7%
～13.154t/h（干基）
送水泥厂或铺路
八、投资估算
气化装置建设投资估算见下表金额（万元）
工序
投资
磨煤
4500
两台磨机
气化
22000
两台气化炉
5400
两套灰水系统
九、岗位定员
生产装置操作采用三班制，人员按四班配置。
岗位或工种
其中
一班
二班
三班
四班
替班
常白班
倒班人员
班长
中控
12
现场
20
分析工
维护工
配电工
仪表工
管理人员
车间主任
车间副主任
技术员
一十、自动控制
1.自控技术方案
2.1自动控制水平和主要控制方案
本装置采用集散控制系统（DCS）在控制室对整个生产过程进行监视和自动控制。
所选用的DCS系统应是整个工厂管理和控制系统的一部分，现场仪表检测所得各种工艺参数通过现场监视和控制站连到总线上，实时数据可通过网络接口连接到工厂数据管理网上。
主要的和重要的参数集中到中央控制室由DCS系统显示和控制。
不重要的参数，其设定点不经常调整的参数，可采用就地显示和控制。
必须在现场操作和监视的机组或设备，则应在机组或设备附近的现场安装仪表或操作盘，例如压缩机、大型机泵、加热炉等。
装置的联锁系统将由独立于集散控制系统（DCS）的紧急停车系统（ESD）来完成。
紧急停车系统（ESD）应选用当今世界先进而可靠的三重化可编程逻辑控制器（PLC）独立承担，PLC应带有显示器（CRT）的编程器，编程器简单容易。
系统能区分第一事故，并发出声光报警。
系统具有事故追忆功能，发生联锁后，自动高速记忆事故前后的现场，并可按事件顺序打印出来，以便分析事故原因。
在有易燃、易爆及有毒气体存在的危险场所，设置可靠的可燃气体/有毒气体检测报警系统。
控制室和机柜室内设置感温、感烟探测器构成的火灾报警系统。
装置的复杂控制系统，如原料组分含量的在线测定、循环气的组分含量的在线测定、补入物料的比例控制。
反应器出口温度与反应进料温度、进料组成的逻辑控制、工业自动分析数据处理和控制，这些都将在DCS中完成，并随着今后装置的运行情况探求出装置的优化控制条件。
2.2仪表动力供应
仪表电源
装置监测控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）和主要现场仪表采用不间断电源（UPS）供电，UPS容量为160kVA。
仪表气源
要求无油、无尘、干燥、露点－40℃洁净的压缩空气（0.7MpaG）。
用量：
～1200Nm3/h。
2.仪表选型
2.1DCS系统
整个DCS由控制站、操作站组成。
DCS必须是成熟的、经过实际应用考验的系统。
设备配置应技术先进、安全可靠、便于扩展、能满足大规模生产的过程控制、检测、优化与管理的需要。
选用的DCS应有至少3家在国内外同类项目，使用同样系统连续运行1年以上的应用经历。
DCS生产厂应具有ISO9001质量体系认证。
DCS的所有设备必须通过CE认证，并满足下列性能要求：
●可靠性高；
●功能强；
●智能化I/O接口和稳定的运算控制功能；
●开放型通讯系统；
●完善、可靠的系统软件及自诊断功能。
2.2现场仪表
根据介质易燃易爆的特点，本着实用、可靠、价格低廉的原则进行选型。
温度测量：
就地仪表，选用双金属温度计，不锈钢保护管，对于腐蚀性介质设备上设搪瓷保护套管，设备上温度计安装采用法兰连接。
集中测量，选用热电偶温度计，不锈钢保护管，对于易磨损的测量点选用相应的耐磨保护管。
压力测量：
就地压力表采用不锈钢测量元件，对于腐蚀性介质采用隔离膜片压力表，并衬PTFE，法兰连接。
集中测量，选用隔膜压力表（膜片为不锈钢），带显示，对于腐蚀性较强的介质选用H-C或更高的耐腐膜片。
液位测量：
就地仪表，对于测量范围较小，常压的高位槽选用玻璃管液位计；
对于测量范围较大的无压设备选用浮子钢带液位计，有压设备则选用磁翻版液位计。
流量测量：
对粘度较大的介质选用楔式流量计，其余的选用涡街流量计。
盘装仪表：
采用数字式模拟表进行数字显示。
液位光柱显示，瞬时流量显示和流量积算显示。
采用智能型自整定PID调节器，它有无扰的A/M切换，操作整定方便，八回路的闪光报警器越限发出声光报警。
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