最新600kNm3h陶瓷工业园项目煤气化项目建议书文档格式.docx
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公司先后被授予“xx省高新技术企业”、“xx省环保产业优秀企业”、“xx市知识产权示范企业”的荣誉称号。
2015年通过ISO环境（GB/T24001-2004）、质量（GB/T19001-2008）、职业健康安全（GB/T28001-2011）管理体系认证。
公司自主研发的模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统，目前已拥有授权专利53项，包含10项发明专利，39项实用新型专利，授权PCT海外专利4项。
模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统于2009年通过了省级新产品新技术鉴定，于2010年被列入“广东省节能产品目录”、同年通过了国家高新技术产品认定，并被推荐为国家级科技成果鉴定和“十二五”国家科技计划备选项目。
2010年“清洁燃煤气化系统生产研发基地”项目还获得了国家能源装备自主化项目中央财政支持。
2013年5月获得中国节能协会授予“2013节能中国优秀产品”。
2013年11月获得中环协认证中心授予“中国环境保护产品认证证书”。
同年12月份被列入国家重点环境保护实用技术名录。
2015年5月通过国家工业和信息化部组织的“模块化梯级回热式清洁燃煤气化技术”科学技术成果鉴定。
“KDJN旋流撞击式干粉气化系统”于2015年12月通过省级科技成果鉴定。
目前公司在四川峨眉、山东临沂、沈阳法库、广西靖西、山西孝义、山西交口、山西平陆、印尼棉兰等地承建了119套清洁煤气化系统，其中10kNm3/h装置已建35套；
20kNm3/h装置已建26套；
40kNm3/h装置已建5套，在建3套。
向峨眉山金陶瓷业发展有限公司、山东临沂沂州建陶有限公司、沈阳法库陶瓷工业园、广西信发铝电、山西复晟铝业有限公司、山西信发化工有限公司、东岳能源交口肥镁铝业有限公司、贵州华锦铝业公司等企业连续、稳定供气，产品得到客户的一致好评。
主要业绩如表1-1所示：
表1-1国内外客户业绩表（2008-2016年）
序号
建设时间
名称
规模
地点
1
2017
山西信发化工有限公司（二期）
3台60kNm3/h
山西孝义
2
2016
山西兴华科技股份有限公司
1台40kNm3/h
山西交口
3
新疆天龙矿业股份有限公司
2台10kNm3/h
新疆甘河子
4
2015
沈阳法库陶瓷工业园（常压气流床）
辽宁沈阳
5
印尼瑞兴陶瓷
印尼
6
广西信发铝电有限公司三期
2台40kNm3/h
广西靖西
7
2014
贵州华锦铝业有限公司
3台40kNm3/h
贵州贵阳
8
山西平陆复晟铝业
山西平陆
9
山东东岳能源交口肥美铝业
10台20kNm3/h
10
山西信发化工有限公司
8台20kNm3/h
11
2013
广西信发铝电有限公司二期
12
2012
广西信发铝电有限公司一期
4台10kNm3/h
13
2010
四川峨眉金陶瓷业
四川峨眉
14
沈阳法库陶瓷工业园
20台10kNm3/h
15
2009
山东临沂沂州建陶公司
山东临沂
1.4.项目建设单位概况
广东新建陶瓷工业园现需xx煤气600000Nm3/h（热值1500kcal/Nm3）。
本项目建议书将以此为依据进行规划设计。
1.5.项目建设规模与内容
1.5.1.建设规模
根据客户的实际需求，本项目方案采用xx循环流床气化系统。
（1）气化方式：
富氧气化
（2）xx煤气热值：
1500kcal/Nm3
（3）需xx煤气量600000Nm3/h
根据该企业的实际建设规模和要求以及考虑负荷调节及停炉检修，选择8台套xx60kNm3/h及4台套40kNm3/hxx循环流化床煤气化装置（其中1台套40kNm3/h为备用炉）。
本项目相关配套系统有：
原煤破碎及输送系统、循环流化床气化系统、脱硫系统、加压系统、气力输送系统、仪表压缩空气系统、制氧系统、DCS控制系统等相关辅助系统。
1.5.2.主要建设内容
根据煤气化装置工艺方案，该项目主要建设内容，详见表1-2：
表1-2煤气化装置建设主要内容
数量
单位
备注
原煤破碎及输送系统
套
60kNm3/h粉煤气化系统
正常运行
40kNm3/h粉煤气化系统
3开1备
100kNm3/h煤气脱硫系统
湿法煤气脱硫
水处理系统
气力输送系统
60kNm3/h煤气加压系统
10开1备
3.6kNm3/h仪表压缩空气系统
1开1备
2.2kNm3/h制氧系统
1.5.3.项目建设周期
根据项目投资规模和建设要求，项目建设周期（土建交付后起至项目完工）6~7个月，冬季停产期或因不可抗力造成的停工不计入建设周期。
二、模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统介绍
模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统立足于解决煤炭资源的梯级利用，历经多年研究，现已形成xx循环流化床气化系统核心技术。
清洁燃煤气化系统主要有：
煤气化系统、脱硫系统、煤气加压系统、气力输送系统、水处理系统、压缩空气系统、制氧系统、DCS控制系统等部分组成。
xx清洁燃煤气化技术上具有污染低，煤种适应性强，碳转化率高等特点,具有广阔的发展前景和空间。
2.1.主要系统简介
2.1.1.原煤破碎及输送系统
原煤破碎及输送系统主要由落煤斗、往复式给煤机、电子皮带秤、电磁除铁器、破碎机、带式输送机、犁式卸料器等设备组成，工艺流程如下图所示：
图2-1原煤破碎及输送系统工艺流程
铲车把煤场内符合煤质指标的用煤卸入落煤斗，原料煤经过往复式给煤机均匀落入P1输送皮带上；
经电子皮带秤称量重量、电磁除铁器除铁后，进入破碎机，经过破碎处理成粒径≤10mm的碎煤后，再经过P2输送皮带及仓前平皮带输送至气化框架内，由仓前平皮带上部的犁式卸料器分别卸到原煤贮斗。
2.1.2.模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统
模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统工艺技术具有环保、安全、高效、煤种适应性强等特点，其在生产过程中无三废产生，并能最大程度的利用煤炭，其工艺流程如图2-1所示：
图2-2工艺流程图
煤气发生装置的工艺流程：
原煤经过破碎、筛分加工成0~10mm的粉煤颗粒，粉煤通过输送皮带运至煤气发生炉煤斗，由螺旋输送机送入气化炉中，气化剂（水蒸气和富氧空气）经高温换热器预热至700-750℃左右后进入气化炉，气化剂与粉煤在950℃左右燃烧气化反应，反应后生成的粗煤气经过高温分离器、换热器I、换热器II、布袋除尘器除尘、换热器III降温后，干净煤气经脱硫系统脱硫和煤气加压系统加压后输送至用户。
粉煤在气化炉燃烧后固体残渣落入下渣管，经出渣机冷却后通过输渣皮带送入渣斗；
高温分离器分离下来的煤灰经返料系统重返炉膛燃烧区进行二次燃烧；
布袋除尘器分离下来的含碳飞灰可作喷雾塔原料或外售处理。
煤气化系统的主要技术参数如下表所示：
表2-1循环流化床气化炉主要技术参数
工艺指标
参数
设计压力
kPa
50
设计温度
℃
1200
工作压力
16~25
工作温度
950~1050
气化剂入炉温度
700~750
经济可调性负荷
%
60~110
2.1.3.脱硫系统
根据煤气化装置项目规划要求，煤气中硫化氢采用湿法脱硫工艺（NN911高效催化剂），煤气化装置配置脱硫装置6套，单套处理煤气能力为100kNm3/h；
煤气进入脱硫塔前H2S含量<
1g/Nm3，以Na2CO3为碱源，在此前提下设计脱硫系统，保证出口煤气H2S含量≤50mg/Nm3。
脱硫系统工艺流程如图所示：
图2-3煤气脱硫系统工艺流程图
前工段来的煤气进入脱硫塔底部，自下而上流动，与上部喷淋下的脱硫液逆流接触，煤气中的H2S被吸收后，脱除H2S的净化气通过捕滴器除去其携带的多余脱硫液后进入下一工段。
从脱硫塔底部引出的富液首先进入富液槽，再经富液泵加压后送至再生槽喷射器。
富液高速通过喷射器喷嘴时，喷射器吸气室形成负压自动吸入空气，富液与空气两相并流经喷射器喉管、扩散管由尾管排出并由再生槽底部并流向上流动。
此时，富液中的悬浮硫颗粒被空气浮选形成泡沫飘浮在再生槽上部。
清液与泡沫分离后经液位调节阀流进贫液槽经贫液泵加压进入塔顶，经过吸收硫化氢后的贫液转化成富液并流入塔底，最后进入富液槽，如此循环。
再生槽上部分离出的硫泡沫流入泡沫槽、经泡沫泵送入熔硫釜，从而得到纯度较高的单质硫。
脱硫催化剂NN911补充由贫液槽入口贫液管连续加入。
2.1.4.水处理系统
水处理系统包括：
软化水处理系统、循环冷却水及消防水系统。
软化水主要用于气化炉反应原料，该软水经水泵进入汽包，汽包水再进入换热器II与450-500℃煤气完成汽-水换热产生低压蒸汽。
循环冷却水主要作为冷却介质进入换热器III完成汽-水换热，煤气冷却至35℃左右；
其他循环水用于转动设备、冷渣管等设备的冷却。
消防水系统主要用于煤气化装置区域突发火灾。
软化水主要水质指标如表2-2所示：
表2-2软化水水质指标
项目
允许值
浊度
NTU
≤5
硬度
mmol/L
≤0.03
pH（25℃）
7.0～9.0
溶解氧
mg/L
≤0.1
油
≤2.0
全铁
≤0.3
2.1.5.加压系统
煤气加压系统采用离心式风机，本方案按煤气加压至15KPa（g）设计。
2.1.6.气力输送系统
该系统采用压缩空气作为输送介质、仓泵作为主要输送装置，DCS集中自动控制，飞灰通过管道输送至中间灰仓作喷雾塔原料或外售处理。
2.1.7.压缩空气系统
压缩空气系统产生的压缩空气主要用于仪表气。
设计条件：
压缩空气量：
约3600Nm3/h
空压机数量：
2台3600Nm3/h空压机（1开1备）
2.1.8.制氧系统
此系统按最大需氧量设计，满足厂区所需煤气最大负荷时所需氧气。
循环流化床富氧气化浓度为26%左右，需纯氧量20700Nm3/h左右，制氧设备设计产氧量在22000Nm3/h以上。
根据煤气化装置对氧气量的需求特点，结合不同制氧工艺投资成本、单位氧气运行成本、投资占地要求，选取深冷空分工艺作为煤气化装置制氧工艺。
深冷空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，按照各组分蒸发温度的不同将空气分离。
深冷空分工艺流程包括：
空气压缩、预冷、纯化、空气膨胀、换热、过冷、精馏等工艺过程。
空气被空压机压缩至0.5~0.7MPa，压缩的空气进空气预冷机组中预冷到5℃~10℃并分离水分；
预冷的空气进分子筛纯化器中清除剩余水分、二氧化碳和碳氢化合物，纯化后的空气进膨胀机中膨胀制冷以及提供装置所需的冷量，膨胀机出来的空气进分馏塔换热器中与返流的氧气、氮气、污氮气进行换热，精馏塔中空气分离分为两级，空气在下塔进行第一次分离，获得液氮，同时得到富氧液空；
富氧液空被送向上塔进行精馏，获得纯氧和纯氮。
被冷却接近液化温度并把返流的氧气、氮气、污氮气换热到环境温度，氮气在过冷器中过冷节流前的液空和液氮。
空气在精馏塔中进行精馏分离，在上塔顶部获得产品氮气，在上塔底部获得产品氧气。
产生的氮气用于气力输送、保护气等。
2.1.9.DCS控制系统
提供一个高效实用的“三电一体化”集成控制计算机控制系统，吸收国内外大型煤气化控制技术，达到国内领先水平。
电力传动控制采用DCS系统为核心的控制系统，设置现场操作站或中央控制室对全厂煤制气过程进行控制、监视。
并通过数据总线与各控制站相连，以数据通讯方式相通传达信息，操作站设在电气楼的中央控制室，可通过台式计算机对全厂煤制气系统和周边相关系统进行操作、监控。
过程检测和控制采用先进的DCS系统完成煤制气及相关工艺过程参数的数据采集，连续控制、参数显示，越限报警以及报表打印等功能。
按照集中监控分散风险的原则，操作站、工程师站、打印机等安装于现场的中央控制室内，输入输出单元、处理器等系统的主要设备安装于现场操作站实现全厂主工艺系统的集中监视和操作，控制、报警和管理。
2.2.模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统的主要特点
2.2.1.燃料适应性强
这是模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统的主要优点之一。
该系统主要采用烟煤和褐煤（弱粘结或不粘结性）等煤种作燃料。
2.2.2.清洁、环保
a.不产生焦油、油渣、酚氰类污染物
由于xxxx模块化梯级回热式清洁燃煤气化系统选用循环流化床煤气发生炉，炉内物料处于流化状态，煤炭在炉内受热均匀，炉膛温度维持在950~1000℃的较高温度，炉内不含干馏层，煤焦油及酚、氰类物质在900℃时已裂解成为低分子碳氧化合物，有机物在炉内分解燃烧较为彻底，因此在粗煤气进行冷却和脱硫的过程中无焦油及酚氰废水产生，这也是本项目的一大亮点和优势。
b.粉尘含量低
我公司通过对传统除尘器滤筒材质的多次改进，研制出耐高温的布袋除尘器，其工作温度最高可达180~220℃，可过滤0.5μm以上的微尘，除尘效率达到99.99%，可使粉尘含量低于10mg/Nm3。
c.氮氧化物（NOx）排放低
气化炉内燃烧温度小于1000℃，气化炉内处于非过氧燃烧氛围，空气中的氮气在还原性气氛中不生成NOx，并可抑制煤中的氮向NOx转化。
2.2.3.煤炭能源综合利用率高
清洁燃煤气化系统气化过程中产生的飞灰，经布袋除尘器收集后，可外售处理也可作锅炉原料；
炉渣也可做建筑材料或制砖，大大的提高了传统煤气化技术的利用效率。
三、项目技术、设备及工程方案
3.1.技术方案
图3-1气化系统工艺流程示意图
3.1.1.主要工艺流程说明
原煤经过破碎、筛分后，经粉煤输送系统输送至循环流化床煤气发生炉，与经过预热的富氧空气气化剂发生反应，生成的煤气经换热、余热回收、除尘后进入脱硫系统脱除硫化氢，并生成硫单质作为产品外售；
脱硫后的煤气经加压系统输送至下级用户。
3.1.2.原料煤分析
本次设计煤种选用烟煤，适用的国内煤种还有陕西煤（府谷、神木、榆林等地）、甘肃华亭煤、内蒙古煤、新疆煤等，国外可选用澳大利亚烟煤、美国烟煤等。
本次设计粉煤的收到基低位发热量5680kcal/kg左右，煤质分析如下：
表3-1循环流化床煤质分析指标
分析指标
符号
数值
全水
Mt
12.49
空干基水分
Mad
1.84
空干基灰分
Aad
11.77
空干基固定碳
FCad
53.48
空干基挥发分
Vad
32.91
收到基低位发热量
Qnet,ar
5680
kcal/kg
cal/Kg
灰熔点
S.T.
1250
焦渣特性
CRC
3.1.3.煤气成份
煤气热值1500kcal/Nm3，煤气粉尘含量≤10mg/Nm3，H2S含量≤50mg/Nm3成分如下表：
表3-2循环流化床煤气主要成份及热值
气化方式
煤气主要成分/%
煤气热值
N2
H2
CO
CO2
CH4
kcal/Nm3
30~35
23~26
12~14
1~2
1500
3.1.4.项目能耗
煤气化装置能耗包括煤、水、电等项目，具体能耗如表3-4所示：
表3-3富氧气化项目能耗表
原煤
t/h
223.34
脱硫碱
kg/h
900
纯碱Na2CO3
脱硫催化剂
g/h
1860
代号NN911
水耗
340
气化用水、循环水补水
压缩空气
Nm3/h
3600
仪表
运行电耗
kwh
35831
气化、脱硫、加压、空压、制氧
3.2.设备方案
项目设备主要来源为外购部分和自制部分，外购部分均选用知名品牌产品，亦可根据客户需求选用指定品牌。
自制部分均由xxxxxx股份有限公司自主制造，所有设备享有设计专利及制造资质，质量可靠。
煤气化装置主要设备见表3-5。
表3-5主要设备一览表
设备名称
设备来源
振动给料机
外购
输煤皮带机
齿辊破碎机
电磁除铁器
电子皮带秤
犁式卸料器
原煤贮仓
粉煤气化系统
煤气发生炉
自制
高温旋风分离器
换热器Ⅰ
换热器Ⅱ
换热器Ⅲ
螺旋给煤机
螺旋出渣机
出渣机
输渣皮带
鼓风机
引风机
布袋除尘器
喷吹装置
星形卸灰机
气力输送和中间灰仓系统
灰斗
中间灰仓
仓顶除尘器
仓泵
煤气脱硫系统
脱硫塔
喷射再生塔
富液槽
贫液槽
加药槽
泡沫槽
泡沫泵
脱硫泵
再生泵
熔硫釜
液位调节器
煤气加压系统
煤气加压风机
防爆稀油站及高位油箱
循环水和软水系统
冷却塔
循环水泵
消防水泵
管道式过滤器
离子交换器
软水水泵
加药装置
软水储罐
消防水池
制氧系统
罗茨鼓风机
罗茨真空泵
径向吸附器
鼓风机换热器
冷凝水处理系统
PAC/PAM溶药罐
PAC/PAM加药计量泵
一体化净水器
管道混合器
冷凝水给水泵
冷凝水加压泵
水罐
玻璃钢水池盖板
注：
阀门、管道、电仪等此处略。
四、安全与环保
4.1.安全
4.1.1.消防安全
设备平面布置符合防火间距，建筑物的耐火等级设备的布置符合安全规范的要求，各场区均设有消火栓、消防通道和灭火器材。
煤气化装置属于有火灾爆炸和中毒危险的场所，因此生产装置、设备都具有承受超压性能和完善的生产工艺控制手段，设置可靠的温度、压力、流量、液面等工艺参数的控制仪表和控制系统；
并设置必要的超温、超压的报警、监视、泄压、抑制爆炸装置和防止高低压窜气（液）、紧急安全排放装置。
4.1.2.防雷防静电
煤气化装置设计时均考虑防雷防静电设计，包括设备防雷接地、电系统综合防雷等等，各项设计均以国家标准为依据，满足安全要求。
4.1.3.特种设备
项目所有安全阀、压力容器等特种设备均选用有资质的制造、检验单位进行制造和校验，并附有特种设备校验报告，安全性较高。
4.1.4.劳动安全防护
为了改善劳动条件，保护劳动者在生产过程中的安全和健康，项目将结合煤气化装置生产工艺的具体特点，重点针对防火、防爆、防电伤、防机械伤害及其它劳动安全和工业卫生内容，采取相应的防范措施及应急处理措施。
各泵的转动外露部分均装有防护罩和其他防护措施。
平台、步道、和坑边均有栏杆和盖板。
需登高检查和维修作业的设备处，均设有楼梯平台等防坠落伤害措施。
电气设备布置满足节电设备的安全防护距离要求，设有必要的隔离措施和防止误操作的措施。
开关柜选用具有“五防”功能，并设有闭锁装置和联锁装置的设备。
介质温度≥50℃的设备和管道设有隔热保温措施；
所有压力排空均接至安全地点。
4.2.环境保护
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国
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