10万方水煤气技术方案汇总

1、第一章 生产规模和产品方案 1.1 生产规模 1.1.1 生产规模确定原则 1、符合国家的产业政策。 2、按照市场经济发展规律和产品市场需求预测分析，科学确定 生产规模。 3、生产规模的确定注意体现规模效益。 4、从实际出发、实事求是、结合企业现有内部与外部条件。 5、重视盘活并利用企业现有固定资产、项目的投入产出比、产 品的市场竞争能力和企业发展规划。 1.1.2 装置规模确定原则 1、工艺技术成熟可靠、经济实用。 2、装置规模经济合理。 3、设备尽量国产化。 4、装置规模依据工程建设总生产规模、工艺物料平衡、热量平 衡、产品及中间产品上下游之间产出与接纳关系而确定。 1.1.3 生产规模

2、本项目根据企业实际情况，经综合考虑，确定生产规模为10 万 Nm3/h 煤气。 1.2 产品规格和质量指标 本项目产品煤气的主要质量指标见表 3-1。 表 3-1 煤气质量指标一览表 项目 指标 热值 2400kcal/Nm3 H2S含量 3 25mg/Nm Cl 含量 3 10mg/Nm3 第二章 工艺技术方案 2.1 工艺技术方案的选择 2.1.1 原料路线确定的原则和依据 1、原料价格低廉，充分利用本地矿产资源和能源资源优势，且 运输距离较近。 2、力求工艺先进、成熟可靠、经济合理、方案优化、流程简 单、布置合理、设备一流。环境友好、各项技术经济指标较好，生 产成本低，以获得最佳效益。

3、本项目以无烟粉煤生产型煤作为气化原料，采用固定床纯氧气 化技术生产煤气，工艺技术成熟可靠，且原料价格低廉，供应稳定 可靠，具有良好的社会、经济效益。 2.1.2 国内、外工艺技术概况 2.1.2.1 煤气化工艺技术概况 煤气化技术开发较早，在 20 世纪 20 年代，世界上就有了常压 固定床煤气发生炉， 20 世纪 30 至 50 年代，用于煤气化的加压固定 床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床 KT 炉先后实现了工 业化，这一批煤气化炉型称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技 术开始于 20世纪 60至 80年代，开发的煤气化技术有的实现了工业 化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有

4、德士古加压水 煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ HTW ）及粉煤加压气化 炉等。第二代气化技术的主要特点是：提高气化炉操作压力和温 度，提高单炉生产能力，扩大原料品种和粒度使用范围，改善生产 技术经济指标，向环境友好型系统进行改进。近年来国外煤气化技 术的开发和发展，有倾向于粉煤或水煤浆为原料、以高温高压操作 的气流床和流化床炉型为主的趋势。 到目前为止，世界上用于煤气化工业生产的气化炉形式较多， 按照燃料层运动状态分为三大类：固定床、流化床、气流床等，按 照进料状态又分为干块、干粉、浆态三种，按照排渣方式又分为干 法、液态、熔聚等。 现代先进的煤气化技术主要包括：荷兰 SHELL 公司

5、的 SCGP粉 煤加压气化工艺、美国 Texaco 公司的水煤浆加压气化工艺、美国 DOW 化学公司的 DOW 水煤浆加压气化工艺、德国未来能源公司的 GSP 工艺、 BGL 碎煤熔渣气化技术、以及具有中国自主知识产权的 西安热工研究院的两段式干煤粉气化工艺和华东理工大学的多喷嘴 水煤浆加压气化技术。 2.1.2.2 空分工艺技术概况 空分技术经过 100 余年的不断发展，现在已步入大型全低压流 程的阶段，能耗不断降低。大型全低压空分装置整个流程由空气压 缩、空气预冷、空气净化、空气分离、产品输送所组成，其特点 是： (1) 采用高效的两级精馏制取高纯度的氧气和氮气； (2) 采用增压透平膨胀

6、机，利用气体膨胀的输出功直接带动增压 风机以节省能耗，提高制冷量； (3) 热交换器采用高效的铝板翅式换热器，使结构紧凑，传热效 率高； (4) 采用分子筛净化空气，具有流程简单、操作简便、运行稳 定、安全可靠等优点，大大延长装置的连续运转周期。 由于产品氧气的用户对氧气的压力有一定要求，纯氧又是一种 强氧化介质，氧气的增压工艺常常成为研究的一个重点。 氧的增压有两种方式，即采用氧气压缩机和液氧泵，前者压缩 介质为气氧，在冷箱外压缩；后者压缩介质为液氧，在冷箱内压 缩。分别称为外压缩流程和内压缩流程。 最近空分设备厂家又开发出双泵内压缩流程，即根据用户对高 压氧气、高压氮气的要求，分别用液氧泵

7、、液氮泵在冷箱内对液 氧、液氮进行压缩、汽化后输出，其投资省、维修费用低、安全可 靠性高。 世界上大型空分设备制造厂比较著名的有德国林德公司 （Linde）、美国空气产品和化学品公司（ APCI ）、法国空气液化公 司（ Air Liquide ）等。法液空的分子筛是立式双层环形床结构，其 余两家是卧式双层扁平床。冷箱内管道、容器材料一般都用铝合 金，法液空是用不锈钢（板翅式换热器除外）。各公司对精馏塔的 研究大多数致力于其结构、效率以及气液流向等方面，以减小塔 径，降低塔高。过去精馏塔板多采用筛板塔，现开发了金属规整填 料塔。 我国的空分制造厂与上述拥有世界一流技术的空分设备公司都 建立了长

8、期的技术合作关系，通过消化吸收、自主创新，拥有自主 知识产权，技术实力已经相当雄厚，设备性能稳定，质量可靠。 目前国内最主要的空分设备厂家有杭州杭氧股份有限公司（杭 氧）、四川空分设备（集团）有限责任公司（川空）、开封空分集 团有限公司（开空）。 2.1.3 工艺技术方案的比较和选择 2.1.3.1 型煤 本项目采用纯氧连续气化技术，根据当地煤质条件，需要设置 型煤装置，将粉煤加工成型煤，作为气化装置的原料。 型煤制气目前已在国内广泛使用，随着技术不断的改进与完 善，该工艺在消耗、环保、经济效益方面都表现出明显的优势。 从目前来看，型煤制气可分为两种，煤球和煤棒。一般认为： 虽然煤球干燥后比煤

9、棒冷强度更好，然而煤球一般是采取机械对辊 挤压，所生产的煤球内部结构疏松，热稳定性远不如煤棒好；入炉 很容易粉化、爆裂；煤气炉床层阻力大，负荷加不上；并且煤球还 停留在伴烧的阶段，煤球与块煤两者孔隙率不一致，不能实现全部 燃烧。反应速度不一致对煤气炉操作有一定的影响。而煤棒机制造 的腐植酸煤棒工艺技术，是让经过堆沤熟化的腐植酸煤在煤棒机里 成型过程中，通过螺旋叶片强力挤压改变了以往型煤冷强度低、粘 合力不够的问题，增加了原料煤本身的粘结性的作用，使煤棒内部 结合致密。其成型机理决定了煤棒的热稳定性好，具有高温不产生 爆裂、塌陷、粉化的特点。煤棒制气使造气炉炉况更稳定。 煤棒的生产工艺可分为冷压

10、成型和热压成型，以冷压成型为 主。冷压成型又分为粘结剂成型和无粘结剂成型。 粉煤无粘结剂成型是指不外加粘结剂，而是依靠煤炭自身的性 质和粘结性组分，在外力作用下压制成型煤的过程。适于无粘结剂 成型的煤种为年轻褐煤。 粉煤有粘结剂成型，是指粉煤与外加粘结剂充分混合均匀后， 在一定的压力下压制成型煤的过程，有粘结剂成型的煤种为年老褐 煤、烟煤、无烟煤等；粘结剂为煤焦油、焦油沥青、石油沥青（又 称石油残渣）或水溶性粘结剂等。 煤棒机制造的腐植酸煤棒工艺技术，是让经过堆沤熟化的腐植 酸煤在煤棒机里成型过程中，通过螺旋叶片强力挤压改变了以往型 煤冷强度低、粘合力不够的问题，增加了原料煤本身的粘结性的作

11、用，使煤棒内部结合致密。其成型机理决定了煤棒的热稳定性好， 具有高温不产生爆裂、塌陷、粉化的特点，可使造气炉炉况更稳 定。 针对本项目煤气化工艺特点，型煤装置拟采用以腐植酸钠为粘 结剂的煤棒成型技术。 2.1.3.2 造气 目前气化技术按照气化炉内物料流动形式，大致可分为固定 床、流化床和气流床三大类，各种气化方法都存在其固有的优缺 点。本项目按照技术成熟可靠，经济实用，节省投资，提高企业效 益的原则，利用国内先进成熟的技术来提高制气能力，减少原料煤 的消耗，达到节能降耗的目的。 固定床、流化床、气流床三种煤气化技术的对比见表 4-1。 表 4-1 典型煤气化方法性能比较 代表炉型 固定床 流

12、化床（ H.T.W ） 气流床（ Shell） 气化压力 /MPa 0.0250.03 1.03.2 2.04.0 气化温度 / 8501100 10001100 14001700 床层温度分布 不均匀 均匀 均匀 气化剂 空（氧）气、蒸汽 空（氧）气、蒸汽 氧气、蒸汽 原料粒度 /mm 1550 010 90%小于 0.15 原料适应能力 一般 较差 较强 单炉生产能力 /t （煤） d-1 50120 7202060 10002600 排渣方式 固态 固态 液态 C 转化率 80%87% 96%98% 98%99% 煤气含 CO+H2 68%69% 76%78% 92%95% 气化强度（

13、CO+H2）/ （m2h） 700750 60007700 95009800 3 1000（CO+H2）m3 （标）消耗原料煤 /kg 680690 660 670 520550 冷煤气效率 67%70% 78%81% 80%83% 粗煤气中焦油含量 较多 较少 很少 粗煤气中甲烷含量 较多 较少 很少 粗煤气中氮气含量 采用空气气化时较 高 采用空气气化时较 高 3%左右 投资 低 较高 高 综合来看，固定床气化炉和流化床气化炉的工作环境相对温和 （8001100），对材料的性能要求也较低，相应的投资较低，但 碳转化率稍低，出口煤气化中的焦油、甲烷含量稍高。 气流床气化炉具有燃料适用范围宽、

14、单炉生产能力大、工程放 大特性较好、碳转化率高、气化温度高（通常在 1300以上）、合 成气不含焦油和甲烷、出口合成气热量可以回收等特点，但对材料 的要求较高，投资大，限制了其应用范围。 利用纯氧或者富氧空气提高固定床气化技术的制气能力，是近 几年在常规固定床气化的基础上开发的技术，采用炉况监测优化系 统，自动调节气化剂含量，进行纯氧或富氧气化。实现提高造气炉 气化效率，达到节能降耗减排的目的。 固定床纯氧气化技术具有以下优势： 纯氧连续制气清洁环保。间歇制气的吹风阶段将燃料燃烧吹 风排放大气，使燃料中 40%的硫化物及大量 CO2 及部分 CO、粉尘 直接排放大气，对大气造成严重污染。采用纯

15、氧连续气化工艺取消 了间歇气化的吹风阶段，减少了吹风气对环境的污染，环保效益显 著。 纯氧连续制气适应的煤种广。间歇制气炭层温度上下变化 大，气体流向周期变化，因此对燃料粒度、热稳定性、灰熔点要求 高。而连续纯氧气化由于料层温度、介质流向、流量恒定，因而对 燃料要求较低，更能适应小粒燃料及煤质较差的型煤。 纯氧连续制气工艺发气量大，煤耗低、蒸汽消耗低。工业应 用实践证明，单炉发气量能提高50% 100%；煤耗降低 10% 20%；蒸汽消耗降低 20% 30%。 纯氧连续制气工艺简单、操作控制简单、维护费用低。间歇 制气循环控制程控阀动作、工艺流程管线复杂，设备、阀门事故率 高，维修管理工作量大

16、，操作困难，气体成分不易调节。纯氧连续 气化工艺流程大大简化，程控阀小，操作稳定简易，维修工作量 小，气体成分稳定而易于调节。 综上所述，结合实际情况，本项目拟定以型煤为气化原料，采 用固定床纯氧连续气化技术生产清洁煤气。 2.1.3.3 煤气脱硫 脱除煤气中硫化物的方法有很多，一般分为干法脱硫和湿法脱 硫两大类。 干法脱硫是采用固体脱硫剂来脱去硫化物。干法脱硫最早采用 的是氢氧化铁法和活性炭法。在近代合成氨工业中常用干法脱硫作 为脱除有机硫和精细脱硫的手段，例如，氧化锌法、钴钼加氢法和 分子筛法等。 湿法脱硫是采用溶液吸收的方法来脱除，依其吸收和再生的性 质，又分为物理吸收法、化学吸收法和物

17、理化学吸收法。 （ 1）物理吸收法：该法是利用 H2S 在溶剂中的溶解度性质，往 往是在加压条件下吸收，在减压、加热或气提条件下解吸将H2S 释 放出来，并使溶剂得到再生。在吸收过程中不发生化学反应。常用 物理吸收法有甲醇法，用于大型合成氨装置，操作压力5.4MPa，温 度-30-70。此法不适用于本工程。 （2）化学吸收法：该法利用在吸收过程中发生某种化学反应以 达到消除硫化物的目的。这类方法有较好的净化效果和较好的选择 性。在化学吸收中利用 H2S 水溶液具有酸性和还原性的特点，又可 以分为中和法和氧化法。常用的是氧化法。 氧化法首先利用碱性溶液吸收 H2S，然后借溶液中载氧体的催 化作用

18、把被吸收的 H2S 转化为元素硫，使溶液获得再生。例如，氨 水催化法、改良 ADA 法、栲胶法、 PDS 法、 888法等都是典型的氧 化法脱硫。 （ 3）物理化学吸收法：该法是化学吸收法和物理吸收法的结 合。环丁砜法即属此法。 其中，最重要的是湿式氧化法脱硫技术。目前运用较为广泛且 性能较好的脱硫方法有 PDS 法、改良 ADA 法，栲胶法、茶灰法、 MSQ 法、改良对苯二酚法、 KCA 法。 （a）PDS法 由东北师范大学研制的 PDS法脱硫技术， 1986 年已通过吉林省 科委的技术鉴定。目前在全国有近百套生产装置采用此项技术，用 于半水煤气、变换气、天然气、大颗粒尿素合成气、煤的脱硫。

19、该 法所需催化剂浓度极低，消耗量少，运行经济，催化剂无毒，使用 方法简便，可以单独使用，无须添加其它 “助催化剂 ”，脱硫效果较 好。 （ b）改良 ADA 法 改良 ADA 法是 60 年代国外开发的技术，已广泛用于化肥、城 市煤气、冶金行业。改良 ADA 法技术成熟，过程完善，规范化程度 高，技术经济指标好，但该法存在的主要问题是硫磺堵塞脱硫塔填 料。 （ c）栲胶法 1976 年广西化工研究院研制成功栲胶法脱硫技术，它具有改良 ADA 法的几乎所有优点，而且无硫堵现象，由于栲胶资源丰富，价 廉易得，故其运行费用比改良 ADA 法低，在湿法脱硫中经常使用。 国内以煤为原料的中小合成氨厂湿法

20、脱硫装置大都采用此方法。 （ d）其余方法 用硫酸锰、水扬酸、对苯二酚组成脱硫液的 MSQ 法，由苯多 酚、Na2NO3 组成脱硫液的茶灰法在小型合成氨厂应用中也得了较好 的脱硫效果。 综上所述，栲胶脱硫剂具有成熟、可靠、脱硫效率高、活性稳 定、价廉易得、无毒、无腐蚀、不堵塔等优点。脱硫液再生采用自 吸空气氧化再生，该法具有氧化性强、能耗低、再生效果好、操作 方便等特点。硫磺回收采用重力沉降法加热分层熔融制取硫磺，既 节省投资又减少系统的繁杂操作和维护。 因此，经综合分析，并结合实际情况，本项目煤气脱硫拟采用 栲胶脱硫工艺。 2.1.3.4 空分 目前工业制氧均是由空气分离而制得，国内空气分离

21、制氧的主 要工艺有：传统的低温深冷技术分离工艺、以及新兴的非低温工艺 变压吸附法和膜分离技术。 （1）深冷分离工艺 低温深冷空气分离工艺的原理是在高压低温下将空气液化，根 据空气中氧、氮成分的沸点不同，在精馏塔中，经过精馏传质传 热，分离液态空气中的氧、氮成分，从而得到氧、氮产品。此法是 在 120 K 以下的温度条件下进行的，故称为低温深冷法空气分离。 根据不同的工艺要求，低温深冷工艺又可分为全低压内压缩工艺和 全低压外压缩工艺 低温法制氧，生产量大，氧气和氮气的纯度高，电耗低，因而 是当今世界上广泛应用的制氧方法。低温法日臻成熟，正向超低 压、节能大型化、全自动化方向发展。 该工艺属传统制

22、氧技术，氧气纯度高、产品种类多，适用于大 规模制氧。 （ 2）变压吸附工艺（ PSA） 变压吸附法（ PSA、VPSA ）工艺是以空气为原料、以分子筛为 吸附剂，在一定的压力下，利用空气中氧、氮分子在不同分子筛表 面的吸附量的差异，在一定时间内氮（氧）在吸附相富集，氧 （氮）在气体相富集，实现氧、氮分离；而卸压后分子筛吸附剂解 吸再生，循环使用。目前变压吸附制气工艺采用双吸附塔，通过顺 序控制系统，两塔交替循环吸附、解吸，从而得到连续的氧或氮产 品。 通过改变吸附剂和吸附压力，可获得不同质量等级的氧氮产 品。 变压吸附法流程简单，操作方便，运行成本较低，但要获得高 纯度的产品比较困难，产品氧纯

23、度在 93 95左右。并且，因空 气中含有近 79的氮组分，所以用此法生产氧气，需要的分子筛量 较大，一般只适用于提供小于 4000m3/h 氧气的场合。 变压吸附制氧工艺为新兴技术，投资省、能耗低，适用于氧气 纯度不太高、中小规模应用场合。 （3）膜分离工艺 膜分离技术是应用扩散原理，根据不同气体在膜中溶解和扩散 系数的差异而具有不同的渗透速度来实现气体的分离。膜分离技术 当空气在驱动力膜两侧压力作用下，渗透速率相对快的气体透过膜 后，在膜的渗透被富集，而渗透速率相对较慢的气体被滞留在膜的 滞留被富集，从而达到空气分离的目的。 通过选择不同的透析膜，可获得不同质量的氧、氮产品 膜分离法装置简

24、单，操作方便，启动快，但通常只能生产纯度 40 50的富氧。而且由于产气量大，所需薄膜表面积太大，且 薄膜价格太高。 膜分离制氧工艺技术尚不成熟，该方法的工业应用还有待进一 步研究。 （4）空分技术的选择原则 根据空气分离装置的工作原理和不同工艺的特点，在满足用户 需求的前提下，选择经济实用、性能稳定、安全可靠的工艺流程。 一般来说，可以按照以下方法选择空分工艺流程： 1）大中型空分装置，氧、氮产品产量大于 4000 Nm3/h ，选用全 低压空分装置；产品产量低于 4000 Nm3/h 的小型空分装置，可根据 所需产品的具体要求，选择变压吸附、膜分离或全低压低温精馏工 艺； 2）大型空分装置

25、，应用于炼钢、冶金或石油化工行业，要求氧 产品压力低于 3.0 MPa，可选用全低压外压缩工艺流程；要求氧产品 压力高于 3.0 MPa，宜采用全低压内压缩工艺流程，利于提高装置的 安全性； 3）小型空分装置，如果需要连续生产双高氧、氮产品，宜采用 全低压低温精馏空分；如果间断需要氧、氮产品，或需求产品纯度 范围大，则宜采用变压吸附或膜分离工艺； 4）需求液态氧、氮或氩产品，只能采用低温精馏工艺。如果液 态产品的提取量占气氧产品的比例高于8，宜选用全低压内压缩 工艺；液态产品的产量小于 8气氧的产量，选用全低压外压缩工 艺较为经济。 工业上常用的制氧方法主要有深冷分离法和变压吸附法。两种 方法

26、的比较见表 4-2。 表 4-2 制氧方法比较 项目 深冷空分法 变压吸附空分法 分离原理 将空气液化，根据氧和氮沸点不同 加压吸附，降压解吸，利用氧氮 达到分离。 被分子筛吸附的速率不同达到分 离。 装置特点 工艺流程复杂，设备较多，投资 大。 工艺流程简单，设备少，自控阀 门较多，投资省。 工艺特点 -160 -190低温下操作 常温操作 操作特点 启动时间长，一般在 1540h，必须 连续运转，不能间断运行，短暂停 机，恢复工况时间长。 启动时间短，一般 30min，可连 续运行，也可间断运行。 维护特点 设备结构复杂，加工精度高，维修 保养技术难度大，维护保养费用 高。 设备结构简单，

27、维修保养技术难 度低，维护保养费用低。 土建及安 装特点 占地面积大，厂房和基础要求高， 工程造价较高。安装费用高。 占地面积小，厂房无特殊要求， 造价低。安装周期短，安装费用 低。 产气成本 与规模有关，规模越大越低。 常温变压吸附制氮设备单位产气 量能耗： 0.29kWh/Nm3. 安全性 在超低温高压环境运行可造成碳氢 化合物局部聚集，存在爆炸的可能 性。 常温常压下操作，不会造成碳氢 化合物局部聚集。 可调性 气体产品产量纯度调节范围小， 灵活性稍差。 气体产品产量纯度可调，灵活 好。 经济适用 性 气体产品种类多，气体纯度高，适 用于大规模制气用气场合。 投资小能耗低，适用于氮气纯

28、度 79%99.99%的中小规模应用 场合。 由上表可以看出，空气深冷分离法主要应用于大规模制氧且要 求氧气纯度较高的项目；变压吸附法适用于氧气纯度要求不太高的 中小规模制氧项目。 空分装置经过 100 余年的不断发展，其技术已经非常成熟，能 耗不断降低。空分装置由空气压缩、空气预冷、空气净化、空气分 离等工序所组成，均是采用分子筛净化空气，具有流程简单、操作 简便、运行稳定、安全可靠等优点；采用高效的两级精馏制取高纯 度的产品；采用增压透平膨胀机，利用气体膨胀的输出功直接带动 增压风机以节省能耗，提高制冷量；热交换器采用高效的铝板翅式 换热器，使结构紧凑，传热效率高；采用 DCS 控制，使空

29、分装置始 终在最佳经济点运行。 综上所述，根据本项目氧气需求量大、压力低的特点，结合实 际情况，本项目空分装置拟采用全低压外压缩工艺技术。 2.2 工艺流程和消耗定额 2.2.1 概述 2.2.1.1 装置规模和年操作时数 装置规模： 10万 Nm3/h清洁煤气。 年操作时间： 8000h。 2.2.1.2 装置组成 本项目为 10 万 Nm3/h 清洁煤气发生装置，主要由型煤、造气、 煤气脱硫、空分装置等组成。 2.2.2 工艺流程说明 本项目总的工艺流程框图见图 4-1。 图 4-1 总工艺流程框图 2.2.2.1 型煤工艺流程 （ 1）工艺原理 以褐煤为原料，利用其中的腐殖酸与纯碱发生反

30、应，生成腐殖 酸钠，腐殖酸具有粘结性，再与无烟粉煤按一定比例混合，并进行 沤化，使粉煤在粘结剂的作用下粘结在一起。再经过成型的煤棒 机，在高压作用下将松散粉煤进行加压成型，经过烘干后，作为气 化原料。 （2）工艺流程 原料煤经振动给料机到 1#带式输送机，同时一级除铁后送至直 线振动筛，筛分后，粒度小于 25mm 的粉煤（粒度大于 25mm 直接 进入造气炉中使用）经 2#、 3#带式输送机进入笼式粉碎机进行破碎 至 3mm 以下，以达到制备煤棒的要求。破碎后的粉煤进入埋刮板输 送机输送到双轴搅拌机中，与配液搅拌机来的腐植酸钠粘结剂混合 搅拌（褐煤、片碱、水、蒸汽等在配液搅拌机内反应生成腐殖酸

31、钠 粘结剂）。在粉碎搅拌区设移动式吊斗一个，分别向搅拌桶内添加 褐煤、片碱等物料。再经由 4#、 5#带式输送机转至可移动轨道输送 机送至沤制仓。 沤制约 44 小时左右（满足有效沤制时间）的沤制煤经抓斗桥式 起重机上到沤制上煤斗，经双轴搅拌机搅拌均匀后转至8#带式输送 机，此时经二次除铁器进行除铁。经除去杂质的沤制煤运至9#带式 输送机进入成型区。进入成型区的沤制煤由上煤斗给料至单轴搅拌 器进行搅拌后再由煤棒挤压机挤压成湿棒煤。湿棒煤由11#带式输 送机输送入煤棒烘干塔，在烘干塔内经锅炉烟气的余热烘干，烘干 后的煤棒含水降到 35%。 从煤棒烘干塔出来的干煤棒经带式输送机转运至直线振动筛筛

32、分，合格的干煤棒由带式输送机输送至造气工段；不合格的碎煤经 破碎后再次进行成型。 2.2.2.2 造气工艺流程 ( 1)工艺原理 以纯氧为气化剂的化学反应： 主反应： C+O2=CO2+393.5kJ 2C+O2=2CO+221kJ 次反应： 2CO+O2=2CO2+566.0kJ CO2+C 2CO-172.5kJ 以蒸汽为气化剂的化学反应： 主反应： C+H2O(g) CO(g)+H2(g)-131.3kJ C+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)-90kJ 次反应： CO2(g)+C 2CO(g)+173kJ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)+41.3kJ C+2

33、H2(g) CH4(g)+32.8 kJ (2)工艺流程 向造气炉内通入纯氧和蒸汽的混合气化剂，与炉内灼热的炭进 行气化反应。从煤气发生炉出来的水煤气经废热锅炉、洗气塔冷却 和除尘后，然后去粗脱硫工段。 上吹制气过程：蒸汽与纯氧混合总管来上吹蒸汽阀自炉底 入造气炉旋风除尘器上行煤气阀水封阀入煤气总管废热锅 炉洗气塔气柜。 2.2.2.3 煤气脱硫工艺流程 煤气化装置产生的煤气中 H2S 含量较高，约为 2000mg/Nm3， 为了保护环境，净化煤气，本项目设置脱硫装置，采用栲胶碱液脱 硫，控制产品煤气中的 H2S 含量在 25mg/Nm3以下。 气体流程：来自气柜的煤气经脱硫塔，使气体中的H2

34、S 含量降 低到 25mg/Nm3 以下。合格的煤气送出界区。 液体流程：采用栲胶脱硫工艺，溶液自脱硫塔顶流入，与煤气 接触，化学吸收煤气中的 H2S，在塔底形成富液，流入富液槽，经 加压送入氧化再生槽，形成再生贫液送入脱硫塔顶，如此循环 硫回收：再生槽内解析出的单质硫（泡沫状）溢流到硫泡沫 槽，用压缩空气打至高位槽，高位槽中硫泡沫自流至熔硫釜内通过 低压蒸汽间接加热，硫颗粒变成熔融硫从熔硫釜底部流出，经冷却 后做为成品出售。 70 90的清液从釜的顶部流出送至溶液制备槽 沉淀出大颗粒的硫单质及冷却后，回到贫液槽循环使用。 2.2.2.4 空分工艺流程 （1）空气压缩 空气首先进入空气吸入过滤

35、器，在空气吸入过滤器中除去灰尘 和其它颗粒杂质然后进入主空压机，经过多级压缩后进入空冷塔， 压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。 （ 2）空气的冷却和纯化 空气在进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能减少空 气中饱和水含量从而降低吸附器的工作负荷，并对空气进行洗涤。 进入空冷塔上部的冷冻水，首先在水冷塔中利用干燥的出冷箱污氮 进行冷却然后再进入空冷塔上部。 分子筛纯化系统的吸附器由两只分子筛吸附器组成，吸附空气 中的水份、 CO2 和一些碳氢化合物，两只分子筛吸附器一只工作， 另一只被加热的污氮废气再生，出吸附器的空气经过滤后分为三 股，一股送出作为仪表空气，一股直接进入主换热器冷

36、却后进入下 塔。 另一股空气首先经过膨胀机增压端的压缩和级后冷却器的冷却 然后进入主换热器并被返流气冷却后从中部和底部抽出，经膨胀端 膨胀后进入上塔中部。 （3）空气分馏 下塔：洁净并被返流气体冷却的空气进入下塔进行初步分离， 进入下塔底部的空气穿过塔板并与塔板上的回流液进行热质交换， 这样的结果是，在下塔上部得到纯氮气，在塔釜得到富氧液空。 下塔顶部绝大部分纯氮进入冷凝蒸发器的冷凝侧，氮气通过把 上塔底部的液氧蒸发放出热量，自身冷凝为纯液氮 , 一部分做为下塔 回流液。另一部分液氮经过冷器过冷后 ,节流送往上塔顶部，作上塔 顶部的回流液。 从下塔的塔釜抽出的富氧液空经过冷器的过冷后，节流送入

37、上 塔中部做为上塔回流液。 上塔：氧、氮产品的最终分离在上塔精馏完成。 高纯度的氧气从上塔底部抽出 ,在主换热器中复热后 ,出装置做为 产品气送出。 纯氮气从上塔顶部抽出，首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空 复热，然后进入主换热器中复热后出装置。一部分作产品气，其余 部分做为冷水塔的冷源。液氮产品自液氮节流阀后取出 ,送出冷箱至 液氮贮存及汽化系统 . 污氮从上塔上部抽出，首先在过冷器中被纯液氮和富氧液空复 热，然后进入主换热器中复热后出装置。一部分做为纯化系统的再 生气，其余部分做为水冷塔的冷源。 2.2.3 消耗定额 本项目主要消耗指标如下： 表 4-3 型煤消耗指标 单位：吨干煤棒 序号

38、名称 规格 单位 消耗定额 备注 1 原料：无烟粉煤 （干 基） t 0.96 2 粘结剂：褐煤 t 0.04 3 液碱（ 32%） t 0.01 4 电 380V kWh 45 5 一次水 3 m 0.05 表 4-4 造气消耗指标 单位：每 1000Nm 3 煤气 序号 名称 规格 单位 消耗定额 备注 1 型煤 t 0.55 2 蒸汽 t 0.65 3 纯氧 Nm3 240 4 电 kWh 15 5 循环水 3 m 35 表 4-5 煤气脱硫消耗指标 单位：每 1000Nm3 煤气 序号 名称 规格 单位 消耗定额 备注 1 电 kWh 8 2 蒸汽 0.6MPa t 0.03 3 循环水 3 m 4 4 栲胶脱硫剂 kg 0.03 5 纯碱 总碱量 （以Na2CO3计） 99 kg 0.5 6 五氧化二钒 V2O597 kg 0.03 7 副产硫磺 kg 1.8 表 4-6 空分消耗指标 序号 名称 规格 单位 小时消耗量 备注 1 电 t 2485 2 蒸汽 t 54 3 循环水 3 m 5000 2.3 主要设备选择 2.3.1 型煤装置主要设备 本项目型煤装置新