空分气化工艺及设备简要介绍2003

空分、气化工艺及设备简要介绍煤、石油、天然气是目前工业生产的三种主要能源。我国是一个富煤、贫油、少气的国家，所以发展煤化工，对我国国民经济的发展具有举止轻重的作用。

煤化工目前的发展方向主要有煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制油、煤制气等。对于煤化工来讲，前段工序：空分、气化装置必不可少。

煤制油全厂工艺流程简图空分：从大气中抽出空气进行低温分离制取氧气和氮气，氧气供气化反应用，氮气用于系统及管线吹扫等。气化：原料煤通过棒磨机，制成合格的料浆后，通过高压煤浆泵加压送入气化炉，与氧气在气化炉反应室内发生气化反应，生成以CO、H2和CO2为主要成分的粗煤气。变换：CO与H2O在变换触媒、高温等作用下反应生成CO2和H2,也就是将CO变换成CO2，从水出提出H2。低温甲醇洗：利用低温甲醇在低温下对CO2和H2S等酸性气良好的吸收能力，对CO2和H2S等酸性气进行脱除，使变换气得到净化，送到F-T合成单元。F-T合成：将低温甲醇洗来的合成气在一定压力及温度下与触媒反应生成合成油及合成水。油品加工：合成油进入油品加工装置加氢后生成柴油、石脑油和干气。脱碳：合成尾气经脱除CO2后再经油吸收装置进一步吸收后生产液化石油气。PSA制氢：贫气进入制氢工段将产出的氢气返回油品加工，尾气作为燃料输出各单元的功能空分冷箱LOX空气WN2GANHPLIN主压缩机空气纯化低温透平液氮泵空气预冷液氧泵空气压缩机热交换器HPGOXMP1MPMPMPLPHP精馏塔~~LOXLIN低温储罐空分装置构成动力与净化制冷与热交换精馏储存输送空分流程方框图空压机预冷系统纯化系统热交换器精馏系统氧氮产品膨胀机增压机空压机组：驱动采用汽轮机，汽轮机为双出轴形式，一端驱动空压机，另一端驱动增压机。空压机进口有一个自洁式过滤器，将空气进行初步过滤去杂质。

空气经空压机提压后，送入空冷塔（对空气进行冷却及洗涤）-分离器（将洗涤后的空气进行汽水分离）-分子筛（脱除碳氢化合物及水份），出分子筛的空气一部分进入冷箱，一部分进入增压机继续增压后进冷箱。膨胀机组：从空压机来的一定压力的气体在膨胀机中进行膨胀做功，为气体分离提供冷量。低温液体泵：包括液氧泵、液氮泵等。板翅式换热器：进行流体冷热交换。材质为铝制，翅片间采用钎焊焊接。精馏塔：分上塔、主冷、下塔三部分组成。空分主要设备航天炉气化工艺流程航天炉气化装置剖面图德士古气化工艺流程（气化炉之后的工艺和航天炉相同）

煤浆制备工艺流程

棒磨机（制备煤浆）

是制浆的关键设备。图中为湿式溢流型棒磨机，单台磨煤机最大生产能力为气化装置总生产能力的75%。磨煤机出口设滚筒筛以便及时筛出煤浆中的大颗粒。中速磨煤机（制备干煤粉）高压煤浆泵

采用软管隔膜往复泵。泵由电机驱动，通过曲柄、连杆、活塞将液压油压力传递至（软管）隔膜，通过（软管）隔膜的变形达到吸排液的目的。泵进出口带缓冲器，可以保证进出口煤浆流量的稳定。泵的调速采用变频调速。煤浆给料泵详见右图。气化炉：目前常用的水煤浆气化炉（德士古气化炉、华理四喷嘴等）和干粉气化炉（航天气化炉、壳牌气化炉等），16万吨煤制油示范厂采用的是德士古气化炉，伊泰新疆能源有限公司采用的12台航天炉+3台德士古气化炉。德士古气化炉燃烧室内壁内衬耐火砖，顶置单烧嘴。航天炉燃烧室内衬水冷壁盘管，盘管外表面有耐火浇注料，保护盘管，水冷壁吸收热量后副产蒸汽。气化炉上部是燃烧室，下部是激冷室。德士古与航天炉都采用激冷流程，反应产生的粗煤气经过激冷环、下降管在水中洗涤，进行渣气分离，气体洗涤后进行合成气洗涤塔。渣进入破渣机进行破碎后排出气化炉。气化设备介绍德士古气化炉烧嘴

工艺烧嘴：是水煤浆气化炉的核心设备，其功能有二：一是雾化煤浆，二是与炉体匹配形成适宜的流场。

煤浆及氧气通过工艺烧嘴进入气化炉反应室。通过专用的烧嘴冷却水系统保护气化炉燃烧室中高温环境下的工艺烧嘴。一般的工艺烧嘴为三流道预混式烧嘴，氧气走中心和外环隙，煤浆走中间环隙。烧嘴易于磨损。

破渣机破渣机位于气化炉底部与锁斗之间，用来破碎炉中产生的大块炉渣，以保证正常固体粒度的炉渣能顺利进入锁斗。是由壳体、动力装置、油马达，以及连接在马达旋转轴上的破碎刀片组成。工作原理：由动力泵提供的最高可达35Mpa的高压油经软管输送到马达，通过马达的旋转轴带动安装于轴上的破碎刀按一定的方向旋转，与固定在破渣机壳体内壁的破碎刀交叉运行，以达到破碎渣的目的。破渣机的液压系统包括：（1）动力部分：液压泵（2）控制部分：各类压力，流量，方向等控制阀（3）执行部分：液压马达（4）辅助装置管道，蓄能器，过滤器，油箱，加热器，冷却器，压力表，流量计等。粉碎刀架体主要分为刀架和转动刀体两部分，另外还包含起导流作用的滑板、挡板等。刀架安装在壳体内部的刀架连扳上，它与转动刀体组成了破渣机的破碎单元，属于破碎单元中的静止部分。刀架共有九个，两两之间形成一过流通道，共形成八个过流通道。转动刀体安装在轴上，相邻的两刀体之间有45°的周向错移，属于破碎单元中的运动部分，共有八个。当轴转动时，带动这八个转动刀体刚好穿过由刀架形成的八个过流通道，不断的将滞留在动静刀间的大块炉渣破碎，从而避免大块未破碎物料滞留在轴的上方。为提高动静刀