气化工艺流程简图(渣水处理系统)
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几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
水煤浆气化装置关键管道设计浅析摘要:水煤浆气化装置包括煤浆制备、气化和渣水处理三个工段。
本文主要从气化和渣水处理两个工段的生产工艺和其技术特点出发,以配管专业的角度对管道设计问题进行探讨分析,供后续同类装置设计参考和借鉴。
关键词:水煤浆关键管道浅析近年来,随着我国在能源多元化发展上面的持续投入,煤炭焦化、气化、液化等各方面的技术都取得了连续突破。
尤其水煤浆气化技术的突破,不仅大大提升了煤炭的利用效率,还减少了废气等污染物的排放。
对我国绿色、健康、环保的可持续性发展新策略起到不可估量的作用。
本文重点对水煤浆气化装置中涉及的氧气、水煤浆、冲洗水、蒸汽、火炬等关键管道配管进行设计浅析,从水煤浆气化装置流程简述、管道设计原则、管道设计要点等方面进行总结,希望能够为今后的煤气化管道设计提供参考和借鉴。
一、流程简述通过磨煤机制成的水煤浆与氧气进入气化炉反应,气化反应生成水煤气通过洗涤后作为本装置产品送入下游工序。
气化及洗涤系统中含有一定浓度的黑水,通过闪蒸、沉降、过滤、回收热量及渣水分离,分离后的灰水返回气化及洗涤系统循环利用,系统向外排出粗渣和细渣。
水煤浆气化装置工艺流程简图如下图:附图1二、管道设计原则水煤浆气化装置的管道设计,因为设备的特点以及生产工艺的要求,在管道设计时,根据相关设计标准,必须要求符合以下几个原则:1.安全性原则。
水煤浆气化装置在生产中,主要涉及的危害物有一氧化碳、氧气、氢气、硫化氢、甲烷和粉尘等;同时,由于水煤浆气化装置气化炉、破渣机、锁斗、渣池等核心设备的布置要求,框架通常较高。
在对管道进行设计时,首先必须考虑安全上的问题,避免火灾、爆炸、高温、高出坠落、机械伤害和触电等安全事故的发生。
2.规范性原则。
管道设计和设备安装必须符合有关标准和技术规范的规定,避免原则性错误的发生。
3.统筹性原则。
在对水煤浆气化装置的设备布局和管道分布设计之前,必须先做好统筹规划,然后在统筹规划的基础上进行总体设计和各分部设计的工作。
文件编号:WSHG-CG/QHC-002版次:0版受控状态:□受控□非受控发放编号:持有人:60万吨/年醋酸项目一期工程20万吨/年醋酸项目(第一阶段30万吨/年甲醇)气化与渣水处理装置操作规程2010-03-25 发布2010-4-15 实施重庆万盛煤化有限责任公司发布目录第一章工艺技术规程 (10)1.1 装置概况 (10)1.1.1 装置简介 (10)1.1.2生产工艺原理 (11)1.1.3工艺流程叙述 (13)1.2工艺指标 (20)1.2.1原料、中间产品、副产品的指标 (20)1.2.2公用工程条件 (21)1.2.4主要工艺指标 (22)1.2.5分析指标及方法、\频次 (23)1.2.6原材料消耗指标 (24)1.2.7公用工程消耗指标(水、电、汽、气) (24)1.2.8主要设备及动力指标 (24)1.2.9排污指标 (25)第二章操作指南 (26)2.1气化部分 (26)2.1.1气化原理及操作原则 (26)2.1.2气化炉指标正常运行范围: (26)2.1.3异常情况处理 (27)2.1.4安全注意事项 (32)2.2渣水系统 (32)2.2.1渣水闪蒸系统原理 (32)2.2.2高低压闪蒸系统 (32)2.2.3真空闪蒸及沉降系统 (34)2.2.4异常事故处理 (35)2.2.5安全注意事项 (36)第三章开车规程 (38)3.2开车纲要 (38)3.2.1系统开车初始状态的确认(原始开车和大修后开车) (38)3.2.2气化炉开车前的准备 (39)3.1.1系统开车前的准备工作 (40)3.1.2气化炉投料统筹图 (41)3.2.3气化炉投料前的准备 (42)3.2.4气化炉开车步骤 (42)3.2.5第二台气化炉投用 (42)3.2.6第三台气化炉投用 (42)3.2.7气化炉连投 (43)3.3开车步骤 (43)3.3.1 开车初始状态确认 (43)3.3.2气化炉开车前的准备工作 (43)3.3.3气化炉投料前的准备工作 (53)3.3.4气化炉开车步骤 (58)3.3.5第二台气化炉的投用 (62)3.3.6第三台气化炉投用 (63)3.3.7气化炉连投 (63)3.4气化炉正常操作要点 (64)3.4.1加减负荷操作 (64)3.4.2气化炉温度的调节 (64)3.4.3激冷水过滤器V1304的切换 (65)3.4.4注意观察烧嘴压差PDIA1303的变化趋势 (65)3.4.5 烧嘴冷却水系统 (65)3.5盲板确认表 (65)3.5.1渣水系统开车盲板确认表 (65)3.5.2气化炉开车盲板确认表 (66)第四章气化渣水系统停车规程 (66)4.1 停车统筹图 (67)4.2.1 两台气化炉运行时,一台气化炉计划停车 (67)4.2.2 单台气化炉紧急停车 (68)4.2.3 两台气化炉紧急停车 (68)4.2.4 气化系统长期停车 (68)4.2.5 渣水系统停车 (68)4.3停车步骤 (70)4.3.1两台气化炉运行时,一台气化炉计划停车 (70)4.3.2单台气化炉紧急停车 (75)4.3.3两台气化炉紧急停车 (75)4.3.4气化炉长期计划停车 (76)4.3.5渣水系统停车 (77)第五章基础操作规程 (79)5.1阀门 (79)5.1.1手动阀门的操作 (79)5.1.2带驱动装置阀门的操作 (80)5.1.3自动阀门的操作 (82)5.1.4阀门操作中注意事项 (83)5.1.5阀门维护 (83)5.2离心泵操作指南 (85)5.2.1启动及停车 (85)5.2.2 电机操作指南 (91)5.3机泵操作规程 (93)5.3.1高压煤浆泵P1203 (93)5.3.2 P1301烧嘴冷却水泵 (102)5.3.3锁斗循环泵P1302 (104)5.3.4渣池泵P1303 (105)5.3.5 激冷水泵P1304: (106)5.3.6水环式真空泵P1401 (107)5.3.7澄清槽给料泵P1402 (108)5.3.9澄清槽底泵P1404 (111)5.3.10真空冷凝液泵P1405 (112)5.3.11洗涤塔给水泵P1406 (113)5.3.12絮凝剂泵P1409、分散剂泵P1410 (115)5.3.13 PBF真空带式过滤机X1402 (116)第六章事故应急预案 (121)6.1事故处理原则 (121)6.2紧急停车方法 (121)6.2.1停车原则 (121)6.2.2紧急停车条件 (121)6.2.3紧急停车原则性的步骤 (121)6.3具体事故应急预案 (122)6.3.1系统断电 (122)6.3.2系统断仪表空气 (122)6.3.3 UPS断电 (123)6.3.4气化炉过氧预案 (124)6.3.5 DCS黑屏 (125)6.3.6设备发生严重故障 (125)6.3.7断高压密封水 (126)6.4.一般事故预案 (126)6.5事故预案演练规定 (126)第七章操作规定 (135)7.1定期工作规定 (135)7.1.1 班长定期规定 (135)7.1.2 中控主操定期规定 (136)7.1.3气化现场主操作定期规定 (138)7.1.4.1班前检查 (139)7.1.5现场副操作定期规定 (140)7.2交接班制度 (141)7.2.2交接班制度的内容 (141)7.3 巡检制度 (142)7.3.1现场巡检内容 (142)7.3.2巡检标准及要求 (143)7.4防冻、防凝、防暑 (143)7.4.1防冻、防凝 (143)7.4.2防暑 (145)第八章仪表控制系统操作规程 (146)8.1 DCS 、ESD和PLC 系统描述 (146)8.1.1气化框架仪表控制系统组成 (146)8.1.2 DCS和ESD系统功能描述 (146)8.1.3 PLC 系统功能描述 (146)8.2 DCS 、ESD和PLC 系统控制说明 (146)8.2.1气化框架DCS和ESD重要的仪表检测控制、联锁数据表如下: (146)8.2.2 气化框架PLC系统控制说明 (146)8.3 DCS 和PLC 系统操作规程 (147)8.3.1 开车操作规程: (147)8.3.2 停车操作规程 (148)8.3.3 检修操作规程 (148)8.4装置自保的逻辑控制规程 (148)8.4.1烧嘴冷却水联锁逻辑图 (148)8.4.2烧嘴冷却水泵自启动联锁 (149)8.4.3事故激冷水阀 (149)第九章安全生产、环境保护与职业卫生(HSE) (152)9.1安全知识 (152)9.1.1氧气防护知识 (152)9.1.2氮气防护知识 (153)9.1.3一氧化碳防护知识 (153)9.1.4二氧化碳(CO2) (154)9.1.6硫化氢(H2S) (156)9.1.8消防设施 (157)9.1.9可燃气体报警设施 (157)9.2安全制度规定 (157)9.2.1安全生产制度 (157)9.2.2安全生产管理规程 (158)9.2.3氧气系列安全规程 (159)9.2.4 安全动火制度 (161)9.2.5消防器材管理制度 (164)9.2.6安全灭火规定 (164)9.2.7电器作业安全规定 (165)9.2.8上岗员工着装规定 (166)9.2.9生产装置防火防爆的规定 (166)9.2.10装置大检修安全规定 (166)9.2.11装置开、停车安全规定 (168)9.3本类装置历史上发生的主要事故、处理方法及经验教训 (169)9.3.1典型过氧事故案例一 (169)9.3.2典型过氧事故案例二 (170)9.4本装置易燃易爆物的安全性质:爆炸范围、闪点、自燃点 (171)9.5本装置主要有毒物、介质(易燃易爆、有毒)的有关参数 (171)9.5.1液化气 (171)9.5.2柴油 (172)9.5.3工艺水煤气 (173)9.6本装置污染物主要排放部位和排放的主要污染物 (173)9.6.1废渣排放 (173)9.6.2废气的排放 (173)9.6.3废水排放 (174)9.6.4噪声 (174)9.7职业卫生(HSE) (174)9.7.2硫化氢 (175)9.7.3二氧化硫 (177)9.7.4氮氧化物 (178)9.7.5噪声 (180)第十章附录 (183)10.1设备明细表 (183)10.1.1气化部分 (184)10.1.2灰水设备 (190)10.2主要设备结构图 (201)10.2.1气化炉 (201)10.2.2洗涤塔 (201)10.3装置平面布置图 (204)10.3.1气化平面布置图 (204)10.3.2灰水平面布置图 (204)10.4可燃气体和硫化氢报警仪布置图 (208)10.5装置消防设施布置图 (208)10.6安全阀定压值 (208)10.7控制参数报警值 (208)第一章工艺技术规程1.1 装置概况1.1.1 装置简介该装置是以重庆万盛煤化工有限责任公司选定的当地煤为原料,采用西北化工研究院的多元料浆气化专利技术生产合成甲醇的原料气。
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石<助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:<1)适用于加压下<中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
<2)气化炉进料稳定,因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
<3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:<1)因为气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
<2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁<一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。