5000煤制氢气技术方案
- 格式:pdf
- 大小:350.37 KB
- 文档页数:15
煤制氢工艺煤制氢工艺是一种利用煤炭、天然气等烃类化合物,在高温下加气化剂反应,制造氢气的工艺。
由于煤炭是一种主要的能源资源,其对世界经济和能源安全起着重要的作用,因此煤制氢技术被广泛应用。
下面详细介绍煤制氢工艺。
1.煤制氢技术原理煤制氢技术是一种从煤中提取氢气的技术,它与传统的天然气制氢、压水制氢等技术相比,具有独特的优点。
煤制氢技术利用高温下气体与煤反应产生气体化学反应,使煤中的烃类化合物分解,形成大量的气体,并且将氢和一些其他气体分离。
具体来说,煤制氢技术主要包括两个步骤:气化和氢气分离。
气化是指将煤和气化剂在高温下反应产生气体,而氢气分离则是将反应产生的气体进行分离和提纯,用于制造氢气。
(1)气化煤制氢工艺的气化过程主要包括干式气化、湿式气化和高效重油气化等几种方式。
干式气化是指在没有水的情况下,用氧气或气化剂与煤反应,生成氢气和一些其他气体。
湿式气化是指在水蒸气的存在下,将煤气化为氢气和一些其他气体。
高效重油气化是指将重油和煤混合在一起,经过一系列的反应产生气体。
(2)分离和提纯在气化过程中,煤和气化剂的反应产生了各种气体,其中包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气等。
在煤制氢工艺中,需要将这些气体分离出来,然后进行提纯,使其可以直接用于制造氢气。
具体来说,分离和提纯主要包括焦化和升华法。
焦化是指将气化产物通过可控火焰燃烧,将其分离成不同的气体,然后进行纯度升华。
升华法是指将气化产物在高温下升华,使其分离成不同的气体,然后进行纯度升华。
3.煤制氢工艺的应用前景随着全球的经济和能源需求的增长,化石燃料的使用量也在不断增加。
而煤炭作为主要的化石燃料之一,其开采和利用对全球经济和能源安全起着重要的作用。
煤制氢技术是一种非常有前途的技术,可以利用煤炭资源生产大量氢气,为能源产业的发展提供新的方向。
目前,全球煤制氢技术正在不断发展,国内外的一些大型公司也开始研发煤制氢产品。
在未来,随着煤制氢技术的不断发展和成熟,其应用范围也将越来越广泛,煤炭资源的利用率也会大大提高。
煤制氢工艺原理
氢气是一种极其重要而又稀缺的能源,被广泛用于各个领域。
在有限的自然资源的情况下,如何以更为可持续的方式生产氢气,以满足社会对氢气的日益增长的需求,是当今能源工业的主要课题。
近年来,煤制氢技术受到了越来越多的关注,它不仅可以满足社会对氢气的需求,而且具有较低的成本、较高的氢气得率和可再生性等优点,成为了能源工业发展的新热点。
煤制氢是一种以煤为原料,通过化学反应将碳形成氢气的工艺,其主要包括4个步骤:煤给料、气化反应、过滤及蒸汽改质等。
1、煤给料:给料是煤制氢工艺的第一步,主要是将煤粉熔炼成小圆球状,并进一步粉碎至指定的微细度,这样可以有效解决气化反应的流动问题,高气化反应效率,降低气体损耗。
2、气化反应:化反应是煤制氢工艺的核心部分,其主要是将碳和水结合,通过高温(600~800℃)和高压(5~25MPa)的复合环境进行气化反应,产生氢气和二氧化碳,其反应方程式:C + H2O= CO+ H2。
3、过滤:化反应产生的气体经过凝析和过滤处理后,将氢气分离出来。
4、蒸汽改质:过过滤的氢气,其含水率还是较高,因此,需要进行蒸汽改质,通过蒸汽干燥的方式,将氢气中的水分去除,从而获得纯度较高的氢气。
煤制氢工艺作为一种新兴的能源技术,具有可再生性和较低的成本等优点,在未来将可望成为氢能源的主要来源。
但是,这项技术也
存在着许多缺陷,如生产低纯度氢气,氢气含水率高和产生大量的固体废弃物等,其中一些问题需要通过科学实验和研究来解决。
因此,煤制氢技术的开发和应用,需要加大科研力量,推动其建立完善的技术系统,实现可持续发展,以保障能源安全。
煤炭资源的煤炭加氢与煤制气技术随着能源需求的不断增长和环境保护的不断提升,煤炭资源的开发和利用一直是一个备受关注的话题。
在煤炭资源开发利用的过程中,煤炭加氢与煤制气技术成为了备受关注的两个方向。
本文将从煤炭加氢和煤制气两个方面进行论述,探讨它们在煤炭资源开发利用中的重要作用。
一、煤炭加氢技术1. 煤炭加氢的基本原理煤炭加氢是将煤炭与氢气反应,生成液态燃料的过程。
其中,煤炭需要经历煤炭的颗粒破碎、粉煤的热解产物与氢气的反应等多个步骤。
通过煤炭加氢技术,可以将煤炭转化为石油、液化燃料等高附加值的产品。
2. 煤炭加氢技术在煤炭资源开发利用中的意义煤炭加氢技术可以将煤炭转化为更高价值的产品,提高煤炭资源的利用效率。
同时,煤炭加氢技术还可以减少煤炭燃烧过程中排放的二氧化碳等有害气体,有利于环境保护。
3. 煤炭加氢技术的应用前景随着国内外能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,煤炭加氢技术在未来具有广阔的应用前景。
通过不断提高煤炭加氢技术的研发水平,可以实现煤炭资源的可持续利用,同时满足能源需求和环境保护的双重要求。
二、煤制气技术1. 煤制气的基本原理煤制气是指将煤炭通过热解或气化等方式转化为合成气的过程。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可以作为燃料或原料用于合成其他化学产品。
2. 煤制气技术在煤炭资源开发利用中的意义煤制气技术可以将煤炭转化为可替代石油和天然气的合成气,满足能源需求。
与传统燃煤方式相比,煤制气技术可以减少大气污染物的排放,提高能源利用效率。
3. 煤制气技术的应用前景煤制气技术作为一种清洁高效的能源转化方法,具有广泛的应用前景。
通过进一步提高煤制气技术的研发水平和应用成熟度,可以实现煤炭资源的高效利用,为能源安全和宏观经济发展做出贡献。
三、煤炭加氢与煤制气技术的结合应用1. 煤炭加氢与煤制气技术的共同点煤炭加氢和煤制气技术都是通过将煤炭转化为可替代石油和天然气的燃料,实现煤炭资源的高效利用。
氢气制备和提纯方法和技术详解氢气制备的方法主要有以下几种:1.碳氢化合物蒸气重整:该方法将碳氢化合物(如天然气、石油、煤等)与水蒸气在催化剂的作用下反应生成氢气和一氧化碳。
常用的催化剂包括镍、钛、铬等金属。
2.电解水制氢:该方法是将水进行电解,通过电解过程将水分解为氢气和氧气。
正极产生氢气,负极产生氧气。
电解水制氢的优点是纯度高,但能源消耗较大。
3.高温蒸汽法:该方法是将高温蒸汽与可还原物质(如金属铁、钠等)反应,生成氢气和相应的氧化物。
这种方法的局限性较大,只能处理特定种类的物质。
4.太阳能分解水制氢:太阳能可以通过光解水的方式,将水分解为氢气和氧气。
这种方法具有可再生能源的特点,但目前技术上仍存在一些挑战。
氢气的提纯方法主要有以下几种:1.吸附法:该方法利用吸附剂对氢气进行吸附,去除杂质气体。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
2.冷却法:该方法利用氢气和其他杂质气体在不同温度下的冷凝点差异,通过冷却和凝结将杂质气体分离出去。
3.压缩法:该方法利用氢气与其他气体的压缩性质不同,通过适当增加或减少压力,将氢气分离出来。
4.催化法:该方法利用催化剂对氢气进行催化反应,去除杂质气体。
常用的催化剂包括铜、铁、镍等金属。
另外,为了确保氢气的纯度和安全性,还需要进行以下方面的技术处理:1.压力控制:在制备和存储过程中,需要对氢气的压力进行严格控制,以确保氢气的安全。
2.温度控制:温度的控制可以避免氢气在制备和提纯过程中的异常反应,保证氢气的质量和纯度。
3.安全处理:氢气是一种易燃易爆的气体,在处理过程中需要遵循相关的安全操作规程,采取预防措施,确保作业的安全。
4.氢气的储存和输送:氢气储存和输送过程中,需要采用适当的容器和管道系统,防止泄漏和事故发生。
总结起来,氢气制备和提纯是一项复杂的技术工艺,需要根据具体情况选择合适的制备和提纯方法,并结合适当的技术处理,以确保氢气的质量和安全性。
未来,随着氢能源的进一步发展和应用,对氢气制备和提纯技术的要求将变得更加严格和复杂。
煤制氢工艺流程介绍煤是一种常见的化石能源,具有丰富的储量和广泛的应用。
然而,煤的燃烧会产生大量的二氧化碳,是主要的温室气体排放源之一。
为了减少对环境的影响,研究人员一直在探索煤的高效利用途径,其中之一就是将煤制成氢气。
煤制氢是一种利用煤作为原料,通过化学反应将其转化为氢气的工艺。
下面将介绍一种常见的煤制氢工艺流程。
选取适合的煤种作为原料。
煤可以分为不同等级,不同等级的煤在化学成分和燃烧特性上有所差异。
通常选择高品质的煤作为原料,以提高氢气产率和质量。
接下来,煤炭经过煤气化反应转化为合成气。
煤气化是指在高温和缺氧条件下,煤与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的化学反应。
这一步骤通常在煤气化炉中进行。
煤气化炉内的高温和催化剂的存在促使煤中的碳氢化合物分解,形成合成气。
合成气主要由一氧化碳、二氧化碳和氢气组成。
为了提高合成气的质量,通常需要对合成气进行净化处理。
净化过程包括去除杂质和调节气体组分比例。
去除杂质的方法包括吸附、洗涤和脱硫等。
调节气体组分比例的方法主要是通过调整反应条件控制反应的选择性。
将净化后的合成气通过水煤气变换反应(WGS反应)进一步转化为富氢气体。
WGS反应是指将一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的化学反应。
这一步骤通常在WGS反应器中进行,反应器内的催化剂可以提高反应速率和选择性。
对产生的富氢气体进行精制和纯化处理。
精制和纯化的目的是去除残余的杂质和调整氢气的纯度。
常用的处理方法包括吸附、压缩和分离等。
通过这些处理步骤,可得到高纯度的氢气。
总结一下,煤制氢的工艺流程主要包括煤的选取、煤气化反应、合成气净化处理、WGS反应和氢气精制纯化等步骤。
这种工艺可以将煤这种常见的化石能源转化为清洁的氢气,减少对环境的影响。
煤制氢技术在能源转型和减排方面具有重要的应用前景,为实现清洁能源的可持续发展做出了贡献。
煤制氢工艺流程煤制氢是一种通过煤炭资源转化为氢气的工艺,在能源转型和减少碳排放的背景下,煤制氢成为一种潜在的清洁能源解决方案。
下面将介绍煤制氢的工艺流程。
煤制氢的工艺主要包括煤气化、气体净化和氢气分离三个步骤。
首先是煤气化步骤。
该步骤将煤炭在高温和高压条件下与氧气或蒸汽反应,产生一种混合气体,即合成气。
合成气主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷等组成。
煤气化反应可以使用不同的反应器,常见的有固定床煤气化反应器和流化床煤气化反应器。
固定床煤气化反应器将煤块装入反应器中,通过气体在煤层中的渗透来实现气化反应;而流化床煤气化反应器则通过在煤床中持续注入气体来保持颗粒的浮动状态,并与气体发生反应。
接下来是气体净化步骤。
合成气中含有很多杂质,如硫化氢、苯和氨等,需要经过净化来去除。
常见的净化方法包括吸附法和脱硫脱氨法。
吸附法通过将合成气经过吸附剂层进行吸附,将杂质分离出来。
脱硫脱氨法则是通过将合成气经过吸收剂进行吸收,并进行化学反应来去除杂质。
最后是氢气分离步骤。
经过净化后的合成气中含有一定量的氢气,需要进行进一步的提纯。
常见的分离方法有压力摩擦法和膜分离法。
压力摩擦法是将合成气通过一系列的膜孔或孔隙,通过压力差将氢气和其他气体分离。
膜分离法则是通过透过膜的气体分子大小和亲和性的不同来实现氢气的分离。
在整个工艺流程中,还需要对各个步骤的废气进行处理和回收利用。
例如,煤气化反应产生的尾气可以通过余热回收来提高能源利用效率。
气体净化步骤产生的废气可以通过吸收剂再生或气体燃烧来消除有害物质。
需要注意的是,煤制氢工艺虽然可以将煤炭转化为氢气,但在实际应用中仍面临一些挑战。
首先是煤气化过程产生的二氧化碳排放问题,需要采取碳捕集和封存等措施。
其次是氢气分离技术的成本问题,目前大部分分离方法仍存在较高的投资和运营成本。
总的来说,煤制氢工艺流程包括煤气化、气体净化和氢气分离三个步骤,通过这些步骤可以将煤炭转化为氢气,并减少碳排放。
5000Nm3/h煤制氢技术方案技术方案目录1.xxxx公司简介2.氢气生产方法选择3.装置概况4.工艺装置5.主要定型设备6.消耗指标7.投资估算8.氢气成本目前公司的主要技术有:1)天然气、焦炉气或煤蒸汽转化制取甲醇;2)天然气、焦炉气、炼厂气或煤转化制氢气;3)膜分离法回收氢气、提纯一氧化碳、回收有机蒸汽、气体干燥等;4)变压吸附法提纯氢气、脱除二氧化碳、提纯一氧化碳、空气分离制取氧气和氮气;5)变压吸附法回收有机蒸汽;6)分子筛干燥脱水;7)胺法脱除二氧化碳、胺法脱硫等;8)低温甲醇洗、常温甲醇洗脱硫脱碳;9)天然气加工与处理(脱硫、脱碳、脱水和烃露点控制)1.氢气生产方法的选择1.1.氢气生产方法的选择随着石油炼制工业以及三大合成材料为中心的石油化学工业飞速发展,氢气消耗量也在迅速增加,在石油、化工、精细化工、医药中间体等行业中氢气是重要的合成原料气,在冶金、电子、玻璃、机械制造中氢气是不可缺少的保护气,同时也用作航空航天燃料,在国外,氢气还被越来越广泛的作为清洁能源使用。
因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺,受到人们的普遍关注。
国内为制取氢气(不包括工业废气中回收氢气)的主要方法有以下四种:1)天然气(含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等)蒸汽转化制氢;2)煤(含焦炭和石油焦等)转化制氢;3)甲醇或氨裂解制氢;4)水电解制氢;水电解制取氢气的方法,是最传统的氢气生产方式,由于能耗很高,现在工业上除原有装置外,已少有再建新装置。
甲醇或氨裂解制氢是前几年比较流行的氢气生产方式,流程比较简单,操作简便,易于控制,在甲醇供应充足的地区,而且氢气需求规模比较小的情况下,比如200Nm3/h 以下的氢气供应量,具有较强的竞争力。
天然气蒸汽转化制氢也是一个比较传统的技术,以前常用于大规模的氢气供应场合,例如5000Nm3/h以上的氢气供应量。
本公司根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点,开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术,非常适合中小规模的氢气需求场合。
煤制氢工艺流程一、煤的选取在煤制氢工艺中,煤的选取至关重要。
常用的煤种有烟煤、无烟煤和褐煤等。
其中,烟煤和无烟煤的碳含量较高,热值较大,是理想的制氢原料。
而褐煤则具有较高的含水量和较低的灰分,同样适合用于制氢。
在选取煤种时,应考虑其热值、灰分、含水量等指标,以确保制氢过程的顺利进行。
二、煤气化反应煤气化反应是将煤转化为合成气的过程。
在此过程中,煤在高温高压下与水蒸气反应,生成氢气、一氧化碳和少量二氧化碳。
反应方程式如下:C + H2O →H2 + CO煤气化反应的条件对制氢效率有着重要影响。
高温高压下,煤中的碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。
同时,一些杂质如硫分、氮分和灰分等也会以不同形式存在于合成气中,需要后续进行净化处理。
三、合成气净化处理从煤气化反应中得到的合成气中往往含有一定量的杂质,如硫化物、氮化物和粉尘等。
这些杂质会影响氢气的质量和产量,因此需要进行净化处理。
常用的净化方法包括物理吸附、化学吸收和催化转化等。
通过这些方法,可以将合成气中的杂质去除,得到较为纯净的氢气。
四、WGS反应WGS反应是指水煤气变换反应,可以将合成气中的一氧化碳转化为氢气。
反应方程式如下:CO + H2O →H2 + CO2WGS反应在一定的温度和压力条件下进行,有助于调节氢气和一氧化碳的比例。
在某些情况下,还可以通过控制反应条件来增加甲烷的产量。
五、氢气精制纯化经过净化处理的合成气中仍可能含有微量的杂质,如二氧化碳、氧气和氮气等。
为了获得高纯度的氢气,需要进行精制纯化处理。
常用的方法包括变压吸附、低温分离和膜分离等。
这些方法可以根据实际需求选择或组合使用,以达到所需的氢气纯度要求。
5000Nm3/h煤制氢技术方案技术方案目录1.xxxx公司简介2.氢气生产方法选择3.装置概况4.工艺装置5.主要定型设备6.消耗指标7.投资估算8.氢气成本目前公司的主要技术有:1)天然气、焦炉气或煤蒸汽转化制取甲醇;2)天然气、焦炉气、炼厂气或煤转化制氢气;3)膜分离法回收氢气、提纯一氧化碳、回收有机蒸汽、气体干燥等;4)变压吸附法提纯氢气、脱除二氧化碳、提纯一氧化碳、空气分离制取氧气和氮气;5)变压吸附法回收有机蒸汽;6)分子筛干燥脱水;7)胺法脱除二氧化碳、胺法脱硫等;8)低温甲醇洗、常温甲醇洗脱硫脱碳;9)天然气加工与处理(脱硫、脱碳、脱水和烃露点控制)1.氢气生产方法的选择1.1.氢气生产方法的选择随着石油炼制工业以及三大合成材料为中心的石油化学工业飞速发展,氢气消耗量也在迅速增加,在石油、化工、精细化工、医药中间体等行业中氢气是重要的合成原料气,在冶金、电子、玻璃、机械制造中氢气是不可缺少的保护气,同时也用作航空航天燃料,在国外,氢气还被越来越广泛的作为清洁能源使用。
因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺,受到人们的普遍关注。
国内为制取氢气(不包括工业废气中回收氢气)的主要方法有以下四种:1)天然气(含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等)蒸汽转化制氢;2)煤(含焦炭和石油焦等)转化制氢;3)甲醇或氨裂解制氢;4)水电解制氢;水电解制取氢气的方法,是最传统的氢气生产方式,由于能耗很高,现在工业上除原有装置外,已少有再建新装置。
甲醇或氨裂解制氢是前几年比较流行的氢气生产方式,流程比较简单,操作简便,易于控制,在甲醇供应充足的地区,而且氢气需求规模比较小的情况下,比如200Nm3/h 以下的氢气供应量,具有较强的竞争力。
天然气蒸汽转化制氢也是一个比较传统的技术,以前常用于大规模的氢气供应场合,例如5000Nm3/h以上的氢气供应量。
本公司根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点,开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术,非常适合中小规模的氢气需求场合。
在天然气丰富的地区,天然气蒸汽转化制氢是最好的选择。
中国是煤炭生产大国,煤炭价格较低,原料丰富,因此煤制氢的成本在几种工艺中属于最低的一种,但由于煤制氢工艺流程较长,操作环境略差,因此通常适合于中、大规模的制氢装置(大于1000Nm3/h)。
对于没有天然气资源的地区,而且装置规模较大,选择煤炭气化制氢技术,是非常适宜的。
1.2.几种方法的生产成本几种氢气生产方法的氢气成本和适合的规模如下:序号工艺路线氢气成本通常的适合规模备注1天然气蒸汽转化0.8~1.5元/Nm3200~20x104含炼厂气2石脑油蒸汽转化0.7~1.6元/Nm3500~20x104含液化气3甲醇裂解 1.8~2.5元/Nm350~5004液氨裂解 2.0~2.5元/Nm310-2005水电解 3.0~4.0元/Nm310-2006煤炭气化0.6~1.2元/Nm31000~20x104含焦炭从上表可以看出,以煤炭气化的成本最低,但是,由于煤炭气化的流程长,投资大,适合的氢气规模较大。
2.装置概况1.1.原料:煤1.2.生产规模(公称):5000Nm3/h 1.3.产品氢气技术要求1.3.1.氢气纯度:H2≥99.9%1.3.2.氢气输出压力:≥0.7MPa1.3.3.N2≤0.04%1.3.4.CH4≤50ppm1.3.5.CO≤10ppm1.3.6.CO2≤20ppm1.3.7.H2S≤0.1ppm1.3.8.出装置温度:≤40℃1.4.装置可靠性要求1.4.1.动力设备平均无故障时间8000小时1.4.2.装置操作弹性:30~110%1.4.3.静止设备设计寿命25年1.4.4.催化剂使用寿命:3年1.4.5.吸附剂使用寿命:15年3.工艺装置3.1.造气工段3.1.1.概述造气工段是生产的耗能大户,是最能充分体现经济效益的岗位。
本技术除了为提高产量、提高单炉产气量外,还要求较大幅度降低原料煤耗和蒸汽耗。
采用造气炉Φ2610三台,两开一备,采用混燃炉回收吹风气、解吸气、粉煤灰的显热和潜热,可将高位能和低位能逐级利用,实现蒸汽自给有余。
3.1.2.技术措施⑴采用成熟的φ2610造气炉,造气炉采用自动加煤装置,它始终自动维持碳层高度和形状不变,高度不用探测,当加焦机内缺煤时有声光自动报警装置报警,对不同煤种均可适应。
⑵采用新型的程控微机,对造气炉的炉况进行全面检测,包括气化层温度、空层温度、气化层厚度、灰渣层厚度、碳层高度、结疤、风洞监测等。
⑶由于采用气化层温度检测后在不造成炉子结疤的前提下可提高炉温,这样上下行煤气出口温度也能提高,这部分的显热可副产蒸汽和过热入炉蒸汽。
⑷为了使原料碳层在较短的时间内能积蓄较多热量,在不吹翻碳层的前提下,可提高风速和增大风量。
本方案采用一台D400风机。
⑸为了减少系统阻力,将吹风阀和煤气阀采用DN600。
⑹造气炉采用集中洗气降温,可以提高设备的利用率,节省冷却水的用量。
洗气塔内采用高效填料。
⑺。
本方案选用与Φ2610炉子相匹配的混燃炉和带过热器的废热锅炉,然后再利用废热锅炉出口的烟气加热入燃烧炉的空气和加热软水,使高位能和低位能得到合理的利用。
3.1.3.流程简述⑴上、下行煤气显热回收装置流程简述造气炉来的上行煤气经旋风除尘器除尘后,经安全检修水封,然后二台一组、三台一组分别进入余热回收器上部过热饱和蒸气,再至下部副产0.2MPa饱和蒸汽;下行煤气也同样进入余热回收器回收显热。
下部出口的上、下行煤气随后进入各造气炉合用的洗气塔洗涤降温后送入2000m3气柜贮存。
吹风气余热锅炉回收副产的1.27MPa过热蒸汽送入蒸汽缓冲罐,经减压至0.2MPa过热蒸汽总管,造气炉汽包所产的蒸汽进饱和蒸汽总管,再分别进入余热回收器的上部(蒸汽过热段),过热后的蒸汽进入过热蒸汽总管,供给各造气炉作工艺用蒸汽。
多余蒸汽外供。
⑵吹风气余热回收装置流程简述吹风气流程:造气炉来的吹风气经安全水封送入燃烧炉,与预热后的二次空气一同进入燃烧炉进行燃烧。
解吸气流程:来自PSA工段的解吸气送入500m3气柜贮存,气柜出口之弛放气经安全水封与预热后的二次空气混合后,一起进入混燃炉进行燃烧。
烟道气流程:出混燃炉的高温烟气,经余热锅炉的过热段、对流段副产250℃1.27MPa过热蒸汽。
出余热锅炉的烟气依次进入第二空气预热器、软水加热器、第一空气预热器后,约150℃左右由引风机送烟囱放空。
软水流程:来自热水箱的软水经软水加热器加热后,作为余热锅炉补充水,剩余软水送至外工段使用。
空气流程:由二次风机来的空气经第一空气预热器、第二空气预热器加热至200℃左右,作为吹风气、弛放气、粉煤灰的助燃剂和粉煤灰的动力。
3.2.脱硫工段3.2.1.概述因变换工段的工艺采用全低变(全低变要求进口水煤气中硫化氢含量150mg/Nm3),对脱硫净化度要求降低,故单级脱硫即可达到指标。
3.2.2.技术措施⑴脱硫剂为稀碱液、栲胶和PDS。
⑵选用先进、可靠的JC系列电除焦油器,以加强除焦油的能力,减少压缩机因阀片检修而停机的机会。
提高压缩机运转率。
⑶脱硫塔采用Ф76×38×2.5海尔环或阶梯环的填料塔,提高吸收效率,降低阻力,增大操作弹性。
3.2.3.流程简述气体流程:来自电除焦油器之水煤气经罗茨风机增压后,进冷却塔与循环水接触冷却,再进入脱硫塔底部与脱硫贫液逆流接触,脱除气体中的H2S,使气体出口的硫化氢含量控制在150mg/Nm3,脱硫塔出口的气体经清洗塔,再至气液分离器除去气体中夹带的水滴,然后送往压缩工段。
液体流程:脱硫塔底部出来的富液,经过液封槽进入富液槽,由富液泵增压后送往脱硫再生槽,经脱硫再生喷射器自吸空气后的富液在再生槽内进行氧化还原反应。
再生后的贫液经液位调节器至贫液槽,贫液槽出口的贫液由贫液泵打至脱硫塔循环使用。
脱硫再生槽浮选出来的硫泡沫进入硫膏池,上部硫膏定期由人工取出,送入硫磺回收系统。
3.3.变换工段3.3.1.概述由于全低变汽气比低、操作温度低,所以操作气量小,低温变换催化剂对气体的净化要求较中变催化剂略高,自从低温变换催化剂的保护剂措施配套以后,全低变工艺在全国氮肥行业中得到了迅速的推广。
本方案中选择全低变系统。
3.3.2.技术措施⑴采用三段装填CO-MO系B303Q低温变换催化剂,并在第一段上部加装保护剂,以净化油污及氧等有害物质。
⑵取消饱和热水塔。
⑶变换炉段间热量以喷水增湿形式移走。
⑷增设高效焦炭过滤器,进一步分离水煤气中夹带的油污。
3.3.3.流程简述来自压缩机二段的水煤气经过水煤气冷却器冷却、分离油水及焦炭过滤器除油污后,进入预热交换器,然后进入热交换器加热至200℃入变换炉一段,经上段保护层及一段变换后,反应热通过段间增湿器喷水冷却降温,而后进入二段反应。
二段出口气通过热交换器冷却降温后,再进入三段反应。
变换炉三段出口温度约250℃。
变换气经预热交换器、水冷却器降至常温,分离水分后至后工段。
3.4.变脱工段3.4.1.概述由于变换工段采用全低变系统,而全低变工艺进口的硫化氢约150mg/Nm3,再加上有机硫转化为无机硫,出变换工段的变换气中总硫高达250~300mg/Nm3,若直接进干法脱硫,其脱硫剂很易饱和,得经常更换,即浪费人力、又增加操作费用,很不经济。
所以新增变换气湿法脱硫工序,经变脱后的变换气H2S控制在20mg/Nm3以下。
同时脱除苯胺尾气带入的其他杂质。
3.4.2.流程简述气体流程:来自变换工段的气体进变换气气液分离器分离水分后,再入变换气脱硫塔底部与脱硫贫液逆流接触,脱除气体中的H2S至20mg/Nm3以下。
脱硫后的气体经变脱气分离器,分离除去气体中夹带的雾沫后,进入PSA-H2系统。
液体流程:脱硫塔出口的液体经减压至0.35~0.4MPa入闪蒸槽,闪蒸出来的气体可以回收至压缩机一段进口或放空。
闪蒸槽出口液体进入脱硫再生槽,经脱硫再生喷射器自吸空气后在再生槽内进行氧化还原反应。
再生后的贫液经液位调节器至贫液槽,贫液槽出口的贫液由贫液泵打至变换气脱硫塔循环使用。
脱硫再生槽浮选出来的硫泡沫进入硫膏池,上部硫膏定期由人工取出,下部溶液再经引液罐至回收液泵补入系统。
3.5.变压吸附工段3.5.1.概述变压吸附气体分离的基本原理是利用吸附剂对不同气体的吸附容量随压力的不同而有差异的特性,在吸附剂选择吸附条件下,加压吸附混合气中的强吸附组分,减压解析强吸附组分而使吸附剂获得再生。
变压吸附为干法,其吸附剂为分子筛、活性炭及硅胶等。
吸附剂采用一次性装填,使用寿命一般在10年左右,且无需再生,不需要复杂的预处理系统,自动化程度高,操作方便,运行成本低,不腐蚀设备,对环境基本没有污染。