煤气化资料..

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工艺流程配置
本项目产品为乙二醇,主要以神华化工煤和阳泉煤为原料生产粗煤气。经过一氧化碳变换、酸性气体脱除、CO深冷分离、PSA制氢等一系列净化工艺生产COH2, 供应给乙二醇装置生产乙二醇。总工艺流程配置(详见工艺装置方块流程图及物料平衡表)说明如下:
空分——气化——一氧化碳变换——酸性气体脱除——CO深冷分离——PSA制氢透气盖——硫回收草酸二甲酯合成——乙二醇合成与精馏成品罐区。
煤气化装置
1.1 国内外煤气化工艺概况
以煤为原料生产合成气的煤气化技术很多,自二十世纪五十年代加压煤气化技术实现工业化以来,随着科技的发展,煤气化技术也日趋先进和成熟。近几十年来,国外很多公司为了提高燃煤电厂热效率,减少对环境污染,对煤气化联合循环发电技术进行了大量的研究开发工作,因而促进了煤气化技术的快速发展。目前已成功开发了煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺。
按照气固相间相接触的方式不同,可将煤气化工艺分为四类,分别是固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔融床气化。熔融床气化的特点是有一温度较高(一般为16001700)且高度稳定的熔池,粉煤和气化剂以切线方向高速喷入熔池内,池内熔融物保持高速旋转。此时,气、液、固三相密切接触,在高温条件下完成气化反应,生成H2CO为主要成分的煤气。在现代煤气化技术开发中,熔融床技术并未完全商业化,故在此不再详述。国内外开发过的流化床技术较多,但是很多停留在中试装置和示范阶段。已经有工业化装置的流化床技术有德国Davy Mokee公司的Winkler管道内衬工艺,美国IGTU-gas工艺、中国抚顺恩德机械有限公司的恩德气化炉。上述流化床技术的反应压力一般为0.20.3MPag,在生产能力上,难以和加压气化工艺相比较。虽然流化床技术在原料煤的适应性上比固定床气化有优势,但是对于需要大量合成气的现代煤化工产业来说,目前采用流化床技术的很少。
下面分别对固定床气化和气流床气化技术进行分别叙述。
1)固定床气化
固定床一般以块煤或煤焦为原料。煤由气化炉顶加入,气化剂由炉底送入。流动气体的上
热水泵机械密封升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于相对固定状态,床层高度亦基本上维持不变,因而称为固定床气化。固定床气化的特性是简单、可靠。同时由于气化剂与煤逆流接触,气化过程进行得比较完全,且使热量能得到合理利用,因而具有较高的热效率。
固定床气化代表性的工艺有德国LURGI公司的LURGI碎煤加压气化工艺和英国ADVANTICA公司的BGL碎煤加压熔渣气化技术。
LURGI碎煤加压气化技术正常在高于大气压力下进行煤的气化操作,以氧气和水蒸汽为气化剂,除黏结性较强的烟煤外,从褐煤到无烟煤都能气化,并能气化高水分、高灰份的劣质煤,合成气中含有大量的CH4,对于以煤为原料生产城市煤气或SNG更有利,此外煤气中含有酚、氨、焦油等杂质除去后可作为副产品。LURGI炉的单元装置投资较低。
BGL熔渣气化炉的操作工艺和炉体结构与鲁奇炉相似,主要差别在于炉底排渣部分。操作时通过调节供入燃烧区蒸汽和氧气的量来控制燃烧区温度,以实现液态排渣。通过提高操作温度,提高了碳的转化率,同时,蒸汽分解率也大大提高,减少了气化产生的废水量。相对传统鲁奇气化工艺,蒸汽分解率大幅提高,产生的废水仅为前者的四分之一。污水处
理负荷大大降低。但是其污水含杂质成份与LURGI炉一样,达标排放难度较大。
2纸币识别器)气流床气化
气流床气化是一种并流式气化。气化剂(氧与蒸汽)与煤粉(或煤浆)一起通过烧嘴喷入气化炉,在14001700高温下将煤转化成COH2CO2等气体,残渣以熔渣形式排出气化炉。
由于现代燃煤电厂和煤制化学品产业的需求,气流床气化技术获得了很大发展。气流床气化技术具有工作压力大(4MPag)、工作温度高(14001700)、生产能力大、环境污染小等特点。按照进料煤的特征可将其分为干法气流床气化和湿法气流床气化。
干法气流床气化又可称粉煤加压气化工艺。国外代表性工艺有荷兰SHELL公司的SCGP粉煤加压气化工艺、德国西门子公司的GSP粉煤加压气化工艺。国内代表性工艺有中国五环工程有限公司和河南煤业共同开发出的五环炉(WHG)、中国航天科技集团公司开发的航天炉(HT-L)、西安热工院开发的两段炉。
粉煤加压气化对煤种的适用范围很广,从褐煤到无烟煤都可气化。各种工艺在气化炉的工
艺操作条件、煤耗和氧耗指标上差别不大。由于反应温度高,合成气中不含酚、焦油等杂质,几乎不含氨、甲烷,后续净化处理简单,适宜用作合成氨或甲醇的原料气。
湿法气流床气化又可称为水煤浆加压气化工艺。国外代表性工艺有美国GE公司的水煤浆加压气化工艺、美国康菲公司的诺基亚cdmaE-GAS加压气化工艺。国内代表性工艺有华东理工大学的多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺、清华大学与山西丰喜集团拥有的清华炉煤气化工艺(非熔渣熔渣分级气化技术)、西北院的多元料浆气化工艺等。
水煤浆气化对煤种有一定适应性。除了含水高的褐煤以外,各种烟煤、石油焦、煤加氢液化残渣均可作为气化原料,以年轻烟煤为主,对煤的粒度、粘结性、硫含量没有严格要求。但是,国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质仍有一定的选择性:气化用煤的灰熔点温度t3值低于1350时有利于气化;煤中灰分含量不超过15wt%为宜,越低越好。由于水煤浆中通常含有3540 wt%水分,因而氧气用量较大。水煤浆的性质(粘度、浓度等)对煤气化影响较大。高浓度、适宜粘度的水煤浆能够使煤气化的消耗处于合理的水平。
1.2煤气化工艺技术方案选择
本项目以煤为原料生产乙二醇,气化煤拟用神华化工煤和阳泉煤。下面从煤种适应性、装置规模、下游装置对合成气的要求、气化装置的可靠性和业绩、环境影响等方面对各种工艺技术进行初步的比选。
鲁奇(LURGI)工艺虽然工业装置较多,操作经验也比较丰富,但由于煤气中CH4含量高,有效成分(CO+H2)含量低,且煤气中焦油及酚含量高,污水处理复杂,很难达标排放。BGL工艺虽然污水量减少,但同样存在污水处理复杂,难以达标排放的特点。因此,本可行性研究不推荐采用固定床气化。
从本项目设计煤种来看,神华化工煤的内水含量为9.23%,干基氧含量Od11.18%,计算得到的煤炭成浆性指标D=10.6>10,较难成浆;阳泉无烟煤的内水含量为1.65%,若需煤的成浆浓度需进行成浆性试验。因此,本可行性研究暂不推荐采用水煤浆加压气化。
对于粉煤加压气化工艺,西安热工院的两段炉在内蒙世林和天津分别建设了工业化装置,目前还未运行,从装置的可靠性和业绩角度考虑,本项目不推荐采用。GSP工艺在神华宁煤烯烃项目投煤量约2000/天的气化炉从2010年年底投产并运行至今,生产状况良好,此外还有中电投伊南煤制天然气等项目(采用82000t/d金属探测器隐藏GSP气化炉)处于建设阶段。
SHELLHT-L气化工艺也有稳定运行的业绩,可考虑选用。日处理煤规模750/天的航天炉在安徽临泉和濮阳龙宇从2008年年底投产并运行至今,已实现连续长周期稳定运行。河南晋开与山东瑞星1500/年的航天炉预计今年开车。自2006年第一台Shell气化炉点火开车以来,经过国内对Shell技术的理解吸收,目前Shell气化工厂运行情况较刚开始引入中国时有较大的好转,除早年引进的湖北双环,柳州化肥厂等小规模(投煤量公称能力为1200/天)全年运行天数可达330天外,大规模气化炉(投煤量公称能力为2000/天及以上)的运行时间和运行负荷也得到了长足进步,永城龙宇甲醇厂2011年全年运转320天,云南天安化肥厂气化炉2011年全年生产天数为319天。
因此,本项目推荐在HT-LSHELLGSP三种气化工艺中进行比选。下面简要介绍三种气化工艺的技术特点。
1HT-L粉煤加压气化工艺
中国航天科技集团公司利用航天特种技术优势与航天石化装备的研发成果,吸收国外先进煤气化技术的优点,自主研发HT-L气化炉、气化燃烧器等煤气化关键设备,采用成熟的化工工艺,形成了具有自主知识产权的航天煤气化成套技术。其特点为:

本文发布于:2023-05-25 00:13:39,感谢您对本站的认可!

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