壳牌煤气化培训教材eadc.docx

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1、河南龙宇宇煤化工工有限公公司培训训教材煤 气 化 装装 置 技 术术气化工区区编写编写：李李耀刚 李 斌 马永桓桓 武武大勇 李李圣君 党运峰 张建设设 邵邵春林主编：李李耀刚审核：闫闫 军军审定：王王世太批准：裴裴兴社 印印刷厂： 版本本： 页数数： 时间间：序 言永城煤电电（集团团）有限限责任公公司，119899年开工工建设，是是以煤炭炭为依托托，集煤煤、电、运运为一体体，煤化化工、矿矿建安装装、机械械加工、商商贸、宾宾馆等多多业并举举的大型型现代化化企业集集团。是是全国六六大无烟烟煤生产产基地之之一。河南龙宇宇煤化工工有限公公司是永永煤集团团控股的的子公司司。龙宇宇煤化工工从20004年

2、年开始建建设，是是利用当当地优厚厚的煤炭炭资源，按按照循环环经济理理念设计计、开发发的企业业。一期期工程是是年产550万吨吨甲醇项项目。该该项目概概算投资资21.54亿亿元，建建成后，每每年可实实现销售售收入110亿元元，实现现利润33亿元。采采用的煤煤气化工工艺是世世界最先先进的壳壳牌粉煤煤加压气气化工艺艺，单系系列生产产能力居居世界前前列。气气体净化化、甲醇醇合成精精馏、空空气分离离及公用用工程部部分，全全部采用用国内外外先进技技术。产产品甲醇醇的单位能能耗在国国内煤制制甲醇装装置中具具领先地地位。针对新企企业、新新装置、新新员工的的特点,我们安排排工区编写写了培培训资料料，侧侧重于生生产

3、原理理和设备备的介绍绍，旨在在引导员员工认真真学习新新装置生生产技术术，起到到抛砖引引玉的作作用。所所以，在在培训过过程中，还还应与PPID图图、设备备图、操操作规程程及专业业教材配配套学习习加以提高高。在此此，向参参与编写写的工程程技术人人员表示示衷心感感谢。由于编写写时间处处于技术术设计和和设备订订货阶段段，可供供参考的的资料匮匮乏，且且非终板板资料，所所以该培培训资料料可能能存在缺缺陷与错错误，肯肯请业内内人士批批评指正正。我们热切切希望参参与本套套甲醇装装置的开开车人员员，一定定要把生生产原理理弄明白白，把工工艺流程程、设备备构造、技技术参数数、操作作程序及及要点搞搞清楚，以以期达到到

4、一次开开车成功功的目的的。这就就是编写写培训训资料的的初衷！生产准备备部二零零六六年二月月六日前 言随着龙宇宇煤化工工50万万吨甲醇醇项目建建设进度度的不断断加快，为为气化工工区化工工装置试试车和生生产运行行进行人人员培训训所需资资料的准准备已显显得日益益紧迫。为为了搞好好这项工工作，现现根据气气化工区区的实际际情况，特特编制气气化工区区员工培培训材料料，以供供培训学学习使用。本资料的的编制主主要依据据荷兰壳壳牌公司司提供的的初步设设计资料料、并参参考了国国内相应应设备设设计单位位及设备备生产厂厂家的技技术资料料。本资料主主要内容容有：气化工区区化工装装置的总总体构成成、设备备概况、工工艺原理

5、理、技术术特点、工工艺流程程、主要要工艺参参数、各各装置之之间的流流程关系系以及安安全、环环保等。本资料可可作为气气化工区区操作员员工的培培训材料料，也可可作为本本工区化化工装置置正常生生产运行行的操作作参考资资料。希希望本资资料能为为相关人人员学习习壳牌煤煤气化技技术提供供应有的的帮助，为为将来掌掌握气化化工区各各个装置置的操作作规程、确确保一次次性试车车成功、搞搞好生产产运行打打下必要要的基础础。其中遗漏漏、不足足和不当当之处，请请予以批批评指正正为谢。气化工区区20066年01月18日目 录第一章 煤气气化装置置概况第一节 壳牌煤煤气化工工艺简介介.第二节 工艺流流程方框框图.第三节 生

6、产工工段设置置.第四节 设备概概况.第五节 产品生生产能力力、原材材料消耗耗及公用用工程消消耗.第六节 原材料料、产品品规格及及物理化化学特性性介绍.第二章 磨煤与干干燥系统统第一节 磨煤和和干燥装装置的目目的和作作用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第三章 粉煤加压压及输送送系统第一节煤煤加压及及输送的的目的和和作用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第四章 气化系统统和水、汽汽系统第一节气气化系统统和水、汽汽系统的的目的和和作用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第五章 渣水处理理系统第一节除除渣系统统的目的的和作用用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要

7、设设备介绍绍.第六章 干法除灰灰系统第一节干干法除灰灰系统目目的和作作用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第七章 湿洗系统统第一节 湿洗系系统的目目的和作作用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第八章 初步水处处理系统统第一节初初步水处处理系统统的目的的和作用用.第二节 工艺介介绍.第三节 主要设设备介绍绍.第九章 气化公用用工程系系统第一节气气化公用用工程系系统的目目的和作作用.第二节各各系统工工艺及设设备介绍绍.附录：各各工段工工艺流程程图 各各工段物物料平衡衡数据表表第一章 煤气化装装置概况况第一节 壳牌煤煤气化工工艺简介介一、工艺艺原理：壳牌气化化技术采采用干

8、煤煤粉进料料、气流流床加压压气化、液液态排渣渣的形式式，其主主要反应应式如下下：CO22 = CCO2 H=3393百百万焦耳耳/千摩摩尔碳CCOO2 = 22CO H=1773 百百万焦耳耳/千摩摩尔碳CH22O=CCOHH2 H=1331百万万焦耳/千摩尔尔碳C2HH2 = CCH4 H=775 百万焦焦耳/千千摩尔碳碳COHH2O=CO22H22 H=441 百万焦焦耳/千千摩尔碳碳CH4H2OO=COO3HH2 H=2111 百百万焦耳耳/千摩摩尔碳二、工艺艺特点：1采用用加压氮氮气或二二氧化碳碳气体输输送干煤煤粉，煤煤种适应应性广，对对煤的灰灰熔点适适应范围围比Teexacco水煤煤

9、浆气化化技术更更宽。2气化化温度约约14000116000，碳转转化率高高达999%以上上，产品品气体洁洁净，不不含重烃烃，甲烷烷含量极极低，煤煤气中有有效气体体（COO+H22）达到到90%左右。3氧耗耗低，与与水煤浆浆气化相相比，氧氧耗低115225%，因因而配套套之空分分装置投投资可减减少。4单炉炉生产能能力大，日日处理煤煤量可达达20000吨以以上。5冷煤煤气效率率可达到到7883%。6气化化炉采用用水冷壁壁结构，无无耐火砖砖衬里，维维护量较较少，气气化炉内内无传动动部件，运运转周期期长，无无需备用用炉。7气化化炉烧嘴嘴及控制制系统安安全可靠靠。Shhelll公司气气化烧嘴嘴设计寿寿命

10、为880000小时。8炉渣渣可用作作水泥渗渗合剂或或道路建建造材料料。气化化炉高温温排出的的熔渣经经激冷后后成玻璃璃状颗粒粒，性质质稳定，对对环境几几乎没有有影响。气气化污水水中含氰氰化物少少，容易易处理。第二节 工艺流流程方框框图170高炉给水渣水初步水处理系统O2絮凝剂酸碱放空气排放气煤渣处理系统湿法除灰系统干法除灰系统磨煤与干燥255%细灰细渣过热蒸汽和饱和蒸汽5.5MPa补充工艺冷却水燃料气高压CO2/N2高压CO2/N2排放气去锅炉高压CO2超高压反吹气气低压N2石灰石空气超高压反吹气气低压N2燃料气合成气气化及合成气冷却煤加压及输送 260%低压氮排放水激冷气压缩机冷却水冷却水循环

11、水渣水酸 性气体低压蒸汽灰饼循环深处理水第三节 生产工工段设置置本装置可可分为以以下8个个工段：1. 磨煤与与干燥系系统2. 粉煤加加压及输输送系统统3. 气化系系统和水水、汽系系统4. 渣水处处理系统统5. 干法除除灰系统统6. 湿洗系系统7. 初步水水处理系系统8. 气化公公用工程程部分第四节 设备概概况本装置主主要设备备如下表表所示：设备位号号设备名称称数量设备位号号设备名称称数量A-11101AA/B煤 磨磨2S-15501/V-115011HPHTT飞灰过过滤器/飞灰收集集器1F-11101AA/B热风炉2V-15502飞灰排放放槽1K-11102AA/B循环风机机2V-15504

12、A/BB飞灰气提提/冷却却槽2S-11103AA/B煤粉袋式式收集器器2V-15505中间飞灰灰贮槽1S-12201 A/BB粉煤储仓仓过滤器器2V-15507飞灰贮仓仓1V-12201AA/B煤粉贮仓仓2C-16601洗涤塔（填填料床）1V-12204AA/B煤粉锁斗斗2J-16601开工喷射射器1V-12205AA/B煤粉给料料罐2J-16602文丘里洗洗涤器1A-13301AA/B/C煤烧嘴8P-16601AA/B洗涤塔循循环水泵泵2K-13301激冷气压压缩机1C-17701酸性灰浆浆汽提塔塔1P-13301AA/B/C中压循环环水泵3P-17701AA/BSSS给给料泵2E-1330

13、1激冷管中中压蒸发发器1P-17702AA/BSSS排排污水泵泵2E-13302输气管中中压蒸发发器1S-17701澄清槽1E-13306合成气过过热蒸发发器1T-17702沉降槽1E-13303AA/B/C/DD合成气中中压蒸发发器4V-17704SSS给给料罐1E-13320气化炉膜膜式壁1V-17701酸液排放放给料罐罐1V-13301气化炉壳壳体1V-30051高压氮气气/二氧氧化碳缓缓冲罐1V-13302合成气冷冷却器壳壳体1V-30052反吹气缓缓冲罐1V-13303输气管壳壳体1V-30054氮气缓冲冲罐1V-13304中压蒸汽汽汽包1V-31100火炬减压压罐1E-14401A

14、A/B渣池水冷冷却器2T-33301工艺水缓缓冲罐1P-14401AA/B渣池循环环泵2T-33302循环水缓缓冲罐1S-14403AA/B水力旋流流器2V-34401冷凝液闪闪蒸罐1T-14401渣脱水槽槽1V-34402排放水闪闪蒸罐1V-14402渣收集器器1V-35501 A/BB/C/D/EE/F仪表空气气缓冲罐罐6V-14403排渣罐1T-36601碱液储罐罐1X-14401破渣机1T-36602酸液储罐罐1X-14402捞渣机1C-36601洗涤器1第五节 产品生生产能力力、原材材料消耗耗及公用用工程消消耗一、主要要产品的的工艺参参数：物流流率温度 压力工艺设计计设备设计计最大(

15、) (MPaag) kg/ss kg/sskg/ss 到B.LL.的粗粗合成气气 53.339 56.115 61.776 168 3.700 渣 (干干燥) 5.488 5.522 17.663 50 atm. 到B.LL.的飞飞灰 （来来自过滤滤器）3.700 4.477 6.000 80-1150 0.011 气提气尾尾气 0.0009 0.0111 0.0440 100 0.155 排放废水水 3.588 5.422 5.422 49 0.355 到B.LL.的MMP 过过热蒸汽汽 29.112 30.332 30.332 400 5.100 到B.LL.的MMP饱和和蒸汽2.4772

16、.6998.0992715.5锅炉排污污 0.322 0.333 6.000 269 5.355 磨煤机烟烟道气 4.711 7.533 8.288 104 0.0003 煤进料过过滤器放放空气4.088 4.355 31.229 80 0.022 冷却的的LLPP蒸汽冷冷凝0.333 0.388 0.41140 0.300 到B.LL.的LLP 排排污 0.244 0.255 5.288 40 0.355二、主要要原料的的工艺参参数：物流流率温度压力工艺设计设备设计最大()(MPaag)kg/sskg/sskg/ss1. 煤煤 (收收到基)24.77826.77629.44420环境2. 石

17、石灰石2.6002.799HOLDD20环境3. 真真空皮带带污泥机机（用于于循环）0.4221.1111.111环境环境4. 氧氧气18.44318.99520.227254.5225.LLLP CCO215.99517.55520.114400.0226. VVHP N21.7111.7992.055808.1006. LLP NN22.5772.5775.144400.4338. MMP BBFW32.22333.77039.1151707.5009. HHP 工工艺冷凝凝液8.9999.0339.033784.10010.新新鲜水供供水0.3440.52217.996400.60011

18、. 来自BB.L.的LPP蒸汽0.9661.1001.1001590.50012. 碱 (20%)0.02290.06670.1001294.30013. HCll 酸 (155%)0.01100.01160.1336290.35514. 燃料气气2.1663.1666.322100.39916. 用于开开车的MMP SSH 蒸蒸汽NNFNNF11.5564005.000三、公用用工程消消耗物流流率温度 压力工艺设计设备设计计最大() (MPaag) 冷却水水 513 527 67232 0.400 LPG 0.0003 NNF 0.588 10 0.900仪表风 0.255 0.255 0.

19、255 10 0.600 工厂风 0.033 0.044 0.35510 0.600 第六节 原材料料、产品品规格及及物理化化学特性性介绍一、煤的的物化特特性：湿度含量量， %wt AR (1)8 10 粉煤的湿湿度含量量(表面面水份)2 灰份, %wtt MFF 25.55 50 煤颗粒规规格, mm 13 给出的 HHVV 值， MJ/kg, MFF基26 24.55-300.0 计算的 HHVV 值, MJJ/kgg, MMF基25.55 24.55-300.0 极限分析析 %wwt MMAF C 89.339 H 3.822 O (用用于不同同情况) 5.055 S 0.500 4.3

20、3 N 1.200 Cl 0.044 1.667 流动点, 14400 15000 %wt SiOO247.66 %wt Al22O330.889 %wt Fe22O37.199 %wt CaOO + MgOO 10.773 %wt Na22O 0.522 2.00 %wt K2OO 0.688 3-50.011-200-熔点- 799 (22)- 2005- 2118- 766- 866-2100-2599沸点- 1991- 1883- 100- 600-1966-2533燃点-1991-600-自燃温度度-605-260-58525 下的气气相压力力barr57.66-3.317.77-爆

21、炸极限限 (% v在在空气中中)-12-775-4-466-4-766LHV 以 MMJ/tt 为单单位-10,2200-15,3300-121,0000毒性(MMAC的的值以pppm为为单位)5000025n.d.210n.d.n.d.三、粗合合成气组组份：组分工艺设计计设备设计计50% 的降低低负荷%moll %moll %moll H2O 18.66019.44020.330H215.554 14.66812.112 CO 56.22654.774 51.332CO27.966 9.42213.887H2S 0.10.20.1N21.41.42.2Ar 0.10.10.1ppmvv pp

22、mvv ppmvv COS200400200CH4706070HCL 1 1 1 NH3180180170HCN160160150第二章 磨煤煤与干燥燥系统第一节 磨煤和干干燥装置置的目的的和作用用磨煤和干干燥装置置的目的的和作用用是将13mmm以下下的碎煤煤在磨机机中研磨磨成一定定粒度的的粉煤并并得到干干燥，通通过布袋袋收集器器进行收收集。第二节 工艺介介绍一、工艺艺原理本工段设设计时考考虑两方方面因素素：一是是安全操操作和干干燥的存存储，要要在惰性性环境下下（对于于煤粉来来说氧含含量小于于 8%）；二二是要最最小的能能量损失失，所以以使用循循环气进进行固体体输送和和干燥。在磨煤机机中煤和和

23、石灰石石在惰气气环境和和微负压压条件下下被碾磨磨和干燥燥。干燥燥的热量量是由燃燃料气或或柴油在在热风炉炉中燃烧烧产生的的热工艺艺气提供供的。惰惰气流量量进入磨磨机温度度在14403300之间，离离开磨机机的温度度是10001110。惰气输送送被碾磨磨后的煤煤粉到旋旋转分离离器，在在这里粗粗糙的大大的颗粒粒重新返返回到磨磨机中。煤煤粉的粒粒度是由由循环气气流量、液液压辊子子的压力力（通常常是不变变的）和和可变速速的旋转转分离器器控制。原原料中比比较硬的的煤块、矸矸石被送送到废物物箱中并并排出界界区 。工工艺气和和煤粉的的分离在在一个袋袋式过滤滤器中完完成的。在在分离的的气体中中固体浓浓度小于于1

24、0 mg/Nm33。过滤滤后的大大部分气气体被循循环来维维持气体体的惰性性（低氧氧含量），多多余的气气体被排排出（带带走水分分）。煤煤粉随后后从袋式式收集器器中被送送到煤加加压及给给料系统统。二、工艺艺流程简简述石灰石通通过外部部输送进进入到石石灰石贮贮仓V111022A/BB中存储储，通过过称重给给料机XX11006A/B分别别进入磨磨煤机AA11001A/B中；在此与与从碎煤煤贮仓VV11001A/B经过过称重给给煤机XX11001A/B送来来的碎煤煤（含回回收的滤滤饼）混混合碾磨磨。在原料分分别进入入石灰石石贮仓VV11002A/B、碎碎煤贮仓仓V11101AA/B时时产生的的粉尘通通过

25、石灰灰石贮仓仓排风机机K11107AA/B、碎碎煤贮仓仓排风机机K11104AA/B的的抽吸，送送到石灰灰石贮仓仓排风机机过滤器器S11104AA/B、碎碎煤贮仓仓排风机机过滤器器S11101AA/B，过过滤后的的气体通通过排放放烟囱送送入大气气。石灰石和和碎煤在在碾磨的的同时，被被从惰性性气体发发生器FF11001A/B送来来的热烟烟气干燥燥，碾磨磨成细粉粉的碎煤煤经过热热风干燥燥后，随随着热风风一起被被送出磨磨煤机。在在磨煤机机的上部部经过旋旋转分离离器S111022A/BB旋转分分离，合合格煤粉粉随热风风一起进进入煤粉粉袋式收收集器SS11003A/B进行行煤/气气分离，不不合格的的大颗

26、粒粒煤粉重重新返回回到磨煤煤机A111011A/BB中继续续碾磨。在在磨煤机机下部，未未被碾磨磨的石块块、木块块等从磨磨机的排排矸孔排排出。进入S111033A/BB的煤/气混合合物，固固体浓度度为4660g/Nm33,由于于风速突突降，约约有700%的煤煤粉自然然沉降落落入收集集器底部部收料斗斗，经过过折流板板后，剩剩余的330%的的煤粉中中有约660%会会再次沉沉降下来来，实际际上只有有约122%的煤煤粉进入入煤粉袋袋式收集集器过滤滤。经过过过滤后后的热风风中固体体含量低低于100mg/Nm33，被循循环风机机K11102AA/B抽抽出，880%循循环使用用，为了了移走气气体中的的水份，2

27、20%排排放到大大气中。循循环的热热风进入入惰性气气体发生生器F111011A/BB前，与与稀释风风机K111055A/BB补充的的部分新新鲜气一一起经混混合后，分分别进入入到惰性性气体发发生器FF11001A/B的燃燃烧室和和混合室室。惰性气体体发生器器F11101AA/B的的燃料气气在正常常情况下下用甲醇醇工段来来的驰放放气，有有时也用用精制合合成气和和柴油，燃燃烧空气气风机KK11001A/B送入入燃烧空空气，热热烟气在在进入磨磨煤机之之前，被被循环热热风降温温到3000以下，其其温度调调节由磨磨煤机出出口烟气气温度调调整。为为了保证证整个磨磨煤干燥燥系统的的安全性性，整个个烟气循循环回

28、路路要控制制其氧气气含量不不能超过过8%，回回路配有有氮气补补充管线线和氧含含量在线线分析仪仪。为了了保证设设备的稳稳定运行行和环境境卫生，磨磨机还配配备密封封空气风风机K111033A/BB，对磨磨机的轴轴承等部部位进行行气封。煤粉袋式式收集器器S11103AA/B采采用长袋袋高效低低压脉冲冲方式进进行煤粉粉收集。当当运行一一定时间间后，滤滤袋内外外压差增增大，反反吹程序序会自动动运行进进行清灰灰（也可可以采取取定时喷喷吹），反反吹气源源为低压压氮气 。在S11103AA/B底底部被收收集的煤煤粉，通通过螺旋旋给料机机X11102AA/B、旋旋转给料料机X111033A/BB的输送送，最终终

29、全部进进入煤粉粉贮仓VV12001A/B中待待用。根根据框架架结构，可可能还会会用到螺螺旋给料料机X111055A/BB、X111077A/BB等辅助助设备。但但不论怎怎样，所所有的输输送都是是在氮气气的保护护下进行行的，以以避免出出现煤的的自燃和和爆炸现现象发生生。三、工艺艺特点磨煤和干干燥系统统包括两两条同等等的555%工艺艺线。正正常情况况下这两两条线连连续运行行。1.通过过磨机液液压装置置，旋转转分离器器转速以以及循环环风量将将粉煤的的合格粒粒度控制制在100m-990m,合合格率控控制在990%以以上。2.通过过热风炉炉提供的的热量，粉粉煤表面面的水分分含量控控制在22%以下下。3.

30、循环环气中氧氧含量低低于8%以下，以以防止煤煤粉爆炸炸。4.布袋袋除尘器器控制的的煤粉固固体浓度度小于110mgg/Nmm3,以减减少排放放气对空空气污染染，800%的惰惰性气体体维持循循环。四、正常常工艺状状况的物物料表 物料名称称流量压力温度煤粉量100tt/h常压80-1105石灰石10t/hm33/h常压80-1105惰性循环环气10.44万Nmm3/hh-0.0003-0.0007MMPa105燃料气(合成驰驰放气)25555Nm33/h0.399MPaa10循环气驰驰放量1.4555万NNm3/h0.0003MPPa103柴油468KKg/hh（NNNF）0.255MPaa29液化气23.66Nm33/h(NNFF)0.399MPaa29第三节 主要装装置介绍绍一、 磨磨煤机（AA-11101AA/B）磨煤机为为中速辊辊磨机，型型号MPPS-2255, 每台台能力正正常磨煤煤量为系系统满负负荷的555%的的磨煤量量。磨煤能力力： 555.444t/hh进入磨机机的热风风：100.4万万Nm33/h 2258出磨机的的热风： 110.66万Nmm3/hh 1055电机：YYMPSS5600-6 功功率：9900kkw二、 粉粉煤