气化操作规程

⽓化操作规程
本规程共包括以下⼏个⽅⾯的内容:
第⼀部分设计基础资料
第⼆部分⽣产⼯艺简介
第三部分技术操作规程
第四部分事故预案
第五部分单体机泵的操作规程
第六部分附表
1.主要设备⼀览表
1.1静⽌设备⼀览表
1.2换热器⼀览表
1.3运转设备⼀览表
2.安全阀⼀览表
3.⼯艺参数⼀览表
3.1⼯艺指标⼀览表
3.2⼯艺参数报警连锁⼀览表
4. ⽓化炉投料前阀门盲板条件确认图、表
4.1⽓化炉建⽴⽔循环前阀门条件确认图
4.2⽓化炉投料前阀门条件确认图
4.3⽓化炉投料前盲板确认表
5. ⽓化系统总体流程图
灵⾕化⼯四喷嘴⽔煤浆⽓化操作规程
第⼀部分设计基础数据
⼀、概述
1、采⽤的技术名称及规模
江苏灵⾕化⼯⼤化肥⽓化项⽬采⽤华东理⼯⼤学⾃主开发的四喷嘴对置式⽔煤浆加压⽓化技术,规模为⽇处理原料煤1756 吨(⼲基),有效⽓量为(CO+H2 )118000Nm3/h。
2、装置说明
四喷嘴对置式⽔煤浆加压⽓化装置包括11、12、13、14⼯号,其中11⼯号为煤浆制备,12⼯号为煤浆给料,13⼯号为⽓化框架,14⼯号为灰渣⽔处理。
12⼯号配置两套棒磨机系统,⼀开⼀备运⾏,单台最⼤负荷为80吨/⼩时;12⼯号配置四台煤浆给料泵,每两台泵供应⼀台⽓化炉,两开两备运⾏;13⼯号配置两台⽓化炉、旋风分离器及⽔洗塔系统,正常运⾏⼀开⼀备;14⼯号澄清槽、灰⽔槽为单系列,蒸发热⽔塔、低压闪蒸、真空闪蒸为双系列,⼀台⽓化炉对应⼀套闪蒸系统。
3、技术特点
本⽓化⼯艺是以纯氧和⽔煤浆为原料,采⽤⽓流床反应器,在加压⾮催化条件下进⾏部分氧化反应,⽣成以⼀氧化碳和氢⽓为有效成分的粗煤⽓,作为合成氨的原料⽓。
控制。为此,通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺⼨,在炉内形成撞击流,以强化混合和热质传递过程,并形成炉内合理的流场结构,从⽽达到良好的⼯艺与⼯程效果:有效⽓成分⾼、碳转化率⾼、耐⽕砖寿命长。
煤⽓的洗涤冷却单元为喷淋床与⿎泡床组成的复合床,具有良好的抑制煤⽓带⽔、带灰功能。
煤⽓初步净化单元由混合器、旋风分离器、⽔洗塔组成,具有⾼效、节能优点。
含渣⽔热回收与除渣单元核⼼设备是蒸发热⽔塔,采⽤蒸汽与返回灰⽔直接接触⼯艺,具有灰⽔温度⾼、蒸汽利⽤充分、耐堵渣、节能、运⾏周期长的特点。
⼆、原料及辅助药品规格
1、原料煤(神府煤)
1.1⼯业分析(%)
挥发份: 31--35
固定碳: 50--55
灰份:≤11
内⽔:≤8
外⽔:≤10
1.2元素分析(wt%,⼲基)
C: 70.70
H: 3.22
O: 5.62
S: 1.63
N: 0.89
1.3热值: 23.0—30.0MJ/Kg 1.4灰熔点(还原性⽓氛)
T4温度: 1280℃
1.5哈⽒可磨指数: 50--55
1.6原煤粒度:≤10 mm
2、氧⽓
压⼒: 6.0MPa
温度: 37℃
纯度:≥99.6%
N2+Ar:≤0.4%
3、化学品
3.1 添加剂马来酸酐—丙烯酸-萘系共聚物3.2絮凝剂聚丙烯酰胺
3.3分散剂聚羧酸盐类酸性混合物
三、公⽤⼯程基本参数
1、新鲜⽔
压⼒: 0.20MPa(G)
总碱(以CaCO3计): 225mg/L
硬度(以CaCO3计): 190mg/L
浊度: 20mg/L
化学耗氧量(COD): 7.2mg/L
氯(Cl): 35.5mg/L
总铁(以Fe 计): 0.8mg/L
2、循环冷却⽔
给⽔:压⼒: 0.45MPa(G)
温度:≤30℃
污垢系数: 0.000344m2?K/W pH: 7~8
氯(Cl) 最⼤: 150mg/L
最⼩: 100mg/L
回⽔:压⼒: 0.10MPa(G)
温度:≤40℃
3、脱盐⽔
压⼒: 1.0MPa(G)
温度:常温
总碱(以CaCO3计): 0.3~0.5mmol/L 硬度(以CaCO3计) max: 5µmol/L 4、密封⽔
压⼒: MPa(G) 温度℃
⾼压: 6.0 104
低压: 1.5 40
5、变换⾼温冷凝液
压⼒: 5.85MPa(G)
温度: 150℃
CO2: 883ppm
H2S: 33ppm
H2: 50ppm
NH3:微量
Cl:⽆
固体悬浮物:⽆
6、变换低温冷凝液
7、仪表空⽓
压⼒: 0.49~0.59MPa(G),正常0.59MPa(G)
温度:≤40℃
露点: -40℃
质量要求:⽆油⽆尘
8、氮⽓
压⼒: MPa(G) 温度℃
⾼压氮: 12.0 40
低压氮: 0.45 40
9、燃料⽓
压⼒: 1.3MPa(G)
温度:常温
⽤途:⽤于⽓化炉耐⽕材料的预热
组成(vol%): H
2:35.6 CO:31.1 CO
2
汽化炉:9.0 N
2
:13.8 O
2
:0.5
10、蒸汽低压蒸汽(饱和): 0.5 MPa(G)
温度: 150℃
⽤途:⽤于除氧器加热⽤
11、电
回路: 2 回路
电压: 6000V±5%,3 相,3 线系统,电阻式接地
380V±7%,220V+5%/-7%,3 相,4 线系统,中性接地频率: 50Hz±0.5Hz 12、事故电源
电压: 380V,220V
频率: 50Hz
相数: 3相,4 线
13、消防⽔及清洗⽔
四、三废排放数量及组成
1、废⽓
⽓化装置所排放的废⽓主要是开停车时的放空⽓体、烘炉时的抽引⽓体、管道或设备安全阀启跳时排放的⽓体、各容器的⾼点放空以及装置富余的副产蒸汽等。开停车放空⽓、安全阀排放⽓均经⽕炬管线送往开⼯⽕炬或长明总⽕炬燃烧后放空。燃烧后产物符合《⼤⽓污染物综合排放标准》GB16297-1996 中新污染源⼤⽓污染物限值、⼆级标准,对⼤⽓不构成污染。装置中⼴泛采⽤氮封技术,有效防⽌不利于环境保护的⽓体的外逸。
2、废⽔
⽔煤浆⽓化装置的废⽔排放共有三种物流,即:经废⽔冷却器送往界外进⾏处理的灰⽔、渣池⽔以及排污、冲洗、溢流、⾬⽔等废⽔。废⽔的主要组成是氨、甲酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、含氰化合物及不溶性固体,较⼀般⽓化⽅法产⽣的废⽔容易处理。不溶性固体主要是未完全反应所剩余的碳以及铁、钙、镁、铝、硅的化合物。需设塔式⽣物滤池污⽔处理系统,使排放废⽔中悬浮物、PH值、CN—、BOD5、CODCr等标准不低于《污⽔综合排放标准》8978-1996 所定的⼆级标准。最⾼允许排⽔定额及最低允许⽔循环利⽤率亦应符合上述标准。
3、粉尘及废渣
对于煤粉尘危害较⼤的设备,采⽤通风除尘设备进⾏处理。⽔煤浆⽓化⼯艺在⼀定程度上减少粉尘污染,较好地改善劳动环境。⽣成的熔渣不污染环境,⽽且是良好的建筑材料,如制造⽔泥、煤渣砖等。
炉渣: 22835kg/h(湿基) 可燃物:<10%
滤饼: 5322kg/h 可燃物:<25%
第⼆部分⽣产⼯艺介绍
⼀、⼯艺原理
本煤⽓化技术属⽓流床加压⽓化⼯艺。浓度60.5%的⽔煤浆通过煤浆给料泵加压与⾼压氧⽓(纯度99.6%)通过四个对称布置在⽓化炉中上部同⼀⽔平⾯的⼯艺喷嘴对喷进⼊⽓化炉燃烧室。对喷撞击后形成6个特征各异的流动区,即射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。利⽤煤的部分氧化释放出热量,维持在该煤种灰熔点温度以上进⾏⽓化反应。炉内温度约1350℃,反应过程⾮常迅速,⼀般在4—10秒内完成。
(1)射流区:流体从喷嘴以较⾼速度喷出后,由于湍流脉动,射流将逐渐减弱,直⾄与相邻射流边界相交。同时受撞击区较⾼压⼒的作⽤,射流速度衰减加快,射流扩张⾓也随之加⼤,此后为撞击区。
(2)撞击区:当射流边界交汇后,在中⼼部位形成相向射流的剧烈碰撞运动,该区域静压较⾼,且在撞击区中⼼达到最⾼。此点即为驻点,射流轴线速度为零,由于相向流股的撞击作⽤,射流速度沿径向发⽣偏转,径向速度(即沿设备轴向速度)逐渐增⼤。撞击区内速度脉动剧烈,湍流强⼤、混合作⽤好。
(3)撞击流股:四股流体撞击后,流体沿反应器轴向运动,分别在撞击区外的上⽅和下⽅形成了流动⽅向相反,特征相同的两个流股。在这个区域中,撞击流股具有与射流相同的性质,即流股对周边流体也有卷吸作⽤,使该区域宽度沿轴向逐渐增⼤,轴向速度沿径向衰减,直⾄轴向速度沿径向分布平缓。
(4)回流区:由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作⽤,故在射流区边界和撞击流股边界,出现在回流区。
(5)折返流区:沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流,近炉壁沿着轴线折返朝下运动。
(6)管流区:在炉膛下部,射流、射流撞击、撞击流股,射流撞击壁⾯等特征消失,轴向速度沿径向分布保持不变,形成管流区。
⽔煤浆、氧⽓进⼊⽓化室后,相继进⾏雾化、传热、蒸发、脱挥发份、燃烧、⽓化等六个物理和化学
过程,前五个过程速度较快,已基本完成,⽽⽓化反应除在上述五区中进⾏外,主要在管流区中进⾏。
煤浆颗粒在⽓化炉内的⽓化过程经历了以下步骤:颗粒的湍流弥散;颗粒的振荡运动;
颗粒的对流加热;颗粒的辐射加热;煤浆蒸发与颗粒中挥发分的析出;挥发产物的⽓相
反应;煤焦的多相反应;灰渣的形成。⽓化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的反
应体系,可分为⼀次反应与⼆次反应:

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