煤气化工艺过程

工艺过程
由空分生产出的氧气（4.9MPaG、25℃）进入氧气预热器E-1709，被中压汽包循环水加热到180℃。

（主要是避免低温氧气在氧气/蒸汽混合器中混合时使蒸汽冷凝）。

预热后的氧气进入氧气/蒸汽混合器X-1721。

过热蒸汽（4.9MPaG、350℃）先通过蒸汽过滤器S-1703以确保没有铁锈颗粒（＞10μm）进入不锈钢的氧气管路中，然后按蒸汽与氧的比例控制（通常对应于每种煤是固定的比例，一般取H2O/O2：0.03～0.1，根据具体项目和煤种变化）送入氧气/蒸汽混合器进行混合，混合气（4.1MPaG、197℃）去粉煤烧嘴A-1701。

从粉煤给料罐下部三个料斗送出来的粉煤（4.7 MPaG、80℃）进入粉煤加料器X-1701A/B/C，由调节阀17FV-1101/1201/1301控制粉煤质量流量，该阀主要由氧/煤比例控制（根据煤质调整氧煤比），并参照合成气中的二氧化碳（一般为1.0～4.0V%，干基）或者甲烷的含量进行调节。

由调节阀17FV-1102/1202/1302控制加入粉煤加料器的二氧化碳（开车时为氮气）（5.1 MPaG、80℃）的流量来调节粉煤悬浮速度。

然后悬浮粉煤（4.1 MPaG、80℃）去粉煤烧嘴。

在开车和停车时，悬浮粉煤可通过三通阀17XV-1108/1208/1308循环至低压的粉煤贮罐V-1601。

粉煤和氧气/蒸汽混合气经粉煤烧嘴喷入气化炉F-1701中混合，进行部分氧化反应，反应在4.0 MPaG、1400～1700℃下进行，反应生成合成气，其主要成分为CO、H2、CO2、H2O以及少量的H2S、COS、N2、Ar、CH4等。

未反应的呈熔融状态的灰渣与粗合成气一起进入均布激冷水的激冷环，合成气被激冷水冷却并饱和后，向上穿过水分离器进行汽水分离，分离后的合成气由激冷室上部的合成气出口管线导出去文丘里进一步洗涤；而灰渣被水激冷后沿下降管进入激冷室的水浴中冷却。

熔融状态的灰渣经过冷却固化，落入激冷室底部，经破渣机H-1701破碎除去大块渣后排入渣锁斗V-1703。

激冷水进入下降管顶部的激冷环之后，一部分喷入高温气体，一部分均匀分布在下降管壁面向下流进激冷室，激冷室中的激冷水含有少量固体，在液位控制下连续排出送到黑水处理系统的高压闪蒸罐回收热量，并对水循环系统的固含量进行控制。

粉煤烧嘴通过在其水夹套中通入冷却水来进行降温保护。

粉煤烧嘴冷却水（5.8 MPaG、145℃）流入烧嘴，出烧嘴后送去烧嘴冷却水泵P-1702加压，经烧嘴冷却水过滤器S-1702过滤后循环入粉煤烧嘴。

冷却水的补充为锅炉给水，其先经锅炉给水过滤器S-1704进入烧嘴冷却水缓冲罐V-1707，通过控制缓冲罐中水面上的压力，自动将锅炉给水补充入烧嘴冷却水循环系统中。

通过中压锅炉循环水泵P-1701将锅炉循环水加压打入气化炉水冷壁盘管内，维持水冷壁盘管内大流量的强制水循环。

管内流动的水吸收炉内气化反应热后部分汽化，流入中压汽包V-1702（5.4MPaG、269℃），在中压汽包内进行汽液分离，饱和蒸汽送去厂总管，水去循环水泵。

水的补充由锅炉给水总管送来，其流量受中压汽包液位控制。

开车时，首先点燃点火烧嘴的燃料气和氧气，然后点燃开工烧嘴的燃料和氧气，对气化炉炉膛进行升温、升压。

与此同时，利用开工引射器Z-1703抽出烟气放空，一旦燃烧升温稳定及烟气氧含量＜0.5V%（超过1分钟）后可将烟气倒向火炬。

气化炉在升温升压阶段待压力升至0.6～1.0 MPaG，温度达到800℃后，可按控制程序将粉煤烧嘴启动。

锁斗循环系统的作用主要是将气化后的固体灰渣从激冷室定期排出，以保证气化炉的连续、稳定生产，固体灰渣主要是煤中的灰分高温熔融、冷却后产生的固体。

固体灰渣在激冷室底部，经破渣机（H-1701）破碎，经过两个锁斗阀（17XV-1613、17XV-1602）进入锁斗(V-1703)。

两个锁斗阀中下面一个是锁斗事故阀（17XV-1613），处于常开状态，仅当由于激冷室液位低限联锁引起跳车时才关闭该阀；上面的锁斗阀为锁斗进料阀（17XV-1602），锁斗收渣期间内，该阀打开，接受激冷室中排入的灰渣，当锁斗排渣时，该阀关闭，从而周期性地将锁斗和气化炉隔开。

固体灰渣除了靠重力排除，也通过锁斗循环泵（P-1704）帮助排渣。

锁斗循环泵从锁斗顶部抽水，送回激冷室底部，从而建立了锁斗循环系统。

固体进入锁斗后，大颗粒固体沿锁斗内部折流挡板沉降至锁斗底部。

通常一个锁斗循环周期为30分钟。

锁斗一旦准备排渣，水循环阀（17XV-1609）打开，再循环线路中锁斗循环泵入口阀（17XV-1608）关闭，使锁斗循环泵自循环。

关闭锁斗进料阀
（17XV-1602），将锁斗与气化炉隔开，然后打开锁斗减压阀（17XV-1605）由减压管线向渣池进行泄压，并打开水清洗阀（17XV-1606）冲洗泄压管线中的固体。

当锁斗压力降到0.18MPaG以下时，关闭泄压阀，打开锁斗冲洗水阀（17XV-1604）进行锁斗冲洗。

锁斗逻辑到卸渣步骤，锁斗出料阀（17XV-1603）打开将锁斗内的渣排入渣池，为了加快卸渣速度，在锁斗出料阀打开的同时锁斗充压阀（17XV-1607）也要同时打开。

当锁斗冲洗水罐发出低液位信号后，锁斗出料阀、锁斗系统充压阀关闭。

锁斗重新充水，当锁斗卸压管线上的高液位开关发出高液位信号后，锁斗卸压阀、锁斗冲洗水阀关闭。

锁斗卸压阀、锁斗冲洗水阀关闭后，用洗涤塔给料泵（P-1806）送来的工艺水通过增压阀（17XV-1607）的开启对锁斗增压至与气化炉压差小于0.18MpaG，打开锁斗进料阀（17XV-1602），重新开始集渣循环，锁斗入口阀开启后关闭增压阀，打开锁斗循环泵入口阀，关闭再循环阀（17XV-1609），重新建立水循环。

渣排入渣池后，初始时隔离渣池两室的溢流阀（18XV-1001A/B）保持关闭，固体灰渣降到刮板输送机上，通过刮板输送机把固体颗粒送出渣池装车，约5分钟后，溢流阀打开，较澄清的上部黑水流入渣池水仓内，用渣池泵送至真空闪蒸罐。

锁斗冲洗罐中的锁斗冲洗水，是由黑水处理系统灰水槽（T-1801）底部的低压灰水泵（P-1803）连续供给的。

灰水由低压灰水管线进入锁斗冲洗水冷却器，灰水经过冷却降至45℃左右（为了防止在排渣时因锁斗内的高温而产生大量的蒸汽），冷却后的低压灰水进入锁斗冲洗水罐，加至高液位，其水量约为两个锁斗容积，此罐设置在相对于锁斗足够高处，以便有足够的重力流速。

正常生产时，渣池是用来接受固体灰渣的。

渣池泵出口水输送至真空闪蒸罐，真空闪蒸罐通过真空建立液位后，黑水流到沉降槽，沉降槽液位满后，水会溢流到灰水槽内。

建立了灰水槽与沉降槽的液位后，便启动低压灰水泵将灰水槽中的灰水送至除氧器（V-1808）。

饱和的合成气从激冷室上部的合成气管线导出进入文丘里洗涤器（Z-1702），在这里与洗涤塔给料泵来的灰水混合，完全润湿夹带的固体颗粒，以便固体在洗涤塔中快速沉降。

水/合成气混合物进入合成气洗涤塔（C-1701），沿下降管导入塔底部水浴内
向上穿过水层时，大部分固体沉降到塔底部与合成气分离。

上升的合成气离开液面在扩大的空间内速度变慢，完成气液分离，然后穿过4层塔盘，在这里，经过工艺冷凝液洗涤进一步除尘。

离开塔盘的合成气，在塔顶部穿过旋流板除沫器，以离心力除去夹带于气体中的雾沫和固体，使合成气含尘量达到＜1mg/Nm3要求。

在洗涤塔的合成气出口，安装有在线分析仪，对CO2和CH4等组分进行连续监测。

正常操作时，合成气经管线去变换工段。

在开车和停车时，合成气由放空管线去火炬烧掉。

洗涤所需的工艺冷凝液，一部分为来自变换的冷凝液，从塔盘上部加入，作为稳定流量的洗涤水，从而保证洗涤效果；另一部分为来自于除氧器（V-1808）的工艺水，由洗涤塔给料泵（P-1806）加压经管线从塔盘下面补进洗涤塔，该工艺水的流量与合成气洗涤塔的液位相关联，用于控制合成气洗涤塔的液位和降低塔内黑水的固体含量。

从洗涤塔中抽取黑水，经激冷水泵（P-1703）加压，作为气化炉激冷。

从洗涤塔的锥形底部连续排放黑水去高压闪蒸罐（V-1801）进行处理，并控制该黑水的流量。

来自于气化炉激冷室～222℃的黑水与来自于洗涤塔的～214℃的黑水，经减压角阀减压后进入高压闪蒸罐（V-1801），由压力控制器（18PICA-1003）控制高闪分离罐顶出口管线上的压力阀（18PV-1003）的开度，使高压闪蒸罐在0.5MPaG 压力下操作，在此压力下，大量的水蒸汽和部分可溶性气体从黑水中释放出来。

从汽提塔顶部出来的混合汽（～155℃）进入脱盐水预热器（E-1803）和高压闪蒸冷凝器(E-1804)高压闪蒸分离罐（V-1803），分离出的不凝气去火炬，分离罐来的冷凝液自流入除氧器。

高压闪蒸罐底部的黑水温度～157℃进入真空闪蒸罐（V-1804），在0.053MPa(A)下进一步被闪蒸，残留的黑水～82℃送至沉降槽中（S-1801）。

真空闪蒸罐顶部出口气体，顺管线流经真空闪蒸罐冷凝器（E-1802），大部分的水蒸汽被冷凝下来，然后进入真空闪蒸分离罐（V-1805）。

真空闪蒸气在真闪分离罐分离下来的液体流入灰水槽，从真空闪蒸分离罐顶部出来的气体由管线入真空泵进口。

闪蒸罐所需的真空度，是由水环式真空泵（P-1811）提供的，新鲜水与气体一起由真空泵入口吸入，并从出口排至真空泵分离罐中进行气液分
离。

为了防止泵内水温度过高，并补充水的损失，新鲜水需由管线连续补入真空泵。

真空泵分离罐顶部气体放空，真空闪蒸罐的真空度由放空管气体回流管线上的18PV-0012阀来调节。

来自于真空闪蒸罐的含固量约为1%的黑水进入沉降槽，在这里，大部分悬浮固体沉降下来，从沉降槽底部流出的含固量为20%的黑水，由沉降槽底流泵（P-1804）送至过滤机（S-1802）。

为了加速固体沉降，阴、阳离子絮凝剂需连续加到沉降槽中，阴、阳离子絮凝剂首先在絮凝剂槽（T-1803A/B）配制成浓度为0.05%（wt%）的溶液，然后由絮凝剂泵（P-1809A/B）送至沉降槽中。

沉降槽顶部较清洁的水溢流到灰水槽内。

为了减少固体在灰水槽内沉淀，在灰水槽灰水入口及低压灰水泵入口加入了分散剂。

低压灰水泵（P-1803）出口的灰水，一部分去锁斗冲洗水冷却器（E-1803）冷却后做为锁斗冲洗水，一部分送除氧器除氧后作为工艺水循环使用（流量由除氧器液位控制），另一部分去废水冷却器（E-1805）冷却后送去废水处理。

由沉降槽底流泵（P-1804）送来的高固含量黑水（~20wt%），送至过滤机（S-1802）进行过滤，滤饼含水约50wt%，出过滤机后直接装车。

滤液自流入沉渣池（V-1813），滤液池内的滤液由沉渣池泵（P-1815）经管线送返沉降槽。

为了不使脱盐水中的溶解氧进入系统腐蚀管道、设备，系统设置了除氧器（V-1808）和汽提塔（C-1801），利用蒸汽加热解析水中的溶解氧。

来自管网的脱盐水和低压灰水泵送来的灰水，从除氧器上筒体顶部连续加入，来自高压闪蒸罐的高压闪蒸汽（开车时为管网来的低压蒸汽）从除氧器上筒体根部导入，与脱盐水逆流接触，并将之加热到沸点，氧气便完全从水中解析出来。

在除氧器底部设计了加热器，以保证除氧器的除氧效果。

经除氧器（V-1808）和汽提塔（C-1801）除氧后的出水中溶解氧不大于0.1mg/l。