气化装置工艺简介
气化装置工艺流程叙述
气化装置工艺流程叙述（1）磨煤及干燥单元（1500单元）来自原料煤贮仓（V-1501）的碎煤由称重给料机（X-1501）按给定的量加入到磨煤机（A-1501）内，被轧辊在磨盘上磨成粉末，并由高温惰性气体烘干，高温惰性气体来自惰性气体发生器(F-1501),惰性气体进入磨煤机进口的温度为150-350℃，离开磨煤机的温度为100-120℃，惰性气体将碾磨后的粉煤输送到磨煤机上部的旋转分级筛，筛出的粗颗粒返回到磨盘重新研磨。
出磨煤机的合格粉煤由惰性气体输送如粉煤带式过滤器（S-1503）进行分离后，粉煤经旋转卸料阀（X-1504），纤维分离器（X-1505），及粉煤旋转输送机（X-1503）送至粉煤贮罐（S-1601），分离出的惰性气体小部分（约20％）,排放至大气，剩余部分（约80％）经循环风机（K-1502）进入惰性气体发生器加热后循环使用。
惰性气体发生器的燃料气正常情况下由老厂提供，并用燃烧鼓风机（K-1501）提供助燃空气。
在粉煤带式过滤器下游检测惰性气体露点，稀释氮气由稀释风机（K-1505）加入，以保证系统内惰性气体露点在要求的范围内。
磨煤及干燥单元设有两条生产线，每条处理能力满足单台气化炉100％负荷，采用一开一备的操作方式。
磨煤及干燥单元主要控制煤的颗粒尺寸（颗径分布）和粉煤的分布含量（＜2％WT）。
粉煤典型粒径分布为：1）颗粒尺寸≤90μm占90﹪（重量）2）颗粒尺寸≤5μm占10﹪（重量）。
（2）煤加压及进煤单元（1600单元）煤加压及进煤单元设有一条生产线，对应一条气化炉及合成气洗涤生产线，该单元采用锁斗来完成粉煤的连续加压及输送。
在一次加料过程中，常压常压粉煤储罐内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗（V-1602）。
粉煤锁斗（V-1602）内充满粉煤后，即与粉煤储罐及所有低压设备隔离，然后进行加压，当其压力升至与粉煤给料罐（V-1603）压力相同时，且粉煤给料罐（V-1603）内的料位降低到足够接受一批粉煤时，打开V-1602与V-1603之间平衡阀门进行压力平衡，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。
气化简介
七、高、中、低压氮气系统
• 高压氮气系统主要是在气化炉开车、停车过程中 对工艺烧嘴进行吹扫，在气化炉停车期间对氧气 管线进行密封保护，在新型气化炉系统中还作为 停用工艺烧嘴的保护氮气。中压氮气系统主要用 来在气化炉开车前及停车后对系统进行置换，以 保证运行或检修过程中的安全。低压氮气系统主 要是在渣水处理工段做隔离氮气，以防止空气中 的氧进入水系统。本系统主要设备有：高压氮罐、 低压氮罐、事故氮压机等。
气化炉工艺流程及工作原理
煤浆槽内的煤浆分别经两台煤浆给料泵加压后送至气 化炉的四个工艺烧嘴。由空分系统来的高压氧气先分四 路，再各分为两路，分别送入气化炉在气化炉燃烧室内 进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣及未完全反 应的碳通过燃烧室下部的渣口与洗涤冷却水沿洗涤冷却 管并流向下，进入气化炉洗涤冷却室，粗合成气被冷却 后在洗涤冷却室的液位以下以鼓泡的形式进行洗涤和进 一步冷却，由洗涤冷却室上部空间出气化炉。出气化炉 的粗合成气经过混合器润湿及旋风分离器分离大部分润 湿的细灰后送水洗塔进一步洗涤除尘，将合成气含尘量 降至<1mg/Nm3后送净化系统。熔渣在洗涤冷却室的水 浴中通过静态破渣器破碎后被锁斗循环水夹带进入锁斗 定期排入渣池。未完全反应的碳颗粒悬浮在黑水中，随 黑水到渣水处理工序作进一步处理。
四、锁斗系统 落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎 后进人锁斗系统，锁斗系统设置了一套复杂的自 动循环控制系统，用于定期收集炉渣。在排渣时 锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为泄压、清洗、排 渣、充压四部分，每个循环约30分钟，保证在不 中断气化炉运行的情况下定期排渣。该系统主要 设备有：锁斗、捞渣机、锁斗冲洗水槽、锁斗冲 洗水冷却器、锁斗循环泵、渣池泵等。
谢
谢
烧嘴运行期间烧嘴冷却水泵断电(断供冷却水) 原因：电气或设备故障 现象： 烧嘴冷却水流量、压力回零。 处理： • 立即执行气化炉紧急停车操作，关闭烧嘴冷却水 紧急进出口切断阀（带流量差低低联锁可实现联 锁停车）。 • 气化炉完成停车泄压前，气化炉框架严禁上人。 • 迅速切断上游氧气切断总阀，确认氧气管线氮保 护系统符合安全要求。 • 气化炉系统卸至常压后执行气化炉停车操作法进 行处理。
SCGP(壳牌)煤气化工艺
SCGP（壳牌）煤气化工艺1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。
1.1工艺原理。
SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。
典型的SCGP煤气成分见表1。
1.2工艺流程。
目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。
原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。
来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。
煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。
气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。
经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。
湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。
闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。
在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。
1.3技术特点。
1.3.1煤种适应性广。
SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。
对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。
1.3.2单系列生产能力大。
煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。
科林气化工艺流程
一、装置能力产品规模：生产合成气（CO+H2）：110,000Nm3/h年操作时间：8000 小时技术来源：科林工业技术有限责任公司二、装置工艺过程（单元）的组成及其名称本项目气化装置：包括褐煤预干燥、干煤粉输送、粉煤制备、气化框、渣水处理、气化机柜室、气化装置变电所、气化装置综合楼、气化装置总图、气化给排水管网、气化装置外线、石油液化气站。
三、工艺流程简述来自界区外的原料褐煤（粒度小于10mm）首先经胶带输送机10L010A/B 输送至干燥机进料缓冲仓。
干燥机进料缓冲仓中的褐煤通过管式干燥机自带的布料器均匀进入管式干燥机的干燥管，在干燥机内被0.4MPa（g）低压饱和蒸汽加热升温至约90℃，使褐煤表面吸附的水分蒸发。
褐煤含水量从进料的35%降低至干燥后的13%左右。
与褐煤一起进入干燥机的空气吸收了水分以后经干燥机排气除尘器与干煤粉分离，达标排入大气。
干燥后的褐煤经下料阀下料至1#刮板输送机，1#刮板输送机上设有采样点，通过人工取样使用便携式水含量分析仪检测出料的水分含量，根据水分含量调整管式干燥机的转速或蒸汽的进入量，保证干燥后褐煤的含水量。
干燥褐煤经2#刮板输送机，1#斗式提升机斗提，3#刮板输送机输送至气化装置磨煤厂房料仓。
自界区外的低压蒸汽送至4 台管式干燥机加热褐煤，产生的冷凝水送至低压冷凝水收集罐，然后经低压冷凝水输送泵送至界区外。
在装置开车时，由于干燥机温度低，产生的冷凝水温度也较低，需要单独通过常压冷凝水收集罐收集，闪蒸出的蒸汽直接从安全地点排入大气。
粒度为10mm 以下的粉煤和粉煤，控制流量连续送入原煤仓，原煤仓的碎煤经煤称量给料机与从石灰石螺旋给料机出来的石灰石粉一起进入磨煤机制粉。
原煤的磨细和干燥是在磨煤机中同时进行的，磨煤系统自循环惰性气是从循环风机出口进入热风炉，并与热风炉燃烧产生的高温气体混合形成合格的惰性干燥气体。
惰性干燥气进入磨煤机后，把一定细度的煤粉带到位于磨煤机上部的分离器进行分离。
3组主要气化工艺及8种典型气化炉图文详解！
3组主要⽓化⼯艺及8种典型⽓化炉图⽂详解！ ⼀、⽓化简介 ⽓化是指含碳固体或液体物质向主要成分为H2和CO的⽓体的转换。
所产⽣的⽓体可⽤作燃料或作为⽣产诸如NH3或甲醇类产品的化学原料。
⽓化的限定化学特性是使给料部分氧化；在燃烧中，给料完全氧化，⽽在热解中，给料在缺少O2的情况下经过热降解。
⽓化的氧化剂是O2或空⽓和，⼀般为蒸汽。
蒸汽有助于作为⼀种温度调节剂作⽤；因为蒸汽与给料中的碳的反应是吸热反应（即吸收热）。
空⽓或纯O2的选择依⼏个因素⽽定，如给料的反应性、所产⽣的⽓体⽤途和⽓化炉的类型。
⽓化最初的主要应⽤是将煤转化成燃料⽓，⽤于民⽤照明和供暖。
虽然在中国（及东欧）⽓化仍有上述⽤途，但在⼤多数地区，由于可利⽤天然⽓，这种应⽤已逐渐消亡。
最近⼏⼗年中，⽓化主要⽤于⽯化⼯业，将各种碳氢化合物流转换成'合成⽓'，如为制造甲醇，为⽣产NH3提供H2或为⽯油流氢化脱硫或氢化裂解提供H2。
另外，⽓化更为专门的⽤途还包括煤转换为合成汽车燃料（在南⾮应⽤）和⽣产代⽤天然⽓（SNG）（⾄今未有商业化应⽤，但在70年代末和80年代初已受到重视）。
⼆、⽓化⼯艺的种类 有多种不同的⽓化⼯艺。
这些⼯艺在某些⽅⾯差别很⼤，例如，技术设计、规模、参考经验和燃料处理。
最实⽤的分类⽅法是按流动⽅式分，即按燃料和氧化剂经⽓化炉的流动⽅式分类。
正像传统固体燃料锅炉可以划分成三种基本类型（称为粉煤燃烧、流化床和层燃），⽓化炉分为三组：⽓流床、流化床和移动床（有时被误称为固动床）。
流化床⽓化炉完全类似于流化床燃烧器；⽓流床⽓化炉的原理与粉煤燃烧类似，⽽移动床⽓化炉与层燃类似。
每种类型的特性⽐较见表1。
表1 各种⽓化炉⽐较 * 如果在⽓化炉容器内有淬冷段，则温度将较低。
1.⽓流床⽓化炉 在⼀台⽓流床⽓化炉内，粉煤或雾化油流与氧化剂（典型的氧化剂是氧）⼀起汇流。
⽓流床⽓化炉的主要特性是其温度⾮常⾼， 在⼀台⽓流床⽓化炉内，粉煤或雾化油流与氧化剂（典型的氧化剂是氧）⼀起汇流。
GE水煤浆气化技术
②煤仓氮封
流程：
1100#公用站 煤仓 1200#公用站 1400#公用站 1700#公用站
空分
7、15MPa氮气的作用及流程
来自空分15MPa高压氮气储存在高压氮气储罐V1205， 正常操作压力13.3MPa，其作用如下：
1.气化炉开车引氧前通过氧气管线反充压程序将氧气 管线界区总阀后压力充至8MPa，防止氧气界区总阀 因高压差动作引起事故；另外引氧过程中，氧气两 道切断阀之间建立高压氮塞，防止氧气切断阀内漏 引起事故。
2.气化炉停车过程中，高压氮气对煤浆管线及氧气管 线进行吹扫，确保系统安全；另外氧气两道切断阀 之间建立高压氮塞，防止原料气反串至氧气管线发 生事故。
7、15MPa氮气的作用及流程
To FI To FI
Oxygen
SLURRY To FI
N2 In
8、16MPa氮气的作用及流程
作用： 1.高压冷凝液罐V1401提供高压氮封。
2.5锁斗系统
锁斗是一个定期收集和排放固体渣的水封 体系，集渣和排渣均遵照锁斗循环逻辑，并按 一定时序完成 。在收渣阶段，激冷室底部的 渣水经破渣机进入锁斗V1301。锁斗循环泵 P1301从锁斗顶部抽取相对洁净的水送回激冷 室底部帮助排渣。排入渣池的粗渣在前仓经沉 降后由捞渣机送入灰车送出界区。锁斗循环大 致分为减压、清洗、排渣、充压、收渣五个阶 段，由锁斗程序自动控制。
3.重点设备
3.3破渣机 破渣机位于气化炉激冷室底部与锁斗之间，用 来破碎炉中产生的大块炉渣以及气化炉中脱落的炉 衬耐火砖块，保证正常固体粒度的炉渣能顺利进入 锁斗。 破渣机主要分为三部风：主机部分、液压部分 和电控部分。主机部分主要完成对炉渣和脱落的耐 火砖的破碎，液压部分是驱动破渣机主机运转的动 力来源，电控部分通过前面板输入控制命令，控制 破渣机的工作，三部分协调完成以保证破碎气化炉 中排出的大块炉渣或气化炉炉衬耐火砖块，保证气 化炉的正常工作。
HT-L煤气化工艺(用户篇)
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
激冷水循环泵
锁斗循环泵
2005-7-20
型号
CSBWy
流量 m3/h
20 100 27 220 25 25 32 219 16 220 45 220 45 400 15 240
扬程 m 35 130 26 120 80 20 17 47 27 140 21 120 20 140 21 88
41
132
9
67
18.5
1 已交/渭河化肥厂
67
220
1
41
7.5
３ 已交/山西丰喜
41
132
３
关键设备
立式高速泵
HT–L煤气化工艺系统介绍
2005-7-20
型号 GSB-L1
流量 m3/h
3~100
扬程 m
200~1920
GSB-L2 3~60 100~580
GSB-L3 3~100 200~1920
3
94.12 04.4 04.10 04.10交货
德士古 德士古 德士古 德士古
5
南京大化
1+1
05.2交货 德士古
6
上海惠生
3
05.3订货 德士古
7
湖北双环
1
04.3交货 壳牌
8
柳州化工
1
05.3交货 壳牌
9
云天化
1
05.4订货 壳牌
10 云占化
1
05.5订货 壳牌
HT–L煤气化工艺系统介绍
关键设备
2台
4″ 上海焦化总厂
6″
600Lb 600Lb
HT-L气化工艺介绍
• 一：1500单元 磨煤：本单元的任务是对原料煤进行研磨、烘干， 为气化炉提供合格的粉煤。 原料煤从备煤经过管式皮带输送给原料煤储仓 （V-1501容积为510m³ )，原料煤再从其中由称重 给煤机（X-1501）进入中速磨煤机(A-1501)；原 煤由上到下进入磨煤机进行研磨。研磨好的粉煤 烘干后输送到粉煤袋式过滤器(S-1501)。经过过 滤器分离后，粉煤经旋转卸料阀及粉煤螺旋输送 机(X-1503)输送至粉煤贮罐(V-1601)。分离出的 气体经过惰性气体发生器(F-1501)加热后由循环 风机（K-1502）吹入磨煤机，由此形成循环。
15单元共有三套，正常是两开一备，方便磨煤单元设备检修。 本单元中的设备包括： 静设备：原料煤贮仓、惰性气体发生器、粉煤袋式过滤器 等共15台。 动设备：磨煤机MPS235、循环风机、密封风机、称重给 煤机、稀释风机、振动料斗等共37台。
• 本单元施工重点： • MPS235型辊盘式磨煤机安装；DN1200风煤、粉煤管线 安装。 • 1）MPS235型辊盘式磨煤机安装 • ①工作原理 • MPS型磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式中速 磨煤机。 • 三个辊子在一个旋转磨盘上作辊压运动。需粉磨的物料从 磨机的中心落煤管落到磨盘上。旋转磨盘借助于离心力将 物料运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊圆 周方向均布于磨盘辊道上，磨辊施加的碾磨力由液压缸产 生。通过静定的三点系统碾磨力均匀作用至三个磨辊上， 磨盘、磨辊的压力通过底板、拉杆和液压缸传至基础。物 料的碾磨和干燥同时进行。热气通过喷嘴环均匀进入磨盘
粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高， 开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍： 进煤量：35-37吨/小时 进氧量：1-2万方/小时 产气量：5万方/小时（净化气） ④残炭率：小于5%
气化装置简介
何逍
▪ 粉煤加压输送单元 ▪ 气化单元 ▪ 除渣单元 ▪ 气体洗涤单元 ▪ 黑水闪蒸单元 ▪ 公用工程单元 ▪ 黑水处理单元 ▪ 氮气和氧气单元
除渣单元
1、工艺技术路线 ▪ 通过渣锁斗将高压渣水排放至常压设备，满
足气化炉底部的炉渣排放。
除渣单元
2、工艺技术特点 ▪ 基于煤种最大含灰量设计，同时考虑非正常
黑水处理单元
▪ 这路循环水经限流孔板降压至4.5MPa后，分 别送往变换装置的循环水换热器 和气化装置 的换热器。之后，这两路换热后的循环水， 温度约150-160℃，又汇合至一根总管，送往 激冷水罐，以冷却气化炉里的高温原料气。
谢谢！
除渣单元
▪ 渣锁斗在经过隔离、泄压后，向捞渣机排放 渣水。
▪ 在捞渣机内将渣与渣水分离后，渣通过渣斗 卸到车辆运往厂外处理；渣水通过泵排放至 黑水单元。
气体洗涤单元
1、工艺技术路线 ▪ 合成气洗涤采用两级文丘里串部分冷凝器的
流程，将来自气化炉被水激冷和饱和的粗合 成气在本单元进一步用水洗涤除尘、除卤， 洗涤后的合成气作为产品送往变换装置。
▪ 第二文丘里，其喉管可以进行上下调节，以 保证不同负荷的原料气通过第二文丘里时， 保持稳定的压差和保证洗涤效果。
气体洗涤单元
▪ 进入第二文丘里前的工艺冷凝液，与碱液泵送过来 的氢氧化钠溶液连续添加到洗涤水中，对原料气里 的酸性气体进行碱洗。由于第一和第二文丘里的洗 涤水PH 值分别呈弱酸性和弱碱性，原料气中的酸 性和碱性组分，将被充分溶解和洗涤。洗涤完毕后， 第二文丘里直接连接到下游的气液分离罐，进行气 液分离。溶有煤灰和杂质的洗涤水从罐底出来，送 往黑水闪蒸系统 ，合成气将进入部分冷凝器 。
气体洗涤单元
液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍
液化天然气(LNG)气化站工艺设计介绍1. 前言与CNG相比，LNG是最佳的启动、培育和抢占市场的先期资源。
LNG槽车运输方便，成本低廉；不受上游设施建设进度的制约；LNG供应系统安装方便、施工：期短，并能随着供气规模的逐步扩大而扩大，先期投资也较低。
最后，当管道天然气到来时，LNG站可什为调峰和备用气源继续使用。
2．气化站工艺介绍由LNG槽车或集装箱车运送来的液化天然气，在卸车台通过槽车白带的自增压系统(对于槽车运输方式)或通过卸车台的增压器(对于集装箱年运输方式)增压后送入LNG储罐储存，储罐内的LNG通过储罐区的自增压器增压到0．5～0．6Mpa后，进入空温式气化器。
在空温式气化器中，LNG经过与空气换热，发生相变，出口天然气温度高于环境温度10℃以上，再通过缓冲罐缓冲，之后进入掺混装置，与压缩空气进行等压掺混，掺混后的天然气压力在0．4MPa左右，分为两路，一路调压、计量后送入市区老管网，以中一低压两级管网供气，出站压力为0．1MPa：另一路计量后直接以0．4MPa压力送入新建城市外环，以中压单级供气。
进入管网前的天然气进行加臭，加臭剂采用四氢噻吩。
冬季空浴式气化器出口气体温度达不到5℃时，使用水浴式NG加热器加热，使其出口天然气温度达到5℃～1O℃。
3. 主要设备选型3. 1 LNG储罐3．1．1储罐选型LNG储罐按围护结构的隔热方式分类，大致有以下3种：a)真中粉末隔热隔热方式为夹层抽真空，填充粉末(珠光砂)，常见于小型LNG储罐。
真空粉末绝热储罐由于其生产技术与液氧、液氮等储罐基本一样，因而目前国内生产厂家的制造技术也很成熟，由于其运行维护相对方便、灵活，目前使用较多。
国内LNG气化站常用的大多为50m3和100m3圆筒型双金属真空粉末LNG储罐。
目前最大可做到200m3，但由于体积较大，运输比较困难，一般较少采用。
真空粉末隔热储罐也有制成球形的，但球型罐使用范围通常为为200～1500m3，且球形储罐现场安装难度大。
CCG气化技术介绍及对传统造气工艺的改造方案
1979
1984
1990
2007
2014
1970
2013
2015
青海矿业60万吨烯烃项目6套日投煤量2000吨气化装置签约
内蒙古康乃尔30万吨乙二醇项目2台日投煤1200吨气化装置签约
青海矿业项目终版工艺包提交
康乃尔项目科林CCG气化炉造完成出厂
Grey WaterRecycle
Waste Water
改造传统造气工艺经济比较
项目名称
单位
改造前
改造后
产品及规模
主产品-液氨
万t/a
60
60
副产品-硫磺
万t/a
0.98
2.25
主要原材料用量
原料煤
万t/a
101.3
96.6
燃料煤
万t/a
18.16
公用工程及动力消耗
一次水
万t/a
-600
外购电
万KWh
-48230
总投资
万元
101512
贵州开阳50万吨/年合成氨项目
名称
单位
指标
气化装置设计负荷
Nm3/h
140000
气化装置最高运行负荷
Nm3/h
165000
比煤耗（入炉煤）
kg/KNm3
600 ~680
比氧耗
Nm3/ KNm3
330~370
合成气压力
MPa
3.65~3.75
合成气温度
℃
205~210
合成气有效气成分
%
86~91
合成气含尘量
Mill
工艺介绍
Coal Milling and drying
技术主要特点
气化装置主要工艺流程
气化装置主要工艺流程
气化装置的主要工艺流程包括原料气化、气体净化和气体利用三个步骤。
首先，原料气化是将固体或液体原料通过高温高压条件下与空气或氧气反应，生成气体产品。
这个过程中，原料经过特定的气化方式，例如采用干煤粉进料，通过加压的N2 (氮气) 或CO2 (二氧化碳)气体进行输送，然后在高温条件下完成气化反应。
接下来，气体净化是将原料气化产生的气体经过除尘、脱硫、脱氮等工艺处理，去除其中的杂质和有害物质。
这一步骤对于保证后续工艺的稳定运行和产品质量至关重要。
最后，气体利用是将经过净化处理的气体用于生产化工产品，如合成氨甲醇、-氧化碳等。
这些化工产品广泛应用于化工、医药、农业等领域，具有重要的经济价值和社会意义。
整个工艺流程中，各个步骤紧密相连，互相配合，共同实现气化装置的高效、稳定运行。
同时，随着技术的不断发展和创新，气化装置的工艺流程也在不断优化和完善。
以适应市场需求和环保要求。
制表：审核：批准：。
江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍
第6期 2010年11月中 氮 肥M S ized N itrogenous Fertilizer Pr ogress No 6N ov 2010江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍王刚勤,王国平,徐 峰,刘 政,钱林明(江苏灵谷化工有限公司,江苏宜兴 214200)[中图分类号]TQ 546 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)06-0024-02[收稿日期]2010 06 12[作者简介]王刚勤,男,山西临猗人,工程师,车间副主任。
1 装置简介我公司煤气化装置选用具有国际先进水平的四喷嘴水煤浆气化技术,采用激冷流程及三级闪蒸灰水处理工艺。
气化装置由中国天辰工程公司设计,中国化学工程第三建设公司承建。
一期建设了2台气化炉,正常运行时1开1备。
我公司气化炉是国内最大的水煤浆气化炉,壳体内径3880mm ,砌筑耐火砖后炉膛内径2762mm 。
气化炉壳体由南化机制造,耐火材料由中钢集团洛耐院生产。
高压煤浆泵选用德国Feluwa 软管隔膜泵,煤浆制备选用棒磨机,煤浆浓度62%左右。
设计单炉日处理干煤1756,t 有效气(CO +H 2)产量118000m 3/h ,气化炉操作压力4 0M Pa 。
设计煤种为神华煤与晋城无烟粉煤按1 1掺烧,而实际生产中使用煤种较多,现阶段基本以神华煤与大友煤按3 1掺烧。
气化装置生产的合成气用于450kt/a 合成氨(配套800kt/a 尿素)装置。
2 工艺流程原煤破碎后(粒径 10mm )送入煤仓,经煤称量给料机精确计量后与来自滤液受槽的滤液按一定比例一起进入磨煤机,再加入适量添加剂磨成浓度约62%的水煤浆,由磨煤机出料槽泵送至煤浆槽。
煤浆槽内的煤浆经2台煤浆给料泵加压后与空分来的高压氧气一起进入工艺烧嘴,在气化炉内发生部分氧化反应,生成以CO 和H 2为主要成分的粗合成气。
熔渣及未完全反应的炭通过燃烧室下部的渣口与激冷水沿下降管内壁并流而下,进入气化炉洗涤冷却室。
煤的气化工艺
煤的气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。
气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率，采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺(技术)是发展煤化工的重要前提，其中反应器便是工艺的核心，可以说气化工艺的发展是随着反应器的发展而发展的，为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度，改善环境，新一代煤气化技术的开发总的方向，气化压力由常压向中高压（8.5 MPa）发展；气化温度向高温（1500～1600℃）发展；气化原料向多样化发展；固态排渣向液态排渣发展。
1、固定床气化固定床气化也称移动床气化。
固定床一般以块煤或焦煤为原料。
煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底加入。
流动气体的上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，床层高度亦基本保持不变，因而称为固定床气化。
另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的炉渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。
固定床气化的特性是简单、可靠。
同时由于气化剂于煤逆流接触，气化过程进行得比较完全，且使热量得到合理利用，因而具有较高的热效率。
固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇Lurgi）2种。
前者用于生产合成气时一定要采用白煤（无烟煤）或焦碳为原料，以降低合成气中CH4含量，国内有数千台这类气化炉，弊端颇多；后者国内有20多台炉子，多用于生产城市煤气；该技术所含煤气初步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。
（1）、固定床间歇式气化炉（UGI）以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。
该技术是30年代开发成功的，投资少，容易操作，目前已属落后的技术，其气化率低、原料单一、能耗高，间歇制气过程中，大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3，放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，造成环境污染。
15某企业煤炭气化变换装置反应原理及工艺流程描述
某企业煤炭气化变换装置反应原理及工艺流程描述气化洗涤塔出来的煤气中，CO和硫含量都较高（其中：CO干气含量为45.08%mol、H2S含量为1.765g/Nm³、COS含量为0.35g/Nm³），为将其中的CO部分或全部转化为CO2和H2，变换采用三段耐硫变换技术，即一段宽温耐硫变换串两段低温耐硫变换工艺，在一定的温度下，煤气中的一氧化碳与水蒸气借助催化剂发生变换反应生成氢气和二氧化碳，与此同时约90%的COS亦转化为H2S，其化学反应如下：CO＋H2O=CO2＋H2＋QCOS＋H2=CO＋H2S ＋QCOS＋H2O=CO2＋H2S＋Q该工艺具有如下特点：（1）钴-钼耐硫催化剂适用于原料气中硫含量较高的变换气，对原料气中硫只有最低要求，无上限要求。
（2）由于变换原料气中CO含量较高，变换反应温升较大，须采用分段变换工艺移走热量。
（3）CO变换反应余热采用分等级回收方式，高温工艺余热采用过热中压蒸汽和副产中压蒸汽的方式回收；低温工艺余热用于副产低压蒸汽、预热锅炉给水和脱盐水等。
（4）工艺冷凝液根据压力等级，分别进行处理后回收利用。
高温变换冷凝液气体闪蒸后，作为粗煤气的洗涤水回用；低温变换冷凝液，即变换气和水煤气的洗涤水经过汽提后送气化灰水处理的脱气槽处理回用；汽提塔顶气经冷却分离后的冷凝液，连同甲醇精馏排出的部分含醇水及低温甲醇洗废水一起送入煤气化备煤系统用作制浆，分离后的气体送硫回收焚烧炉焚烧，焚烧气再送煤锅炉氨法脱硫，制得副产品硫胺。
由气化装置来的煤气，温度为242℃，压力为6.3MPaA，先经过入口分离器（01S0301）分离掉机械杂质及冷凝液，出分离器的气体分成两股，其中部分粗煤气（工况一下为81.6%，工况二下为71.5%）进入原料气预热器（01E0304）预热到285℃，然后进入蒸汽加热器（01E0303）升温后进入第一变换炉（01R0301），开车时蒸汽加热器用于为变换触媒升温还原提供热量，正常生产时蒸汽加热器用于满足触媒末期的温度要求。
气化装置工艺简介
18
煤气化单元U-1300
19
干燥单元U-1100
20
21
22
气化系统由 ：
膜式壁、合成气冷却系统、点火、开工、煤烧嘴、水汽系统 组成
气化炉是由一个内有气化室的压力容器组成，气化室的操 作压力在4.12MPa。环绕着气化区的气化炉内壁是采用温度 控制，它通过管道中循环水换热产生中压蒸汽。在气化区有 2个出口。在气化炉底部的出口—渣口，它是用来排渣的。 在气化炉顶部，允许带飞灰的热气进入激冷区，在激冷区， 用大约215℃的无灰循环气来激冷热气，以避免熔融的灰和 粘性的飞渣颗粒带入粗合成气造成堵塞问题。粗合成气从激 冷区经激冷管和输气管，以及气体返混室输送到合成气冷却 器。
碳与氧反应： C + O2 → CO2-394.1KJ/mol C+1/2O2 → CO -110.4KJ/mol
碳与二氧化碳反应： C+CO2 → 2CO+173.3KJ/mol
碳与水反应： C+H2O → H2+CO+135KJ/mol
壳牌煤气化工艺流程简述
壳牌煤气化工艺 主装置工艺流程方框图
燃料 石灰石
U1100 原煤
N2/CO2 蒸汽
氧气
CO2
U1200
U1300
滤饼
U1400
水 渣
N2 U1500
碱
合成气 U1600
激冷气
水
灰 酸 U1700
滤饼
.
3
1100单元 磨煤及干燥系统
1100磨煤及干燥系统，包括两条生产线，
正常操作情况下一台处于运行状态。该系统
设备是：气化炉、激冷管、输气管和合成气冷却器。
•
来自U-1200单元的煤粉与氧气和蒸汽混合后，进入气化炉四
个对称布置的煤烧嘴,在炉内燃烧气化，形成的熔融态的渣沿水冷
壁向下流动进入底部渣池，激冷成固体状出气化炉；气化产生的
大量合成气携带大量的灰分，向上出气化炉，在激冷管段被来自
循环气压缩机的激冷气降温后，进入输气管并被导入合成气冷却
• 5.合成气系统（包括净化系统）
• 6.水汽系统
• 7.敲击器系统 .
8
1300单元 气化、急冷及冷却系统流程简图
汽包V-1304 锅炉给水
激
合 中压过热蒸汽
冷成
中压
强制
循环
水泵
蒸汽
P-1301A/B/C 氧气
煤粉
管气
激冷
气 冷却 化 气器
敲击器
炉 V-1302
V-1301
合成气
渣
.
9
1400单元 渣脱除系统
的气化炉煤烧嘴。
.
6
1200单元 煤粉加压及输送系统流程简图
煤粉
煤粉储仓 V1201A/B
煤粉仓装 料袋滤器
德士古气化炉工艺
一、德士古(TEXACO)气化法德士古气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。
德士古气化炉由美国德士古石油公司所属的德士古开发公司在1946年研制成功的。
1953年第一台德士古重油气化工业装置投产。
在此基础上，1956年开始开发煤的气化。
本世纪70年代初期发生世界性能源危机，美国能源部制订了煤液化开发计划，于是，德士古公司据此在加利福尼亚州蒙特贝洛(Moutebello)研究所建设了日处理15t的德士古气化装置，用于试烧煤和煤液化残渣。
联邦德国鲁尔化学公司(Ruhrchemie)和鲁尔煤炭公司l(R1flhrkohie)取得德士古气化专利，于1977年在奥伯豪森一霍尔顿(Oberl!fausezi-Hoiten)建成目处理煤150t的示范工厂。
此后，德士古气化技术得到了迅速发展。
目前国外共有一套中试装置，三套示范装置和四套生产装置，见下表。
除这些已建成的装置外，还有一些装置在设计或计划之中。
德士古气化炉是所有第二代气化炉中发展最迅速、开发最成功的一个，并已实现工业化。
(一)德士吉气化的基本原理和德士古气化炉德士古水煤浆加压气化过程属于气流床疏相并流反应。
德士吉气化炉的结构如下图所示。
水煤浆通过喷嘴在高速氧气流的作用下，破碎、雾化喷入气化炉。
氧气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬里的高温辐衬作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等一系列复杂的物理、化学过程，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳，一起同流向下离开反应区，进入炉子底部激冷室水浴，熔渣经淬冷、固化后被截留在水中，落入渣罐，经排渣系统定时排放。
煤气和饱和蒸气进入煤气冷却净化系统。
气化炉是一直立圆筒形钢制受压容器，炉膛内壁衬以高质量的耐火材料，以防止热渣和热粗煤气的侵蚀。
气化炉近于绝热容器，其热损失非常低。
蒙特贝洛中试用气化炉直径1.5m，高6m，操作压为在2.07~8.27MPa。
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除渣单元U-1400
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除渣系统由 ： 渣池、破渣机、渣收集器、渣锁斗、水力旋流器、捞渣机组成
渣流程：在气化反应中产生的渣以液态形式沿气化炉壁向下流入渣 池V-1401，高温渣流遇水后淬冷为固态颗粒，经破渣机X-1401将其中的 渣块破碎后送往渣收集器V-1402，在程序的控制下进行排放。当渣收集 器排放计时器走完后，关闭渣收集器至渣锁斗之间的排料阀14XV-0009、 14XV-0010，并将渣锁斗与渣收集器完全隔离。锁斗降压后将渣排入渣脱 水槽T-1401，然后用捞渣机X-1402将渣捞起，用皮带X-1403送往渣场。 渣锁斗排完渣后，用低压循环水将其充满，并用高压氮气将其压力充至 与渣收集器平衡，然后与渣收集器连通进行下一次排渣循环。 水流程：在排渣时，通过排水增压泵P-1402使水在渣锁斗和渣收集 器之间循环。渣池中的水通过泵P-1401提压后部分渣水进入水力旋流器 S-1403，为避免渣水循环回路中固态物质的聚集，通过水力旋流器S1403后将细渣浆排走，大部分的渣水不通过水力旋流器S-1403直接进入 渣水冷却器E-1401；为避免循环回路中渣水温度不断上涨，用渣池水冷 却器E-1401将热量带走；为补充水力旋流器排水造成的渣池水损失，用 14FV-0004控制高压循环水补入渣池，在锁斗与渣收集器隔离时用14XV0013补水，在锁斗与渣收集器连通时用14XV-0014补水。渣脱水槽中的渣 水通过细渣浆泵P-1403送入初步水处理工序进行处理。
8
对于含灰低的煤(<8%)，大多数情况下建议飞灰循环(对 含灰非常低的煤(<6%)，强制性的飞灰循环)。 对含灰高的煤(>15%)，不建议飞灰循环），因为会导致 操作成本增加。 煤的相关参数 大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司采用煤种为锡林郭 勒盟胜利煤矿出产的褐煤为原料，进入气化装置磨煤单元褐 煤的相关参数如下表所示：
大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 煤气化工艺
时间：2014年03月
1
内容提纲
煤气化反应原理 煤气化主要工艺流程 重要设备介绍
煤气化反应原理
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煤气化反应
煤气化的主要目的是使固体的煤通过复杂的物理、化学变 化转化为洁净且便于输送的有效气体。对于合成甲醇来说就是 使煤转化为有利于甲醇合成的CO和H2 。
煤的全水分 由固有水分(基础水分)与游离水分(表面水分)组成。固有水 分在煤的缝隙中存在。游离水分是总水分的一部分，它能被 空气干燥而除去。
7
挥发分 是煤的一部分，当煤被加热，挥发出气体和蒸汽。挥发分 本身不存在于煤中，而是由于煤加热分解而产生的。
固定碳 是在除去挥发分、水分和灰分之后的残渣。除碳之外，固 定碳含有H、O、N、S和CL。
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除灰单元U-1500
26Leabharlann 除灰单元U-150027
除灰系统由（以上图单系列为例） ： 高温高压灰飞过滤器、灰锁斗、气体罐、中间灰飞储仓、仓泵 等组成
来自气化合成气冷却器（V-1302）的4.12MPa、340℃粗合成气中所 包含的飞灰在旋转分离器(S-1511)和高压高温（HPHT）陶瓷滤芯过滤器 （S-1501）中不断从合成气流中清除出来。过滤后的合成气中灰尘含量 约1～2(最大20)mg/Nm3。一部分合成气部分用作激冷气体，剩下的部分 产品气体送到湿式洗涤单元。 高温高压过滤器设置了反吹系统，利用8.15MPa、225℃的热超高压 氮气/二氧化碳对滤芯进行反吹以再生滤芯。旋风分离器/高温高压过滤 器过滤下来的飞灰经过滤器底部飞灰收集罐(V-1501/V-1501)落入飞灰锁 斗(V-1502/V-1512)，通过锁斗系统排出。飞灰锁斗持续用5.41MPag、 225℃的热高压氮气/二氧化碳进行加压。 当飞灰锁斗中的飞灰量达到高料位时，旋风分离器/高温高压过滤器 与锁斗之间的阀门含平衡阀关闭，然后将锁斗中的混合气经锁斗过滤器 S-1502 送入火炬，并添加燃料气体以确保有害组分完全烧掉，直至将飞 灰放料罐卸压至大气压。S-1502的压差(再生)，利用氮气缓冲罐(V1503/V-1513)的5.41MPag、225℃热高压氮气/二氧化碳反吹来维持。 卸压完成后，飞灰锁斗与飞灰气提冷却罐(V-1504/V-1514)连通，
6
影响煤灰熔融性的主要因素煤灰的熔融性主要取决于煤灰化 学组成。煤灰中 Al2O3 （熔点 2050℃） SiO2（熔点1723℃） 、 含量高，其灰熔点就高。三氧化二铁含量高的煤灰，其灰 熔点一般均较低，氧化钙（熔点2580℃）、氧化镁、氧化钾 、氧化钠等碱性氧化物含量越高，则灰熔点愈低。
煤的发热量 单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物 组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态 灰时放出的热量称为恒容高位发热量，如果以气态水计量发 热量即为恒容低位发热量。
灰分
是煤里的矿物质的一个术语。它是许多成分的混合物，其 中主要物质是SiO2和Al2O3，煤的灰分高，造成煤气化过程中 产生的灰渣量增加，势必带走一部分潜热 (碳)和显热，使 煤的热效率降低。煤中灰分含量越高，原煤运输成本越大 ，气化煤耗、氧耗越高，气化炉和灰、渣处理系统负担越 重，严重时会影响气化炉的正常运行。
碳与氧反应： C + O2 → CO2-394.1KJ/mol C+1/2O2 → CO -110.4KJ/mol 碳与二氧化碳反应： C+CO2 → 2CO+173.3KJ/mol 碳与水反应： C+H2O → H2+CO+135KJ/mol 碳与氢反应： C+2H2 → CH4-84.3KJ/mol
4
CO变换反应： CO+H2O → H2+CO2 -41KJ/mol 甲烷蒸汽转化反应： CH4+H2O → CO+H2 +211KJ/mol
综上所述煤气化过程也可用下面的下式表示:
高温 高压 气化煤
煤
CO+H2+CH4+CO2+H2O
在气化时，氧与燃料中的碳在煤的表面形成中间碳氧 配合物CxOy然后在不同条件下发生热解，并与H2O反应 生成CO、CO2、H2和CH4。
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飞灰落入飞灰气提冷却罐中。飞灰排出的操作运行由管道吹扫器（烧结 金属管道充气装置X-1505/X-1515）支持。当飞灰锁斗中的飞灰达到低料 位时，关闭二者之间的阀门，然后用热高压氮气二氧化碳对飞灰放锁斗 加压至与旋风分离器/高温高压过滤器的压力达平衡，并重新连通飞灰锁 斗和旋风分离器/高温高压过滤器，以允许循环重新开始。 在飞灰气提冷却罐中利用0.8MPa、80℃的热低压氮气对飞灰进行气提冷 却（加压/降压循环操作），再次经过滤器（S-1503/S-1513）并添加确 保残余合成气完全燃烧的燃料气体，泄压排放到火炬。一旦飞灰温度置 换,冷却至80-150 ，且尾气含有的一氧化碳浓度低于25mg/L，在完成降 压之后，通过打开飞灰卸料冷却罐的底部阀门，将飞灰卸到中间飞灰储 罐（V-1505/V-1515）。V-1505/V-1515的作用仅仅是作为飞灰中间缓冲 储存用。飞灰由飞灰气提冷却罐进入中间储罐，然后通过飞灰充气仓(V1508/V-1518)送往灰仓(V-1507)并最终输出到界区外。
气化
炉 粉煤储仓 粉给 料仓 渣收 集器
却器
飞灰冷 却器
飞灰冷 却器
吹送包 水力旋 流器
磨煤 机
渣漏 斗
粉给 料仓
飞灰外运
13
干燥单元U-1100
14
干燥单元U-1100
15
磨煤系统系统由 ： 碎煤仓、磨煤机、热风炉、循环风机、大布袋组成
由埋刮板输送机从碎煤预干燥车间送来的原煤被分别储存在3个独立 的原煤仓（V-1101A/B/C）内，原煤由重力式称重给煤机（X-1101A/B/C） 称重计量后经落煤管进入磨煤机（A-1101A/B/C）内（石灰石粉作为助熔 剂，按照与煤一定的重量比通过螺旋输送机(X-1107A/B/C)、旋转给料机 (X-1108A/B/C)和石灰石粉喷射器(X-1109A/B/C)进入落煤管，与原煤一 起进入磨煤机）。在磨煤机中，原煤在微负压和惰性气体环境中被干燥 和研磨，磨制后的煤粉和惰性气体混合物被输送到粉煤袋式过滤器（S1103A/B/C）进行气固分离，分离出的煤粉储存于粉煤袋式过滤器的料斗 内，经粉煤旋转给料机（X-1105A～M）进入煤粉螺旋输送机(X-1102A～F、 X-1104A～E)向煤加压及进料单元（U-1200）的两个粉煤储罐（V1201A/B）输送煤粉。分离出煤粉后的气体（乏气）被循环风机（K1102A/B/C）抽走，大部分进入热风炉（F-1101A/B/C）循环使用，多余 气体排放。乏气中固体颗粒的浓度小于18 mg/Nm3 。磨煤采用热烟气干 燥， 热烟气由热风炉(F-1101A/B/C)经燃料气燃烧产生的高温烟气与循 环惰性气体均匀混合后产生。燃料气燃烧所需空气由燃烧风机（K1101A/B/C）提供。
16
加压输送单元U-1200
17
煤粉加压输送系统由 ：
煤粉贮仓、煤粉锁斗、煤粉给料仓组成
煤粉经煤粉袋式过滤器（S-1103A/B）分离收集，经旋 转给料器、螺旋输送机送入煤粉贮仓（V-1201A/B）煤粉贮存 在煤粉贮仓V-1201A/B中，当煤粉锁斗V-1204A/B低报时，关 闭煤粉锁斗的下阀，打开煤粉锁斗的泄压阀，经过三步泄压， 压力泄到常压时，打开煤粉锁斗进料阀，使煤粉贮仓的煤粉 自流进入煤粉锁斗，料满后关闭上阀，通入高压二氧化碳/氮 气加压后，打开下阀使煤粉自流进入煤粉给料仓V-1205A/B中， 卸完后关闭下料阀，再循环上述过程。煤粉给料仓中的煤粉 由二氧化碳气输送至煤烧嘴。
11
煤气化装置区域布置图
初步水处理装置
3#灰库
2#灰库
1#灰库
1#磨煤装置
2#磨煤装置 2#渣 转运站
3#磨煤装置 3#渣 转运站