气化工段流程简述

目录概述 (1)煤浆制备（12 工号） (2)气化工段（13 工号） (3)灰水处理（14 工号） (6)变换工段（21工号） (10)概述蒙大新能源化工基地开发有限公司根据企业长远规划发展的需要，决定新建180万吨/年的合成甲醇生产装置，该项目一期为60万吨/年甲醇，采用西北化工研究院的多元料浆气化专利技术生产合成甲醇原料气。

多元料浆气化技术是西北化工研究院自主开发的一种气流床加压气化专利技术。

本工艺技术主要由料浆制备、气化和灰水处理三部分组成，料浆制备是以一种或多种的含碳固态物质为原料，经一次湿磨制成气化料浆，浆体呈非牛顿型流体中的假塑性流体特征，料浆稳定，易于泵送；气化是通过料浆被加料泵加压送入气化炉，与氧气在气化炉内进行气化反应，生成以CO、CO2和H2为主要组成的粗合成气，其中由于项目的处理量，相较同类装置，部分装置被放大，其中气化炉（Φ3300×96/3800×106），洗涤塔（Φ3800）；灰水处理是对洗涤黑水和激冷黑水进行高压、低压、真空三级闪蒸、沉降处理，使得灰水循环利用的处理过程。

煤浆制备（12 工号）本工号的任务是给煤浆制备提供质量合格的水煤浆。

从煤储运系统来的原料经破碎后颗粒尺寸小于10mm的合格的煤粉被送入料仓（T-1201），再经煤称重进料机（L-1201A）计量送入磨机（H-1201A）。

设置的原料料仓为三台磨机共用，料仓（T-1201）内的粉尘经袋式过滤器（S-1201）过滤除尘后放空。

助熔剂添加单元:助熔剂为石灰石粉。

料浆制备过程中加入助熔剂以改善多元料浆灰渣熔融性能。

本系统为备用系统。

通过风力将助熔剂输送到助熔剂仓（T-1202A），设置二个助熔剂仓。

输送气经袋式过滤器（S-1202A）过滤除尘后放空。

助熔剂经助熔剂给料器（X-1201A）以及助熔剂进料输送机（L-1202A）与原料煤一起送入磨机。

石灰石的加入量需要根据煤灰的成分加以调整，以便控制煤的灰熔点低于1300℃.料浆PH值调节单元:以氢氧化钠水溶液作为PH值调节剂。

在PH值调节剂制备槽（T-1204）中制得所需的PH值调节剂溶液，泵送入PH值调节剂槽（T-1205），PH值调节剂再经PH值调节剂计量给料泵（P-1203A）计量送往磨机，保持料浆PH值在7～9之间。

添加剂添加单元:为改善料浆中固体的分散性能和料浆流动性能，降低料浆粘度，提高料浆浓度，本设计在多元料浆制备系统设置了料浆添加剂系统。

在添加剂制备槽（T-1206）中制得合格的添加剂溶液，泵送入添加剂槽（T-1207）,料浆添加剂溶液经添加剂计量给料泵（P-1205A）计量后送入磨机中。

研磨水添加单元:制浆用水由制浆水泵（P-1201A/B）将水由制浆水槽（T-1203）经计量后送入磨机。

制浆用水由变换来的低温冷凝液/其他工段废水供给，不足部分根据需要，用原水进行补充。

原料煤在磨机（H-1201A）中与水、添加剂、PH值调节剂共磨制浆，达到要求的粒度分布，制得料浆浓度约为60%～64％。

料浆从磨机溢流出经磨机出口圆筒筛(X-1202A)及料浆滚筒筛(X-1203A)除去料浆中的3mm以上大颗粒后，依靠重力流入磨机出口槽（T-1208A），磨机出口槽搅拌器（A-1203A）连续搅拌使料浆均化并保持悬浮状态。

料浆再通过低压料浆泵（P-1206A）送入气化系统的料浆贮槽（T-1301A/B）供气化用。

制浆区域的各种排放、冲洗及泄漏都汇集去开工废浆池。

再由磨煤水池泵P1204 送往沉淀池V1401。

气化工段（13 工号）来自多元料浆制备系统的合格料浆，送入料浆贮槽（T-1301A/B）。

料浆贮槽设置二台，自三台磨机的料浆分别进入二台料浆贮槽（T-1301A/B）。

再分别由三台高压料浆泵送入气化炉。

多元料浆经高压料浆泵(P-1301A)送入气化炉R1301 顶部的水煤浆气化工艺烧嘴（Z-1301A）内环隙（97740.93kg/h，50℃，7.8MPa）。

空分送来的氧气（30℃，8.5MPa,39480.25NM3/h）经缓冲罐V-1301进入气化烧嘴的中心管和外环隙，料浆和氧气经工艺烧嘴喷入气化炉（F-1301A）内，在温度1350～1450℃左右，压力6.5MPa 条件下，煤浆与氧气在气化炉燃烧室内发生部分氧化反应，生成粗煤气。

生成以CO、H2、CO2、H2O 为主要成份的合成气。

气化原料中的未转化组份和由部分灰形成的液态熔渣与生成的粗煤气一起并流进入气化炉下部的激冷室(气化炉分为上，下两部分，上部为燃烧室，下部为激冷室)。

由燃烧室出来的合成气，通过下降管进入下部激冷室，下降管上端有激冷环，下部浸入水中，激冷环中通入由灰水循环泵（P-1305A/B）送来的高压激冷水（7.5Mpa,244.46℃, 292661.84kg/h）,激冷水经过激冷环后在下降管上均布，保护下降管不被高温合成气损坏，同时，高温合成气经过激冷环后被饱和，经过激冷环和下部水浴，合成气被激冷至露点，水蒸气使之饱和，满足一氧化碳变换系统的工艺需要，同时，大部分煤灰及少量未反应碳以灰渣的形式从合成气中被水除去，根据渣的粒度大小，渣以两种形式排放，粗渣在激冷室中沉降，大块的渣经过破渣机（H-1301A）破碎通过循环水流的循环作用带入锁斗（V-1305A）, 从气化炉排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部。

由锁斗系统定期自动排放。

从锁斗顶部抽出较清的水，经锁斗循环泵（P-1303A/B）循环进入气化炉激冷室水浴，通过锁渣罐系统定期排放，一般30～45 分钟排放一次，而少量细渣被水携带与黑水一道从激冷室连续排出送往黑水闪蒸系统。

离开气化炉激冷室的工艺气（313215.02NM3/h，251.14℃，6.47MPa， H2:.12.6%，CO:17.5%，CO2:7.07%，H2S:0.27%，COS:0.03%，CH4:0.014%，N2:0.15% ，Ar:0.05%，H2O:62.5%）中含有大量的细灰，为了使这部分细灰在洗涤塔中容易被洗涤，出激冷室的工艺气首先被来自变换工段的高压冷凝液洗涤，然后经过文丘里洗涤器（Z-1303A）后进入洗涤塔（C-1301A）,同时由灰水循环泵（P-1305A/B）供给文丘里洗涤器洗涤水（147420.29kg/h,244.46℃,7.5MPa）,在洗涤塔下部，用来自灰水处理工号经灰水加热器加热的灰水（205441.06kg/h, 6.735MPa, 163.5℃）通过水浴洗涤，湿粗煤气进入洗涤塔（C-1301A）沿下降管进入洗涤塔底部水浴，粗煤气中夹带的大部分细灰在此从粗煤气中除去。

粗煤气经下降管和导气管间的环隙上升，进入洗涤塔顶部的塔板，来自变换高温冷凝液将粗煤气中残留的细灰洗涤下来。

粗煤气夹带的水滴在塔板上方的除沫器中分离下来。

基本上不含细灰的粗煤气（284006.25NM3/h，243.5℃，6.27MPa， H2:.13.92%，CO:19.25%，CO2:7.64%，H2S:0.28%，COS:0.03%，CH4:0.02%， N2:0.16% ，Ar:0.06%，H2O:58.65%）出洗涤塔（C-1301A）送到变换系统。

洗涤塔（C-1301A）底部排出的黑水，通过流量控制经减压后进入灰水处理系统（MD-1400）。

在灰水系统中，黑水经闪蒸、冷凝和液固分离等。

灰水再经过预热返回到洗涤塔，以维持洗涤塔的液位。

洗涤塔底部灰水（440082.13kg/h，6.3Mpa，244℃）经灰水循环泵（P-1305A/B）加压至7.5Mpa向气化炉激冷环及文丘里洗涤器供水。

气化炉进料烧嘴头部有冷却水夹套，烧嘴端部有冷却盘管，烧嘴冷却水(28000kg/h,1.6MPa,40℃)通过工艺烧嘴端部的水夹套及冷却盘管连续循环流动，以保护处于气化炉燃烧室高温环境中的工艺烧嘴，烧嘴冷却水(28t/h, 1.6MPa, 40℃)经过冷却盘管和夹套加热，温度升高到50℃后，经过烧嘴冷却水气液分离器（V-1304）回到冷却水储槽T-1302,然后经烧嘴冷却水泵P1302 加压到1.6MPa 后，经水冷器E-1301 冷却至40℃送入烧嘴冷却水系统进行循环。

烧嘴冷却水系统包括一套供气化炉烧嘴使用的烧嘴冷却水槽（T-1302）、烧嘴冷却水泵（P-1302A/B）及烧嘴冷却水换热器（E-1301）。

备用泵在烧嘴冷却水故障的情况下可自行启动，并与事故电源相接。

烧嘴冷却水回水进入烧嘴冷却水气液分离器（V-1304A），在分离器通气口上设置的一氧化碳分析仪可对烧嘴冷却水系统中漏入的煤气进行连续检测并发出预警。

烧嘴冷却水泵（P-1302A/B）出现故障的时候，烧嘴冷却水由事故烧嘴冷却水槽（V-1303）供给。

从锁渣罐定期排出的灰渣和水,进入沉渣池V-1308 经沉降分离后，粗渣经捞渣机L-1301 送往界外，其排放量为18914.72kg/h(湿基)，渣水经P-1304 泵加压后送往T-1402 或T-1401 回收利用。

灰水处理（14 工号）多元料浆气化灰水处理系统设置三套，细渣过滤三套。

自气化炉（F-1301A）激冷室底部的黑水（149363.26kg/h，251.08℃，4.31MPa）和洗涤塔（C-1301A）底部的黑水（31686.06kg/h，244.46℃,4.18MPa）经过减压后送入高温热水器（V-1401A）。

在高温热水器中，一部分水闪蒸成为蒸汽，连同少量溶解气体向上进入塔板。

来自变换工段冷凝液（10t/h，97.1℃），在塔板上方进入高温热水器（V-1401A），冷凝液向下进入塔板洗涤气化闪蒸气体。

闪蒸气从高温热水器（V-1401A）顶部送出。

高温热水器（V-1401A）顶部送出的闪蒸气（33668.71 NM3/h，0.9MPa，179℃）进入灰水加热器（E-1401A）中与来自除氧水泵的洗涤塔给水进行换热冷却，然后进入高压闪蒸分离器（V-1402A）。

分离出的冷凝液（23874.43Kg/h，0.86MPa，168℃）去脱氧水槽（V-1407），不凝气及饱和水汽（3955.64NM3/h，0.86MPa，168℃）经过压力调节送变换汽提塔。

高温热水器（V-1401A）底部的液体及细渣（164307.40kg/h，179℃, 0.9MPa）经液位调节阀进入低温热水器（V-1403A）。

在低温热水器闪蒸出的水汽从塔顶流出送往脱氧水槽作为脱氧的热源并回收冷凝液。

低温热水器底部的液体及细渣（150150.04kg/h，127.84℃, 0.15MPa）经液位调节进入真空闪蒸系统。

低温热水器（V-1403A）底部黑水及细渣（150150.04kg/h，127.84℃, 0.15MPa）的进入真空闪蒸器（V-1404A），来自渣池的细渣水（83444.67kg/h，71.08℃, 0.40MPa）由渣池泵（P-1304A/B）经过流量调节送入真空闪蒸器（V-1404A），在此对黑水进行进一步闪蒸。