煤浆制备工艺流程说明

煤浆制备工艺流程说明质检中心培训教材第1页共19页煤浆制备工艺流程说明1.工艺任务由输煤系统、棒磨机、煤浆泵等设备完成煤浆制备、输送任务。其生产方法是：将原料煤与水在湿式棒磨机中研磨成含固体量62～68%的料浆，用泵加压后送入气化炉。由煤运系统送来的原料煤（干）送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入棒磨机，加入一定量的水，物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂，并加入碱液调整煤浆的pH值。出棒磨机的煤浆浓度约60%，排入磨煤机出口槽，经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。为了降低煤浆粘度，使煤浆具有良好的流动性，需加入木质磺酸类添加剂。煤浆气化需调整煤浆的pH值在6～8，本项目拟采用碱液调整煤浆的pH值，碱液初步采用约42%的浓度。为了节约水源，低温甲醇洗单元排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均作为磨煤浆用水。2.生产流程由输送带输送来的原料煤（10mm）送至煤贮斗，经称重给料机控制输送量送入磨机(H1201A/B/C)。为了改善多元料浆灰渣熔融性能，本装置设置了助熔剂添加系统，助熔剂选用石灰石。由输送带输送来的助熔剂送至助熔剂贮斗，经助熔剂称重给料机控制输送量（2.764t/h总）送入磨机（H1201A/B/C）。石灰石的添加及添加量根据煤种的变化做相应调整。来自低温甲醇洗的废水、甲醇精馏的废水及变换低温冷凝液进入制浆水槽（V1203）,根据液位补充新鲜水，水经制浆水泵（P1201A/B）加压并控制流量后送入磨机。为了控制料浆粘度及保持料浆的稳定性需加入添加剂，在添加剂制备槽（V1206）中加入固体添加剂和新鲜水，制成25%左右浓度的溶液，由添加剂制备泵(P1203)输送到添加剂槽(V1204)中贮存，按制料浆所需量通过添加剂计量给料泵（P1202A/B/C）加压后送入磨机。为了调整料浆的pH值，需加入碱液。pH调节剂槽（V1205）贮存的pH值调节剂（40％NaOH）经pH调节剂计量给料泵（P1204A/B）计量并加压后送至磨机，保持料浆pH值在7～9之间。物料在磨机中进行湿法磨煤。出磨机（H1201A/B/C）的料浆浓度约65～68%，依靠重力流入磨煤机出口槽（V1207A/B/C），磨煤机出口槽搅拌器（A1202A/B/C）使料浆均化并保持悬浮状态。料浆经低压煤浆泵（P1205A/B/C）加压后送至气化工序料浆贮槽（V1301A/B）供气化用。主控样点煤浆制备工艺流程说明质检中心培训教材第2页共19页样品名称取样位置水煤浆V0303A(磨煤机)出口槽管线气化工艺流程说明1.工艺任务在本工段，煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。气化：经隔膜泵加压的水煤浆与空分送来的高压氧气通过烧嘴喷入气化炉，在6.5MPa压力、1350～1450℃温度的工况下，瞬间气化生成包含33.73%H2（干基，以下同），46.47%CO、19.05%CO2以及H2O、少量CH4和H2S等的混合气。由于气化温度高于煤的灰熔点，反应后的煤渣程液态。洗涤除尘：离开气化炉反应区的热气体和熔渣进入激冷室。被水淬冷后，气体温度下降并被水蒸汽饱和，降温后的气体经气液分离器分离出气相夹带的水分后，经文丘里管洗涤除尘后送入CO变换工序。煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉，在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应：CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2SCO+H2O—→H2+CO2反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，排入锁斗，定时排入渣池，由扒渣机捞出后装车外运。气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为黑水）送往灰水处理单元。2.工艺流程在本工序，料浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。料浆由料浆贮槽（V1301A/B）经高压煤浆泵(P1301A/B)加压至9.6MPaG后，连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉（F1301A/B/C），在气化炉中水煤浆与氧发生反应，反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。气化反应在气化炉（F1301A/B/C）反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。本反应为剧烈的放热反应，为了提高能效，回收热量，采用半水冷壁式气化炉。在耐火砖夹层沿炉壁铺设水管，通过汽包（V1312A/B/C）通入锅炉给水，副产2.5MPa（G）饱和蒸汽（1.2t/h•台）。煤浆制备工艺流程说明质检中心培训教材第3页共19页离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴，被水淬冷后温度降低到～252℃、6.48MPa（G）出气化炉；气体经气液分离器（V1304A/B/C）将气体中的水分分离下来，后至文丘里管（J1302A/B/C）、洗涤塔（T1301A/B/C）洗涤除尘冷却到～244.5℃，6.27MPaG后送至变换工段。气液分离器（V1304A/B/C）分离出来的黑水与激冷室出来的黑水汇合送入灰水处理系统。气化炉（F1301A/B/C）反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被冷却，经破渣机（Y1303A/B/C）破碎后，排入锁斗（V1308A/B/C），排出的大部分灰渣沉降在锁斗（V1308A/B/C）的底部。从锁斗顶部抽出较清的水经锁斗循环泵（P1303A/B/C）循环进入气化炉激冷室水浴，用于冲气化炉激冷室的渣。锁斗中的灰渣定时（排渣周期一般约为30分钟）排入渣池（V1310A/B/C），由捞渣机（L1301A/B/C）捞出后装车外运。来自灰水处理工序的灰水和变换工序的冷凝液先进入洗涤塔（T1301A/B/C）洗涤粗合成气，洗涤塔中部排出的较清洁的灰水用灰水循环泵（P1305A/B/C）加压后少部分送至文丘里管，大部分经黑水过滤器（S1301A/B/C）过滤后送至气化炉激冷环。气化炉（F1301A/B/C），渣池（V1310A/B/C）及洗涤塔（T1301A/B/C）排出的洗涤水（称为黑水）均送往灰水处理工序。开停车期间，气化炉激冷室的水经过溢流水封（V1303A/B/C）直接排入渣池。气化炉内的工艺烧嘴带有循环冷却系统，以保护烧嘴，防止温度过高造成损坏。该系统由烧嘴冷却水气体分离器（V1306A/B/C）、烧嘴冷却水槽（V1305）、烧嘴冷却水泵（P1302A/B）、烧嘴冷却水换热器(E1301)和烧嘴头部的冷却水盘管组成。正常时，冷却水在该系统循环使用，系统中的热量由循环水通过烧嘴冷却水换热器移出。烧嘴冷却水泵（P1302A/B）出现故障的时候，烧嘴冷却水由事故烧嘴冷却水槽（V1307）供给。开车时，用开工烧嘴临时替换工艺烧嘴（Z1301A/B/C），用柴油作燃料，对气化炉进行升温，用蒸汽驱动开工抽引器(J1301A/B/C)，使气化炉内形成微负压，使环境空气可以进入气化炉内辅助燃烧，蒸汽和燃烧后的尾气经过开工抽引器（J1301A/B/C）和抽引器消音器（Y1302A/B/C）后，排入大气。主控样点样品名称取样位置洗涤气T0401A(洗涤塔)出口管线上变换工艺流程说明1.工艺任务由气化工段来的煤气组成不符合甲醇合成的要求，H2组分少、CO组分过多，需要将多余的CO变换成有用成分H2和要在低温甲醇洗脱除的CO2，在本工段根据CO与水蒸气在催化剂作用进行变换煤浆制备工艺流程说明质检中心培训教材第4页共19页反应，生成氢气和二氧化碳，以此来调节H2与CO的比例，达到甲醇合成气H2/CO≈2.5比例的要求并回收热量。在本工段将气体中的CO部分变换成H2和CO2。本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示：CO+H2O—→H2+CO22.生产流程由气化洗涤塔来的粗煤气经1＃气液分离器（V1501）分离掉气体夹带的水分后，一部分水煤气（其流量由出变换工段气体中H2/CO的比例要求而定）进原料气预热器（E1501）与变换气换热至295℃左右进入变换炉（R1501），与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应，出变换炉的高温气体经蒸汽过热器（E1502）与甲醇合成副产的中压蒸汽换热，中压蒸汽过热到420℃，变换气自身温度降低后在原料气预热器（E1501）与进变换的粗水煤气换热，出原料气预热器（E1501）的变换气温度约325℃，与未变换的粗煤气合并后温度进入1＃低压蒸汽发生器（E1503A/B），副产1.3MPa(G)饱和蒸汽86812.9kg/h，温度降至220℃之后，经过2＃气液分离器（V1502）后进入2＃低压蒸汽发生器（E1504A/B），副产0.7MPa(G)饱和蒸汽104949.2kg/h，温度降至190℃之后，经过3＃气液分离器（V1503）后进入锅炉给水预热器（E1505），预热至锅炉的锅炉给水到170℃,之后进入6＃气液分离器（V1506）气液分离后，进入2＃脱盐水预热器（E1506）预热来自1＃脱盐水预热器（E1508）的脱盐水，最后在水冷却器（E1509）用循环冷却水冷却至40℃左右，经过4＃气液分离器（V1504）气液分离后送低温甲醇洗工段。1＃气液分离器（V1501）和3＃气液分离器（V1503）分离出来的高温工艺冷凝液其中大部分经过工艺热冷凝液泵（P1501A/B）加压后送至气化工段洗涤塔使用，一小部分送至汽提塔（T1501）汽提。4＃气液分离器（V1504）分离出来的低温冷凝液同汽提塔（T1501）出口酸性气体换热后进入汽提塔（T1501），在汽提塔内（T1501）用高压闪蒸气和蒸汽汽提出溶解在水中的H2、CO、H2S、NH3。汽提塔（T1501）塔顶出口酸性气体进入低温冷凝液预热器（E1507）将4＃气液分离器（V1504）分离出来的低温冷凝液预热至℃后，进入1＃脱盐水预热器（E1508）同脱盐水站来的脱盐水换热后，自身温度降至60℃，之后进入5＃气液分离器（V1505）进行气液分离。汽提塔（T1501）塔底冷凝液其中一部分约30t/h经气化高温热水器给水泵（P1502A/B）加压后送至灰水处理工段气化高温热水器，另一部分汽提塔塔底冷凝液约85495.2kg/h经脱氧槽给水泵（P1504A/B）加压后送至灰水处理工段的脱氧槽循环使用。5＃气液分离器（V1505）分离出来的酸性气体送至火炬焚烧。5＃气液分离器（V1505）分离出来的低温冷凝液约8142.82kg/h经低温冷凝液泵（P1503A/B）加压后送至煤浆制备工段。主控样点煤浆制备工艺流程说明质检中心培训教材第5页共19页样品名称取样位置A2502粗煤气V1501入口（气液分离器）接气化洗涤气A2503粗煤气R1501（变换炉）入口A2504变换气R1501（变换炉）出口A2509变换气V1504（冷凝液分离器）出口（变换工艺流程说明1.工艺任务由气化工段来的煤气组成不符合甲醇合成的要求，H2组分少、CO组分过多，需要将多余的CO变换成有用成分H2和要脱除的CO2，在本工段根据CO与水蒸气在催化剂作用进行变换反应，生成氢气和二氧化碳，以此来调节H2与CO的比例，达到甲醇合成气H2/CO≈2.5比例的要求并回收热量。在本工段将气体中的CO部分变换成H2和CO2。本工段的化学反应为变换反应，以下列方程式表示：CO+H2O—→H2+CO22.工艺流程由气化送来的水煤气（242.7℃；6.15Mpa(A);水汽比1.50），经水煤气分离器V2501和水煤气废热锅炉E2501，温度降至230℃，再经1号冷凝液分离器V2502。在V2502中分离冷凝液后的水煤气分成两股，一股作为配气不经过变换炉，另一股入中温变换器E2502，预热至260℃，进入变换炉R2501。炉内装耐硫变换触媒。出变换炉反应气CO含量约为14%（干），温度为394℃，经E2502降温后，温度为364℃。此气与配气的水煤气混合，形成CO含量19%（干），温度为338℃的变换气。变换