Φ2.6mΦ2.0m两段热脱焦油煤气站方案.doc

两段式热脱焦油煤气站工艺方案书 淄博中升煤气设备有限公司2.6m1两段式煤气发生炉2.0m1两段式煤气发生炉热脱焦油煤气站工艺方案淄博中升煤气设备有限公司1. 公司概述1.1公司简介淄博中升煤气设备有限公司是由淄博中升机械有限公司为主体的股份制公司，中升机械是专门从事煤气化工程的专业化公司，是煤气行业中机械加工设备最全、铆焊能力最好的企业之一，具有(A2)类压力容器生产制造和压力容器设计资质，有完整的制造体系及先进的检测手段，2006年成为淄博市环保局三家定点企业之一。公司现有职工近四百人，从事煤气化工程的各类高中级专业技术人员50余人。生产区面积38000m2。拥有大中小型各类设备近300余台。公司以科技为先导、市场需求和用户满意为目标，以保护环境、造福人类为已任，积极致力于煤炭洁净燃烧的系统工程。公司广泛与国内高等院校、设计院所密切合作，大量吸收、采用国内外先进技术，在3M-13，3M-21及W-G等型煤气发生炉基础上完善并改进，相继研制开发出1.0m3.2m单段式煤气发生炉，2.0m3.6m两段式煤气发生炉，各种煤气净化设备和工艺配套设备等新产品及多种气化工艺。到目前，公司生产制造的不同类型煤气化设备千余套，承建的热煤气站和冷净煤气站数百座，广泛应用于冶金、建材、陶瓷、玻璃、耐火、化工、炭素、机械等行业，产品遍布在全国20多个省、市、自治区。公司在煤气化技术方面，根据各使用煤气发生炉行业的特点以及用户的不同要求，不断开发出满足用户要求的新产品，为用户提供最佳设计方案。由此而取得了显著的成绩，积累了丰富的经验，培养和造就了一支强大的专业队伍。因此，我公司能够提供从煤气站设计、设备制造、安装、调试、工艺指导、人员培训、技术服务到技术咨询等一条龙服务。多年来，公司凭借为用户提供精益求精的产品，公正合理的价格、全心全意的服务而赢得市场和用户的信赖。1.2企业生产制造能力中升公司拥有完备的煤气发生炉设备制造加工能力及检测检验设备，公司设有铸造、机械加工、铆焊、压力容器制作、金属热处理、电器等车间。机械加工厂：厂房建筑面积8000平方米，10T吊车2台，3T吊车2台，落地车床4台，最大加工工件直径5m，筒体加工工件直径长度：35008000mm，镗床、钻床、滚齿机、刨床、铣床及各类普通车床等配套加工设备齐全。铆 焊 厂：厂房建筑面积12000平方米，其中压力容器厂间3500平方米，50T吊车1台、25T吊车2台、10T吊车5台、15T吊车1台，露天龙门吊厂地6500平方米，15T龙门吊2台，自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊、交、直流焊机50余台，卷板机402500至122000共7台，25mm2500mm剪板机1台，10mm2000mm剪板机1台，108弯管机1台，4m15m数控切割机、等粒子切割机等3台，探伤室及配套探伤设备、其它各类铆焊设备齐全，具有月铆焊件1500吨的生产能力。铸 造 厂：厂房建筑面积4500平方米，10T吊车2台，2.5吨化铁炉1台，月生产能力100吨，最大单件吨位4.5吨；1.0吨熔钢炉1台，月生产能力50吨。热处理中心：厂房建筑面积7500平方米，拥有9004700mm井式电炉(200Kw)、6504700mm井式电炉(150Kw)、65010000mm井式电炉(300Kw)，10002000750箱式90Kw电炉、45Kw箱式电炉、15Kw箱式电炉、表面淬火机床、100T液压校直机等大型热处理设备，设备先进、配备自动化恒温控制。能处理9000mm以内长轴件及各种异型复杂件表面淬火、淬火、调质、回火、正火、退火各类工序齐全，配备硬度计及超声波检验。电控车间: 厂房建筑面积1000余平方米, 为了满足煤气炉用户对电气自动化配置的不同需求，我公司开发出了高、中、基本配置控制系统。A. 基本配置系统（PLC控制系统） 本套系统是一套成熟的经济型简易成套设备,风机系统:工频和变频手动相互切换;风机手动相互切换的方式运行;同样拥有独立的仪表显示盘、独立的气站模拟运行图和独立的风机自控系统。油压系统通过PLC和按钮,时间继电器的搭配方式来达到设定系统周期循环运行的效果.可以为厂方大大的节省采购成本.B.电器品牌:国内外知名品牌;富士, 三菱,西门子,华通M1系列,施耐德(TE)电器,详细请参阅材料清单.1.3企业管理公司从上到下崇尚以人为本，重视人才，发掘人才，为每一名员工创造展示才华的平台，使公司内部逐步建立起一支由高级、中级、初级专业人才到工人技师的高素质的员工队伍，为制造高质量的一流产品奠定了人才基础。公司于2004年取得ISO9001质量管理体系认证，于2004年获得“中国质量万里行” 2004年煤气发生炉质量稳定合格企业，于2005年取得第一、二类压力容器设计和制造许可证。经营宗旨：以人为本，科学管理；以顾客需求为中心，服务无限。质量方针：优质高效，管理科学；为顾客提供满意的产品。质量目标：压力容器A、B类焊缝探伤一次拍片合格率达95以上；铸造毛坯、机加工件、压力容器等半成品、成品一次送检合格率达98%以上；设备成品出厂合格率98%；顾客满意率95%。1.4.售后服务1.4.1 树立“用户至上”的思想，对用户做到热情接待，服务周到，尽量满足用户提出的合理要求，生产经营科对用户来函、来电、来访必须认真登记，予以回复和明确处理意见，并根据内容转到有关科室处理，对紧急事情，可直接向总经理请示，予以答复。1.4.2 对用户反映的质量问题，按质量信息反馈制度进行处理，由质检科主办，处理情况记入用户档案。1.4.3 采取多种形式走访用户，每年至少安排一次专门走访，及时掌握产品使用中出现的问题，以便采取改进措施。严格执行合同中规定的服务要求。1.4.4 业务员对用户分工负责，对口服务，从用户反映问题的提出直至最后解决，均由业务员参与并监督执行，业务员积极配合做到不等不靠。2 项目概述 2.1第一条生产线工作参数主要是:年生产五万立方陶粒(重约为31750t/年),日生产量为105.84t,工作制为24小时三班连续工作; 回转窑分两段,型号为:烘干段1.8*22 m,焙烧段为2.2*18m,烧制温度为1200度; 所用原料为含水率50%的湿污泥(根据测算每小时需单独烘干水份约为2043kg/h),每小时回转窑内进空气量约为8000m3/h;第一条生产线推荐2.6双段煤气炉一台，即可满足生产需要。2.2另一条生产线为日消耗干污泥18t/天;工作制同第一条线,所用回转窑型号为烘干段1.3*15m,焙烧段1.6*15 m,烧制温度为1175度。所用初始原料也为含水率50%的湿污泥(据测算每小时烘干水分约1271kg/h),另窑内每小时进空气量约为8000m3/h。第二条生产线推荐2.0双段煤气炉一台，即可满足生产需要。2.3项目名称、建设单位、建设地址、制造厂家 项目名称：2.6m1两段式煤气发生炉热脱焦煤气站 2.0m1两段式煤气发生炉热脱焦煤气站 建设单位： 建设地址： 编制单位：淄博中升煤气设备有限公司 2.4设计标准2.4.1建设项目环境保护管理条例。 2.4.2发生炉煤气站设计规范GB50195-94。2.4.3工业企业煤气安全规程GB6222-2005。2.4.4中华人民共和国大气污染防治法2004.4.292.4.5大气污染物综合排放标准GB16297-19962.4.6工业生产窑炉大气污染物排放标准GB90785-19962.5设计原则2.5.1严格按照煤气站设计规范，尤其是对易燃易爆区域划分及设备选型标准要求组织设计。2.5.2选用技术含量高、技术成熟、可靠设备及工艺，确保操作方便，建设周期短，投产后并能长时间安全稳定运行。2.5.3结合当地自然条件，认真贯彻“五化”（工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、设备技术国产化）的设计原则。3.工艺技术方案3.1工艺方案设计基础资料为保证发生炉煤气的质量要求，并满足单段炉煤制气的工艺要求，适合的煤种有不粘结或弱粘结性烟煤、无烟煤或焦碳。3.1.1 煤气炉用煤质量指标粒度 2040；2550；3060mm最大粒度与最小粒度之比 2块煤限下率（% ） 10含矸率（%） 2干基挥发分Vd（%） 20干基灰分Ad（%） 18干基全硫分Std（%） 2灰熔融性软化温度ST（） 1250热稳定性TS+6（%） 60抗碎强度（25mm）（%） 60胶质层厚度 12mm罗加指数R.I 20自由膨胀系数F.S.I 23.1.2 煤气发生炉主要气化指标气化强度 200300kg/m2.h干煤气化率 3.13.5Nm3/kg低发热值 60606480kJ/Nm3灰渣含碳率 15蒸气耗率 0.30.5kg/kg煤空气耗率 2.02.5Nm3/kg煤3.2设计规模 根据用户对煤气质量及煤气总量的要求，本方案推荐煤气站工程规模为2.6m1两段式煤气发生炉热煤气站。3.3工艺流程设计 3.3.1工程范围本工程设计包括上煤，煤气发生炉，煤气净化，焦油，软化水输配系统，炉底鼓风，站内管路，低压配电、自控仪表以及相应的辅助设施。3.3.2煤贮存、提升系统合格粒煤手推车吊煤斗（电动葫芦）煤仓加煤装置煤气炉3.3.3 煤气生产工艺流程3.3.3.1工艺流程简图如下：上段煤气煤 仓两段式煤气发生炉汽 包空气鼓风机旋风除尘器电捕焦油器下段煤气合格粒煤窑 炉混合煤气3.3.3.2工艺流程简述二段式煤气发生炉制气属于空气鼓风连续制气方式：炉体水夹套自产的低压蒸汽和鼓风空气混合组成的饱和气作为气化剂，（饱和温度一般控制在5565之间）。经过干式止回阀从煤气炉底部风管经过炉栅进入气化炉内，在气化段内与逆向加入的原料煤所形成的热半焦发生气化反应生成热煤气。其中有近75%的热煤气经过中心钢管及环型炉墙内的通道导出，形成底煤气；其余约25%左右的热煤气直接对干馏段中的烟煤加热、干燥、干馏，与干馏煤气混合形成顶煤气。(1)顶煤气的产生入炉的烟煤被气化段产生的热煤气加热首先失去内外水分（90150），继而逐渐被干馏（150550）脱出挥发分，挥发分成份为焦油、烷烃类气体、酚及H2、CO2、CO、H2O混合物，其中，焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化被脱除，而烷烃类及H2、CO2、CO类做为干馏煤气和气化段产生的部分发生炉煤气混合成为顶煤气。因为干馏气具有较高热值，因而，属于混合气的顶煤气热值一般可达到16501750大卡/Nm3，干馏产生的酚在净化冷却设备内逐渐被煤气中凝结的水溶解而形成酚水，酚类物属杂酚，以对苯二甲酚居多，酚水的浓度一般不超过5%，属有害有毒物质，需处理。(2)顶煤气净化冷却处理过程顶煤气净化处理过程为经级电捕焦油器，其工作温度为90150之间，脱除重质焦油（一般热值可达9000大卡/kg以上，其产量因煤种不同而不定，一般为原煤总量的23.5%，是优质化工原料或燃料。）,轻焦油雾滴及灰尘被极化，汇集到极管管壁，自流至轻油罐，轻焦油的组份相当于重柴油。(3)底煤气的产生原料煤在干馏段被底部煤气干馏后，形成半焦进入气化段。半焦的挥发份一般为35%。半焦因脱去煤中的活性组份，气化活性比烟煤有所降低，其气化强度一般可达270350Kg.h，二段式气化炉气化火层的温度一般为10001300之间。半焦与蒸汽或空气混合气发生以下反应：C+O2=CO2+408840千焦/千摩尔C+1/2O2=CO+123217千焦/千摩尔CO2+C=CO-162405千焦/千摩尔C+ H2O =CO+ H2-118821千焦/千摩尔C+ 2H2O =CO2+ 2H2-75237千焦/千摩尔底部煤气为完全气化煤气，几乎不含焦油。但含少量灰尘，其热值一般为12001300大卡/Nm3。根据气化原理，炉温高火层厚，煤气热值也提高，反之亦然。(4)底煤气的净化处理过程底煤气净化处理采用旋风除尘器：煤气进入旋风除尘器，在离心力和重力的作用下尘粒甩向器壁，接触器壁后便失去惯性力，沿壁而下落进入排灰管排出。除尘后的温度大约在450550，与顶部煤气混合进入总管,后经过煤气管道进入窑炉供用户使用。3.3.4 主要工艺特点（1） 采用两段式煤气发生炉生产煤气，气化效率高、热效率高、生产运行成本较低、自动化程度高、劳动强度低、操作环境良好。煤气杂质含量少、发热值高而且产气量稳定。（2）采用旋风除尘和电捕器除焦，不会产生洗涤污水。3.3.5主要节能措施（1）采用了新型密封锁气性好的自动加煤装置，减少了煤气的泄漏量。（2）采用高效保温材料，减少热量损失，提高热利用率。（3）电气设计选用了节能型变压器，电机采用Y型系列。3.4主要设备选型3.4.1 两段式煤气发生炉（见附图）2.6m两段煤气发生炉主要技术特性及基本参数序号名 称单位参 数备 注1炉膛内径mm26102炉膛断面积m25.313水套受热面积m221.34适用煤种不粘结或弱粘结性烟煤、无烟煤或焦碳5燃料粒度2040；2550；30606耗煤量Kg/h110012707气化剂空气+水蒸汽8空气消耗量m3/kg煤2.02.59蒸气消耗量kg/kg煤0.30.510煤气产量Nm3/h3600450011煤气热值混合kJ/Nm360606270上段kJ/Nm371107350下段kJ/Nm35225543412煤气出口压力上段kPa1.52.0下段kPa2.02.513煤气出口温度上段80120下段45055014最大炉底鼓风压力kPa6.015饱合空气温度506516探火孔气封压力MPa0.217水套蒸汽产量Kg/h45018水套蒸汽压力MPa0.243.4.2电捕焦油器 主要功能是除去上段煤气中的重质焦油、轻油及灰尘。 本设计单台煤气炉对应配有一台C-37电捕焦油器。其主要技术指标见下表。C-21型电捕焦油器技术指标序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm18202设备总高度mm96003处理煤气量Nm3/h230030504净化效率955煤气工作温度801206沉淀极数量根217沉淀极内径mm2508有效截面积m21.8039工作电压kV456010高压电源72kV/100mA3.4.3 旋风除尘器其主要功能是对下段煤气进行除尘。该旋风除尘器采用内保温砖砌筑，排灰采用双阀闭合的方式，可防止空气混入造成煤气爆燃隐患。本设计单台煤气炉对应配旋风除尘器一台。其主要技术指标如下表：旋风除尘器主要技术指标序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm14702设备总高度mm53003处理煤气量Nm3/h350048004除尘效率60705煤气工作温度4505503.4.8空气鼓风机系统根据煤气产量,鼓风机的选型为22kw，二台，开一备一。3.5 煤气站内管路 煤气站设空气管路、煤气管路、蒸汽管路、软化水管路、自来水管路、焦、焦油管路等。为避免输送过程中热损失及冬季防冻，对水、汽管路应采取保温措施。为避免管路腐蚀，管路采取防腐措施。3.7土建工程（用户自理）3.7.1站内平面布置依据本装置生产介质为易燃、易爆物质，生产的火灾危险性分类为乙类，装置总平面布置严格遵照有关规定，注意各建、构筑物之间的防火间距和消防车道的畅通。并根据当地气象条件，对装置进行合理布置。在满足生产工艺要求的条件下，节约用地。煤气站主厂房内布置1台2600煤气炉。厂房为三层框架式钢结构，一层为出灰层，敞开式，；二、三层为操作层。辅助厂房包括空气鼓风机房、水泵房及变配电室。所有机械间为单层工业厂房。在空气鼓风机房设有通风排气装置。详细结构用户选择。3.8电控仪表技术方案 本套系统是一套成熟的经济型PLC成套设备, PLC和人机界面的巧妙连接是这套设备的突出和创新； 系统含有：1、独立的仪表显示盘，2、独立的气站模拟运行图，3、独立的风机自控系统，4、独立的人机界面自动出灰和加煤系统，5、独立的水泵系统；本套系统可以做到不停炉维修电气设备,根据煤气炉负荷自动调节加煤/出灰时间，风机系统可自动恒压运行，让煤气炉发挥到最佳生产状态 。3.8.1站区内危险等级区域划分按照现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的有关规定，主厂房的贮煤层、煤气加压机间、净化设备区等属于含有氢气、一氧化碳、碳氢化合物等可燃性混合物的危险场所，划分为2区，此外的其它区域为非防爆危险场所。3.8.2仪表类型的确定现场变送器采用电子式智能型仪表。控制阀采用电动执行机构。所有进出控制室的信号都是电信号。除温度检测元件和特殊测量仪表外，标准的电信号为420mADC或15VDC。现场安装的仪表根据爆炸危险等级划分加以适当保护措施。3.8.3主要关键仪表的选择3.8.3.1现场仪表（1） 压力仪表压力变送器、差压变送器均选用隔爆型电子式变送器。（2） 物位仪表液位测量一般选用远传差压变送器。3.8.3.2测点及控制点见工艺流程控制图3.9煤气站用电本煤气站装机容量一览表序号名 称数量装机容量常开最大功率备注1软化水泵5.5KW2台115.5开1备12鼓风机22KW2台4422开1备13加煤1.5KW1台1.51.54液压加煤32KW1台635干油泵0.45KW1台0.450.456C-21电捕焦油器1台4.52.57仪表电源1项228站内照明1项33合计72.45KW39.95KW3.10安全、环保及消防措施3.10.1安全3.10.1.1煤气管道及设备均考虑了防雷及防静电接地设施。3.10.1.2需进行检修维护的设备均设有梯、平台及安全栏杆。3.10.1.3煤气站整个系统在不同部位设有安全泄压水封。3.10.1.4检修时有专门的蒸汽吹扫和安全放散系统。3.10.1.5建立严格的管理制度和完善的操作规程。3.10.1.6煤气发生站区域设有围墙及门卫，严格管理。3.10.2环保3.10.2.1噪音的防治鼓风机设有防噪措施。噪声可降低到80分贝以下。3.10.2.2焦油的处理焦油由电捕焦油器捕捉后收集在焦油池内。可以作为燃料使用，也可作为化工原料外销。3.10.3消防要求煤气站为易燃易爆场所，为保证安全生产，设计、施工、验收时遵循以下要求：3.10.3.1煤气站主厂房、煤气净化区为乙类爆炸危险场所，建筑物耐火等级不低于二级。3.10.3.2煤气站内设有消防车道及消火栓，各层配备灭火设备。3.10.3.3煤气站订立严格的防火、防爆规章制度，加强煤气站区的管理，并由专人负责。3.10.3.4煤气站防雷装置完善，所有设备在防雷保护区内。动力及照明配电符合防爆要求（详见自控仪表及低压配电系统控制要求）。3.10.3.5所有设备和管路接地良好，接地电阻4。2.10.3.6空气鼓风管路上设逆止阀，防止煤气倒流入空气管路，形成爆炸性气体。空气总管末端设防爆膜片。3.10.3.7电捕焦（轻）油器设有防爆膜片，以利泄压。3.10.3.8正常生产中，加强煤气中氧化层的分析化验，严禁煤气中氧含量超标（体积比0.8%）的情况下使用电捕焦（轻）油器投入运行。3.10.3.9煤场注意通风降温，特别是夏季防止煤碳自燃。3.10.3.10煤场筛分装置等设有除设施，防止粉尘积存和飞扬，防止煤尘爆炸。3.10.4灰渣的处理灰渣可作为铺路或制砖原料外销。4.煤气净化后的主要指标4.1煤气成份：（以神木煤为例）CO 2430%CO2 46%H2 1315%CH4 1.82.4%O2 0.6%N2 4751%4.2煤气杂质含量焦油、灰尘总含量 100mg/34.3煤气热值 60606270KJ/Nm35.劳动定员煤气站劳动定员13人（单台）煤气站劳动定员表序号岗位一班一班一班合计1司炉工22262风机、水泵房、配电室11133运煤出渣11134站长1合计136. 2.6米两段式热煤气站配置表序号名 称单位数量备注1煤气炉炉体总成台套11.1煤仓套11.2滑板阀套21.3连接段套21.4旋转加煤阀套4机加工1.5缓冲煤仓套1Q235 =6mm1.6炉顶套1Q235 =6、12mm1.7上段炉体套1Q235 =10mm1.8中心管套1不锈钢=10 mm1.9底部调节器套6Q235 =6mm1.10水冷箱体套1内Q245R =181.11炉体部分套1内Q245R =181.12汽包1000套1Q235 =6mm1.13炉体支撑部分套11.14炉篦部分套1铸件1.15碎渣圈套1=16mm1.16小灰刀套3=16mm1.17大灰刀套1=16mm1.18灰盘及灰盘传动套11.19棘轮驱动装置套11.20炉底三通鼓风管套1Q235 =6mm1.21探火孔套11铸铁（机加工）1.22DN300干式止回阀台22耐火材料套13电捕焦油器C-21管套1Q235 =6mm3.1高压电源100mA套14放散阀DN200台1Q235 =6mm5旋风除尘器1470台1Q235 =5mm6爬梯上煤系统套17液压站台18干油泵（8嘴)台19运转设备项19.1空气鼓风机 22KW台1+1用一备一9.2软化水泵5.5KW台1+1用一备一9.3电动葫芦台23吨10站内设备平台套111站内管道系统项111.1站内管道系统项111.2煤气管路项111.3空气管路项111.4蒸汽管路项111.5软化水管路项111.6焦油管路项111.7煤气放散系统项111.8阀门项111.9炉底鼓风系统阀门项111.10煤气主管路阀门项111.11蒸汽管道阀门项111.12法兰、法兰盲板项111.13管路附件及螺栓等项111.14其他项112电控仪表系统项113安装、调试、培训项12.0m1两段式煤气发生炉热脱焦煤气站设备明细序号名 称单位数量备注12.0m两段煤气炉总成台套11.1煤仓套11.2滑板阀套21.3旋转加煤阀台4机加工1.4缓冲煤仓件1Q235 =6mm1.5炉顶套1Q235 =6、12mm1.6上段炉体套1Q235 =8mm1.7中心管套1耐高温不锈钢 =10mm1.8炉体部分套11.9汽包800套1Q235 =6mm1.10炉体