中煦气化培训教材(共52页)

1、PAGE PAGE 55华亭中煦煤化工有限公司(yu xin n s)气化(q hu)车间培训教材气化(q hu)车间二00八年七月目 录1、气化装置(zhungzh)概述41.1 气化(q hu)装置组成41.2 气化装置(zhungzh)的任务和目的41.3 气化装置的工艺原理及特点51.4 气化装置工艺流程说明51.5 装置生产能力和能耗71.6 原材料及产品规格82、料浆制备工段142.1 料浆制备的基本原理142.2 煤的物化性质142.3 料浆制备工段工艺流程说明182.4 主要设备结构和工作原理192.5 料浆制备工段操作要点及注意事项223、气化工段263.1 气化工段原理26

2、3.2 气化工段工艺流程说明303.3 气化工段工艺条件选择原则343.4 主要设备结构和工作原理343.5 气化工段操作要点及注意事项364、灰水处理工段474.1 灰水处理工段生产基本原理474.2 灰水处理工段工艺流程(n y li chn)说明474.3 灰水处理工段(gngdun)工艺条件选择原则494.4 主要设备结构和工作(gngzu)原理494.5 灰水处理工段操作要点及注意事项495、沉渣池5.1 沉渣池的基本原理5.2 沉渣池工艺流程说明5.3 沉渣池操作要点第一章气化(q hu)装置(zhungzh)概述第一节气化(q hu)装置组成一、煤贮运工段(701)煤贮运工段主要

3、包括煤贮运，原煤输送等，其中煤贮运（）套，皮带输送系统（）套。煤贮运系统为锅炉装置和气化装置共用。二、料浆制备工段(702)料浆制备工段按三套系列设置,正常运行三套.但其中添加剂制备系统,PH值调节剂制备系统以及制浆水槽系统各为一套,为三台磨机共用。三、气化工段(703)气化工段按三套系列设置,正常运行二套.备用一套。四、灰水处理工段(704) 灰水处理工段主要包括高压闪蒸单元、低压闪蒸单元、真空闪蒸单元和黑水沉降澄清单元、细渣过滤单元,其中闪蒸单元为三套;细渣过滤两套; 灰水沉降、灰水除氧一套.五、沉渣池 沉渣池主要由沉淀池、澄清池、清水池组成，共两个系列，正常投用一个系列，另一个用于粗渣脱

4、水。其主要目的是收集界区地沟排放的渣水，将其通过两级过滤沉淀，使较澄清的灰水循环回界区冲洗地沟，沉淀的粗渣送出界区。六、火炬(huj) 火炬系统主要包括火炬沿途管线设置的多个(du )冷凝液分离罐和火炬水封罐等设备。其主要用于将系统排放的废气、尾气以及装置开停车期间(qjin)的排放气完全燃烧，减少环境污染。第二节气化装置的任务和目的气化装置的主要任务是生产以CO、H2、CO2为主要成份的粗煤气，为后系统生产甲醇提供合格的原料气。第三节 气化装置的工艺原理及特点一、多元料浆气化是气流床煤气化工艺,煤浆与氧气在加压条件下在气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的粗煤气.其主

5、要反应如下：CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2S+QCO+H2OH2+CO2二、多元料浆气化工艺的特点： 1. 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，料浆性能稳定，易于泵送. 2. 工艺成熟稳定，已有数套工艺装置多年的运行经验，技术成熟、可靠，便于大型化、规模化，易实现自动化控制和清洁化生产. 3气化压力较高,可以节省合成气的压缩功. 4气化炉内无传动装置，结构比较简单.5有效(yuxio)气（CO+H2）含量高，由于气化温度高，气体中甲烷含量低，没有焦油，生成的新鲜合成气惰性组分含量低，特别适合做生产

6、甲醇(ji chn)的合成气，甲醇合成弛放气排放量低.6三废排放量少，污染环境轻，排渣无污染，且可以利用，污水(w shu)含氰化物少，易处理.第四节气化装置工艺流程说明 气化装置包括煤贮运工段、料浆制备工段、气化工段、灰水处理工段.下面分别叙述如下:一、煤贮运工段 采供来的原煤按要求分别堆放在煤场，按生产需要分别为锅炉装置和气化装置定时输送原煤到煤仓贮存，满足各装置的生产要求。二、料浆制备工段煤浆制备工序按三套系列设置,正常运行三套.但其中添加剂制备系统，pH值调节剂制备系统以及制浆水槽系统各为一套，为三台磨机共用.由输送带输送来的原料煤（10mm）送至煤贮斗（V1201），经称重给料机()

7、控制输送量送入磨机(H1201).由输送带输送来的助熔剂送至助熔剂贮斗(V1202)，经助熔剂称重给料机控制输送量送入磨机（H1201）.磨机用水经制浆水泵（P1201）加压并控制流量后送入磨机.料浆添加剂通过添加剂给料泵（P1202）加压计量后送入磨机.pH值调节剂经pH调节剂计量给料泵（P1204）计量并加压后送至磨机，保持料浆pH值在79之间.出磨机（H1201）的料浆浓度约6063%，依靠重力流入磨煤机出口槽（V1207）中，料浆经低压(dy)煤浆泵（P1205）加压后送至气化(q hu)工序料浆贮槽（V1301）供气化(q hu)用.二、气化工段煤浆由煤浆贮槽（V1301）经高压煤浆

8、泵(P1301）加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉（F1301），在气化炉（F1301）中煤浆与氧发生如下主要反应：CmHnSr+m/2O2mCO+（n/2-r）H2+rH2S+QCO+H2OH2+CO2反应在6.5MPa（G）、13501400下进行.气化反应在气化炉燃烧室瞬间完成，生成CO、H2、CO2和少量CH4、H2S等气体.离开气化炉燃烧室的热气体和熔渣通过下降管进入激冷室后水浴，经水淬冷后，温度降低并被水蒸汽饱和后经上升管出气化炉（F1301），气体经文丘里洗涤器（J1302）、碳洗塔（T1301）洗涤除尘冷却后送至变换工段.气化炉（F1301）反应中生成的熔渣进入激冷室

9、水浴后被分离出来，排入锁斗（V1308），定时排入渣池（V1310），由捞渣机（L1301）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.三、灰水处理工段从气化炉（F1301）和碳洗塔（T1301）排出的高温黑水减压至0.8Mpa后分别进入气化高温热水器（T1401）和高温热水器（T1402），黑水经高压闪蒸浓缩后，再减压至0.17Mpa后进入低温热水器（T1403）进一步闪蒸，闪蒸后的闪蒸液与渣池送来的黑水一起进入真空闪蒸罐（T1404），闪蒸压力为-0.08Mpa，黑水被闪蒸浓缩进入澄清槽（V1405），水中加入絮凝剂使其加速沉降.澄清槽底部的细渣浆经澄清槽底泵（P

10、1408）抽出送往过滤机给料槽（V1410）,经由过滤机给料泵(P1409)加压后送至真空过滤机(M1401)进行真空过滤，滤液在滤液槽（V1411）中收集后，通过滤液泵（P1412）或返回澄清槽（V1405），或送往料浆制备工序的制浆水槽循环使用，滤渣装车外运.闪蒸出的高压(goy)蒸汽(zhn q)经过灰水加热器回收热量之后(zhhu)，通过气液分离器分离掉冷凝液，然后进入变换工段汽提塔.闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽，少量灰水作为废水排往废水处理.洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换

11、热后送洗涤塔循环使用.第五节 装置生产能力和能耗一、气化装置设计规模序号项目单位数量备注1粗煤气Nm3187686.67有效气量二、气化装置消耗指标序号项目单位数量备注1原料煤t8.63原煤2氧气Nm343903助熔剂t0.28064料浆添加剂(干基)kg27.75PH值调节剂kg6.696絮凝剂kg3.27分散剂kg1.68低压蒸汽0.5MPa(G)t0.329仪表空气Nm331.9710电kWh43611低压氮气Nm37.9912新鲜水t9.2713循环冷却水t18014热密封水t2.39815脱盐水t0.32注:消耗(xioho)定额以10000Nm3(CO+H2)计.第六节 原材料及产

12、品规格一、气化(q hu)装置(zhungzh)所需原材料规格1原料煤 原料煤采用砚北煤。主要特性如下：1）工业分析：项目MarMadAdVdFCdWt%16.509.0414.4632.5153.032)元素分析项目CdHdOdNdSt.dC1dAsWt%66.123.9814.110.550.790.0222ppm3)灰熔点（还原性气氛）项目DTSTFT1220130013904)灰成分(chng fn)：项目SiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOSO3TiO2Wt%46.1727.277.725.822.882.541.335)反应(fnyng)活性：温度800850900950100

13、010501100%17.628.540.356.470.280.490.26）粘温数据(shj)：加入助熔剂前加入助熔剂后（15%CaO）温度粘度Pa.s温度粘度Pa.s1420163.01350203.0145048.0137021.015009.014001.215501.414501.12氧气氧气进界区压力8.3MPa(G),温度为40，纯度99.6%.3化学品序号名称规格或型号组份名称1助熔剂28目CaCO32料浆添加剂GHA-10木质素磺酸钠3PH值调节剂40%氢氧化钠4絮凝剂BC-6445分散剂TS-19024）其它公用(gngyng)物料序号名称状态温度压力MPa（G）规格1低

14、压蒸汽汽1851.0饱和蒸汽2低压蒸汽汽1580.5饱和蒸汽3仪表空气气常温0.6含尘粒直径：3um含尘量：1mg/m3含油量：10mg/m3露点：-404工厂空气气常温0.5无尘5高压氮气气4013.26中压氮气气405.97低压氮气气400.458新鲜水液常温0.3pH:6.5-8.5 氯化物 250 mg/l总硬度（以）9生活水液250.310循环冷却水液28/380.4/0.25T=10P=0.15MPa11热密封水液常温13.2除氧水12脱盐水液常温1.2电导率:0.2s/cm maxPH:8.8-9.3SiO2:20g/l13柴油液400.514液化石油气气400.2热值：4186

15、8kJ/kg二、气化(q hu)装置(zhungzh)产品规格1煤浆1)水煤浆的概念(ginin)水煤浆是粉煤分散于水介质中所形成的固液悬浮体。如欲提高水煤浆气化的技术经济效益，必须首先制备出高浓度(含固量)、低粘度、易泵送和稳定性好的煤浆。水煤桨中固体颗粒直径大多大于20，属于粗分散体系，而且是一个不均匀的、动力不稳定的体系，存在着重力沉降问题。特别是在流速较低或静止的情况下，由于重力作用，该体系随时间而发生变化，其结果是在煤水悬浮体中分成上层低浓度(或水)和下层高浓度(或沉积物)两部分。当外力作用(如强烈搅拌)下，分界层面会逐步消失而再次形成较均匀和较稳定的固液悬浮体系。这种现象称为触变现

16、象。作为牛顿流体的显著特征是粘度不随剪切速率(搅拌速度)的变化而变化。而水煤浆的重要特征之一，是粘度不是定值，是随速度梯度(剪切速率、搅拌速率)而发生变化的。这与作为牛顿型流体的纯水相比，显然偏离了牛顿规律，因此水煤浆属于非牛顿流体。（水煤浆粘度随浓度的变化示意图如下：）2)煤的粒度(l d)分布及控制对于给定煤种，水煤浆浓度(nngd)主要取决于煤的粒度分布及添加剂的应用。粉煤粒度分布，目前主要沿用Rosin和Rammler在30年代提出的以下经验关联式。式中：R比粒度(l d)或筛孔以上煤粒的重量分率；x筛孔径，m；1m10-6mb或x0和n常数。对上式取二次对数，则得以下线性方程。显然，

17、n是直线的斜率，而b或x0可从1nx0时直线在轴上的截距求得。对原式进行微分；则得到：这就是煤粉的粒度分布曲线方程式。3)添加剂的使用添加剂的使用比控制粒度配比更具有实用意义，添加剂可以显著地降低水煤浆的粘度，或者提高水煤浆的浓度。添加剂的作用是提高煤粒的亲水性，使煤粒表面形成一层水膜，从而容易引起相对运动，提高煤浆的流动性。但是，添加剂加入后往往会影响煤浆的稳定性。在实际制备过程中，有时添加两种添加剂，能同时兼顾降低粘度和保持稳定性的双重目的。2 粗煤气(miq)组分单位正常设计CONm3/h101126.21101140.06H2Nm3/h86560.5086546.64CO2Nm3/h5

18、3920.3653591.58CH4Nm3/h229.62229.85Ar+N2Nm3/h918.502266.06H2SNm3/h687.12643.01COSNm3/h64.6764.69干粗煤气总量Nm3/h243508.28244481.84CO+ H2量Nm3/h187686.67187686.67第二章 料浆制备(zhbi)工段第一节料浆制备(zhbi)的基本原理将煤运系统送过来的粒度10mm的原煤、水、NaOH、石灰石与添加剂在棒磨机内经过钢棒坠落时的砸碎、钢棒与钢棒之间的研磨、钢棒与筒体之间的研磨，制成一定粒度配比的煤浆.第二节煤的物化性质一、煤的概念(ginin)煤是由古代植

19、物转变而来的大分子有机化合物。大量堆集的古代植物残体，经过漫长的生物化学和地热、高温的作用，植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐渐(zhjin)放出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物，再经煤化作用生成煤。二、煤的分类(fn li)成煤植物的所有组分都参与煤的形成。由于成煤植物和煤化程度不同而生成不同种类的煤。有泥炭(不适于用作工业原料)、褐煤、烟煤和无烟煤。三、煤的组成煤中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫五种元素构成，碳是其中的主要元素。煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。年轻的褐煤含碳量低，烟煤次之，无烟煤最高。氢和氧含量随煤化程度加深而减少；褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。氮在煤中的

20、含量变化不大。硫则随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系不大。近代概念认为，煤的大分子是由若干结构相似的基本结构单元通过桥键结合而成。基本单元为主体为缩合的芳香核，单元中的非芳香核部分为杂环、氢化芳环脂肪族基团、含氧官能团和烷基侧键。煤没有统一的分子式和分子量。因而不能像描述单一化合物那样来描述煤的性质。煤中水分和灰分影响煤的使用。水分和灰分除与成煤条件有关以外，还与开采、储存、运输等条件有关。煤加热到一定温度时会析出气体和焦油等挥发性物质，扣除水分则为煤的挥发分。挥发分是煤的一项重要指标，它与煤化程度有关，褐煤的挥发分可在35以上。挥发分和含碳量与有机质的组成和性质有关

21、。直接测定煤中的有机质是困难的。但对煤进行工业分析和元素分析，再配合其他特性测定(如热值、粘结性、胶质层厚度、活性等)，可以基本掌握煤的性质，判断煤的种类和加工利用的效果。表(12)列出本厂用煤的工业分析和元素分析数据。煤的水分和灰分含量变化很大，同一种煤的分析结果用不同的基准表示差别很大。中国现行煤炭分析采用的基准和它们的见下表。表11 中国现行煤炭(mitn)分析基准试样基准应用基空气干燥基干基干燥无灰基干燥无矿物质基代表符号aradddafdmmf中国煤炭基准(jzhn)之间的关系MtCHO+NStAMfMinhSoSpSsdmmfdafdadar表中：Mt全水分(shufn)，；Mf外

22、在水，；Minh内在水，；St煤中全硫；So有机硫，；Sp硫化铁硫，；Ss硫酸盐硫，；C，H，O，N分别为煤中碳、氢、氧、氮元素；A煤中的灰分，；常见的各种煤元素分析：四、灰分(hu fn)灰分（A）的化学(huxu)组成及性质：煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生分解、化合(huh)等复杂反应后剩下来的残渣。是金属和非金属的氧化物和盐类，最常见的是钙、镁、铁等的碳酸盐，钾、镁等的硅铝酸盐，钙、铝、镁、钠、钾等的硅酸盐，硫酸盐(石膏)，硫化物(黄铁矿等)，食盐及氧化亚铁等。根据煤中矿物质的不同来源，可分为三类。原生矿物质：成煤植物本身所含的矿物质，在煤中含量不高。次生

23、矿物质：在成煤过程中，由外界逐渐进入到煤中的矿物质，在煤中含量一般也不高。外来矿物质：这种矿物质原来并不存在于煤层中，它是在采煤过程中混入煤中的顶底板和夹石层的矿石所形成。这种矿物质用洗选方式较易除去。灰分在煤燃烧过程中是这样生成的：粘土石膏等失水：SiO2Al2O32H2OSiO2A12O3+2H2OCaSO42H2OCaSO4+2H2O碳酸盐受热分解，放出二氧化碳：CaCO3CaO+CO2FeCO3FeO+CO2氧化亚铁氧化生成氧化铁：4FeO+O22Fe2O3黄铁矿氧化生成二氧化硫和氧化铁：4FeS2+11O22Fe2Os+8SO2高温下，黄铁矿被氧化生成的一些SO2可以留在煤灰中，与钙

24、结合。例如，它与煤中CaCO3或灰中的CaO与氧作用生成硫酸钙，其反应式如下：2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2五、灰熔点煤灰的熔融(rngrng)性是与煤灰化学组分密切相关的重要指标，习惯上以煤灰熔点来表示。实际上这种混合物并没有一个准确的熔点，仅有一个熔化温度范围。常用的测定煤灰熔融性的方法有熔点法(角锥法、高温热显微镜法)和熔融曲线法。但大多数国家以角锥法作为标准方法。即将煤灰和糊精混合，塑成一定大小的三角锥体，放在特殊的灰熔点测定炉内以一定的升温速度加热(ji r)，观察并记录灰锥变形情况，以确定灰分的熔点。当灰锥体受热至尖稍微熔化开始弯曲或棱角变圆时，该温度即为最初变

25、形温度T1(DT)；继续加热，锥体弯曲至锥尖触及(ch j)托板，锥体变成球形或高度底长的半球形时，此时已达到软化温度T2(STHT)；最后当灰锥体完全熔化，而且有很大流动性，展开成薄层时，即达到灰分的流动温度或熔点T3(FT)。T1，T2，T3的灰锥熔融特征见图。通常T1到T2这一温度范围即为煤灰的软化范围，将T2到T3这一温度范围称为煤灰的熔化范围，固定床和流化床(沸腾床)气化炉一般以煤灰的软化温度T2作为衡量其熔融的主要指标，而气流床气化炉则以T3为主要指标。一般按照灰分的熔融温度T3可分成四组，即为：易熔的灰分，熔点1100；中等熔融灰分，熔点在11001250；难熔的灰分，熔点在12

26、501500；耐熔的灰分，熔点在1500以上。灰熔点的范围除准确测试外，还可以用下列公式粗略地加以计算。灰熔点(软化点)：T19Al2O3+15(SiO2+Fe2O3)+10(CaO+MgO)+6(Fe2O3+Na2O+K2O)分子式表示灰分的百分含量去掉百分号。在固定层煤气炉中，灰熔点低的原料，易熔融结块，影响气流分布。还减少气化剂与燃料的接触面积，不利于气化，因此必须选用熔点高的原料。而气流床气化炉则恰恰相反，由于是液态排渣，故希望灰熔点低。一般操作温度为T3+50100。表12 灰分(hu fn)中各种混合物的熔点成分熔点成分熔点成分熔点SiO2晶体17102FeOSiO21065CaO

27、SiO21540Al2O3SiO21850CaOFeOSiO21100CaOA12O31500六、粘温特性(txng)灰渣(hu zh)的粘温特性是指融渣的粘度与温度之间的关系。气流床液态排渣的操作极限，应控制融渣粘度小于25PaS(250P)。一般认为应控制融渣粘度小于1PaS(250P)，如果大于10 PaS(250P)就要考虑加入助熔剂。在水煤浆中加入CaO或Fe2O3可改善融渣的粘温特性，这是因为CaO在灰渣中作为氧化剂，破坏了硅聚合物的形成，从而使液态融渣的粘度降低。但是，当CaO添加量超过30%时，融渣顺利流动的范围反而缩小，融渣的粘度随GaO添加量的升高而升高。这是因为，添加大量

28、的CaO后，灰渣中高熔点的正硅酸钙（熔点2130）生成量增加，而使灰渣的熔点升高。所以，添加剂的加入量也不要太高，应根据不同煤种经实验试烧后确定。第三节料浆制备工段工艺流程说明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(160.732t/h 总)送入磨机(H1201).为了改善料浆灰渣熔融性能，本装置设置了助熔剂添加(tin ji)系统，助熔剂选用石灰石.由输送(sh sn)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(m j)（H1201）.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

29、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（P1201）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（P1202）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（40NaOH）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79 之间.物料在磨机中进行湿法磨煤.出

30、磨机（H1201）的料浆浓度约6163%，依靠重力流入磨煤机出口槽（V1207），磨煤机出口槽搅拌器（A1202）使料浆均化并保持悬浮状态.料浆经低压料浆泵（P1205）加压后送至气化工段料浆贮槽（V1301）.第四节主要设备结构和工作原理一、棒磨机棒磨机是用来制备水煤浆，粒度10mm的原料煤与甲醇残液、添加剂，变换冷凝液按一定比例加入棒磨机研磨后，水煤浆给滚筒筛分成符合工艺要求的粒度浓度为62%65%的水煤浆送入贮槽贮存，供气化用。滚筒筛筛出的大颗粒煤返回原料场。棒磨机技术(jsh)性能参数：设备(shbi)形式： 湿式溢流式棒磨机筒体内(t ni)径： 3800mm筒体工作长度： 5800

31、mm筒体有效容积： 65m3最大装载量： 煤炭（干） 12.6 t 钢棒 90 t入料粒度： 15mm筒体工作转速： 13.84 r/min电机功率： 1120kw转速： 742 r/min电压： 1000V进料速率： 煤（干） 48.021 T/h 磨机给水 16.590 t/h 棒磨机主轴承采用动静压润滑轴承，一般地静压（即高压）油启动和停机时使用，动压（即低压）油在磨机工作时既起润滑作用，又起冷却作用。高压启动磨机，可大大降低启动负荷，并可避免擦伤轴瓦，提高磨机的运转效率，高压启动磨机正常工作后，停止供给高压油，靠低压润滑油工作，在磨机停止运转前，又向轴承供高压油，将轴颈完全浮起，墨迹停

32、止运转后，当筒体冷却至室温之后，再关掉高压油，使轴瓦不因筒体冷收缩而被擦伤，延长轴瓦的使用寿命。一个主轴承上装有两个端面热电阻，测量中空轴的温度，柱轴承温度与主电机联锁，其报警值设定可根据现场使用情况调节。轴承工作表面上铸有轴承合金层，合金层下面埋设有蛇形冷却水管，能有效冷却合金层。主轴承长期工作后，轴瓦产生磨损，正常磨损平均每年0.13mm，致使中空轴下沉，可将密封支架向下调整，以保证橡胶密封圈和中空轴良好接触，定期从密封支架上注入2号钠基润滑脂，起密封作用。工作原理：棒磨机主要工作部件筒体部，里面装有粉磨介质棒，当物料由给料部，从进料中空轴颈送入磨机筒体内，电动机带动装有介质棒的筒体旋转，

33、物料受到介质棒的撞击以及棒之间和棒与筒体衬板之间的粉磨，被粉磨后的物料从排料中空轴中流出。主要部件： 1、主机 包括给料部、动静压轴承、筒体、大小齿轮、减速器、电动机部分组成。筒体内衬橡胶板，以降低噪音，有利职工身心健康。 2、慢速驱动装置 用于磨机检修及更换衬板时用。停车超过4小时，启动主电机(dinj)前用慢驱盘车，以达到松动物料之目的。启动慢驱前，必须先启动高压润滑油泵，防止擦伤轴瓦，电气保护实现与主电机互锁。 3、顶起装置 在筒体下部设有一套顶起装置，用电动油压将筒体托起来，便于(biny)主轴承等的检修。 4、高低压润滑油站 向磨机供高低压油，高压油用于磨机的启动(qdng)和停车，

34、低压油用于轴承润滑。 5、喷雾润滑油站 向大小齿轮喷油润滑。 6、减速器润滑油站 向减速箱提供润滑油。 7、滚筒筛 将水煤浆分成符合工艺要求的粒度分布。 8、加棒机 磨机人工加棒，劳动强度大，设置加棒机，以减轻工人劳动强度。润滑油站内设有加热和冷却装置。当油温降低时自动开启电加热器，达到油温设定值时停止加热；当夏季油温超高时，自动启动冷却水阀，油温降到设定值时自动停止冷却。二、低压煤浆泵低压煤浆泵（P1001）。由于煤浆的粘度大，磨损率高，大都选用了隔膜泵，我厂进口德国制造的弗鲁瓦（FELUWA）软管隔膜活塞泵，其技术特性如下：煤浆浓度： 65% 最大颗粒：8mm PH值：中性粘度： 7003

35、000 CP 流量：1236.5m3/h工作压力： 7.2 MPa进口压力： 0.001 MPa轴功率： 76 kw电机转速： 7501500 r/min泵速： 1753行程长度： 200mm泵头： 4隔膜泵是在原有的活塞泵的基础上增加隔膜腔，用隔膜将料浆与活塞、缸衬里等隔开，把泵的磨损件减少到最低限度，这是双缸双作用的活塞隔膜泵的工作原理图，当活塞运动时，活塞推动力作用在隔膜上，继而传送到料浆上。当活塞向右方推动时，右上方的阀芯抬起，右方料浆排出，同时左下方阀芯也拉起，左方料浆被吸入，当活塞向左方推动时，则右方吸料，左方排料。由上可见泵的进料、排料是间歇地，煤浆流量是波动的，为了减少波动，可

36、增加缸的数量，淮化是三缸单作用，我公司(n s)高压泵为双缸双作用，出口设有缓冲罐，罐内充N2，其压力(yl)是泵出口压力的70%。泵的进、出口单向阀及阀座是唯一受煤浆磨损的部件，阀和阀座的寿命可达5000 h。隔膜寿命是出厂(ch chng)后1年半，应定期更换，不能等发生问题时更换。高低压煤浆泵使用变频调速电机可做到无级调速，设有隔膜行程控制系统，以便严格控制隔膜的行程，以保证隔膜的运行寿命。第五节料浆制备工段操作要点及注意事项一、德士古对水煤浆性质的要求德士古气化对原料要求高，相应地对水煤浆的性质也要有很高的要求，我们就从以下五个方面作一下介绍。1）、较高的浓度水煤浆的浓度就是指物质中的

37、含固量。若水煤浆的浓度低，它的粘度也相对的低，虽然有利于泵送，但它的气化效率就会降低，进入气化炉水份大，大量水蒸发，使炉温下降，为维持炉温，就须增加氧气用量，从而使比氧耗增高。而且粗煤气质量也有所下降。一般气化用水煤浆浓度在6065wt%之间。2)、较好的流动性水煤浆的流动性我们用其表观粘度来表示。如粘度大，流动性就差，不易泵送，雾化效果也差。实验表明，如果煤浆浓度超过50wt%时，粘度会突然增大，以致不能流动，这时我们加入表面活性剂，即加入合适的添加剂，来降低粘度。这样我们就可得到高浓度、低粘度的水煤浆。3)、较好的稳定性水煤浆的稳定性是指煤粒在水中的悬浮能力。水煤浆是一种分散的悬浮体系。它

38、存在着因煤粒重力作用引起的沉降问题，特别是在水煤浆静止和低速下，会发生分层、沉降，影响装置的稳定运行。水煤浆的稳定性与煤粒粒度分布和煤的亲水性有关，煤粉粒度小，煤粒的表面亲水性越强，其稳定性就越好，但粘度会增大，流动性差。4)、适宜(shy)的粒度分布水煤浆中粒度分布是成浆的关键因素。若水煤浆中粗颗粒多，表观粘度下降，流动性好，但易分层、沉降。较细颗粒多，稳定性就好，但流动性变差。对气化反应而言，颗粒越小，反应越安全，效果越好。所以，合格(hg)的水煤浆中，大小颗粒互相填充，大小比例要协调。这就要求水煤浆要有适宜(shy)的粒度分布。我公司水煤浆的粒度分布如下：2380m（8目） 100%14

39、10m（14目） 98%100%420m（40目） 90%95%44m（325目） 25%35%5)、适宜的PH值如水煤浆呈酸性，会对管道、设备等产生腐蚀，如呈强碱性，会在管道中结垢，引起堵塞。另外添加剂在碱性环境里使用效果好，一般把水煤浆PH值控制在79之间。二、煤浆制备岗位生产操作方法 1、正常生产的操作控制 1）煤浆浓度的控制 （1）影响煤浆浓度的因素： a) 原料煤内在水份含量、外表水份含量。 b) 原料煤与工艺水、煤浆添加剂的添加比例。 c) 原料煤的成浆性能。 （2）煤浆浓度的控制方法： a) 保持原料(yunlio)煤煤质的稳定，严格控制外水含量不超标，当原料煤中水份含量高时 应

40、适当减少工艺水添加量，当原料煤中水分含量(hnling)低时可适当增加工艺水加入量。 b) 保持煤浆添加剂浓度的稳定，控制其有效(yuxio)成份的稳定。 c) 在原料煤水分含量、添加剂浓度稳定时应尽量保持原料煤与工艺水、添加剂的添加比例的稳定；当生产负荷发生变化时，原料煤、工艺水及添加剂加入量均应作相应的调整。 d) 操作中及时根据煤浆浓度分析结果调整工艺水添加量。 2） 煤浆粘度的控制 (1) 影响煤浆粘度的因素： a) 煤浆粒度分布：当煤浆平均粒度偏细时煤浆粘度会增大，当煤浆粒度分布偏粗 时，煤浆粘度会降低。 b) 煤浆浓度：煤浆浓度增高时，煤浆粘度会随之增高，当煤浆浓度降低时，煤浆 粘

41、度也会随之降低。 c) 添加剂用量：在一定范围内，添加剂用量增加会降低煤浆粘度，添加剂用量减少会提高煤浆粘度。(2) 煤浆粘度的控制方法 a) 如果是因煤浆粒度太细造成煤浆粘度变大时,可适当增大煤浆粒度，降低煤浆粘度；如果是因为煤浆颗粒偏粗造成煤浆粘度降低时，可适当减小煤浆粒度，增加煤浆粘度。b) 如果是因为添加剂用量不合适引起(ynq)的粘度变化可作如下调整： 当煤浆粘度偏低时，可在正常用量的基础上适当(shdng)减少添加剂用量 当煤浆粘度增高时，可在正常(zhngchng)用量的基础上适当增加添加剂用量 当添加剂用量调节对煤浆粘度调整作用不明显时，应及时查找其它原因，并以其它方式进行调节

42、。3) 煤浆粒度分布的控制 煤浆粒度分布是水煤浆气化技术中重要的工艺指标之一，它决定了煤浆的煤浆在气化炉内反应情况等，所以操作中应保证煤浆粒度的稳定。 (1)影响煤浆粒度分布的主要因素： a) 原料煤的硬度：原料煤的硬度大时，煤不易被磨细，煤浆粒度会变粗，当原料煤硬度低时，煤易于被磨细，煤浆粒度会变细。b) 钢棒级配：钢棒级配直接影响煤浆粒度分布的合理与否，在原料煤煤种不变时，调整钢棒级配是调节煤浆粒度分布的主要手段。 c) 生产负荷：生产负荷增大时，煤浆粒度会增大，当生产负荷减小时，煤浆粒度 会变细。 d) 入磨机原料煤粒度：入磨机原料煤粒度大，出料煤浆粒度增大，入磨机原料煤粒度小，则出料煤

43、浆粒度变细(2) 煤浆粒度的调节方法 a) 保证原料煤煤质的稳定，特别是原料煤的硬度(yngd)不要波动太大。 b) 保证磨机(m j)内钢棒级配的合理性，并定期补加新钢棒以保证级配的稳定。 c) 保证生产负荷的相对稳定，短时通过(tnggu)调整生产负荷的大小来调整粒度，长期解决必须调整磨机内钢棒的级配来做相应的调节。 d) 保证入磨机原料煤粒度的稳定，煤浆粒度变细时，可适当增加原料煤的粒度；当煤浆粒度变粗时，可适当降低原料煤的粒度。 e) 由于影响煤浆粒度分布的因素较多，操作中当煤浆粒度变化时，应首先查明原因，然后再作相应的处理。 第三章 气化(q hu)工段第一节气化(q hu)工段(g

44、ngdun)原理一、气流床气化反应机理水煤浆在气流床气化反应机理与重油气化相似，即在火焰中共进行三类化学反应.1.挥发分燃烧和气化反应CmHn+(m+)O2=mCO2+H2O (21)mn+=m+ (22)mn+mm+(m+) （23)mn+m=2m+ (24)2.碳的燃烧和气化反应+= (25)+= (26)+=+ (27)3.水煤气的平衡反应+=2 (28) +=+ (29)二、 气化反应(fnyng)的化学平衡1、质量作用定律(dngl)及其对化学平衡的影响根据质量作用定律，各组分气体(qt)分压表示的平衡常数及p如下式.设反应式如下：则平衡常数：式中产PA、PB、PC和PD各为A、B、

45、C、和D气体组分的分压.温度对平衡常数的影响，可用下列方程式表示. (等压反应吉布斯方程)式中：Qp等压下的反应热效应.由式可知，如果反应(fnyng)是吸热的，则Qp0，平衡常数值随温度的升高而增加，即温度上升，平衡向吸热方向(fngxing)进行.如果(rgu)反应是放热的，则：Qp0或0，平衡常数值随温度的升高而减小，即温度下降，平衡向放热方向进行.在各种煤气炉中所发生的反应，有的是吸热反应，有的是放热反应.2、气化炉炉内主要化学反应的平衡、二氧化碳还原反应：+=2172.28kJmol当该反应平衡时，气相中只有和，平衡常数Kp可表示为：Kp与温度的关系如下式所示：设二氧化碳的转化率为，

46、总压力为P，则，根据质量作用定律，Kp与压力的关系如下式所示：由以上两式可以看出，由于二氧化碳还原反应是一个吸热和体积扩大的反应，CO2转换率随温度的升高和压力的降低而升高.CO2转换率与压力的关系可见下图：、均相水煤气反应(fnyng)均相水煤气反应(fnyng)方程式为：CO+H2O=CO2+H2+41.868kJ(10kcal)Kp哈里斯(Harris)研究(ynji)了反应温度为6741125之间的各平衡量，并由此求得平衡常数.该反应进行时体积没有变化，因此，压力对煤气的平衡组分没有影响.、甲烷生成反应C+2 H2= CH4+83.379kJ(20.87kcal)CO+3 H2=CH4

47、+ H2O+206.200kJ(49.25kcal)2CO+2 H2= CH4+ CO2+247.440kJ(59.1kcal)CO2+4H2= CH4+2+1H2O+62.867KJ(38.9kcal)第一个反应是气化炉中生成甲烷时主要反应，在3001150的温度范围内，平衡常数与温度的关系可用下式表示.三、气化炉内反应的动力学分析在气化炉内的气固相反应主要有以下几个：碳与氧的反应，碳与氢的反应，碳与二氧化碳的反应，以及碳与水蒸汽的反应.1、碳与氧的反应碳与氧的反应为不可逆的强放热反应.经过干燥和干馏(gnli)(热裂解)的碳，与氧的氧化速率是快速的，这种氧化(ynghu)速率与温度，煤的品

48、种、粒度，氧的分压和周围气相的流动条件有关.2、碳与氢的反应(fnyng)碳与氢反应动力学研究表明，温度高于700和高氢分压下反应才是显著的.碳与氢反应符合LangmuirHinshelwood动力学表示式. 3、 碳与二氧化碳的反应有人在模型中将碳与二氧化碳反应作为碳与蒸汽反应速率的60来处理.多数研究表明，碳与二氧化碳的反应也遵循Langmuir型吸附动力学关系.其气化速率与二氧化碳分压之关系为：4、碳与水蒸气的反应碳与水蒸气的反应是生产富一氧化碳和氢气的合成气的重要反应，此反应为吸热的可逆反应.碳与水蒸气的反应遵循LangmuirHinshelwood动力学机理.5、从动力学角度对煤焦气

49、化反应速度的比较煤或煤焦的裂解是气化时首先进行的第一组反应，裂解速度主要和操作条件有关，它比别的煤焦气化反应要快得多.煤焦氧反应是与裂解反应同时进行或紧接着进行的，它是煤焦气体反应中最快的反应.其中煤焦O2，煤焦氧化碳反应的阿仑尼斯图是根据在0.10lMPa(1大气压)下的实验数据所示的；煤焦水和煤焦氢反应数据是根据高压下的关系式计算得到的.煤焦氢反应是一级反应，而在高压下煤焦二氧化碳、煤焦水反应则不是一级的.在常压下煤焦H2反应是馒的，然而随压力提高煤焦氧与煤焦水蒸气反应趋向零级，所以在加压下煤或煤焦H2反应可能会变得比别的两个反应快.第二节气化(q hu)工段(gngdun)工艺流程(n

50、y li chn)说明气化炉系统是整个气化的中枢，控制比较复杂高压料浆泵送来的多元料浆和空分来的氧气由烧嘴喷入气化炉，在燃烧室中6.5MPa（G）、13501400下进行部分氧化反应，迅速气化生成粗合成气夹带着大量融渣的高温气体，通过下降管进入激冷室水浴，气体得到冷却，并为水汽所饱和，融熔的煤灰淬冷结渣，从气体中分离出来，被收集到激冷室下部，经破渣机到锁斗，由锁斗定期排出.气体沿上升管到激冷室上部，由侧面气体出口管去洗涤塔，进一步除尘，黑水排往高压闪蒸罐处理.气化炉是本系统乃至本流程的中心，气化炉分两室，燃烧室在上，激冷室在下.燃烧室上接工艺喷嘴，激冷室下连接破渣机.燃烧室是煤浆发生剧烈化学反

51、应的地方，温度高达左右，因此必须用多层耐火砖材料来保温，以维持反应所需的温度，防止高温使气化炉壳体变形.炉体有三层耐火砖，最内层砖称向火面砖，因直接与高温气体接触，故采用高铬砖，直接暴露于最大磨损工况；中间层是支撑砖位于向火面砖之后用于支撑拱顶；外层是绝热砖.气化炉底部用支撑板来支撑各层耐火砖，安装时耐火砖层间均加插入板以使各层热膨胀能自由移动，层间应用蜡纸或其它不透水的物质隔开.耐火砖的安装必须根据供应商提供的标准进行.气化炉内耐火砖砌好之后不能直接进入生产.因为刚刚砌好的耐火砖和用于连接耐火砖的灰浆含有水分，包括游离水和结晶水，必须脱去这些水分；其次要使炉温升高到以上；最主要的一个原因是保

52、护炉体耐火砖的膨胀，防止不同膨胀系数的耐火砖因突然升温，造成各处的耐火砖发生不同程度的膨胀，使气化炉内衬发生变形和破裂，最终导致影响气化效果和降低气化炉寿命，因此在正式开车前必须先经过烘炉.烘炉必须按照耐火砖供应商提供的升温曲线进行.一般分三步走，即脱水、升温和恒温.脱水即脱去炉体内的游离水和结晶水，这项工作在升温至以上就能完成，接下来是升温，每升至一个温度段，即恒温一段时间，如此反复，直至温度达到.在烘炉时采用预热烧嘴来升温，当炉温至时，可以换用工艺烧嘴，正式投料.激冷室内壁材料是不锈钢，这是处于(chy)对耐腐蚀的考虑.因为合成气是一种含有二氧化碳、硫化氢等组分的酸性气体，所以必须用不锈钢

53、材质(ci zh)防止其中酸性气体对激冷室的腐蚀.工艺(gngy)喷嘴是西北化工研究院的专利技术，材质也是不锈钢，三流道设计.它的主要功能是籍高速氧气流的动能，将多元料浆雾化并充分混合，在炉内形成一段有一定长度黑区的稳定火焰，为气化创造条件.目前使用的烧嘴是三流道，最里流道是氧气，通常称为中心氧，中心氧流量应是总氧量的12-18%；最外流道也是氧气，氧气的大部分在此通过.中间流道是多元料浆.中心氧能提高氧气和多元料浆的返混程度，外环氧能减轻多元料浆对炉膛内壁的冲刷磨损，烧嘴头部有冷却水盘管前端有水夹套冷却，以保持烧嘴不被烧坏.反应温度是控制气化工艺指标的主要参数.本生产工艺中采用热电偶作为气化

54、炉燃烧室的测温元件，其中炉内热电偶只，炉壁测温热电偶只，使各方位的温度都处于监控状态，激冷室主要控制液位，液位的高低由黑水通入高压闪蒸罐管路上的阀门来控制，通过阀门开度调节黑水出口流量，最终达到控制激冷室液位的目的.破渣机的作用(zuyng)是将激冷室排下来的粗渣破碎(p su)，达到顺利排渣的目的，其马达具有逆转功能，当连续顺转一段时间，马达无法转动，则可以逆转，以达到破碎(p su)的目的.当气化炉处于烘炉阶段和保温或检修工作时，开工抽引器抽出炉内废气，实现炉内微负压.开工抽引器是一个文丘里管，用低压蒸汽为启动蒸汽，排出汽进开工抽引器分离器，进行气液分离，气体放空，液体排至煤浆排放池.开工

55、前和停车后，氧气管和气化炉必须用低压氮气置换，防止管内残留物引起爆炸和中毒事故.2. 烧嘴冷却水系统工艺烧嘴在生产时，一直处于1000以上的高温中，容易损坏.为了防止和减少烧嘴损坏，必须建立烧嘴冷却水系统.进入烧嘴冷却水管的冷却水是，经换热后，流出的水温约为，然后到烧嘴冷却水回水分离罐进行气液分离，水中夹带的气体放空，水流到烧嘴冷却水槽，用泵送至冷却水冷却器，冷却至左右，送回烧嘴冷却水盘管.这就是烧嘴冷却水的循环过程.本系统是一个独立的系统，受烧嘴冷却水逻辑系统的控制，本系统一些阀门的开度、泵的动作及事故槽的工作都受其控制.当冷却水不能满足供应时，事故槽中的水流进冷却管，使管内充满水，保证烧嘴

56、温度不至于骤然升高，可以暂时保护烧嘴.烧嘴冷却水回水分离器的作用是气液分离，其放空处装有一氧化碳检测器，通过检测一氧化碳的含量来显示是否有合成气进入冷却盘管，从而判断工艺烧嘴泄漏与否，一旦有泄漏，则需立即停车或联锁停车.3. 锁斗系统(xtng)气化炉内压力(yl)为6.5MPa,而渣池压力(yl)为0.1MPa 要使锁斗内的渣排到渣池，必须将锁斗的压力减至常压，这个泄压过程就是靠锁斗系统来完成的.锁斗进料口有一个入口锁渣阀，出料口有一个出口锁渣阀.当入口锁渣阀开、而锁斗出口锁渣阀关时，锁斗与气化炉处于一个系统，压力相等，此时可以将一个气化炉内渣水排入锁斗；相反，当入口锁渣阀关，而出口锁渣阀开

57、时，锁斗与渣池处于同一系统，压力相等，此时可以将锁斗内渣水排入渣池.锁斗循环分为泄压、清洗、排渣、充压、收渣五个阶段，由锁斗程序自动控制.锁斗排渣系统由一套逻辑联锁系统自动控制，每个循环周期约为30分钟.激冷室底部的渣及少量的未被燃烧掉的残碳通过锁斗入口阀收集在锁斗内.为了有利于渣的收集，锁斗循环泵将锁斗上部的黑水抽出加压后循环回气化炉激冷室，作为锁斗循环水，使激冷室中的黑水在向下流动的过程中将渣带入锁斗.锁斗具体排渣过程是：渣收集结束后，锁斗入口阀关闭；接着锁斗泄压阀打开泄压，当锁斗压力指示小于0.18MPa 时锁斗泄压阀关闭；接着锁斗冲洗阀，锁斗出口阀打开，对锁斗进行冲洗，将锁斗内的渣冲入

58、渣池.冲洗结束时锁斗出口阀和锁斗冲洗阀关闭，锁斗充压阀打开将锁斗充压至正常操作压力，充压完毕后关闭充压阀，打开锁斗入口阀；排渣完毕.锁斗继续下一个循环的渣收集.在锁斗排渣期间，锁斗循环泵打自身循环.5.合成气洗涤系统合成气洗涤系统的工作是将气化炉出来的合成气两次洗涤，洗涤后作为车间产品送出界区外.系统内有文丘里洗涤器、合成气洗涤塔和灰水循环泵三种设备.气化炉出来的合成气，在文丘里洗涤器与灰水混合，进行一次洗涤，混合后，水与合成气混合物进而洗涤塔进一步与水接触，以除去(ch q)其中的颗粒.合成气首先在下降管中和水接触，然后在塔板上和干净的冲洗(chngx)水相遇.再用除雾器除去(ch q)夹带

59、的雾沫.进洗涤塔的洗涤水分三股进料，由高压灰水泵从除氧水槽打来的灰水与冷凝液循环泵来的变换冷凝液是从塔板下进入下降管的；另外还有一股冷凝液从塔板上方进入，塔板共有三层.洗涤水除去合成气中的粗颗粒，塔底的黑水送到高压闪蒸罐处理；黑水出口上方水质稍干净，设一出口接灰水循环泵向气化炉激冷环供水.第三节气化工段工艺条件选择原则一本装置选用气化压力高为6.5 MPa（G）的多元料浆气化技术,以节约甲醇合成工段的压缩功耗。二气化装置的工艺水循环使用，在减少环境污染的同时，降低水耗和能耗。第四节主要设备结构和工作原理一、气化炉水煤浆加压气化炉是此项技术的核心设备。其上部是燃烧室，为一中空内衬耐火材料的立式圆

60、筒形结构；下部根据不同需要，可为激冷室或为辐射废热锅炉结构。以下重点介绍多原料将激冷型加压气化炉。气化炉是水煤浆加压气化制合成气装置的核心设备之一，本工程根据工艺要求，配置三台激冷式气化炉，两开一备。气化炉上部为具有特殊耐火衬里的燃烧室，下部为激冷室。开工时经过预热烧嘴的预热，将气化炉预热到要求的温度，水煤浆和氧气通过煤浆喷嘴喷入燃烧室内，燃烧并完成部分氧化反应，生成粗煤气，进入激冷室。初步冷却后的含渣气流流经激冷管和抽引管之间的环隙、鼓泡、洗涤除去绝大部分的灰渣，气流经过激冷室的分离空间进一步分离出去，进入后一工序。1）、气化炉参数(cnsh)设计(shj)压力：7.15MPa 工作压力：6