大唐阜新煤气水分离.ppt

1、煤气水分离,气化组：孙波涛,一、装 置 的 设 计,装置设计规模： 一期工程为四个系列。即每八台气化炉对应 两个系列。 工序代号为： 800#； 工序名称为： 煤气水分离,煤气水第一系列812,煤气水第一系列821,煤气水第一系列822,煤气水分离工序的作用,煤气水的来源： 1、（200#）气化产生的煤气水 2、（400#）粗煤气变换冷却装置产生的煤气水 3、（500#）低温甲醇洗预冷系统分离的煤气水 煤气水分离装置的作用 碎煤加压气化工艺在生产过程中会产生大量的高污染、高浓度煤气化废水，含有焦油、尘、中油、NH3、CO2、H2、H2S、CH4、酚等，成分极其复杂，这些废水的污染负荷非常高，必

2、须经过气液固初步分离酚氨预处理生化处理三个装置的处理，才能达到国家要求的排放标准，如果要达到中水回用的目的，对污水处理工艺会有更高的要求。 主要冷却和膨胀分离从加压气化、煤气冷却、低温甲醇洗来的煤气废水中的溶解气、固体颗粒及轻油和焦油，并向加压气化（200#）提供低压喷射煤气水和高压喷射煤气水，向粗煤气变换冷却（200#）提供高压喷射煤气水。,煤气水分离的主要设备,核心设备： 初焦油分离器、油分离器、最终油分离器、双介质过滤器。 辅助设备（服务设备）： 闪蒸膨胀器、换热器、贮水槽、输送介质泵 装置剖析为七个单元： 1、含尘、焦油煤气水的闪蒸和初分离 2、含油煤气水的闪蒸和分离 3、煤气水的最终

3、分离 4、煤气水的过滤 5、过滤器的反洗 6、膨胀气处理 7、油收集,四、装置的工艺指标,原料指标（煤气水装置处理能力） 流量 温度 压力 来自200#含尘煤气水 1204T/h 199 3500KPa 来自200#低压含尘煤气水 154T/h 60 350KPa 开车时来自200#含尘煤气水 （0-15）4T/h 60 350KPa 来自煤气冷却含尘煤气水 894T/h 160 3500KPa 来自煤气冷却含油煤气水 65.54T/h 70 3500KPa 来自低温甲醇洗冷凝液 0.5962T/h 8 3000KPa,6,装置的工艺指标,成品、半成品产能及指标 去200#低压喷射煤气水 15

4、4T/h （正常）60 750KPa 去200#高压喷射煤气水 204T/h 150 5500KPa 去400#高压喷射煤气水 54.54T/h 150 5500KPa 去400#高压喷射煤气水 54.54T/h 60 5500KPa 去酚回收煤气水 145.54T/h 37 1200KPa 去罐区油 (2.08512)4T/h 67 950KPa 去罐区纯焦油 (1.68812)4T/h 67 950KPa 膨胀气 33524Nm3/h 67 125KPa 低压蒸汽 7.5244T/h 158 600KPa,7,公用工程指标及消耗,循环冷却上水/回水 (16501854)4T/h 32/42

5、 500/350KPa 低压蒸汽 124T/h 158 600KPa 装置空气 2004Nm3/h 25 700KPa 低压氮气 5004Nm3/h 25 700KPa 仪表空气 2004Nm3/h 25 800KPa新鲜水 5004kg/h 25 500KPa 低压锅炉水 7.5244T/h 105 900KPa,8,煤气水分离的工作原理,根据无压重力沉降原理，利用不同组分的密度差，把煤气水中的油、焦油及含尘焦油分离出来。利用压力降低气体在液体中溶解度减小的原理，即：减压闪蒸的原理，分离出煤气水中溶解的CO、NH3、CO2等气体。,五、主题流程方框图,10,油 分 离 器,工艺流程,流程简述

6、,第一部分 含尘煤气水部分 一、含尘煤气水 冷却 1、从加压气化来的高压含尘煤气水，进入余热回收器（811-W03）回收热量，在此与105锅炉给水换热，产生158的饱和蒸汽；煤气水从199降温到169；压力3.5MPa 2、从余热回收器出来的含尘煤气水首先进入喷射煤气水加热器（811-W01ABCD）与送往加压气化的高压喷射煤 气水换热，煤气水从169降温到136（而送往加压 气化的高压喷射煤气水的温度由70提高到150）。 3、最后含尘进入煤气水冷却器 （811-W02ABCD）与循环冷却水换热，煤气水温度又136冷却至70,W02,流程简述,二、含尘焦油煤气水的 闪蒸减压 冷却后的高压含尘

7、煤气水进入四个并联的含尘煤气水膨胀槽（811-F03ABCD）中膨胀至接近常压，然后进入与膨胀器对应的四个并联的初焦油分离器（811-F004ABCD）。,流程简述,三、含尘焦油煤气水的 初焦油分离器 （811-F04AB）初焦油分离器设置的目的：从煤气水中分离尘和焦油。是本系统核心设备之一。 初焦油分离器设计有两个沉降区，物流为径向，但在两个区内方向不同。 操作温度：初焦油分离器的操作温度维持在65和90之间（设计温度为70） 沉降分离：是依靠固体颗粒在流体中受到某种力的作用，由于两相的密度不同，颗粒沿着受力方向与流体发生相对运动而使其分离出来的方法。根据受力不同，沉降分离可分重力沉降和离心

8、沉降两种。 1、重力沉降：粒子在重力场中，由于受重力的作用，固体颗粒在流体中慢慢地降落而被分离出来的方法。 例如：煤气水分离装置的初焦油分离器、油分离器、最终油分离器等。 2、离心沉降：是利用物体离心力的作用是非均相物系中固体颗粒与流体发生相对运动而使固体颗粒从流体中分离出来的方法。 例如：卧螺离心机、旋液分离器等。,15,流程简述,第二部分：含油煤气水部分 从300#/400煤气变换冷却来的含油煤气水(大约3500KPa和70)与500低温甲醇洗来的煤气水（大约3300KPa和8）混合进入含油煤气水膨胀器（811-F01AB）膨胀至大气压。分离出煤气水和膨胀气。煤气水靠重力流入油分离器。 说

9、明： 由于从冷却装置和低温甲醇洗来的的含油煤气水含尘少，直接进入含油煤气水膨胀槽中，但也可进入含尘煤气水膨胀槽中。且两装置来水温度较低所以在进膨胀器前不需再进行冷却。,煤气水去最终油分离器,流程简述,第三部分煤气水的最终分离 经过初焦油分离器（811-F04ABCD）、分离出焦油和油以后的煤气水进入对应的最终油分离器（811-F05ABCD。 油分离器（811-F02AB）分离出油的煤气水分别进入对应的（一对二，即来自F02A的煤气水平均分配进入F05AB，来自F02B的煤气水平均分配进入F05CD）最终油分离器 （811-F05ABCD）,最终油分离器,最终油分离器,最终油分离器,油 分 离

10、 器 F02A,最终油分离器,初焦油分离器 F04A,初焦油分离器 A,初焦油分离器 F04D,油 分 离 器 F02B,初焦油分离器 F04B,初焦油分离器 F04C,A,B,C,D,保证最终油分离效果的操作要点,三种工艺路线： 为确保最终油分离器的最佳分离效果，防止乳化现象的产生，最终油分离器的操作温度的调节设计了三种工艺路线： A、第一条路线： 煤气水完全不通过煤气水冷却器（811-W09ABC/R），即煤气水从初焦油分离器和油分离器出来混合后直接进入最终油分离器，使最终油分离器（811-F05）的操作温度为70。 B、第二条路线：来自初焦油分离器（811-F04）和油分离器（811-F

11、02）的煤气水直接送入第一缓冲槽（811-B01），用煤气水输送泵（811-P01AR）送煤气水冷却器（811-W09ABC/R）冷却到40，进入最终油分离器（811-F05）后，靠重力流入第二缓冲槽（811-B02），再由过滤器供料泵（811-P04）送入双介质过滤器。 C、第三条路线：煤气水部分经煤气水冷却器（811-W09ABC/R）冷却，（温度根据工艺要求调整），然后进入最终油分离器，煤气水靠重后流入第二缓冲槽（811-B02），由过滤器供料泵（811-P04A）送入双介质过滤器。 这部分是煤气水系统操作重点，也是核心。,三种工艺路线,最终 油分离器,初焦油分离器,B-01 缓冲槽,焦

12、油分离器,泵,W-09,W-09,循 环 上 水,循 环 回 水,注意 1、煤气水与循环水 逆流。 2、四台换热器循环 水串联和并联两 种连接方法。,循 环 回 水,循 环 上 水,1,2,3,3条线路： 1、 1+2 2、 1+2+3 3、 3,流程简述,第四部分：煤气水的过滤 作用与流程： 经过最终油分离器（811-F05）分离后的煤气水中还含有少量悬浮固体，油和焦油，可在双介质过滤器（811-F06ABCD）中清除。 煤气水从上部进入双介质过滤器，经过床层过滤到底部，过滤后后送到煤气水储槽811-B03,由产品煤气水泵811-P05A/R送出界区至酚回收。 内部填料： 双介质过滤器的床层

13、分三层： a.过滤介质（焦炭）规格3.5-5.0mm b.沙子 2.0-3.0mm c.支撑石子 3.0-40mm,过滤器的返洗操作,四个返洗过程(步骤）： 当过滤器床层压差增大，超过60KPa时，过滤器必须冲洗。 排放： 过滤器停止使用后，残留液、底部的焦油靠重力排至焦油污水槽 （811-B08）， 吹扫： 过滤器用氮气吹扫。使床层焦炭松散。 返冲洗：（冲洗水温度70 ） 产品煤气水泵811-P05A/R自煤气水储槽811-B03取水后，一路送出界区，另一路送入反洗煤气水加热器811-W15加热到60后至冲洗槽811-B04，通过过滤器返洗泵811-P08A/B/R将冲洗槽811-B04中的

14、热水送入双介质过滤器811-F06A/B/C/D底部进行高速、逆流冲洗。为防止泥浆液夹带过滤介质焦炭，最大冲洗量为1000m3/h。 填充： 冲洗完毕后，用煤气水将过滤器重新填充。,流程简述,第五部分：闪蒸汽系统 来自含尘煤气水膨胀槽811-F03A/B/C/D/C/D的膨胀气，一部分进入含尘煤气水膨胀器安全水封811-F07A/B/C/D/C/D后，再经过安全水封气液分离器811-B12A/B排入大气；另一部分和来自含油煤气水膨胀槽811-F01A/B的部分膨胀气混合后一起进入膨胀气冷却器（811-W07A/B），在此气体被冷却到35-40后进入气液分离器 （811-B10A/B）进行气液分

15、离。 膨胀气的三路走向。 1、经膨胀气鼓风机811-V01A/R加压，经出口气液分离器811-B09，送至加压气化装置。 2、经膨胀气鼓风机811-V01A/R加压，进入膨胀气旁路冷却器811-W08经来自冲洗煤气水泵的冲洗煤气水洗涤吸收后，经分离器811-B09送往加压气化火炬燃烧或硫回收。 3、不经鼓风机，而是由鼓风机旁路管线，经分离器811-B09送往加压气化火炬燃烧或硫回收。,22,流程简述,23,闪蒸汽系统简图,八、装置危险性物料主要物性,本装置的危险性物料主要是指膨胀气、焦油和油。膨胀气中主要含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等易燃易爆介质； 含尘轻油及焦油为易燃物质，其油蒸汽易燃

16、易爆。密闭空间内的油品为重大危险源。煤气水装置轻油槽与焦油槽，体积分别为68m3，温度69，并底部伴有蒸汽加热。油槽上部空间有微量油蒸汽，操作中应远离火源，避免引火物质。 煤气水装置产生大量焦油，且煤气水大量设备均富含约70焦油，焦油的粘度大、易灼伤皮肤，进入眼睛等脆弱部位，将会造成更大的伤害。 煤气水中含焦油、污浊性气体，具有刺激性气味，并含有少量奈等多环芳香烃、苯胺等，其中包含致癌物质，长期大量接触，容易伤害鼻粘膜，引发身体疾病，甚至是职业癌。,装置危险性物料主要物性,CO为无色、无味、无刺激性的气体，与空气混合后易生成爆炸性混合气体，其爆炸极限为12.574，在空气中最高允许浓度30mg

17、m3，此外它极易与人体中的血红素结合，造成缺氧，使人中毒。 NH3是一种无色有刺激恶臭的气体，易燃、易爆，爆炸极限为15.727.4，有毒，在空气中最高允许浓度为30mgm3，主要对人体上呼吸道等湿润的地方产生刺激，严重者可使人皮肤灼伤或死亡。 H2S是无色，有恶臭的气体，是一种剧烈的神经毒物，对眼睛有刺激，大量呼吸会引起肺水肿等，重者会致死亡。 CO2是无色、无臭，不燃气体，低浓度C02对人体危害不大，而高浓度CO2有显著性麻痹作用，吸入浓毒为810的C02除头昏，头痛等外还可使人神志丧失。 甲烷是无色、无味的气体，沸点-161.4，比空气轻，它是极难溶于水的可燃性气体。空气中含甲烷5.31

18、4%时，点燃或遇火时就会发生爆炸。甲烷本身对人体无毒害，属“单纯窒息性”气体。空气中甲烷浓度达到2530时出现头昏，呼吸加速，运动失调。 这些污染一旦随便进入大气，对生命和健康有极大的威胁，同时也会对大气环境带来污染，使环境恶化，在生产过程中，对此收集送到火炬进行燃烧，使其转化为低危害或无危害的气体排入大气。,25,流程简述,(1)含尘煤气水冷却 从加压气化来的高压含尘煤气水，进入余热回收器回收热量，产生低压饱和蒸汽。从余热回收器出来的含尘煤气水进入含尘煤气水冷却器进一步冷却。,(2).含尘焦油煤气水的闪蒸和初分离 冷却后的高压含尘煤气水进入含尘煤气水膨胀器中膨胀至接近常压然后进入初焦油分离器

19、 从气化来的低压含尘煤气水和开车含尘煤气水也进入到含尘煤气水膨胀器。 在开车期间，如果开车含尘煤气水到含尘煤气水膨胀器的管线堵塞，开车煤气水管线可选择到焦油污水槽的工艺路线。从加压气化、煤气冷却和本装置的导淋及溢流液也收集在焦油污水槽。 高压含尘煤气水、低压含尘煤气水以及开车煤气水分别进入含尘煤气水膨胀器膨胀至大气压，煤气水靠重力进入两个并联的初焦油分离器。 焦油污水槽中的煤气水由泵送到初焦油分离器。从泥浆液槽中的泥浆液也由泵送到初焦油分离器。如果焦油/油在煤气水中出现乳化现象，含尘煤气水可选择部分进入初焦油分离器，含油的富氨煤气水可作为破乳剂进入初焦油分离器。 初焦油分离器的操作温度维持在6

20、5和90之间。在分离器下部，纯焦油从煤气水中靠浮力分离出来，并靠外部一可调溢流管，从分离器间断排出，靠重力流入纯焦油槽。含尘焦油从初焦油分离器的底部分离出来，直接装车送出厂外出售。,(3).含油煤气水的闪蒸和初分离 从煤气冷却来的含油煤气水和净化来的煤气水分别进入含油煤气水膨胀器膨胀至大气压。由于从冷却来的含油煤气水的温度接近膨胀器最佳操作温度，故在降压前不需进一步冷却。 膨胀后的煤气水靠重力通过管道分别流入油分离器，膨胀气与含尘煤气水膨胀器的膨胀气汇合一起到膨胀器冷却器中冷却，经膨胀气气液分离器分离后由膨胀气鼓风机加压后去加压气化火炬烧掉放空。 在油分离器中，油靠浮力分离出去，在油分离器上不

21、分离出去，靠重力流到油槽。含焦油的煤气水在下部排向焦油污水槽。煤气水在油分离器中部靠重力去最终油分离器。,4).煤气水的最终分离 经过初焦油分离器、油分离器分离出焦油和油的煤气水混合后进最终油分离器，而从油分离器含油的煤气水单独进入最终油分离器。煤气水从最终油分离器的底部进入，经过焦炭过滤框，使小的油滴相互碰撞行程大的油滴，直接上升到液体表面，收集在最终油分离器的集油室。 通过焦炭过虑框的含有更小油滴的煤气水进入最终油分离器的TPI组件。在组件里部分分离出的油与煤气水逆流上升到分离器的集油室，大部分分离出的油随煤气水流动，通过浮力上升到煤气水表面并进入集油室。 由焦炭过虑框侧和TPI侧分离出的

22、油靠重力流入油槽。 分离后的煤气水从组件底部离开，然后靠重力流到第二缓冲槽。 上述煤气水也可送到第一缓冲槽，然后经煤气水输送泵送到煤气水冷却器冷却，其中每台冷却器都设有旁路，这样可灵活调节煤气水的最佳操作温度。使得最终油分离器可在70（不冷却）和40（完全冷却）间操作。 最终油分离器的水溢流到第二缓冲槽，由泵将煤气水送双介质过滤器,煤气水输送泵除了向煤气水冷却器输送煤气水外，还向整个工段提供低压冲洗煤气水。 第一缓冲槽和第二缓冲槽用一平衡管线连接。喷射煤气水泵可由第一缓冲槽和第二缓冲槽交替取水，向400提供高压喷射煤气水。 煤气水可有三种工艺路线（主要由最终油分离器所选择的操作温度而定），为了防止乳化现象产生，最终油分离器的操作温度视现场操作情况而定。 A一般路线 煤气水完全不通过煤气水冷却器，即最终油分离器的操