煤气化工艺论文

煤气化工艺论文（精选9篇）

篇1：煤气化工艺论文

改良SBR工艺处理德士古煤气化废水

对德士古煤气化废水的产生及水质特性进行了分析,废水首先经蒸氨,将氨氮浓度从1300～2700 mg/L降低至200～300 mg/L,后续处理采用具有生物脱氮功能的处理工艺.对A/O、SBR及其改良工艺进行了综合评述,重点介绍了碟式射流曝气在改良SBR工艺中的应用,及该工艺的运行周期设置和特点.工程实践表明,该工艺处理效果好、运行稳定、操作及控制灵活,氨氮去除率达到98%,出水浓度小于10 mg/L.

作 者：药宝宝 高莺 YAO Bao-bao GAO Ying  作者单位：药宝宝,YAO Bao-bao(北京建工金源环保发展有限公司,北京,100101)

高莺,GAO Ying(北京华福工程有限公司,北京,100013)

刊 名：能源环境保护 英文刊名：ENERGY ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)： 23(6) 分类号：X703 关键词：改良SBR   德士古   煤气化废水   碟式射流曝气   硝化   反硝化  

 

篇2：煤气化工艺论文

凉水塔在SBR工艺处理煤气化废水中的应用

在煤化工生产过程中的废水中含有的氨氮和多元酚降解性极基,同时废水中有毒有害物质成分复杂,极易导致微生物中毒,因此在国内外煤化工废水处理一直是个技术难题.文章通过优化SBR处理,在生产中取得了明显的效果.

作 者：杜海娟 朱广胜 孙业强 严鹏飞 作者单位：兖矿国泰化工有限公司,山东滕州,277527刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(15)分类号：X75关键词：废水 优化SBR 污泥活性

篇3：煤气化技术工艺分析

1.1 固定床煤气化技术工艺

通常情况下, 固定床与气化剂逆流接触, 在气化炉顶部加入煤料, 使煤料在通过干燥层、干馏层、还原层和氧化层之后形成灰渣, 最后将其排出炉外。而气化剂从炉底部投入, 快速上升至氧化层和还原层, 由于煤料的下降速度明显慢于气化剂的上升速度, 所以可视为固定不动, 称为固定床气化技术, 该技术的代表工艺为:

1.1.1 鲁奇炉。

鲁奇固定床气化技术具备碳转化率、气化效率、气化热效率高以及耗氧量低等特点, 适用于生产城市煤气、合成油、合成氨等。但是, 该技术的煤气成分复杂, 甲烷约占合成气的10%, 若将其转化为氢气和一氧化碳, 又会增加生产成本, 所以一般不采取该技术生产合成气。

1.1.2 BGL炉。

BGL炉结合了熔渣气化技术, 具备气化强度高、炉体成本低、氧耗低、气化率高等特点, 能够有效降低废水处理成本, 弥补鲁奇炉的弊端。该技术具备投资少、资源利用率高、产气率高、能耗少等优势。

1.2 流化床煤气化技术工艺

当气化达到一定流速时, 在气流作用下颗粒处于悬浮状态, 这种保持颗粒悬浮又不被排出气化炉的技术称为流化床煤气化技术。相比较固定床而言, 由于其对煤灰含量的要求不高, 所以可适用高灰劣质煤的利用。当前, 该技术的代表工艺主要包括:

1.2.1 U-GAS气化炉。

U-GAS气化炉采用的是单段流化床粉煤气化工艺, 能够适用于高水分、高灰、劣质煤, 可大幅度降低常规流化床气化排灰的碳含量, 实现无废气、无焦油排放, 有助于提升碳转化率。但是, 该工艺的出口气带灰较多, 不利于长期稳定运行。

1.2.2 灰熔聚流化床粉煤气化炉。

该工艺具备材质要求低、操作温度适中、运行周期长、排灰中炭质量分数低、不含挥发酚、无焦油和废气等优势, 有利于实现节能减排的目标。但是, 该工艺在综合利用合成气以及降低飞灰积存等方面的技术尚不成熟。

1.3 气流床煤气化技术

气流床气化采用粉煤气化, 有利于增加煤气化的表面积, 提高热传递效率。该技术的代表工艺如下:

1.3.1 GSP粉煤气化炉。

该气化炉采用粉煤加压气化技术, 具备原料适用范围广、防熔渣腐蚀、水冷壁使用寿命长、碳转化率极高等优势。

1.3.2 壳牌干煤粉气化炉。

该气化炉采用纯氧、蒸汽气化工艺, 进料选用干粉, 具备有效气成分高、煤种适用范围广、碳转化率较高、运行周期长等优势, 但是因其设备结构较为复杂, 是荷兰公司所研发的气化技术, 所以成本费用较高。

1.3.3 两段式干煤粉加压气化炉。

该气化技术具备气化效率、热效率、碳转化率高的特点, 能够保证气化炉稳定运行, 降低循环系统功耗, 与同类型气化炉相比, 其建设成本可节省40%左右。但是, 这种技术的合成气成分中含有较高的甲烷。

2 煤气化技术工艺与原料煤的选择

2.1 煤气化技术工艺的选择途径

对煤气化技术工艺进行评价时, 应当以其是否属于洁净煤气化技术为基础。截止到目前, 国内外尚且没有研制出一种通用的煤气化炉型和气化技术, 每一种炉型及气化技术均有着各自的优缺点与适用性。为此, 在技术工艺的选择上, 除了要进行相应的试验之外, 还要通过不断地生产实践才能最终确定。想要选择一种节能、成本低、效率高、污染小的煤气化技术工艺, 就必须进行全面的技术经济评价。按照上文中提到的各种煤气化技术工艺的特点, 可将选择范围缩小到以下几个方面:

2.1.1

适用于中小型氮肥厂的煤气化技术包括:常压固定层无烟煤富氧连续气化技术、恩德粉煤富氧气化技术以及灰熔聚煤气化技术。

2.1.2

适用于联合循环发电的煤气化技术包括:鲁奇固定层煤加压气化技术、Texaco废热锅炉型水煤浆加压气化技术、Shell型干煤粉加压气化技术。

2.1.3

德士古水煤浆加压气化技术、多喷嘴水煤浆加压气化技术以及多原料浆加压气化技术适用于日投煤量在1000-2000t的大型生产线。

2.2 原料煤种的选择方法

在煤化工、煤制油等技术中均离不开煤气化技术工艺, 并且也都需要考虑原煤种类的选择。在原煤种类的选择上, 经常遇到择优选取的问题, 由于我国应用的煤气化技术工艺相对较多, 所以更要重视煤种优选。

2.2.1

要充分了解当地煤炭的品质、价格、运输距离等因素, 并在此基础上对煤质进行综合评价。评价内容主要包括煤炭工业分析、元素分析、灰熔点测定气氛等等。由于煤气化反应环境气氛具有还原性, 所以还应当对还原性气氛下的灰熔点进行测定。此外, 还应对煤灰渣黏温特性、可磨性指数、热稳定性等指标进行测试, 并对多种煤炭进行比较, 从中选取出质优价廉的产品作为煤气化原料。

2.2.2

通常情况下, 气流床气化炉的排渣方式均为熔融排渣, 鉴于此, 在对煤种进行选择时, 必须考虑含灰量和灰熔点两项指标, 应当选用这两项指标较低的煤种。如果煤种的含灰量较高, 会对经济效益造成一定影响。

2.2.3

不同的煤气化技术工艺有最适合的煤种, 选择时切不可盲目听信专利商的介绍, 而是要进行技术经济比较, 通过科学、客观的评价之后, 做出最为合理的选择。

3 推动煤气化技术工艺发展的几点建议

为了促进煤气化技术的不断发展, 实现节能减排、提高能效的目标, 应从以下几个方面入手进行技术改进;一是通过优化气化炉的系统结构, 研发新型材料、添加剂、助熔剂等措施, 扩大煤种适用范围;二是提高单项技术能效, 如粉煤气化技术要减少干燥能耗, 水煤浆气化技术要提高煤浆浓度, 碎煤气化技术要提高废水中有机成分的利用率等;三是通过增强单台气化炉处理煤量的能力、提高气化压力, 以满足煤化工规模化生产的需求, 不断提高气化炉的经济效益;四是立足于长远发展, 研究降低气化温度的技术, 将催化气化、加氢气化作为重要发展方向。同时, 为了保证装备可靠性, 应当选择粉煤气化与热壁炉、废热锅炉相结合的生产流程;五是通过研究和利用煤气化过程中污染物的迁移转化机理, 从而进一步减少煤气化技术的污染物排放, 实现近零排放的目标, 积极发展绿色气化工艺。

4 结论

总而言之, 在节能减排的背景下, 国内应当积极探索煤炭的高效、洁净利用, 这不但能够为经济可持续发展宏伟目标的实现奠定基础, 而且还能推动我国煤化工产业的发展。鉴于此, 我们应当不断加大对煤气化技术工艺的研究力度, 在现有技术工艺的基础上进行改进和完善, 借此来推动国内煤气化技术的发展, 降低高昂的技术引进成本, 提升煤化工行业的核心竞争力。

参考文献

[1]冷雪峰.潘卫国.王文欢.沈敏强.煤气化及其多联产系统技术的发展现状[J].上海电力学院学报, 2009 (4) .

[2]林静.姜华.郭广军.IGCC改造项目中TRIG煤气化技术的设备布置特点及其与Shell煤气化技术的比较[J].化肥设计, 2013 (2) .

[3]晏双华.双建永.李繁荣.胡四斌.煤气化技术方案的选择对煤制天然气项目中甲烷化装置的影响[J].西部煤化工, 2012 (12) .

篇4：煤气化工艺论文

关键词 煤气化 Luigr GSP

煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，也是煤化工技术的核心。气化过程是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气、CO2等为气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。不论采用何种气化炉，产生的煤气都需经过净化、变换工段才能作为原料气使用。故气化炉的不同是各气化工艺最大的区别。目前，Luigr工艺与GSP工艺是工业应用中的最为成熟、应用最为广泛，且是设计首选的工艺技术。本文就这两种工艺的特点进行比较。

一、Luigr工艺

1.Luigr气化工艺概况。Luigr气化工艺是由德国Luigr公司开发设计的以块煤为气化原料的移动床加压气化技术。煤块由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部通入，煤料与气化剂在气化炉内逆流接触。煤在气化炉内从上向下经过干燥层、干馏层、甲烷层、气化层（还原层）、氧化层和灰渣层，而气化剂从下至上进入煤料床层内，一次被预热并与煤焦发生燃烧及气化反应，产生高温煤气的显热使原料煤干馏和干燥，同时降低了出口煤气的温度，有利于后序煤气的净化。灰渣的显热预热了入炉的气化剂后，落入灰锁，间断性地卸到渣箱内，定期排出。液态排渣鲁奇炉特别适合于气化高挥发分、低反应性的次烟煤，而固态排渣鲁奇炉又非常适合处理高灰、高灰熔融性及高反应性的煤，两者可相互补充。但鲁奇固态排渣气化炉在使用焦粘结性煤时，容易造成床体堵塞，使气流不畅，煤气质量不稳定。另外，由于煤在炉内需停留0.5 h～1h，因而单炉气化容量无法设计很大。

2.Luigr气化工艺的特点。（1）原料使用范围广。除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化。（2）气化压力高、气流速度低，可气化碎煤。（3）可气化水分、灰分较高的劣质煤。（4）单炉生产能力大。（5）气化过程是连续的，有利于实现自动控制。（6）设备和管道尺寸小。（7）气化较年轻的煤时，可以得到各种有价值的副产品。（8）通过改变压力和后续工艺流程，可以获得不同比例的化工合成原料气。典型Luigr气化工艺流程见图1。

二、 GSP工艺

1.GSP气化技术概况。GSP气化技术是由原东德的德意志燃料研究所开发的加压气流床气化技术。20世纪70年代，前民主德国燃料研究所在弗莱堡先后建成热负荷为3 MW、5 MW的中试装置，对几十种煤进行了试验。1984年在黑水泵气化厂建成投煤量为720 t/d的示范装置。该套装置以煤为原料一直运行到1991年，后来将原料改为焦油、油渣等。

GSP气化技术科采用干煤粉和水煤浆两种方式进料，气化温度达1400 ℃～1700 ℃。压力最高达8 MPa，碳转化率达99%，开工方便，无需备炉，设备投资和运行费用相对较低。工业技术成熟，目前有5套装置运行，国内尚无示范装置。原料煤经粉碎、干燥后，在球磨机中磨成80%以上的煤粉，粒度小于0.2 mm，并同除尘器中返回的飞灰一起，经系统与氧气、水蒸气一起通过炉顶的单烧嘴喷入气化炉发生气化反应，生产粗煤气和熔渣并向下流，进入激冷室。粗煤气经脱氧水喷淋降温到220 ℃，送入洗涤塔洗涤除尘，接着进行粗煤气的变换、冷却、冷凝和脱硫，最后送至往后工序。

2.GSP气化工艺的特点。（1）煤种适应性强。（2）技术指标优越。（3）氧耗低。（4）设备寿命长，维护量小，连续运行周期长，在线率高。（5）开、停车操作方便，且时间短。（6）操作弹性大。（7）自动化水平高。（8）对环境影响小。（9）工艺流程短。

三、Luigr和GSP气工艺技术对比

Luigr气化工艺与GSP气化工艺的主要特性对比，见表1。

1.结构方面。GSP气化炉结构较为简单，气化炉较大，使用稳定性较好；Luigr炉由于煤锁体系较为复杂，导致其整体结构较为复杂，且气化炉较小。但由于GSP炉需进口，而Luigr炉则基本实现国产，故这两种工艺的气化装置的投资费用相差不大，GSP稍高。

2.工艺产品方面。GSP气化工艺产品主要为煤气，副产物种类和产量都较少，粗煤气中CO、H2含量较高，达到95%左右，煤气化程度较高；Luigr碎煤加压气化所产出的粗煤气中，H2、CO2含量较低，为60%左右，且产品除了煤气之外，还主要副产煤焦油。但煤化工的两条最主要合成路线——甲醇合成和SNG合成，其合成产品量都是由氢气的量决定的，而GSP工艺所产生的炉气中CO的量远高于H2（CO约为71%，H2约为24%），故大量的CO需经变换反应生成H2，同时产生大量CO2，使得大量碳质被浪费，而Luigr工艺的炉气中CO约为25%，H2约为40%，CO需要变换的量较少

3.环境影响方面。GSP工艺的废气量高于Luigr工艺（GSP工艺约为Luigr工艺的2倍），其原因一方面是由于GSP的耗空气量较大，空分规模高于Luigr工艺，大量污气N2被排放；另一方面是大量CO需经变换反应生成CO2，CO2基本直接被排入大气中。N2和CO2成为GSP工艺废气量较高的主要因素。GSP工艺的废水量低于Luigr工艺，这是由于Luigr工艺会产生焦油，故需要进行油气水分离阶段，导致污水增多。GSP工艺的废固量高于Luigr工艺，这是由于Luigr工艺中有部分不易气化的残炭进入焦油中，成为焦油中的重要组成部分，而GSP工艺则只能将这部分残炭排入废渣中，因此导致废固量增加。

4.整体投资方面。GSP工艺与Luigr工艺相差不大。分析投资组成，二者差距较大的装置为空分装置和公用工程。GSP工艺的耗气量较大，其空分装置规模较大，GSP工艺空分装置的投资约为Luigr工艺的2倍。由于Luigr工艺有副产品煤焦油，导致污水处理部分的流程长，故投资费用远高于GSP工艺，约为GSP工艺的20倍。GSP工艺需处理的废水量小，环保投资较低。

四、结束语

GSP工艺与Luigr工艺目前都有正式的生产应用，都属于较为成熟的工艺技术，但我国引进Luigr工艺时间较长，对工艺的消化吸收较好，所有设备基本实现国产。而GSP气化工艺由于引进的时间较晚，主体设备需要进口。

参考文献

[1]崔意华，袁善录.GSP加压气流床气化技术工艺分析[J].煤炭转化， 2008， 31（1）.

[2]尤彪，詹俊怀.固定床煤气化技术的发展及前景[J].中氮肥， 2009，（9）.

[3]夏鲲鹏，陈汉平，王贤华等.气流床煤气化技术的现状及发展[J].煤炭转化，2005，28（4）.

篇5：焦炉煤气二次净化新工艺

焦炉煤气二次净化新工艺

在冶金行业的`焦炉煤气二次净化设计中,探索出一条新路径.可以高精度脱除焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢、焦油、萘、苯等;同时具有操作简单、自动化程度高,运行成本底,环保等特点.

作 者：郭永强 GUO Yong-qiang  作者单位：山东省冶金设计院有限责任公司,山东济南,250014 刊 名：广州化工 英文刊名：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2009 37(4) 分类号：X7 关键词：焦炉煤气   二次净化   高精度  

篇6：煤气化工艺论文

余热蒸发工艺处理煤气发生站含酚废水

结合煤气发生站含酚废水的`特点和产生来源,介绍从酚水减量治理出发,将余热回收及废水循环利用与含酚污水处理有机结合的含酚废水综合治理方法.

作 者：苑卫军 郭健 陈玲 作者单位：唐山科源环保技术装备有限公司,河北,唐山,063020刊 名：节能与环保英文刊名：ENERGY CONSERVATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：“”(2)分类号：X7关键词：余热蒸发 废水利用 煤气发生站 含酚废水

篇7：煤气化工艺论文

景志林，张仲平（山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606）2007-12-14 山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目（二期工程）。焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。

对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。焦炉气配煤造气制合成氨的必要性

焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。必须补碳。综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分（H2+CO）高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。

因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。2 工艺生产路线概述

将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至（1～3）×10，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。

灰熔聚粉煤气化炉生产的煤气，单独进行压缩、净化、中温变换，之后也进入ZnO 精脱硫槽，与转化后的中变气混合，一起进入低温变换炉，进行深度变换。变换后的低变气进入脱碳装置脱除CO2，控制脱碳气中CO2含量≤0.2%，再经甲烷化装置精制，使气体中的CO＋CO2 ≤20×10，合格的氢氮气经合成气压缩机组，加压至31.4 MPa送往氨合成装置。氨合成采用31.4 MPa的高压合成工艺。流程示意如图1。氨合成产生的放空气净氨后，作为转化装置预热炉的燃料气。

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3图1 工艺技术路线方框图 合成氨工艺的选择 3.1 焦炉气的转化

焦炉气转化制氨合成气有以下两种方案。

方案一 蒸汽转化

本方法通过蒸汽转化，将焦炉气中的甲烷转化为H2、CO、CO2，以降低合成气中的惰性气体含量，同时增加CO、CO2量，该法制得的合成气中氢含量高，H2/N2在补N2时调节。缺点是：蒸汽转化炉投资较高，能耗较高，致使生产成本偏高。

方案二 富氧—蒸汽转化的方法

采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧提供，燃烧后的尾气没有外排而是直接进入合成原料气中，生产合成气的H2/N2比例由加氮量控制。该法比以天然气为原料的蒸汽转化生产合成氨过程简单，流程简短，易于控制。虽然到目前为止，利用焦炉气生产合成氨的厂家还为数不多，但可以认为是工业应用中成熟的国产化技术。为节省空分装置的氧气用量，保证转化炉操作的稳定性和安全可靠性，流程中设置了蒸焦预热炉和富氧—软水预热炉。

综合各方面的因素，由于本装置的主要目的是利用富余的焦炉气生产合成氨，使焦炉气得到最大限度的利用。因此，采用富氧—蒸汽转化比较合理。3.2 煤造气

本装置造气采用常压灰熔聚流化床气化炉，净化加压后，在变换工序补入系统。

新建3台Φ3600 mm常压灰融聚流化床气化炉，两开一备，以粉煤为原料生产煤气，煤气经湿法脱硫，加压至2.3 MPa后，再经ZnO干法脱硫和中温变换，在ZnO精脱硫工序补入系统。

工艺流程主要包括进料、供气、气化、除尘、废热回收等工序。3.3 净化 3.3.1 脱硫工艺

（1）湿法脱硫 分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法有PDS法、改良ADA法，栲胶法、茶灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、KCA法。

经过综合比较，栲胶脱硫和改良ADA脱硫都是本装置可以采用的脱硫工艺，但考虑到公司现有“8·13”装置采用的是改良ADA工艺，且使用效果良好，工人操作熟练，因此，本装置拟采用“改良ADA＋PDS”工艺。对再生后硫泡沫的处理，采用连续熔硫工艺，主要设备熔硫釜，选用邯钢化肥公司开发的、获国家专利的“连续进行硫回收的金属釜”。同时，设溶液回收装置。该工艺具有如下特点：设备台数少、不建厂房、投资较省；操作简单易掌握，生产安全；生产弹性大，可根据负荷间断或连续运行；操作人员少，维修量小，运行费用低；生产过程中没有废气、废渣、废液产生，操作环境好。

（2）干法脱硫

湿法脱硫后，焦炉气中仍含无机硫20mg/m,有机硫约250 mg/m，硫是转化、变换、甲烷化和合成催化剂的毒物，为降低消耗，延长催化剂使用寿命，采用干法脱硫。干法脱硫主要有氧化铁法、铁钼＋锰矿法、活性炭法、钴-钼加氢法、氧化锌法等。

无机硫的脱除相对容易，有机硫则不易直接脱除，一般先转化为无机硫，再进行脱除。加氢转化反应属可逆反应，故转化前先进行无机硫的脱除，以保证加氢反应彻底。焦炉气中硫的形态复杂，且含有较难转化的噻吩，用铁钼加氢串氧化锰法比较合适。该法在焦炉气制合成氨工艺中已运行多年，效果良好。因此，本装置选择此方法，并在氧化锰槽后串中温氧化锌槽把关，以确保总硫小于（1～3）×10。3.3.2 变换工艺

变换系统按照热利用方式，分为换热式流程和饱和热水塔流程两种。换热式流程一次性投资省，占地少，操作稳定，蒸汽消耗较高；而饱和热水塔流程可以多回收部分反应热，提高气体的温度和湿含量，减少外加蒸汽量，降低能耗，但装置投资费用较高。本装置变换操作压力高，由饱和塔带出的水蒸气量相对于中、小型氮肥厂的低压变换为低，因此本装置采用换热式中串低变换工艺，流程中设置废热锅炉回收变换反应热，副产的中压蒸汽用于本系统。3.3.3 脱碳工艺

目前合成氨厂采用的脱碳方法，大致可分为三类，即化学吸收法、物理吸收法和物理—化学吸收法。化学吸收法适合于CO2分压低的气体净化，此法净化率高，但脱碳溶液溶剂再生时需加热，能耗高，热钾碱法属于此类方法。物理吸收法适合于CO2分压高、处理量大的气体净化，脱碳溶剂再生采用降压工艺，不需加热，但净化率略低于化学吸收法。碳酸丙烯酯脱碳法（简称PC），聚乙二醇二甲醚脱碳法（简称NHD法）均属此类方法。物理—化学吸收法处理量大，净化率高，生产操作稳定，但脱碳溶剂的再生需加热，蒸汽耗量较大，N-甲基二乙醇胺加少量活化剂组成的脱碳溶剂（简称改良MDEA），其脱碳机理就属物理—化学吸收法。该法兼具物理及化学吸收法的特点，溶液再生通过减压闪蒸和加热汽提共同完成，该法溶液稳定，操作简单，净化度较高，但仍需要消耗一定的热能，其再生热能消耗以CO2计约为1880 kJ/m。

改良热钾碱法脱碳工艺尽管热能消耗较高，但配转化流程，在天然气制合成氨厂广泛采用，且气体净化度和CO2回收率高。非常适合本装置转化后变换气中CO2含量较低、系统操作压力不高的工况，可以弥补焦炉气中CO2不足的缺点。故项目采用改良热钾碱法脱碳工艺。具体流程为三段吸收、双塔变压再生的先进工艺，进一步降低溶液再生能耗。3.4 合成

3.4.1 压缩机的选择

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压缩工序是合成氨系统的心脏部分，压缩机是合成氨生产的关键设备。目前，国内外大中型合成氨厂压缩一般采用离心式和往复式压缩机。

国内外许多气头和油头的大中型合成氨厂均采用离心式压缩机。但离心式压缩机有以下不足之处：（1）使用条件要求高，要求原料气体不含油、尘；（2）排气压力较低；（3）离心式压缩机整机或主要部件需引进，投资高；（4）采用汽轮机驱动时，热动与工艺联合，相互影响，稳定性差。

本装置以焦炉气为原料生产合成氨，由于焦炉煤气中氢含量较高，使得气体分子量很小，且焦炉气中含有尘和焦油，这些因素都给使用离心式压缩机造成困难，故不宜采用离心式压缩机。而往复式压缩机与离心式压缩机相比尽管有不足之处，但有运行平稳可靠，排气压力高，系国内制造、使用经验丰富的优点。为此本可研选择往复式压缩机，采用低压段和高压段分开的压缩方案。3.4.2 精制

CO和CO2都是氨合成催化剂的毒物，经初步净化后的气体，进入合成系统之前，必须再行精制，使CO＋CO2的含量低于20×10，并清除残留的O2和H2S。通常采用两种方法处理：一种是借助于镍催化剂将微量的CO和CO2转化为惰性的甲烷，即甲烷化；另外一种方法是用适当的溶剂将残余CO和CO2吸收掉，即铜氨液洗涤法。

采用甲烷化的方法，由于合成气中的氢含量高，甲烷化反应比较彻底，其中的CO和CO2含量可以降至10数量级，其工艺流程简单，设备较少，操作费用低。适用于各种合成氨配套产品的生产流程，操作压力随所配产品流程不同而有差异，但此过程消耗掉数倍于一氧化碳和二氧化碳含量的氢气，而且还生成一些无用的甲烷气体，使得合成气中的惰性组分含量增加，合成系统放空量增加，损失加大，能耗增高。铜氨液洗涤法技术较成熟,醋酸亚铜氨液稳定性好，气体净化度高。但此种方法不仅能耗高，工艺条件要求比较严格，而且由于废液中含有重金属“铜”，存在环境污染的问题。

上述两种方法相比，甲烷化法具有流程简单、操作方便、设备和操作费用低等明显优点，故本工程推荐采用甲烷化精制工艺。3.4.3 氨的合成

对于氨合成来说，传统的反应压力为31.4 MPa。近年来合成压力有逐渐下降的趋势，16 MPa的氨合成装置已在一些中大型氨厂运行。合成的压力高，压缩功高，但有利于反应平衡，设备相对缩小。合成的压力低，压缩功相对低，但设备相对增大。压力高低各有利弊。本工程按31.4 MPa氨合成设计。选用先进可靠、技术成熟的φ1800 mm合成塔内件及与之相配套的高效分离内件、后置式废热锅炉（热回收系统）。具有塔阻力小，氨净值高，使用寿命长，操作稳定简单，投资少的特点。设置废热锅炉回收反应热，副产蒸汽。

3.4.4 氨氢回收

氨回收是合成氨厂节能降耗的主要措施之一，设置等压回收塔，用尿素深度解吸液洗涤回收氨罐弛放气和合成放空气中的氨，得到的稀氨水送尿素车间解吸，降低氨耗。洗涤后的尾气送转化加热炉作为燃料气燃烧，减少燃料焦炉气的消耗。

由于本装置转化消耗燃料气，故不设氢回收装置。4 环保和节能

（1）环保 －6－6 合成放空气主要有害物为CH4、NH3，放空气经洗涤NH3后，减压后送转化加热炉燃烧，得到的稀氨水，送往尿素解吸、水解系统回收利用。

本装置在建设中，对生产过程中排放的“三废”，均采取了有效的治理措施，保证污染物达标排放，符合国家推行的清洁生产要求。

（2）节能

本着降低能耗、提高经济效益、改善环境的目的，采用了如下节能技术措施：充分利用变换气余热，作为脱碳再生塔煮沸器的热源，既节省蒸汽，又节省冷却水。转化、变换、甲烷化、氨合成等采用新型催化剂，提高转化效率，降低能量消耗。脱碳采用涡轮泵回收能量，吨氨节电19.2 kW·h。气化工艺采用常压灰融聚工艺，以烟煤为原料，符合中国节能技术政策大纲。

本装置合成氨的单位能耗为48282.8 MJ，折标煤为1647 kg，优于现阶段（2004年底）我国平均水平（吨氨耗标煤1700 kg），但与国际先进水平（1000 kg）相比，相差了647 kg。在今后设计及生产中将采取更先进的节能措施，以便更好地节约能源。5 结 语

本项目以焦炉气为原料，焦炉气经脱硫、压缩、精脱硫、富氧转化、中串低变换、改良热钾碱脱碳、甲烷化、合成气压缩、氨合成。工艺技术成熟可靠，产品纯度高，消耗定额低，生产成本低。

篇8：浅谈如何优化煤气化制甲醇工艺

1 煤气化制甲醇工艺的弊端

1.1 压力波动对煤气化制甲醇工艺的影响。

现阶段, 我国的甲醇工艺日趋完善, 但仍然存在许多的不足之处, 其中一个值得有关专家重视的的问题是压力波动对煤气化制甲醇工艺的影响。由于压力波动的影响, “废锅”的运行也受到一定的损害, 而且, 经过“废锅”处理过的蒸汽是大量的, 而且需要被输入到系统管道网络内, 现阶段, 我国存在很多因系统压力速升从而造成系统管道网络线断开的例子, 例如16年前在上海出现的压力速升的现象, 由于工作人员在对系统管线进行清洗时, 将其不小心给弄断, 进而使得废锅内的气压升高, 由于高温高压的作用下, 煤浆发生了一系列的屋里变化, 最终由液态变为气态, 倒流后, 气态煤浆迅速融化三通处的关键部分, 从而形成一个小洞, 使得炉内的具有高温和高压的气体逃逸出炉, 使得炉旁边的工作人员收到极大的伤害, 且对工作人员的治疗费用和修补炉的费用是一笔大数目, 这为企业造成了巨大的经济损失, 也对在企业工作的人员心灵造成了阴影。

1.2 杂质的存留现象对制造甲醇工艺的危害。

[1]现阶段, 我国的甲醇制造工艺有一些弊端, 其中, 最为常见的就是结蜡现象, 在制造甲醇的工艺过程中, 其工艺系统常常出现结蜡现象, 尤其是经冷水过滤后, 它的结蜡现象最为明显, 致使甲醇的合成量大幅度降低, 在甲醇合成的先阶段, 很多的蜡就会将精馏进料泵堵住, 在下一个阶段时, 由于合成塔中进行化学变化, 进而温度有所改变, 而且, 在甲醇合成的地方, 其温度有所提高, 也相对应地减缓了结蜡的现象, 进而, 进料不能通行的现象也有所好转, 然而, 这并不代表结蜡现象有所好转, 恰恰相反, 这种现象常常是因为整个主要的系统里存在一些杂志, 例如残留的二氧化硅、一些具有酸性和碱性性质的物质, 这些往往会造成结蜡现象, 使得系统里的水冷器的传导温度效果减少, 最终, 容易导致入口和出口的温度差距过大, 出口的温度特别高, 这些现象最终造成甲醇的产量降低, 也导致了没有冷却的甲醇增多, 这些问题对企业的长久发展造成了一定不良影响。

1.3 煤气化造成的不良环境影响。

众所周知, 随着中国化工业的迅速发展和人民生活水平的日益提高需要消耗大量的不可循环利用的一级能源, 严重打破资源平衡, [2]致使地球不堪重负, 而煤气化工艺采用燃烧煤资源的方法, 进而获得热量, 从而制得甲醇, 在燃烧甲醇工程中, 产生了大量的二氧化硫和二氧化碳, 这样严重加剧了温室效应, 而且造成了一定量的大气污染, 轻微时会造成“雾霾”, 对人们的交通出行造成一定程度的不便, 也对居民的身体健康造成了一定程度的影响, 严重时会造成酸雨, 酸雨将会腐蚀树木和建筑, 酸雨淋过的土地具有一定的酸性, 重则有些植物无法在土地上生长, 轻则使得生长在这片土地上的植物发育不良, 农民获得的收益减少, 而温室效应的加剧将会造成冰川融化, 全球的海平面上高, 使得一些低洼海岛和邻近海的居住地点被淹没, 造成了大量的人力和无力损失。因此, 节能减排, 保护环境, 改良生产甲醇的工艺势在必行, “节能减排”技术作为日后化工业发展的主要风向标, 开发新的“节能减排”制甲醇技术对化工业技术日后的发展有相当大的帮助。

2 解决方法

2.1 用煤浆管线止回阀。

众所周知, 煤气化生产甲醇的工艺中, 废锅里的煤气管道会因为许多的原因, 最终造成锅内气温和气压升高, 进而导致各种程度的损害, 造成了一定程度的经济损失, 目前, 我国针对这一多发状况, 用一种新的方法从而避免了这种现象的产生。当发生气温和气压升高时, 有许多的高压气体从小洞穿过, 要想防止锅内高温高压气体倒流, 目前国外出台了一种新的方法, 就是利用止回阀, 使得高压高温起亚从小洞中流出, 避免使得废锅内的气体不能向外喷出, 进而防止对施工人员造成一定程度的危害, 进而减少企业受到的巨大经济损失。

2.2 改善清理灰渣的系统工艺。

灰渣的“锁斗”系统运行中的问题主要有:“破渣机”和“锁斗”间的“导渣管”堵塞, 而“破渣机”的上渣架桥, 致使渣出不来, “锁斗”的循环泵轴封频繁泄漏。可用两项工艺措施对“锁斗”的系统进行改造和完善:一是将KV09阀改为性能比较可靠的止回阀;二是增设工艺管去渣水处理系统, 用于应急处理, 并且在“锁斗”循环系统发生故障时, 可代替KV05阀管线的功能。总硫的控制包含对H2S和COS的控制。甲醇净化的总硫的控制的步骤有:首先将大部分的COS水解转化成无机硫;第二, 进行NHD脱硫, 将变换气中的H2S (含量较高) 控制在低于2mg/m3的水平;第三是进行干法脱硫;第四, NHD进行低温脱碳时进行脱硫, 使得COS含量在2~3mg/m3范围内;第五, 对COS水解;第六, 精脱硫, 将总硫的控制在015mg/m3。整个系统的控制是相互关联的, 若前一步超标, 则会对下一步的正常操作有所影响。

2.3 发展可持续方法制甲醇的工艺。

我国“十二五”规划明确表示, [3]国家的发展应该向着资源节约型、环境友好型、普遍经济型的工业化目标迈进, 同时还初步建立了以节能504为目标的节能设计标准体系, 自此, 各国大力相应号召, 而中国作为最大的发展中国家, 全国各地需要开采和应用大量的一级能源, 中国人民逐渐意识到祖国母亲的不堪重负。时代在进步, 社会在发展, 人们越来越意识到节能环保的重要性, 为了我们子子辈辈的将来, 保护环境是每一位居民的责任。节能技术的研究需要多种技能的人才。通过实践考察方式将理论创新与实践考察结合。应吸取国内外成功经验与理论知识, 接受宝贵建议和经验, 并与各国研发人员共同探讨, 尽量减少或者杜绝不可循环利用的一级能源, 从而总结出制取甲醇的绿色方法。在低碳时代到来之际, 可持续制甲醇工艺正是迎合市场发展潮流的产物, 将成为未来化工业的发展趋势。

3 结论

随着我国的社会经济发展和人民生活水平的日益提高, 我国的化工业也在高速发展, 中国作为全世界最大的发展中国家, 需要一定量的化工产品作为发展基础, 例如甲醇和乙烯, 这些化工产品为衡量我国的发展的标准, 而我国的煤气化制甲醇工艺虽处于中国领先地位, 但仍存在许多的不足之处, 并且不能以破坏自然环境为代价来换取中国的迅速发展, 如若企业想要获取更大的利润, 那么, 出台新的制造甲醇技术, 促进化工业的快速发展势在必行。

摘要：众所周知, 煤气化制甲醇是一个难度极高的工艺, 因此, 简化操作方法、改善制作技术和提高甲醇产量势在必行。本文主要介绍煤气化制甲醇的工艺流程, 极其所存在的相应问题, 并针对问题提出相应的改进方案, 希望借此文章能抛砖引玉, 最终实现优化煤气化制甲醇工艺。

关键词：甲醇工艺,煤气化,影响

参考文献

[1]侯钦利, 王冬, 梁雪梅.德士古气制甲醇存在的问题及解决措施[J].化肥设计, 2010.

[2]吕运江, 王冬, 赵绍民.德士古煤气制甲醇工艺浅析[J].中氮肥, 2011.

篇9：气化炉工艺烧嘴损坏因素及措施

【关 键 词】工艺烧嘴、高温合金、压差、残碳

【中图分类号】TQ016【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0267-01

1、概述

1.1 烧嘴情况

造气装置采用美国GE能源公司重油气化专利技术，利用重油或裂解焦油不完全氧化法生产合成气。其原理是将重油或裂解焦油、工艺水、氧气按一定的比例混合，通过造气炉顶的特殊设备—工艺烧嘴喷入高温气化炉内进行快速不完全氧化发应，生产由H2和CO 组成的合成气。工艺烧嘴是造气流程中的关键部件，是GE能源公司专利的一个组成部分。2012年开工时，直接由国外引进的共有二台，后又委托北京航天十一所测绘并仿制了一台，美国GE能源公司委托沈阳通用黎明部件有限公司制造了一台，现在一共有四台工艺烧嘴。

1.2 烧嘴结构简介：

内芯头体部堆焊钴50合金；内芯杆体部材质为304和316L不锈钢合金。工艺烧嘴的外氧喷头口部直径为30.2 mm，裂解焦油/工艺水喷头口部直径为21.7mm，内氧喷头口部直径为14.2 mm，经过缩径段变径之后间隙缩小，至烧嘴头处间隙仅为3.8±0.25mm。

2、烧嘴损坏经过

2012年10月19日，造气炉-碳洗塔间压差PDI12015值为0.7Mpa，高于正常压差值0.45Mpa，至10月26日压差PDI 12015从0.7Mpa上涨到0. 8Mpa左右，并且呈上涨趋势，然后突然下降至0.30Mpa左右，装置联锁动作，被迫停车。相关不正常的现象为：（1）P1102焦油泵出口压力升高，从原来的3.8Mpa左右，升高到4.3Mpa左右。（2）入炉工艺水流量波动。（3）从10月初发现压差高开始，至检修前，压差变化有反复增高的趋势。当入炉压差高到一定程度时，突然下降至0.30Mpa左右，装置联锁动作，被迫停车。

当时运行的工艺烧嘴位号为Z1201B，怀疑是工艺烧嘴的问题。10月26日，停车检修，吊出烧嘴发现烧嘴头部严重损坏，烧嘴内芯头端部钴基合金已烧掉，套管内部结碳严重。

3、烧嘴损坏原因分析

3.1 烧嘴头堵塞

工艺烧嘴头的焦油/工艺水环形通道间隙为3.8mm。如果入炉焦油中的碳黑或其它杂质含量多，过多的碳黑颗粒和杂质不但影响焦油的雾化效果，而且有可能粘结在环形通道内壁上，尤其在变径处和烧嘴头处容易产生这样的粘结现象，造成进料阻力增大，从而导致PDI12015压差增高。根据当时的运行情况看，PDI12015压差高，焦油入炉压力高，正是烧嘴焦油/工艺水环形通道堵塞所导致的现象。当烧嘴焦油/工艺水环形堵塞后，蒸汽流量减小，导致入烧嘴的渣油体积减少，出烧嘴的渣油流速降低，火焰黑区缩短，燃烧区上移，烧嘴局部温度过高，长时间会导致烧嘴的损坏。烧嘴端部温度逐渐升高所带来的负面联锁效应便是套管内部结碳聚合的加速，于是入炉压差逐渐升高，当高到一定值时，结碳聚合处承受不住高压的冲击，逐渐破裂冲出烧嘴，使压差有些好转，但随着结碳的增多和烧嘴变形的加剧，又重复进行上述的破裂，这样恶性循环导致烧嘴损坏速度不断增加，从而使端部的高温合金严重损坏。

3.1.1 引起烧嘴头堵塞的原因

（1）焦油质量：现使用的原料焦油来自化工一厂的E3渣油，该渣油是各种复杂的烃类化合物的混合物，其中含有很多环芳烃、过渡金属及非烃类化合物等，所以其性质是各组分性质的综合表现。有机物积垢主要为渣油在高温下形成的聚合物或缩聚物。聚合物是由渣油中烃类溶解的微量氧引发的，发生氧化链反应生成的，渣油中的金属离子又能加速链增长，反应生成的聚合物粘在一起，沉积在金属表面上形成积垢。

（2）温度对结垢的影响：渣油高温下结垢行为可以看作是一个复杂的连串反应，温度越高结垢越严重，而且当超过一定温度时，结垢速度加快。

（3）焦油流量对结垢的影响：焦油流量越小，在积垢管道内经历高温的时间越长，结垢越严重。车间曾多次经历焦油泵流量不足的现象，这很容易引起烧嘴的结垢。

（4）杂质的影响：焦油中的灰分、金属含量、残碳、水分等的指标以及密度、粘度等如果不符合相关的设计要求都会引起烧嘴内部堵塞现象的发生。车间曾对金属含量进行了监测，金属中的铁、钠、钙、镍等会与焦油中的聚合物等发生氧化反应形成高熔点的氧化物析出粘结在烧嘴内壁上，从而堵塞烧嘴通道。在对金属含量的分析中，我们发现焦油中的金属含量都很少，原料焦油中的金属含量不会对烧嘴的运行产生影响。

车间以后的重点将放在对灰分、残碳等指标的监测上，因为灰分和残碳的增多将加大焦油的密度，使焦油流动的内阻力增大，从而减小了焦油的流动性，增大了焦油的停留时间，直接加大结垢的可能性。而且由于碳黑水工段的灰水中残碳随着生产的不断调整，含量是不断变化的，必须建立相应的监测手段以控制其含量在应有的指标之内。

（5）油水混合器的影响：气化反应中油水混合器的作用是非常重要的，加入工艺水量会大大降低原料油的粘度，雾化原料油，使雾化效果完全。适当加入工艺水可增加火焰长度，使黑区增长，热点下移，降低烧嘴的温度，保护烧嘴。当雾化效果不好时，就会因此造成烧嘴头部的损坏。

3.2 烧嘴质量问题

将损坏的烧嘴内芯取出进行光谱分析，未发现异常。造气炉烧嘴从装置开工至现在情况如下 ：总运行时间9个月，最长运行时间1个月，修理12次，内芯炸胀1次，环隙变形5次，烧嘴头烧掉12次。

从2012年烧嘴投用至今，12次损坏情况都是烧嘴头部变形或烧损。而修复时，对烧嘴头部钴基合金进行整体更换的次数非常有限，大多是在原有基础上进行修复，返修多次就会造成头部高温合金渗铁、渗碳等缺陷的存在，而且补焊后在热影响区会发生再结晶的现象，使合金个别部位晶粒不均匀，从而导致烧嘴内芯头部合金的热稳定性能和热强性能下降，即在高温下抗氧化、抗气体腐蚀、抗塑性变形、抗断裂的能力下降，一旦发生过烧现象，就很容易发生烧卷、缺口甚至烧损现象。

3.3 工艺操作原因

由于装置开、停车及负荷的改变，在调整的过程中，使入炉的氧油比发生变化，当氧油比变大时，炉温瞬间急剧增加。据有关文献报道，原料油与工艺水混合形成的两相流与氧气一起离开烧嘴，并于适当处达到充分混合，剧烈发应，释放出大量的热，火焰中心温度可达到1600～1700℃。由于瞬间过氧，火焰温度会更高，这样势必会造成烧嘴的温度增高，直接影响烧嘴的使用寿命。另外由于原料焦油与工艺水混合效果不好，造成油水混合不均匀，也将直接影响到烧嘴的正常运行。

4、避免措施

4.1 设备维修质量控制

4.1.1 维修方必须提供堆焊焊丝的材质证明书。

4.1.2 维修方必须提供合金堆焊后的射线探伤检验报告。

4.1.3 维修方必须提供检修后的打压试漏方面的证明材料。

4.1.4 对于已修复三次以上的合金部分，在检修时，尽量不采用补焊、打磨修复的方法，要重新堆焊整个烧嘴内芯头部。

4.2 工艺控制措施

4.2.1 在调整负荷时，严格控制氧油比，并适当加大入炉的工艺水量，这有利于提高烧嘴的寿命。

4.2.2 定期监测灰水成份的变化，当碳黑水处理系统波动时，减少碳黑水系统补加给油气化系统的水量，当碳黑水操作正常后，逐渐恢复补加量，并做好这一部分的灰水成分监测。

4.2.3 对外来的原料焦油进行监控，一旦外来焦油流量波动时，要及时进行成分分析，并联系化工一厂确认来料组成是否发生变化，且根据分析，及时调整入炉氧气量，防止系统过氧，造成烧嘴的损坏。

4.2.4 监控好炉温，定期对造气炉发生器同一环度的各点温度进行对比分析，及时掌握烧嘴火焰是否存在偏喷现象。

参考文献

[1] 丁辛醇装置工艺技术规程（内部资料）