连续气化合成氨生产工艺介绍和原理培训教材(编辑修改稿)

连续气化合成氨生产工艺介绍和原理培训教材(编辑修改稿)内容摘要：

全可靠地得到燃 烧，不对大气环境造成污染，本工程设置了火炬装置。 b、为节省投资，本工程将煤气化及净化装置排放的火炬气在外管廊合并成一根火炬气管道送入火炬系统。 采用先进可靠的技术保证同时满足环境保护和节能的要求。 c、火炬的燃烧能力按装置最大事故排放量的 110%设计。 d、为保证火炬设施点火的绝对安全可靠，本设计考虑了高能点火自动遥控 /手动点火和现场地面内传焰点火两种点火设施。 （ 2）火炬的布置及流程简述（参考） ①火炬的布置 火炬区域占地 23 24 米，其间布置了火炬塔架、气液分离液封罐、火炬气凝液泵、地面内传焰点火装置等 设备和设施。 DN700 的主火炬布置在火炬塔架上，塔架高 60 米，呈等边三角形支撑。 火炬塔架设置直爬梯，并从标高 米处以每间隔 10 米设置了休息平台，在 60 米处设置了检修平台。 ② 火炬流程简述 煤气化装置排放的气体首先进入气液分离罐 V3101 将火炬气携带的液体分离后经水封罐进入主火炬筒体 S3101 和分子密封器X3102，最后通过火炬燃烧器 X3101燃烧处理。 a、氮气 由界外送来的氮气经过自立式调节阀后分别送入主火炬和酸性气体火炬分子密封器 X3102，作为密封用惰性气体。 b、仪表空气 由 界外送来的 仪表空气 除供仪表专业使用外，还将用于地面内传焰 点火 装置配气用。 c、 蒸汽 由界外送来的低压蒸汽主要用作环境温度低时 气液分离罐 和 分子密封器 伴热用。 蒸汽管道的低点和管道末段设置了疏水设施。 d、 液化石油气 由界外送来的液化石油气的主要作用是，当工艺装置事故状态排放的气体热值比较低时火炬无法正常燃烧，此时需向火炬管道内加入液化石油气助燃；此外燃料气还作为长明灯和地面内传焰点火燃料。 第三章 生产工艺原理 一、 1500磨煤与干燥单元 任务 磨煤及干燥单元（ CMD） 的 任务是将原 料 煤经过 干燥 、 研磨 、 分离 等工序制成合格的粉煤。 本单元设置 3 台磨煤机，即 3条磨煤干燥生产线，正常生产时 二 条线运行 ，另一 条线 备用。 以满足下游配套部分的生产要求。 CMD生产线主要满足以下两个要求： （ 1） 保证干粉煤的安全运行和储存：如惰性气体环境（系统要求 O2含量 ≤8% ）。 （ 2） 整个工艺系统能量消耗最小化，如输送和干燥气体的再循环和释放多余气体。 干燥的粉煤满足下列要求： ＞ 90μm ＜ 10%（ wt） ＞ 5μm ＞ 90%（ wt） 含水量 ＜ 2%（ wt） 管辖范围 储罐类共 3 台（原煤仓 V1501A/B/C）； 磨煤机 3 台（ A1501A/B/C，含旋转分离器 S1502A/B/C）； 惰性气体发生器 3台（ F1501A/B/C）； 风机类共 10 台（燃 烧 空气鼓风机 K1501A/B/C、循环风机K1502A/B/C、密封风机 K1503A/B/C、原煤仓排风机 K1504A/B/C、稀释风机 K1505A/B/C）； 过滤器类共 6 台（原 料 煤仓放空过滤器 S1501A/B/C、粉煤 袋式过滤器 S1503A/B/C） ； 输送机共 15台（ 称重 给煤机 X1501A/B/C、 振动料斗 X1502A/B/C、粉煤 螺旋输送机 X1503A/B/C、 旋 转卸料阀 X1504 A/B/C、 粉煤振动筛X1505A/B/C）。 磨煤及干燥原理 从贮存和运输系统送来的原料煤贮存在原料煤贮仓 V1501 中，原料煤经振动料斗 X1502 及称重给煤机 X1501 计量后送到磨煤机A1501内，经磨煤机的三个磨辊研磨后，被通入磨煤机的 150～ 300℃热惰性气体 干燥，并吹送至磨煤机上部的 旋转分离器 S1502 筛分，细粉吹送去粉煤袋式过滤器 S1503，粗颗粒粉煤从分离器掉回磨辊下重新研磨。 150～ 300℃热惰性气体由惰性气体发生器 F1501 送来。 离开磨煤机含细粉煤的惰 性气体温度控制在 105℃ 左右。 （ 120℃） 粉煤的粒径 由热惰性气体流量、磨煤机磨辊的压力和旋转分离器的转速 进行控制。 原料煤贮仓 V1501上装有 煤仓排风过滤器 S1501和煤仓引风机K1504进行 除尘排风。 原料煤贮仓 V1501配有 氮气分配环 以能够熄灭煤的自燃。 为了防止粉煤进入磨煤机内的 轴密封 和 轴承 ，用来自密封风机K1503的空气进行压力吹扫。 磨煤机下部设有 废料箱 以收集排出的因太硬无法磨碎的 石块 及铁块 异物。 （ 1）惰性气体 加热粉煤的热量来源于惰性气体发生器 F1501。 在惰性气体发生器内，合成 氨放空气（ 燃料气 ）与 匹配比例 的燃烧空气（ ～，空气由燃烧空气鼓风机 K1501 送入）进行燃烧并与循环风机 K1502送来的循环惰性气体 混合 ，出口温度在 150～ 300℃。 热惰性气体在磨煤机、粉煤袋式过滤器、惰性气体发生器 三个设备间 通过循环风机进行循环使用。 为保持惰性环境，设计 氧含量最大值 为 8%，可以 排除 粉煤自燃和爆炸的危险。 为维持磨煤机出口 微负压 操作，可 调节 惰性气体 放空 ，为防止系统 负压过高 可 补入氮气。 为防止惰性气体中 湿含量 超标，可开启稀释风机 K1503， 增补 入氮气。 （ 2）粉煤过滤 含粉煤的惰性气体在粉煤袋式过滤器 S1503 里进行分离。 分离下的粉煤逐步堆集在过滤器底仓，由仓底出口设置的粉煤旋转卸料阀X1504排出，经粉煤振动筛 X150粉煤螺旋输送机 X1503 送去煤加压及进煤系统的粉煤贮罐 V1601。 经滤袋过滤的 循环惰气 （粉煤含量小于 10 mg/Nm3）通过循环风机 K1502送去惰性气体发生器。 粉煤袋式过滤器滤袋的清扫需用氮气分箱 离线吹扫 ，可选用压降或定时控制。 取样 在粉煤振动筛 处 ，以取样检测粉煤 粒度 、 水分 和 灰熔点。 主要设备工作原理 （ 1） 磨煤机 （ A1501A/B/C） 工作原理 MPS180 磨煤机是一种 中速辊盘式 磨煤机，其 碾磨部分 是由 转动的磨环 和三个 沿磨环滚动的 固定 且可 自转 的磨辊组成。 需粉磨的原煤从磨煤机的 中央落煤管 落到磨环上，旋转磨环借助于 离心力 将原煤运动至 碾磨滚道 上，通过磨辊进行碾磨。 三个磨辊沿圆周方向 均布于 磨盘滚道上，碾磨力则由 液压加载系统 产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经 磨环 、 磨辊 、 压架 、 拉杆 、 传动盘 、 减速机 、 液压缸 后通过 底板 传至 基础 （见图 ）。 原煤的碾磨和干燥 同时 进行，干燥剂通过 喷嘴环 均匀进入 磨环周围 ， 将经过碾磨从磨环上 切向 甩出的粉煤混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被干燥剂带出分离器。 图 错误 !未找到引用源。 .11 磨煤机加载传递系统 “ 受力状态图 ” 难以粉碎且干燥剂吹不起的 较重 石子煤、黄铁矿、铁块等通过 喷嘴环 落到干燥剂室，被 刮板 刮进排渣 箱，由人工定期清理，清除渣料的过程在磨 机 运行期间 也能 进行（见图 错误 !未找到引用源。 .12）。 MPS180 型磨煤机采用鼠笼型异步电动机驱动。 通过 立式伞齿轮行星齿轮 减速机传递磨盘力矩。 减速机还同时承受因上部重量和碾磨加载力所造成的水平与垂直负荷。 为减速机配套的润滑油站用来过滤、冷却减速机内的齿轮油，以确保减速机内部件的良好润滑状态。 图 错误 !未找到引用源。 .12 磨煤机 “ 沸腾区 ” 示意图 配套的高压油泵站在运行时通过 加载油缸 对磨煤机进行加载，在磨煤机检修时可以手动操纵提升磨辊。 通常一台磨配有一台密封风机。 本工程密封空气用于磨煤机 传动盘 、 拉杆密封 、 旋转分离器的密封。 而对于磨辊的密封由于系统的特殊要求，本工程采用 氮气 进行密封。 维修磨煤机时，在电动机的尾部连接盘车装置。 （ 2） 惰性气体发生器 （ F1501A/B） 工作原理 运行时，部分 循环气体 从 侧面 切向进入燃烧室 外层夹套 ，然后从燃烧室 顶部 边缘均布的 孔 中旋流喷出和燃料燃烧的 高温烟气 进行混合。 合成气燃料燃烧的中心温度约为 1600℃ ，惰性循环气体的温度约为 80～ 105℃ （ 最高 110℃ ），当与合成气燃烧烟气量成一定比例的循环气体掺混到燃烧室高温烟气中后，可使燃烧室烟气平均温度降到1000℃ 以下。 由于这部分低温循环气体的流动路线靠近燃烧室内衬，对炉膛衬里形成屏蔽，起到保护内衬的作用。 燃烧室设置外层夹套，一方面使循环气体流动均匀并预热，达到预热节能效果，另一方面也可起到惰性气体保温作用， 达到减薄炉膛内衬，降低炉壳外表面温度的效果。 在夹套壳体内浇注一层轻质保温材料，可保证炉壳外表面温度低于 60℃。 混合室的旋流结构可提高混合速度。 大部分 循环气体 从热风炉夹套 旋转 进入混合段，其旋转的 方向 和燃烧室 高温烟气 的 旋转方向 相反，这样使得混合速度加快。 旋转气流使得循环气体流动趋于均匀，并能在较短时间里与高温烟气相混合，这样一来，不仅保证了烟气炉出口烟温的均匀性，也使得热风炉的总体尺寸有所减小。 助燃空气通过燃烧空气鼓风机送入炉顶的燃烧器， 空气管线 上设有调节阀，可根据炉子的热负荷调节空气的供给量；燃料 气 采 用合成驰放气。 燃烧产生的高温烟气与循环惰性气体均匀混合后作为干燥剂通入磨煤机，干燥煤粉中的水分。 （ 2） 粉煤过滤器（ S1503A/B/C）工作原理 ① 过滤工作原理 含尘气体从灰斗进入装有滤袋的过滤室，粉尘被阻留在滤袋外面，干净气体透过滤袋，并经 净气室 ， 排风管 、 风 机 和 排气筒 部分 排入大气中去。 ② 清灰工作原理 当滤袋外壁的粉尘层逐渐增厚，使除尘器阻力随之增高，在达到设定的压力值或清灰时间后。