pdp_大唐气化工艺包

pdp_大唐气化工艺包内容摘要：

取样的一般规定 ................................................................... 129 取样说明 .............................................................................. 130 分析测试要求 ....................................................................... 131 固体物料分析要求 .......................................................... 131 液体物料分析要求 .......................................................... 132 气体物料分析要求 .......................................................... 133 第八部分 安全手册 ........................................................................ 135 概述 ...................................................................................... 135 主要材料安全数据 ............................................................... 135 氢气 ................................................................................. 135 氧气 ................................................................................. 138 硫化氢 ............................................................................. 140 氮气 ................................................................................. 143 一氧化碳 ......................................................................... 145 二氧化碳 ......................................................................... 148 三氯甲烷 ................................................................ 150 二氯甲烷 ......................................................................... 153 甲烷 ................................................................................. 155 四氯化碳 ....................................................................... 158 本 工 艺 包 属 清 华 大 学 ， 未 经 授 权 和 许 可 ， 不 得 复 制 、 公 开 V 清 华 大 学 煤 气 化 工 艺 包 概述 项目概述 第 一 部 分 基 础 信 息 第一部分 基础信息 大 唐 呼 伦 贝 尔 1830 化 肥 项 目 大唐呼伦贝尔化肥有限公司由中国大唐集团公司于 2020 年在呼伦贝 尔市投资成立，公司以呼伦贝尔市富集的煤炭资源为基础，是围绕煤炭开 发 项 目 的 企 业。 公 司 正 在 建 设 的 “ 1830 ” 化 肥 项 目 是 呼 伦 贝 尔 市 海 拉 尔 区重点招商引资项目，也是中国大唐集团公司、大唐吉林发电有限公司实 施战略转型和多元化发展的重要步骤。 经过深入的技术比较和讨论，大唐 呼伦贝尔化肥有限公司（以下简称大唐呼伦贝尔）与清华大学和北京达立 科科技有限公司达成协议，在大唐呼伦贝尔建设一座以煤为原料的气化装 置，采用非熔渣 —熔渣氧气分级（ FJ）气化工艺生产合成气。 本工艺设计包（ Process Design Package， PDP ）详细说明了采用 FJ 气 化工艺以纯氧和水煤浆为原料生产 合成气必要的工艺信息、基础设计和详 细的技术说明，包括水煤浆制备单元、气化单元、灰 /黑水处理单元和渣处 理单元。 根据本工艺包提供的信息，有资质的设计公司能够完成项目的详 细工程设计。 氧气分级气化工艺描述 非熔渣 —熔渣氧气分级气化工艺是由清华大学（ Tsinghua University， TU）、北京达立科科技有限公司和山西丰喜肥业（集团）股份有限公司共 同开发的具有自主知识产权的气化工艺，利用氧气（空气或者富氧）对含 碳物质进行部分氧化来生产粗合成气（主要成分为一氧化碳和氢气）的过 程。 原料（水煤浆、干煤粉或者其它含碳物质）通过给料机构和燃料喷嘴 进入气化炉的第一段，采用纯氧作为气化剂，采用其它气体（如纯氧或与 O2以任意比例相混合的 CO N水蒸汽等）作为预混气体调节控制第一 段氧气的加入比例，使第一段的温度保持在灰熔点以下；在第二段再补充 部分氧气，使第二段的温度达到灰熔点以上并完成全部的气化过程。 本 工 艺 包 属 清 华 大 学 ， 未 经 授 权 和 许 可 ， 不 得 复 制 、 公 开 第 1 页 大 唐 呼 伦 贝 尔 1830 化 肥 项 目 第 一 部 分 基 础 信 息 清 华 大 学 煤 气 化 工 艺 包 从界区外的煤预处理工段来的碎煤加入煤斗中，煤斗中的煤经过煤称 重给料机送入磨煤机。 来自研磨水槽的水通过研磨水泵送到磨煤机。 来自添加剂地下池的水煤浆添加剂先进入 添加剂槽中，再通过添加剂 泵送到磨煤机中。 从界区外来的石灰石送到石灰石斗中，在必要的时候石灰石通过石灰 石螺旋给料机送到磨煤机。 在磨煤机上装有控制水煤浆 PH 值和调节水煤浆粘度的添加剂管线。 在磨煤机中，煤、水和各种添加剂一同磨制成浓度大约为 60%的水煤 浆，通过磨煤机出口的滚筒筛，滤去较大颗粒后，进入磨煤机出料槽，由 磨机出料槽泵送进煤浆槽中。 煤浆槽中的煤浆由高压煤浆泵送入气化炉顶 部一个三通道工艺烧嘴的环隙通道，空分装置来的氧气以一定的压力和温 度经氧气流量调节阀、氧气切断阀后，一部分通过工艺烧 嘴的外环通道进 入气化炉，另外一部分通过气化炉侧壁上的二次氧气喷嘴进入气化炉。 用 于调节喷嘴附近区域温度的其它气体（如纯氧或与 O2以任意比例相混合 的 CO N水蒸汽等）通过工艺烧嘴的中心通道进入气化炉。 在气化炉 内煤粉、氧气、水和气体等在高温、高压条件下发生复杂的氧化还原反应， 生成以 CO、 H CO2为主要成分的合成气，气体经洗涤后，作为气化产 品送往下游工序。 气 化 炉 分 上 下 两 部 分 ， 上 部 为 非 熔 渣 熔 渣 燃 烧 气 化 室 ， 下 部 为 激 冷 室。 在燃烧气化 室内反应生产的粗合成气以及在高温下熔融的煤中的灰渣 通过激冷环和下降管进入激冷室。 在下降管上布置有激冷水雾化喷嘴，使 合成气和熔融的灰渣在进入激冷室的过程中被逐渐冷却，从而可以减少激 冷室液位的波动，并减少大渣的形成。 在激冷室下部充满水，合成气在水 中激冷，同时大部分熔渣及残碳以灰渣形式从合成气中除去。 根据灰渣粒 度大小以两种形式排出：粗渣从锁斗排放，细渣则随着黑水一起送到闪蒸 系统。 粗渣和水的混合物通过循环水流的循环作用，经锁斗安全阀、锁斗 进口阀进入锁斗。 锁斗程序启动后，当排渣时间到时，锁斗进口阀关闭， 锁斗减压阀打开，锁斗开始减压。 减压后打开锁斗出口阀，锁斗内的渣和 水靠重力的作用自流到渣池。 粗渣排入渣池的第一室，开始隔离两室的溢流阀保持关闭，固体灰渣 第 2 页 本 工 艺 包 属 清 华 大 学 ， 未 经 授 权 和 许 可 ， 不 得 复 制 、 公 开 清 华 大 学 煤 气 化 工 艺 包 第 一 部 分 基 础 信 息 大 唐 呼 伦 贝 尔 1830 化 肥 项 目 沉降到刮板输送机上，通过刮板输送机把固体运出渣池，约 5 分钟后，溢 流阀打开，较澄清的上部黑水送入渣池第二室，用渣池泵送至真空闪蒸罐。 合 成 气 洗 涤 塔 下 部 的 灰 水 经 过 激 冷 水 泵 加 压 后 送 入 激 冷 室 内 的 激 冷 环和位于下降管上的激冷水喷嘴。 合成气洗涤塔底部排出的黑水与气化炉 激冷室来的黑水一起送往闪蒸系统， 进行热量回收和细渣处理。 气化炉工艺烧嘴的头部有冷却水夹套，夹套上部为冷却水盘管，烧嘴 冷 却 水 经 水 夹 套 和 盘 管 受 热 后 经 过 烧 嘴 冷 却 水 气 液 分 离 器 回 到 烧 嘴 冷 却 水槽，用烧嘴冷却水泵加压后送入烧嘴冷却水冷却器。 在冷却器中冷却后 送入烧嘴冷却水系统。 从 气 化 单 元 气 化 炉 的 激 冷 室 和合 成 气 洗 涤 塔 来 的 黑 水 进 入 灰 / 黑 水 处 理单元的高压闪蒸罐减温减压，然后经过真空闪蒸两级闪蒸及沉淀，灰浆 浓缩到 10～ 20% 送往过滤 机过滤，含水 40～ 60%的滤饼送出界区。 经过滤 机过滤除去绝大部分细渣的灰水进入滤液池，滤液池的滤液由滤液池泵送 入沉降槽处理。 FJ 气化工艺技术的要点是：（ 1）氧气分级供给，气化炉工艺烧嘴和 侧壁氧气喷嘴分别加氧，使气化炉工艺烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化 反应所需的碳与氧的化学当量比约束；（ 2）由于氧气分级供给，可以在 工艺烧嘴采用氧含量从 0～ 100%的不同气体作为工艺烧嘴预混气体，调整 火焰中心的温度和火焰中心距离工艺烧嘴端面的距离，降低气化炉工艺烧 嘴端部的温度。 FJ 气化工艺技术许可包括 ：（ I）原料制备；（ II）氧气分 级气化；（ III ）合成气洗涤；（ IV）固体处理；（ V）灰 /黑水处理；（ VI） 副产品的处理和回收。 根据项目不同，技术许可范围会有所变化。 清华大学一般会根据实际 情况修改 PDP 的范围，以适应不同项目的工程范围。 因此，不能把本 PDP 的工艺和范围看作是 FJ 气化工艺的定义。 大唐呼伦贝尔项目的气化工艺是以纯氧和水煤浆为原料，在气流床气 化炉中煤和氧气进行部分氧化还原反应，生成以一氧化碳和氢气为主的合 成气。 本项目采用呼伦贝尔当地褐煤作为原料，成浆性和煤浆质量较 差。 为了提高煤的成浆性，降低气化成本，本项目煤浆制备部分采用煤炭科学 研究总院国家水煤浆工程技术研究中心的高效分级研磨制浆工艺，本工艺 包 中 涉 及 煤 浆 制 备 的 部 分 是 由 国 家 水 煤 浆 工 程 技 术 研 究 中 心 完 成 并 提 供 本 工 艺 包 属 清 华 大 学 ， 未 经 授 权 和 许 可 ， 不 得 复 制 、 公 开 第 3 页 大 唐 呼 伦 贝 尔 1830 化 肥 项 目 的。 设计基础。