0Pl气化装置操作规程.doc
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1、水煤浆气化装置操作规程目 录第一章 装置概况4第一节 概况4第二节 设计参数4第三节 公用工程8第四节 气化装置物料平衡表9第二章 工艺原理13第一节 气化反应原理13第二节 闪蒸原理16第三章 工艺流程及说明16第一节 气化炉系统16第二节 合成气洗涤系统17第三节 烧嘴冷却水系统18第四节 锁斗系统19第五节 渣水处理系统24第六节 火炬系统25第七节 高压氮气系统26第八节 气化炉安全系统及联锁27第四章 开车41第一节 开车条件41第二节 开车准备41第三节 正常开车程序42第四节 第二气化系列开车54第五章 停车56第六章 正常操作62第七章 主要控制指标64第八章 不正常现象及事故
2、处理81第九章 事故预案87第十章 安全阀一览表94第十一章 设备一览表100第十二章 单体设备操作法113第一节 高压煤浆泵P8103单体操作法113第二节 破渣机单体操作法125第三节 捞渣机M8201ABC单体操作法130第四节 离心泵单体操作法138第五节 火炬系统单体操作法140第六节 搅拌器单体操作法158第七节 事故高压氮气压缩机C8201单体设备操作法160第八节 真空过滤机M8501单体操作法170第十三章 安全技术179第一节 气化装置中有毒有害气体的理化性质179第二节 有毒有害气体急救方法179第三节 气化工段一氧化碳浓度指示及报警181第四节 气化工段分析仪表指示及报
3、警182第五节 安全生产注意事项182第一章 装置概况第一节 概况本装置采用美国德士古发展公司的水煤浆加压气化技术,以煤、石油焦和纯氧为原料,年产30万吨合成氨和3万吨氢气。采用激冷流程,气化压力为4.0MPa(G)、气化温度1400。系统配置3台气化炉、3台洗涤塔,正常生产时均为两开一备;同时配置2个闪蒸系列,正常生产时,闪蒸系统无备用系列;1套沉降及灰水回用系统和2套真空过滤系统。此外,装置中还设置了火炬系统,以满足开、停工和事故工艺气放空的环保要求。装置正常生产时排出的废气量约为155Nm3/h、废水量约50m3/h(送污水处理装置)、粗渣(干基)约10.48t/h、细渣(干基)约3.1
4、1 t/h。本岗位的主要任务是把制浆岗位生产的煤浆与空分生产的氧气在气化炉内进行部分氧化反应,生产出以CO、H2为主要成分的工艺气,洗涤后送往净化工段;同时,回收利用系统排出的黑水,并将粗渣和细渣从系统中分离出去。第二节 设计参数1. 洗涤塔出口合成气产量(两个系列):178934Nm3/h(干基);2. 洗涤塔出口有效气产量(两个系列):137136Nm3/h(干基);3. 两套磨煤系统,每套的设计能力为总能力的75%;4. 三套气化炉、洗涤塔,每套设计能力为总能力的50%;5. 二套黑水闪蒸、黑水处理系统,每套设计能力为总能力的50%;6. 一套沉降及灰水回用系统,设计能力为总能力的100
5、%;7. 二套真空过滤系统,每套设计能力为总能力的100%;8. 气化炉燃烧室尺寸:25.5m3,即900立方英尺;9. 气化炉燃烧室温度:1370;压力:4.0 MPa (G);10. 原料煤和石油焦分析数据如下(元素分析,Wt%,干基): 煤或焦 元素分析义马常村煤北宿煤华亭煤镇海石油焦金陵石油焦碳60.1270.1269.2290.1991.44氢4.004.944.343.994.66氮0.751.220.580.961.70硫(8) 0.314.740.724.551.96氧13.725.1513.110.000.00灰份21.1013.8012.030.310.47总量100.00
6、99.97100.00100.00100.23氯含量PPMW 25.00无19.004.0010.00高热值KJ/Kg23767.029182.027056.035697.036041.0Btu/b10218.012558.011632.015361.015495.0灰熔点12341319125613581261含水量wt% 10.2010.0010.008.607.0011. 50%煤和50%焦混合后分析数据如下:元素分析:重量%(干基)煤/焦常村煤焦碳75.1660.1290.19氢4.004.003.99氮0.860.750.96硫2.430.314.55氧6.8613.72灰份10.7
7、121.10.31水份:重量% (收到基)9.410.28.6氯含量:PPM(重量)干基15254高热值:kcal/kg干基70985677853412. 煤浆粒度分布(wt%,US筛):8 目99100%通过14目98100%通过40目8595%通过小于325目2535%通过13. 煤浆进料(每系列):71.9t/h(60m3/h);浓度(含固重量):6064%;温度:72;PH值:7;14. 氧气:每系列27710Nm3/h;纯度99.6%;温度:40;压力:6.0MPa(G);15. 出洗涤塔合成气温度:215;压力:3.745MPa(G);16. 出洗涤塔合成气成分(每系列):成分流量
8、V%CO35830Nm3/h40.17H232737 Nm3/h36.70CO219397 Nm3/h21.75CH488.24 Nm3/h0.1Ar110.8 Nm3/h0.12N2283.37 Nm3/h0.32H2S698.7 Nm3/h0.78COS17.07 Nm3/h0.019NH330.36 Nm3/h0.034H2O100.78t/h17. 三废排放:序号废物名称温度压力MPa(G)排出点排 放 量组成及含量去向备 注单位正常最大1气化放空气2143.74合成气洗涤塔Nm3/h107302214605429209H2: 15.26%; CO: 16.70%CO2: 9.04%;
9、 N2: 0.13%Ar: 0.05%; NH3:0.15%H2S+COS: 0.34%CH4:0.01%; H2O: 58.32%去火炬开、停车及事故时排放2闪蒸汽980.4中压闪蒸分离器Nm3/h206450H2:20.71%; CO: 26.40%CO2: 31.94%; H2S: 2.11%H2O:18.43%; NH3:0.01%COS: 0.12%送入变换工段冷凝液汽提塔变换冷凝液汽提塔排出气去火炬3废水420.4低压灰水泵m3/h3850COD: 185 BOD: 959NH3: 206PPm Cl-: 21PPm甲酸盐:533PPm氰化物:5PPm总硫:2.5PPm总悬浮物:1
10、00总溶解性固体:2400PPmPH:7.79.5去污水处理4废渣刮板输送机真空过滤机t/h20.977.7940.4025.90H2O:50%,含C14.6H2O:60%,含C45.6去渣场第三节 公用工程1. 脱盐水:40、0.72 MPa(G);2. 循环冷却水:循环进水33、循环出水43;3. 新鲜水:常温、0.5 MPa(G);4. 脱氧水:120、6.0 MPa(G);5. 低压蒸汽:158、0.5 MPa(G);220、1.0 MPa(G);6. 中压蒸汽:388、3.82 MPa(G);7. 氮气: 常温、0.7 MPa(G);常温、2.1 MPa(G);常温、4.0 MPa(
11、G);常温、9.510.5 MPa(G);8. 变换低压冷凝液:142、0.4 MPa(G);9. 变换高压冷凝液:168、2.9 MPa(G);10. 尿素冷凝液:90、0.2 MPa(G)。 中国天辰化学工程公司第四节 气化装置物料平衡表工程名称金陵化肥技改工程设计项目气化文件编号T01073-6100-PS08-01版次1编制校核审核日期页码物料号123456物料名称氧气原料煤石油焦新鲜水滤液合成气组 分分子式分子量m3(标)/h(V)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%m3(标)/h(V)%m3(标)/h(V)%一氧化碳CO2835810.0640.26氢气H223
12、2703.8636.77二氧化碳CO24419243.1921.64甲烷CH41688.000.10氩气Ar40220.520.40110.510.12氮气N228283.010.32硫化氢H2S34686.870.77氧硫化碳COS6017.500.02氧气O23254910.4899.60干基55131.00100.0088942.99100.00水(气)H2O1816954.13湿基105897.11氨NH317煤(干基)41389.5089.80石油焦(干基)41389.5093.00渣(干基)水H2O184701.2610.203115.347.006495.35100.003733
13、4.05100.00温度40.00常温常温32.0070.501400.00压力Mpa(A)6.50常压常压0.500.804.10密度Kg/m3994.00977.006.00物料号789101112物料名称合成气酸性气滤饼粗渣真空泵补充水尿素来废水组 分分子式分子量m3(标)/h(V)%m3(标)/h(V)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%一氧化碳CO2871614.0040.276.1112.7417.14氢气H2265399.0036.778.7218.1815.65二氧化碳CO24438455.0021.6231.3865.429.20甲烷CH
14、416176.000.100.000.000.04氩气Ar40221.000.120.010.020.05氮气N228566.000.320.010.020.14硫化氢H2S341372.000.771.743.630.33氧硫化碳COS6035.000.020.000.000.01氧气O232干基177838.00100.0047.97100.00水(气)H2O18240081.02102.1457.45湿基417919.02150.11100.00氨NH317煤(干基)石油焦(干基)渣(干基)10562.0050.0310477.0050.02水H2O1810549.3349.971046
15、8.6249.985635.38100.0047000.00100.00温度216.00140.0082.3053.0032.0040.00压力Mpa(A)3.900.51常压常压0.500.40密度Kg/m319.933.35998.00998.00物料号131415161718物料名称脱盐水冷凝液蒸汽废水组 分分子式分子量Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%Kg/h(wt)%m3(标)/h(V)%一氧化碳CO28氢气H22二氧化碳CO244甲烷CH416氩气Ar40氮气N228硫化氢H2S34氧硫化碳COS60氧气O232干基水(气)H2O1810700
16、.00100.00湿基氨NH317煤(干基)石油焦(干基)渣(干基)水H2O1877500.00100.00139869.2100.0039640.00100.00温度32.00132.00158.0042.00压力Mpa(A)0.500.400.600.50密度Kg/m3998.00892.003.17991.00第二章 工艺原理第一节 气化反应原理1. 气化炉的反应即煤或石油焦等固体碳氢化合物以水煤浆(或水焦浆)的形式与氧气一起通过烧咀进入气化炉内,氧气高速喷出与料浆并流混合雾化,在压力4.0 MPa(G)、温度13001400的条件下进行火焰型非催化部分氧化反应的过程。最终生成以CO、H
17、2为主要成分的粗煤气(或称合成气、工艺气),灰渣采用液态排渣。在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为分三步进行:(1) 煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和纯氧进入高温气化炉后,水分迅速蒸发为水蒸汽。煤粉发生热裂解并释放出挥发份。裂解产物及易挥发分在高温、高氧浓度的条件下迅速完全燃烧,同时煤粉变成煤焦,放出大量的反应热。因此在合成气中不含焦油、酚类和高分子烃类。该过程进行得相当短促。(2) 燃烧和气化反应煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应,生成CO、CO2等气体,放出反应热;另一方面,煤焦又和水蒸汽、CO2等发生气化反应,生成CO、H2。 (3) 气化反应经过前两步反应后,气化炉中的氧
18、气已完全消耗。这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸汽、CO2发生的气化反应,生成CO和H2。一般认为,在气化炉中主要进行以下化学反应:部分氧化反应:CmHnSrm/2O2mCO+(n/2-r)H2+rH2S+Q煤的燃烧反应:CmHnSr(m+n/4-r/2)O2(m-r)CO+n/2H2O+rCOS+Q煤的裂解反应:CmHnSr(n/4-r/2)CH4+(m-n/4-r/2)C+rH2S-QCO2还原反应:C+CO22CO-Q碳的完全燃烧反应:C+O2CO2+Q非均相水煤气反应:C+H2OH2+CO-Q C+2H2O2H2+CO2-Q甲烷转化反应:CH4+H2O3H2+CO-Q逆变换反应:H2+
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