气化简介

七、高、中、低压氮气系统
• 高压氮气系统主要是在气化炉开车、停车过程中 对工艺烧嘴进行吹扫，在气化炉停车期间对氧气 管线进行密封保护，在新型气化炉系统中还作为 停用工艺烧嘴的保护氮气。中压氮气系统主要用 来在气化炉开车前及停车后对系统进行置换，以 保证运行或检修过程中的安全。低压氮气系统主 要是在渣水处理工段做隔离氮气，以防止空气中 的氧进入水系统。本系统主要设备有：高压氮罐、 低压氮罐、事故氮压机等。
气化炉工艺流程及工作原理
煤浆槽内的煤浆分别经两台煤浆给料泵加压后送至气 化炉的四个工艺烧嘴。由空分系统来的高压氧气先分四 路，再各分为两路，分别送入气化炉在气化炉燃烧室内 进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣及未完全反 应的碳通过燃烧室下部的渣口与洗涤冷却水沿洗涤冷却 管并流向下，进入气化炉洗涤冷却室，粗合成气被冷却 后在洗涤冷却室的液位以下以鼓泡的形式进行洗涤和进 一步冷却，由洗涤冷却室上部空间出气化炉。出气化炉 的粗合成气经过混合器润湿及旋风分离器分离大部分润 湿的细灰后送水洗塔进一步洗涤除尘，将合成气含尘量 降至<1mg/Nm3后送净化系统。熔渣在洗涤冷却室的水 浴中通过静态破渣器破碎后被锁斗循环水夹带进入锁斗 定期排入渣池。未完全反应的碳颗粒悬浮在黑水中，随 黑水到渣水处理工序作进一步处理。
四、锁斗系统 落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎 后进人锁斗系统，锁斗系统设置了一套复杂的自 动循环控制系统，用于定期收集炉渣。在排渣时 锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为泄压、清洗、排 渣、充压四部分，每个循环约30分钟，保证在不 中断气化炉运行的情况下定期排渣。该系统主要 设备有：锁斗、捞渣机、锁斗冲洗水槽、锁斗冲 洗水冷却器、锁斗循环泵、渣池泵等。
谢
谢
烧嘴运行期间烧嘴冷却水泵断电(断供冷却水) 原因：电气或设备故障 现象： 烧嘴冷却水流量、压力回零。 处理： • 立即执行气化炉紧急停车操作，关闭烧嘴冷却水 紧急进出口切断阀（带流量差低低联锁可实现联 锁停车）。 • 气化炉完成停车泄压前，气化炉框架严禁上人。 • 迅速切断上游氧气切断总阀，确认氧气管线氮保 护系统符合安全要求。 • 气化炉系统卸至常压后执行气化炉停车操作法进 行处理。
当气化系统停车前泄压及停车后的系统排放过程中，合成气也需要排
放。这些合成气具有高温、高压、易燃、易爆、有毒的特性，如直接 排放到大气中，除会对环境产生严重污染外，还会造成爆炸、中毒等
重大事故的发生。因此，将该部分合成气送到高空火炬上燃烧后再排
放，既可防止环境污染，又可防止事故的发生。
火炬放空系统
• 火炬设施内设2套火炬，分别为气化炉火炬和闪蒸系统的气提气火炬，共用1 套分液罐和水封罐。 火炬的排放高度为80米，采用同一座塔架支撑，共用一 台地面内传焰点火装置。 • 气化炉火炬系统设置火炬头、分子封、火炬筒体；汽提气火炬系统单设一台 火炬头(内设动态密封装置)及阻火器。火炬系统设高空点火装置，其中：气化 炉火炬设3套高空点火装置，汽提气火炬设1套高空点火装置。 • 气化炉火炬设水封罐。水封罐内的液位由液位变送器和补水管线上的气动调 节阀共同控制，污水由溢流管口直接排入地沟。 • 注意事项：严禁在与火炬相通的某一装置开车后，再将含氧气体排入系统工 艺管线中。
混合器
泡罩 水液面高度
塔盘
水煤气
三、烧嘴冷却系统 工艺烧嘴是气化装置的关键设备，一般为三 流道外混式设计，在烧嘴中煤浆被高速氧气流充 分雾化，以利于气化反应，由于烧嘴插人气化炉 燃烧室中，承受1400℃左右的高温，为了防止烧 嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却水盘管，在烧嘴 头部设置了水夹套，并由一套单独的系统向烧嘴 供应冷却水，该系统设置了复杂的安全联锁。该 系统主要设备有：烧嘴冷却水槽、烧嘴冷却水泵、 烧嘴冷却水冷却器、烧嘴冷却水回水分离罐等。
四喷嘴系统锁斗流程
五、闪蒸及水处理系统 该系统主要用于水的回收处理。气化炉、旋 风分离器和碳洗塔排出的含固量较高黑水，送往 水处理系统处理后循环使用。首先黑水送人高压、 真空闪蒸系统，进行减压闪蒸，以降低黑水温度， 释放酸性气体及浓缩黑水，经闪蒸后的黑水含固 量进一步提高，送往沉降槽澄清，澄清后的水循 环使用。该系统主要设备有：蒸发热水塔（高压 闪蒸罐、中压闪蒸罐）、真空闪蒸罐、高温热水 罐、澄清槽、灰水槽、压滤机、低压灰水泵、高 温热水泵（高压灰水泵）及酸性气换热器等。
烧嘴运行期间烧嘴冷却水盘管出现大量煤气泄漏
原因：烧嘴故障，烧嘴冷却水盘管破裂，煤气窜入烧 嘴冷却水管线。 现象： 大量高温合成气从烧嘴冷却水盘管处喷出。 处理： • 此时气化炉安全系统应自动联锁停车，否则操作人 。 员立即执行紧急停车。 • 气化炉完成停车泄压前，气化炉框架严禁上人。 • 迅速切断上游氧气切断总阀，确认氧气管线氮保护 系统符合安全要求。 • 气化炉系统卸至常压后执行气化炉停车操作法进行 处理
水洗塔中部含固量较低的洗涤黑水经黑水循环泵加 压后分两路，一路经黑水过滤器过滤后送入气化炉激 冷环，另一路送入混合器分别作为洗涤、润湿水。
从气化炉、旋风分离器、水洗塔出来的三股洗涤黑水 经液位、流量串级调节控制并减压后送入蒸发热水塔蒸 发室。减压后的黑水在蒸发热水塔蒸发室内发生闪蒸， 水蒸汽及部分溶解在黑水中的酸性气CO2、H2S等被迅 速闪蒸出来。通过上升管进入蒸发塔上部热水室，与低 压灰水泵来的灰水直接接触，低压灰水被加热。经换热 后未冷凝的闪蒸气体进入酸气冷凝器（，酸性气体被冷 凝后，经酸气分离器进行气液分离，酸性气体排放至火 炬烧掉，酸性冷凝液送入灰水槽。初步浓缩后的黑水通 过蒸发热水塔下部蒸发室液位调节阀控制送入真空闪蒸 器，进行真空闪蒸。
煤浆泵 软管泵的工作原理
软管泵
软管检漏器
• 用探针不断地检测泵软管和隔膜的完整性，如果 软管发生泄漏，该探针便会在控制器上发出警报 信号。
隔膜检漏器 • 电容探测器不断地检测活塞和隔膜之间的液压油， 如果隔膜（水-油-乳液）发生泄漏，电容探测器 便会向控制器发出报警信号。
德士古系统煤浆泵
•
电磁流量计波动。含油、含铁等介质易使煤浆流量产生波动。串级
调节易引起炉内过氧。
二、合成气系统 水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气在烧 嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室，在燃烧室中 进行复杂的气化反应，生成的煤气(称为合成气) 和熔渣经激冷环及下降管进人气化炉激冷室冷却， 冷却后的合成气进入洗涤系统进一步冷却、除尘， 并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比)，然后合 成气出水洗塔进入后工序。熔碴落入激冷室底部 冷却、固化，定期排出。本系统的主要设备有： 工艺喷嘴、气化炉、混合器、水洗塔、旋风分离 器、激冷水泵、静态破渣机等。
闪蒸后的气体经真空闪蒸冷却器（E1402）换热降温， 分离后气体排入大气，液体自流入灰水槽（V1418）。再 次浓缩的黑水通过静态混合器与絮凝剂混合后进入澄清槽 (V1419)。加入的絮凝剂在澄清槽中用来强化浓缩黑水中 固体颗粒的沉降。进一步浓缩沉降后的黑水浓度达30%以 上，经澄清槽底流泵（P1407）送入压滤机系统压滤处理。 滤饼运出界外，滤液自流入滤液受槽，澄清槽中澄清后的 灰水溢流至灰水槽（V1418）。灰水经低压灰水泵 （P1406）分三路，一路输送到蒸发热水塔热水室，加热 后经高温热水泵提压到5.2MPa返回水洗塔作为洗涤水： 第二路作为锁斗的排渣冲洗水；第三路少量灰水送废水处 理装置处理后外排。
工艺烧嘴
四喷嘴用的预膜式烧嘴，也就是所谓的外混式； 德士古的一般采用预混式烧嘴，也就是内混式化 炉 流 场
管流区
单 喷 嘴 气 化 炉 流 场
• 气化炉内：燃烧的产物进入气化区后，发生下列反应：煤 焦和CO2的反应，煤焦和H2O（g）的反应，煤焦和氢的 反应，甲烷转化反应和水煤气转化反应。 • 气化炉所进行的主反应方程式为 • CnHm+n/2 O2→nCO+m/2 H2 • CnHm+nH2 O→nCO+(n+m/2) H2 • CH4→C+2H2 • CnHm+(n+m/4)O2→nCO2+m/2H2O • C+CO2→2CO
蒸发热水塔
蒸发热水塔自下而上由黑水储槽、蒸发与旋风分离蒸发室、蒸汽 升汽管、灰水储槽、填料层、进水口均布器、丝网除沫器七个技术单 元组成。
六、火炬放空系统
水煤浆加压气化装置在开车初期，由于有一个逐渐提温、升压、 调整生产负荷的过程，期间生产的合成气的成份、压力、温度等指标 均不能满足后序变换系统正常操作的要求，需排放到系统外；另外，
烧嘴冷却水由烧嘴冷却水泵加压，经烧嘴冷却水换 热器冷却后送入四个工艺烧嘴的冷却盘管内。从工 艺烧嘴出来的冷却水回流至烧嘴冷却水槽继续循环 使用。烧嘴冷却水压力低于气化炉操作压力，如果 烧嘴冷却水盘管损坏，合成气因泄漏被冷却水带入 烧嘴冷却水分离罐。烧嘴冷却水分离罐的放空管线 上设有CO监测报警装置，一旦CO超标，表明有合 成气进入工艺烧嘴的盘管，工艺烧嘴已损坏，需立 即停车处理。烧嘴冷却水系统另设有事故烧嘴冷却 水罐，当两台烧嘴冷却水泵均出现故障，冷却水流 量无法满足冷却要求时，可作紧急补水。
水煤浆气化技术各个子系统
一、煤浆制备及输送系统
煤浆制备及输送系统用于水煤浆的制备并将水 煤浆输送入气化炉内。原料煤经煤称重给料机计量 后送入磨机，同时在磨机中加入水、添加剂等经磨 机研磨成具有适当粒度分布的水煤浆，合格的水煤 浆由低压煤浆泵送入煤浆槽中，再由高压煤浆泵加 压后送气化炉内进行气化反应。本系统的主要设备 有：煤称量给料机、煤磨机、煤浆滚筒筛、煤浆出 料槽、低压煤浆泵、煤浆槽、煤浆槽搅拌器、高压 煤浆泵等。
与德士古水煤浆气化烧嘴不同的是，预膜式烧嘴的小、 中喷头端面分别相对于外部大喷头端面依次内缩量仅 1mm，氧气与水煤浆同时离开烧嘴，烧嘴头部没有氧气 与水煤浆的预混室，为外混型烧嘴；预膜式烧嘴的端 部结构使得三个流股的物料喷出时形成了同轴交叉.由 于水煤浆在喷出烧嘴之前呈环形薄膜状，所以称为预 膜式烧嘴.
滚筒筛 滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机 架、密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装 于机架上。 电机经减速机与滚筒装置通过联轴器 连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。当物 料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜与转动， 使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料（筛下 产品）经滚筒外圆的筛网排出，不合格的物料 （筛上产品）经滚筒末端排出。