GE水煤浆气化工艺操作规程

GE水煤浆气化操作规程编写：陈广庆冯长志赵旭清审核：李美喜仇庆壮审定：董忠明批准：石集中新能能源公司气化车间二○○八年十二月目录第一章：工艺说明 4一、岗位任务 4二、岗位管辖范围 4三、工艺原理7四、工艺流程8五、联锁说明15第二章：工艺参数34一、重要设计数据34二、正常操作数据38三、仪表报警值及联锁值38第三章：操作规程39一、开车391原始开车（第一套气化系统开车）392正常开车（第二套气化系统开车）643倒气化炉系统654短期停车后开车655长期停车后开车65二、正常操作651正常维护操作652加减负荷操作66三、停车671 正常停车（第一套气化系统停车）672 正常停车（第二套气化系统停车）74 3长期停车（大修停车）764紧急停车76四、事故处理78第四章：安全与环保91一、人身安全91二、设备安全92三、环保92附录：92表1.设备一览表92表2.安全阀一览表92表3.工艺参数控制报警连锁一览表92图1.GE水煤浆气化工艺流程图 129第一章工艺说明一、岗位任务气化岗位是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分装置生产的氧气（纯度＞99.6%）在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。

二、岗位管辖范围岗位的管辖设备：序号设备名称设备位号数量（台）备注1 气化炉R1201A/B/C 32 洗涤塔T1201A/B/C 33 研磨水槽V1105 14 烧嘴冷却水槽V1201 15 烧嘴冷却回水分离罐V1202A/B/C 36 事故烧嘴冷却水罐V1203 17 激冷水过滤器V1204A～F 68 气化炉密封水罐V1205A/B/C 39 消音器水封罐V1206A/B/C 310 锁斗冲洗水罐V1207A/B/C 311 锁斗V1208A/B/C 312 渣池V1209A/B/C 313 高压氮气贮罐V1210A/B 214 集渣池V1211 115 高压闪蒸罐V1301A/B/C 316 高压闪蒸分离器V1302A/B/C 3序号设备名称设备位号数量（台）备注17 低压闪蒸罐V1303A/B/C 318 真空闪蒸罐V1304A/B/C 319 第一真空闪蒸分离器V1305A/B/C 320 第二真空闪蒸分离器V1307A/B/C 321 除氧器V1309 122 沉降槽V1310 123 灰水槽V1311 124 滤液地下槽V1312 125 絮凝剂槽V1314A/B 226 分散剂槽V1315 127 研磨水槽搅拌器X1105 128 氧气消音器X1201 129 工艺烧嘴X1202A～D 430 预热烧嘴X1204A/B/C 331 开工抽引器X1205A/B/C 332 抽引器消音器X1206A/B/C 333 文丘里洗涤器X1207A/B/C 334 破渣机X1208A/B/C 335 渣池搅拌器X1209A/B/C 336 絮凝剂混合器X1301 137 真空过滤机X1302A/B 238 真空闪蒸抽引器X1303A/B/C 339 絮凝剂槽搅拌器X1305A/B 240 沉降槽搅拌器X1307 141 磨煤机给水泵P1104A/B 242 烧嘴冷却水泵P1201A/B 243 锁斗循环泵P1202A～F 6序号设备名称设备位号数量（台）备注44 渣池泵P1203A～I 945 激冷水泵P1204A～F 646 集渣池泵P1205A/B 247 惰性气体真空泵P1301A/B/C 348 沉降槽给料泵P1302A～F 649 低压灰水泵P1303A/B/C 350 沉降槽底流泵P1304A/B 251 真空闪蒸冷凝液泵P1305A～F 652 洗涤塔给料泵P1306A/B/C 353 水环真空泵P1307A/B 254 滤液地下槽泵P1308A/B 255 絮凝剂泵P1309A/B 256 分散剂泵P1310A/B 257 刮板输送机M1201A/B/C 358 烧嘴冷却水冷却器E1201 159 灰水加热器E1301A/B/C 360 高压闪蒸最终冷却器E1302A/B/C 361 废水冷却器E1304 162 第一真空冷凝器E1306A/B/C 363 第二真空冷凝器E1307A/B/C 364 开工冷却器E1308 165 真空抽引器冷凝器E1309A/B/C 3岗位管辖范围包括火炬系统及上述设备相关的管道、阀门、调节阀、仪表、电动机和其它各种设备所属附件。

附：《设备一览表》见附表1《安全阀一览表》见附表2三、工艺原理1 气化炉内的反应水煤浆和氧气经工艺烧嘴呈射流状态进入气化炉，在6.5MPa、温度1350℃下进行气化反应，生成以CO、 H2、CO2为主要成分的粗合成气。

气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为分三步进行：1.1煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和氧气进入高温气化炉燃烧室后，水份迅速蒸发为水蒸汽，煤粉发生热裂解并释放出挥发份。

裂解产物及挥发份在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。

因此，在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。

这个过程进行的相当短促。

1.2燃烧及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发生气化反应，生成CO和H2。

1.3气化反应经过前面两步的反应，气化炉内的氧气已经完全消耗。

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反应：部分氧化反应：CmHnSr+m/2 O2＝m CO +(n/2-r) H2+r H2S+Q煤的燃烧反应：CmHnSr+(m+n/4-r/2) O2＝(m-r) CO2+n/2 H2O+r COS+Q煤的裂解反应：CmHnSr＝(n/4-r/2) CH4+(m-n/4-r/2) C+r H2S-QCO2还原反应：C+CO2＝2CO-Q碳的完全燃烧反应：C+O2＝CO2+Q非均相水煤气反应：C+H2O＝CO+H2-QC+2H2O＝CO2+2H2-Q甲烷转化反应：CH4+H2O＝CO+3H2-Q逆变换反应: CO2+H2＝CO+H2O同时还可能发生如下付反应：COS+H2O＝H2S+CO2C+O2+H2＝HCOOHN2+3H2＝2NH3N2+H2+2C＝2HCN2 炉内流动过程GE水煤浆加压气化过程从流动特征上讲属受限射流反应过程，按流动过程可将炉内分为三个流动区域，即射流区、回流区和管流区。

2.1射流区的反应水煤浆和氧气刚进入气化炉时，氧气浓度相当高。

随着燃烧和气化反应的进行，氧浓度逐渐降低直至完全消耗。

因此，该区域内进行的反应可分为两种类型：一类有氧反应，主要进行的是煤的部分氧化反应、煤的燃烧反应、煤的裂解反应、碳的完全燃烧反应，这些反应称为一次反应；另一类是无氧反应，主要进行的是CO2的还原反应、非均相水煤气反应、甲烷转化反应、逆变换反应等，这些反应称二次反应。

2.2管流区反应进入管流区的介质为来自一次反应区的燃烧产物及 CH4、残碳、水蒸汽等，在管流区内继续进行射流区的二次反应。

2.3回流区由于射流作用，在烧嘴附近形成相对的低压区，造成大量的高温气体被卷吸回流，形成一个回流区。

其介质主要是从射流区卷吸来的燃烧产物、残碳、水蒸汽及少量氧气等，因而其反应包括一次反应和二次反应。

称为一次反应和二次反应的共存区。

由于回流区的存在，造成了气化炉内物料的停留时间不一样，也就是说在气化炉内存在着返混现象。

四、工艺流程1 《工艺流程图》见附图12 工艺流程简述2.1制浆系统由原料系统送来的小于10mm的碎煤进入煤贮斗V1101A/B/C后，经煤称量给料机W1101A/B/C称量后送入磨煤机M1101A/B/C。

添加剂由人工送至添加剂地下槽V1108加入适量的新鲜水，经添加剂地下槽搅拌器X1108搅匀，在添加剂地下槽V1108内溶解成一定浓度的水溶液，由添加剂地下槽泵P1106送至添加剂槽V1103中贮存。

由添加剂槽搅拌器X1102搅拌保持添加剂均匀，再由添加剂泵P1102A/B/C计量后送至磨煤机M1101A/B/C中。

添加剂槽可以贮存使用20小时左右的添加剂。

在添加剂槽V1103底部设有低压蒸汽盘管,在冬季维持添加剂温度在20～40℃，以防止冻结。

新鲜水、灰水、惰性气体真空泵排放水和滤液送入研磨水槽V1105，用新鲜水来控制研磨水槽液位V1105液位。

研磨水槽V1105内液体经研磨水槽搅拌器X1105搅拌均匀，由磨煤机给水泵P1104A/B加压经磨煤机给水流量调节阀FV1102A/B/C来控制水量送至磨煤机。

煤、工艺水和添加剂一同送入磨煤机M1101A/B/C中研磨成一定粒度分布、浓度约58～62%的合格的水煤浆。

水煤浆经滚筒筛X1103A/B/C滤去大于3mm的大颗粒后溢流至磨煤机出料槽V1104A/B/C中，煤浆经磨煤机出料槽搅拌器X1101A/B/C搅拌保持均匀，由磨煤机出料槽泵P1101A/B/C/D/E/F加压经煤浆分流器V1111送至煤浆槽V1106A/B。

煤浆由煤浆槽搅拌器X1104A/B搅拌保持均匀。

此装置还设计了冲洗水系统，新鲜水进入冲洗水槽V1109经冲洗水泵P1105A/B加压后分别送往磨煤机区域、煤浆槽区域、气化框架和渣水处理。

2.2气化系统来自煤浆槽V1106A/B浓度为58～62%的煤浆，由煤浆给料泵P1103A/B/C加压，投料前经煤浆回流阀XV1103A/B/C回流至煤浆槽V1106A/B，回流流量控制为43m3/h。

投料后经煤浆上游切断阀XV1101A/B/C、煤浆下游切断阀XV1102A/B/C送至工艺烧嘴的内环隙。

空分装置送来的纯度大于99.6%的氧气，由氧气总管放空流量调节阀FV1203控制氧气压力为8.0～8.3MPa。

在投料前打开氧气管线充压遥控阀HV1207A/B/C向氧管充氮气，压力至8.0MPa后，打开氧气管线遥控阀HV1206A/B/C，用氧气流量调节阀FV1201A/B/C控制氧气流量FI1201 A/B/C -1/2/3为19456Nm3/h，经氧气放空切断阀XV1203A/B/C送至氧气消音器X1201放空。

投料后氧气经氧气上游切断阀XV1201A/B/C、氧气下游切断阀XV1202A/B/C送入工艺烧嘴的中心环管和外环隙，中心环管氧气由中心氧流量调节阀FV1202A/B/C控制流量为2340Nm3/h。

水煤浆和氧气在工艺烧嘴X1202A/B/C中充分混合雾化后进入气化炉R1201A/B/C的燃烧室内，在6.5MPa，约1350℃条件下进行气化反应。