煤制天然气工艺简介(最新终极版)

• 打开灰锁泄压阀，将灰锁压力泄至常压后关闭灰 锁泄压阀，打开灰锁下锥阀将灰排出。 • 关闭灰锁下锥阀，再打开灰锁充压阀用中压蒸汽 充压，如此循环往复上述的排灰过程。
• （三）变换冷却
• 变换冷却装置为两系列，单系列变换包括1台 洗涤塔、2台预变换炉、1台主变换炉等设备。 • 其工艺原理是通过钴钼催化剂使一氧化碳与水 蒸气反应生成二氧化碳和氢气，从而降低一氧 化碳含量和提高氢气含量（即调整氢碳比）， 目的是使煤气组分符合甲烷合成的要求。
• 具体工艺是：煤经由煤锁加入气化炉，自中压 蒸汽管网来的蒸汽与空分装置提供的氧气混合 后作为气化剂，通过气化炉底部的旋转炉篦上 的分布孔进入气化炉内；煤在气化炉内由上向 下移动，而气化剂由下向上流动与煤逆流接触 ，在此过程中煤经干燥、干馏、气化和氧化后 ，只有灰渣残留下来形成灰渣层（可大致的由 上至下将其划分为干燥区、干馏区、气化区、 氧化区和灰区），灰渣经旋转炉篦排入灰锁， 再由灰锁经泄压后排至水力除渣系统。
备煤装置工艺流程示意图
汽 运 原 料 煤
10~50mm
10mm以下
• （二）气化
• 气化装置分为两系列，单系列为8台气化炉（7 开1备），正常运行时单台气化炉氧负荷为 6777Nm3/h，炉压为4.0MPa，单台气化炉产 粗煤气气量为49000 Nm3/h，汽氧比通常在 5—6之间。
• 气化装置主要由气化炉、洗涤冷却器、废热锅 炉、煤斗、煤锁、灰锁、灰膨胀冷却器及水力 除渣系统等组成。
• 出气化炉的粗煤气首先进入洗涤冷却器，利 用高压喷射煤气水对粗煤气进行洗涤冷却， 除去大部分的煤粉、焦油、酚氨等杂质并冷 却到200℃之后进入废热锅炉，在废锅内粗煤 气与脱盐水换热使煤气温度降至180℃后（压 力为3.9MPa）送往变换装置，同时副产 0.6MPa的低压蒸汽进入低压蒸汽管网。洗涤 冷却器下部的液体排至废锅，与废热锅炉下 部的冷凝液一同送往煤气水分离装置。
• 主生产装置中，气化采用纯氧固定床碎煤加压气化技术，以 氧气和蒸汽作为气化剂与原料煤发生复杂的气化反应产生粗 煤气（主要成分包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳以及 氨酚、焦油、中油、石脑油等），经酚水喷淋洗涤除去煤尘 、氨酚、焦油、中油再经废锅冷却后进入变换装置。
• 变换装置是通过钴钼催化剂使一氧化碳与水蒸气反应生成二氧 化碳和氢气，从而降低一氧化碳含量和提高氢气含量（即调整 氢碳比），目的是使煤气组份符合甲烷合成的要求。其主要工 艺流程就是粗煤气经换热器预热后进入预变炉和主变炉（炉内 均装有钴钼催化剂）进行变换反应，反应后的煤气经换热器冷 却后送入煤气冷却装置。 • 煤气冷却就是通过换热器利用脱氧水、脱盐水和循环水逐级对 煤气进行冷却后送入低温甲醇洗。 • 粗煤气中含带的氨、酚、焦油、中油等被酚水洗涤吸收后进入 煤气水分离装置，利用泄压闪蒸的原理将煤气水中的气体解吸 出去，然后利用重力沉降的原理将焦油和中油分别分离出去， 剩下的酚水送入酚回收装置。 • 酚水进入酚回收装置先经预净化脱除酸性气体，然后进入脱氨 塔脱除氨并送往氨回收；之后酚水再进入萃取塔用二异丙基醚 作为萃取剂将酚萃取出来，之后再通过精馏塔将二异丙基醚和 酚分离出来从而得到产品粗酚，二异丙基醚作为萃取剂循环使 用；脱酚后废水送往污水处理。 • 来自酚回收装置的氨水进入氨回收装置先经过预处理，然后进 入氨精馏塔进行精馏，从而得到产品液氨，脱氨后废水送往污 水处理。
• 水处理车间
• 热电车间 • 电气车间 • 仪表车间 • 化机车间
• 化验车间ຫໍສະໝຸດ 全厂总流程方块图电能供全厂
蒸汽 液 氨 粗煤气 副线
煤 气 水
氨 气
粗煤气 空气 硫化氢
净煤气
天 然 气 天 然 气
氧气
酚水
氨水
天然气首站
全厂电气主接线示意图
国网
110KV母线
1 号主变
2 号主变
35KV母线
1号发 电机 60000 KW
煤制天然气工艺简介
新疆庆华能源集团有限公司 2011.10
• 一、概述
全厂工艺流程简述
• 本项目为年产55亿立方米煤制天然气工程，共 分为四期。全部建成后共有四系列备煤装置（ 两座12万吨圆形储煤仓）、 64台气化炉、8套变换冷却、16套煤气水分离 、8套酚回收、4套氨回收、8套低温甲醇洗、 8套混合制冷、4套硫回收、2座全厂火炬、4 套甲烷化、4套压缩干燥、8套五万立空分、 10台锅炉、7台汽轮发电机组等装置。
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二、各装置具体工艺流程
• （一）备煤 • 备煤装置为两系个列，单系列处理能 力为2000T/H，圆形储煤仓的储存能 力为12万吨（可供一期装置正常运行 7天）。
• 由汽车运来的原料煤进入汽车卸煤槽，经叶轮给煤机 送入带式输送机，然后煤通过电液动三通分料器可分 为两路运送，一路送入圆形储煤仓（煤可通过堆取料 机由输煤皮带送入破碎筛分楼），另一路送入破碎筛 分楼，经分级破碎机破碎后进入驰张筛进行筛分，筛 下物（≤10mm的碎煤）通过输煤皮带送往热电锅炉， 而筛上物（粒度在10mm—50mm之间）通过输煤皮 带送往气化。当热电锅炉用煤和气化用煤量不匹配， 且锅炉用煤量不能满足要求时，则一部分煤不进入驰 张筛，而是直接进入四齿辊破碎机，破碎后的煤与驰 张筛的筛下物混合送往热电锅炉。
气化装置工艺流程示意图
煤
蒸 汽 去 管 网 粗煤气去变换
煤气水
灰
去 煤 气 水 分 离
煤锁和灰锁加煤、排灰示意图
煤 来 自 煤 斗
煤锁泄压气
灰 来 自 气 化 炉
灰锁泄压气
充压用二氧化碳
充压用中压蒸汽
煤 去 气 化 炉
灰 去 渣 池
煤锁加煤过程：
• 粒度为10-50mm的原料煤通过皮带加入煤 斗，煤锁泄压完成后打开煤锁上锥阀，煤 进入煤锁至正常料位后关闭煤锁上锥阀。 • 打开煤锁充压阀，用来自低温甲醇洗的二 氧化碳进行充压，直至煤锁压力与气化炉 内压力相同，然后关闭煤锁充压阀。
• 一期工程消耗煤炭641T/h，512.8万吨/年 （其中原料煤365.6万吨，燃料煤147.2万 吨）
• 一期工程用水量2000T/h，1600万吨/年
• 一期工程用电8.5万KWh(其中自发电7.5万 KWh，受网电1万KWh)
一期工程年产焦油49600吨、中 油55360吨、石脑油19200吨、 粗酚20160吨、硫磺13667吨、 硫铵30880吨。
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因低温甲醇洗使用的是低温甲醇，所以必须由外部装置提供冷量。 混合制冷装置的作用就是为低温甲醇洗提供冷量；其工艺流程就是 利用蒸气透平离心式压缩机将来自低温甲醇洗的氨气压缩后进入吸 收器用贫氨水吸收后变为浓氨水，之后再进入精馏塔进行精馏，得 到的纯氨气经冷却后变为液氨，然后将液氨送到低温甲醇洗作为制 冷剂。液氨经蒸发制冷后变为氨气再重新回到压缩机进行压缩，如 此往复循环使用。
本装置采用的主要工艺技术：
• 纯氧碎煤加压气化（鲁奇技术） • 粗煤气耐油耐硫变换 • 低温甲醇洗 • 混合制冷
• 超优克劳斯硫回收
• 甲烷化（引进丹麦托普索技术） • 内压缩空气分离 • 循环流化床锅炉（一期为循环流化床，二、三、四期 为粉煤锅炉） • 生化污水处理
本项目生产车间设置：
• 气化车间 • 净化车间 • 甲烷化车间 • 空分车间
来自低温甲醇洗的硫化氢气体作为生产硫磺的原料送入硫回收装置 ，其工艺技术采用超优克劳斯工艺。主要工艺流程是原料硫化氢气 体先进入主燃烧室，将其中三分之一的硫化氢燃烧后转变为二氧化 硫，然后硫化氢与二氧化硫再反应生成单质硫；为进一步提高硫的 转化率和保证排放尾气达到国家环保标准，出主燃烧室的工艺气经 废锅冷却后还要经过内部装有催化剂的克劳斯反应器、选择性催化 还原反应器以及部分氧化催化反应器等工序，从而将硫化氢转变为 产品硫磺。 来自低温甲醇洗的净煤气作为合成原料送入甲烷合成，其工艺技术 采用丹麦托普索的镍基催化剂SNG合成技术。主要工艺流程为原 料净煤气经压缩机压缩后进入甲烷化第一反应器，然后再依次进入 甲烷化第二、第三、第四和第五反应器，其反应原理是一氧化碳（ 包括少量二氧化碳）与氢气在镍基催化剂的作用下发生甲烷化反应 ，生成甲烷和水。之后甲烷气体经天然气压缩机压缩升压后送入三 甘醇脱水装置进行物理脱水干燥，富含水分的三甘醇富液经再生塔 蒸馏再生脱除水分后变为三甘醇贫液，作为吸收干燥剂送回吸收塔 循环使用。而干燥后的合格天然气送入天然气首站。
• 本装置采用纯氧固定床（移动床）碎煤加压气 化技术，以氧气和蒸汽作为气化剂，与原料煤 发生复杂的气化反应生产粗煤气，最主要的反 应包括C+O2→CO2、C+O2→CO、 C+H2O→CO+H2、C+H2→CH4等，煤气成 分包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳以及 硫化氢、氧硫化碳、氨酚、焦油、中油、石脑 油等。
• 其中一期工程主要包括： • 两系列备煤装置（1座12万吨圆形储 煤仓）、16台气化炉、2套变换冷却 、4套煤气水分离、2套酚回收、1套 氨回收、2套低温甲醇洗、2套混合制 冷、1套硫回收、1座全厂火炬、1套 甲烷化、1套压缩干燥、2套五万立空 分、5台锅炉、2台汽轮发电机组等装
• 一期工程生产天然气171875 Nm3/h， 13.75亿Nm3/年
• 来自气化装置的3.9MPa、180℃的粗煤气， 首先进入洗涤塔由来自煤气水分离装置的高 压煤气水进行洗涤，粗煤气中的灰尘及焦油 被洗涤下来，之后洗涤水送往煤气水分离装 置；粗煤气经气-气换热器加热至240℃后进 入预变换炉（一部分煤气不进入预变和主变 而直接走副线），出来的变换气（300℃）再 进入主变换炉进一步进行变换反应，出口变 换气（375℃）进入气-气换热器降温至230℃ 后进入低位余热回收器，煤气被冷却至175℃ （同时副产0.7MPa低压蒸汽）。
• 打开煤锁下锥阀，将煤加入气化炉内，然 后关闭煤锁下锥阀。
• 打开煤锁泄压阀，将煤锁泄压完成后再重 复上述的加煤过程。