GE水煤漿氣化技術(shù)課件

GE水煤漿氣化技術(shù)

2010年10月齊魯石化GE水煤漿氣化技術(shù)2010年10月齊魯石化1.氣化單元簡介

氣化裝置采用美國GE公司水煤漿加壓氣化技術(shù)，在氣化壓力6.5MPa（G），氣化溫度1300～1400℃的條件下，采用煤作為氣化原料，生產(chǎn)粗煤氣。該裝置包括磨煤制漿、水煤漿氣化、合成氣冷卻及碳黑洗滌、鎖渣系統(tǒng)、灰水處理系統(tǒng)等幾個主要工藝單元。1.氣化單元簡介氣化裝置采用美國GE公司2.氣體聯(lián)合裝置工藝流程2.氣體聯(lián)合裝置工藝流程2.1磨煤單元

在磨煤制漿單元，作為氣化原料的原料煤，在原煤儲運系統(tǒng)中被破碎處理成為小于10mm的碎煤，經(jīng)皮帶輸送機送入煤儲斗V1101，原料煤經(jīng)煤稱重給料機W1101計量后進入磨煤機H1101，與一定量的來自灰水處理系統(tǒng)的灰水混合，以及按照比例加入添加劑，在煤磨機中磨成一定粒度分布的約58～64％濃度的水煤漿。出磨煤機的煤漿儲存在磨煤機出料槽T1102，由煤漿出料槽泵P1102送至煤漿槽T1201。2.1磨煤單元在磨煤制漿單元，作為氣化原料的原料煤2.2氣化單元

水煤漿和氧氣經(jīng)德士古燒嘴充分混合霧化后進入氣化爐的燃燒室中，在6.5MPa(G)，約1400℃條件下進行氣化反應，生成以CO和H2為有效成份的粗合成氣。粗合成氣和熔融態(tài)灰渣一起向下，經(jīng)過均布激冷水的激冷環(huán)，沿下降管進入激冷室的水浴中。大部分的融渣經(jīng)冷卻固化后，落入激冷室底部，經(jīng)破渣機破碎除去大塊渣后排入鎖斗，定時排入渣池，再由撈渣機將渣撈出后裝車外運。粗合成氣沿下降管和上升管的環(huán)隙上升，并經(jīng)激冷室上部擋板折流后，由合成氣出口管線導出去文丘里洗滌器。在文丘里洗滌器內(nèi)合成氣經(jīng)收縮管增速，在喉管內(nèi)與激冷水泵來的水充分混合達到增濕的目的，使細小融渣與合成氣分離后進入洗滌塔。

2.2氣化單元水煤漿和氧氣經(jīng)德士古燒嘴充2.3合成氣洗滌系統(tǒng)

水與合成氣混合進入洗滌塔，沿下降管進入塔底部的水浴中。合成氣向上穿過水層，大部分固體顆粒與合成氣分離，沉降到塔底部。合成氣沿下降管和上升管之間的環(huán)隙上升，穿過四塊塔板，由高壓冷凝液泵來的變換冷凝液噴淋，洗去剩余的固體顆粒。合成氣在洗滌塔頂部經(jīng)過除沫器，除去合成氣中的霧沫，然后出洗滌塔送往凈化單元。2.3合成氣洗滌系統(tǒng)水與合成氣混合進入洗2.4燒嘴冷卻水系統(tǒng)

德士古燒嘴在1400℃的高溫下工作，為了保護燒嘴，在燒嘴上設(shè)置了冷卻盤管和頭部水夾套，用以冷卻燒嘴防止高溫損壞。脫鹽水經(jīng)LV12007送入燒嘴冷卻水槽T1202，控制液位在80％以上。T1202中的水經(jīng)燒嘴冷卻水泵P1203加壓及燒嘴冷卻水換熱器E1201冷卻后，送入德士古燒咀冷卻盤管中。出冷卻盤管的水經(jīng)燒嘴冷卻水分離器V1201靠重力流回燒嘴冷卻水槽T1202中。分離罐V1201內(nèi)通低壓N2作為CO分析的載氣，載氣經(jīng)放空管排入大氣。當冷卻盤管泄漏時，安裝在放空管上的CO監(jiān)測儀AIA12001會發(fā)出報警，從而及早提醒操作人員采取相應措施。2.4燒嘴冷卻水系統(tǒng)德士古燒嘴在14002.5鎖斗系統(tǒng)

鎖斗是一個定期收集和排放固體渣的水封體系，集渣和排渣均遵照鎖斗循環(huán)邏輯，并按一定時序完成。在收渣階段，激冷室底部的渣水經(jīng)破渣機進入鎖斗V1301。鎖斗循環(huán)泵P1301從鎖斗頂部抽取相對潔凈的水送回激冷室底部幫助排渣。排入渣池的粗渣在前倉經(jīng)沉降后由撈渣機送入灰車送出界區(qū)。鎖斗循環(huán)大致分為減壓、清洗、排渣、充壓、收渣五個階段，由鎖斗程序自動控制。

2.5鎖斗系統(tǒng)鎖斗是一個定期收集和排放固2.6渣水處理系統(tǒng)

出氣化爐激冷室的黑水與出合成氣洗滌塔底部的黑水經(jīng)高壓閃蒸、低壓閃蒸及兩級真空閃蒸，經(jīng)四級閃蒸后的黑水經(jīng)過沉降槽給料泵送至沉降槽沉降分離細渣。沉降后沉降槽底部的沉降物含固量約20％，由沉降槽底流泵打出后送至真空抽濾機，脫水后的濾餅裝車外運，濾液自流到濾液受槽。再經(jīng)磨機給水泵P1507送至磨機作為水煤漿制備的補充水。沉降槽上部溢流清液自流到灰水槽，灰水槽中的灰水經(jīng)低壓灰水泵加壓后至鎖斗沖洗水罐渣一部分經(jīng)廢水冷卻器冷卻后排至污水處理系統(tǒng)進行處理，達到排放標準后排放；另一部分灰水進入除氧器，再經(jīng)洗滌塔給料泵在灰水加熱器中與高壓閃蒸汽換熱以后，送至合成氣洗滌塔作為系統(tǒng)補充水循環(huán)使用。合成氣洗滌塔不足的洗滌水由來自工藝水槽的冷凝液補充。2.6渣水處理系統(tǒng)出氣化爐激冷室的黑水3.重點設(shè)備3.1磨煤機3.1.1工作原理磨煤機為溢流型棒磨機。物料通過鼓型給料器強制進料，由進料中空軸內(nèi)進料襯套給入筒體內(nèi)部，電動機經(jīng)磨煤機聯(lián)軸器、減速器、氣動離合器、大小齒輪裝置帶動裝有磨棒的筒體旋轉(zhuǎn)，物料受到介質(zhì)棒的撞擊以及介質(zhì)之間、介質(zhì)與筒體襯板之間的研磨，達到合格粒度的物料，經(jīng)排料中空軸內(nèi)出料襯套排出，完成研磨過程，研磨后的物料經(jīng)出料裝置篩分，合格的煤漿進入煤漿攪拌槽，篩上雜物從排渣口排出。3.1.2結(jié)構(gòu)組成磨煤機主要由鼓型給料器、主軸承部件、筒體部件、大小齒輪裝置、主電機、主減速器、慢速驅(qū)動裝置、頂起裝置、出料裝置、氣動離合器、潤滑系統(tǒng)、電控等部分組成。3.重點設(shè)備3.1磨煤機3.重點設(shè)備3.2高壓煤漿泵該泵采用德國FELUWA公司生產(chǎn)的三缸雙軟管隔膜泵，通過活塞在液壓缸內(nèi)作往復運動，會驅(qū)動一定量的液壓油，從而使第一軟管和第二軟管在特定的時刻被共同擠壓。它們始終按照相同的方向和形狀收縮和膨脹。當活塞向前運動時，軟管在液壓油的推動下變形將將物料送出，活塞向后運動時，軟管形狀恢復從而吸入物料，通過反復運動來達到輸送物料的目的。3.重點設(shè)備3.2高壓煤漿泵3.重點設(shè)備3.3破渣機破渣機位于氣化爐激冷室底部與鎖斗之間，用來破碎爐中產(chǎn)生的大塊爐渣以及氣化爐中脫落的爐襯耐火磚塊，保證正常固體粒度的爐渣能順利進入鎖斗。破渣機主要分為三部風：主機部分、液壓部分和電控部分。主機部分主要完成對爐渣和脫落的耐火磚的破碎，液壓部分是驅(qū)動破渣機主機運轉(zhuǎn)的動力來源，電控部分通過前面板輸入控制命令，控制破渣機的工作，三部分協(xié)調(diào)完成以保證破碎氣化爐中排出的大塊爐渣或氣化爐爐襯耐火磚塊，保證氣化爐的正常工作。3.重點設(shè)備3.3破渣機4.氣化引氧操作1.主裝置引氧氣化確認氧氣放空閥FV12007關(guān)閉，空分緩慢提高氧氣管線壓力至8.1MPa，氣化單元反充壓程序完成后，打開氧氣界區(qū)總閥，緩慢調(diào)節(jié)氧氣調(diào)節(jié)閥FV12009至氧流量10000Nm3，引氧完成后通知空分氣化爐準備投料。4.氣化引氧操作1.主裝置引氧4.氣化引氧操作2.第一臺氣化爐開車后備系統(tǒng)引氧氣化單元稍開氧氣總管放空閥FV12007，確認放空閥打開之后，通知空分準備進行引氧，氧氣通過FV12007放空，同時確保氧氣管線壓力保持在8.1MPa，氧氣量引至10000Nm3時通知空分引氧完成，氣化投料前將氧氣放空由總管改制爐頭氧氣管線放空。氣化爐投料條件全部具備，通知空分氣化爐準備投料。4.氣化引氧操作2.第一臺氣化爐開車后備系統(tǒng)引氧氧氣系統(tǒng)流程氧氣系統(tǒng)流程5.氣體聯(lián)合裝置跳車空分應急處理1.氣化爐正常生產(chǎn)過程中突然由于系統(tǒng)故障觸發(fā)氣化爐聯(lián)鎖跳車，氣化立即通知空分進行調(diào)整，保證氧氣總管壓力穩(wěn)定。2.氣化爐停車后及時聯(lián)系空分啟動液氮泵對高壓氮氣儲罐V1205進行充壓，確保在最短時間內(nèi)V1205壓力達到正常值。5.氣體聯(lián)合裝置跳車空分應急處理1.氣化爐正常生產(chǎn)過程中突然6、5bar氮氣的作用及流程作用：①公用站用氮氣②煤倉氮封流程：6、5bar氮氣的作用及流程作用：①公用站用氮氣7、15MPa氮氣的作用及流程來自空分15MPa高壓氮氣儲存在高壓氮氣儲罐V1205，正常操作壓力13.3MPa，其作用如下：1.氣化爐開車引氧前通過氧氣管線反充壓程序?qū)⒀鯕夤芫€界區(qū)總閥后壓力充至8MPa，防止氧氣界區(qū)總閥因高壓差動作引起事故；另外引氧過程中，氧氣兩道切斷閥之間建立高壓氮塞，防止氧氣切斷閥內(nèi)漏引起事故。2.氣化爐停車過程中，高壓氮氣對煤漿管線及氧氣管線進行吹掃，確保系統(tǒng)安全；另外氧氣兩道切斷閥之間建立高壓氮塞，防止原料氣反串至氧氣管線發(fā)生事故。7、15MPa氮氣的作用及流程來自空分15MPa高壓氮氣儲存7、15MPa氮氣的作用及流程7、15MPa氮氣的作用及流程8、16MPa氮氣的作用及流程作用：1.高壓冷凝液罐V1401提供高壓氮封。2.當?shù)獨鈨轛1205壓力低時，緊急進行補充，保證氣化爐安全運行。8、16MPa氮氣的作用及流程作用：8、16MPa氮氣的作用及流程8、16MPa氮氣的作用及流程9、高壓氮氣短供后雙方應急處理措施1.15MPa液氮泵出現(xiàn)故障，及時啟動16MPa液氮泵，氣化通過連通閥進行調(diào)節(jié)，空分及對故障泵進行處理。2.16MPa液氮泵出現(xiàn)故障，氣化嚴格控制高壓冷凝液罐V1401各項工藝參數(shù)穩(wěn)定，降低對16MPa氮氣的消耗，空分及時對故障泵進行處理，當壓力低于6MPa時氣化爐做停車處理。9、高壓氮氣短供后雙方應急處理措施1.15MPa液氮泵出9、DCS控制系統(tǒng)混亂現(xiàn)象及處理措施2010年11月18日22:07凈化單元DCS通訊出現(xiàn)故障，58臺調(diào)節(jié)閥無法進行調(diào)節(jié)，其主要原因為系統(tǒng)軟件存在漏洞，具體表現(xiàn)為PID控制模塊打開后，輸出無法進行調(diào)節(jié)，呈現(xiàn)為綠色。針對上述情況，凈化現(xiàn)場通過調(diào)節(jié)手動閥及副線閥控制各項工藝參數(shù)。9、DCS控制系統(tǒng)混亂現(xiàn)象及處理措施20謝謝大家齊魯石化謝謝大家齊魯石化GE水煤漿氣化技術(shù)

2010年10月齊魯石化GE水煤漿氣化技術(shù)2010年10月齊魯石化1.氣化單元簡介

氣化裝置采用美國GE公司水煤漿加壓氣化技術(shù)，在氣化壓力6.5MPa（G），氣化溫度1300～1400℃的條件下，采用煤作為氣化原料，生產(chǎn)粗煤氣。該裝置包括磨煤制漿、水煤漿氣化、合成氣冷卻及碳黑洗滌、鎖渣系統(tǒng)、灰水處理系統(tǒng)等幾個主要工藝單元。1.氣化單元簡介氣化裝置采用美國GE公司2.氣體聯(lián)合裝置工藝流程2.氣體聯(lián)合裝置工藝流程2.1磨煤單元

在磨煤制漿單元，作為氣化原料的原料煤，在原煤儲運系統(tǒng)中被破碎處理成為小于10mm的碎煤，經(jīng)皮帶輸送機送入煤儲斗V1101，原料煤經(jīng)煤稱重給料機W1101計量后進入磨煤機H1101，與一定量的來自灰水處理系統(tǒng)的灰水混合，以及按照比例加入添加劑，在煤磨機中磨成一定粒度分布的約58～64％濃度的水煤漿。出磨煤機的煤漿儲存在磨煤機出料槽T1102，由煤漿出料槽泵P1102送至煤漿槽T1201。2.1磨煤單元在磨煤制漿單元，作為氣化原料的原料煤2.2氣化單元

水煤漿和氧氣經(jīng)德士古燒嘴充分混合霧化后進入氣化爐的燃燒室中，在6.5MPa(G)，約1400℃條件下進行氣化反應，生成以CO和H2為有效成份的粗合成氣。粗合成氣和熔融態(tài)灰渣一起向下，經(jīng)過均布激冷水的激冷環(huán)，沿下降管進入激冷室的水浴中。大部分的融渣經(jīng)冷卻固化后，落入激冷室底部，經(jīng)破渣機破碎除去大塊渣后排入鎖斗，定時排入渣池，再由撈渣機將渣撈出后裝車外運。粗合成氣沿下降管和上升管的環(huán)隙上升，并經(jīng)激冷室上部擋板折流后，由合成氣出口管線導出去文丘里洗滌器。在文丘里洗滌器內(nèi)合成氣經(jīng)收縮管增速，在喉管內(nèi)與激冷水泵來的水充分混合達到增濕的目的，使細小融渣與合成氣分離后進入洗滌塔。

2.2氣化單元水煤漿和氧氣經(jīng)德士古燒嘴充2.3合成氣洗滌系統(tǒng)

水與合成氣混合進入洗滌塔，沿下降管進入塔底部的水浴中。合成氣向上穿過水層，大部分固體顆粒與合成氣分離，沉降到塔底部。合成氣沿下降管和上升管之間的環(huán)隙上升，穿過四塊塔板，由高壓冷凝液泵來的變換冷凝液噴淋，洗去剩余的固體顆粒。合成氣在洗滌塔頂部經(jīng)過除沫器，除去合成氣中的霧沫，然后出洗滌塔送往凈化單元。2.3合成氣洗滌系統(tǒng)水與合成氣混合進入洗2.4燒嘴冷卻水系統(tǒng)

德士古燒嘴在1400℃的高溫下工作，為了保護燒嘴，在燒嘴上設(shè)置了冷卻盤管和頭部水夾套，用以冷卻燒嘴防止高溫損壞。脫鹽水經(jīng)LV12007送入燒嘴冷卻水槽T1202，控制液位在80％以上。T1202中的水經(jīng)燒嘴冷卻水泵P1203加壓及燒嘴冷卻水換熱器E1201冷卻后，送入德士古燒咀冷卻盤管中。出冷卻盤管的水經(jīng)燒嘴冷卻水分離器V1201靠重力流回燒嘴冷卻水槽T1202中。分離罐V1201內(nèi)通低壓N2作為CO分析的載氣，載氣經(jīng)放空管排入大氣。當冷卻盤管泄漏時，安裝在放空管上的CO監(jiān)測儀AIA12001會發(fā)出報警，從而及早提醒操作人員采取相應措施。2.4燒嘴冷卻水系統(tǒng)德士古燒嘴在14002.5鎖斗系統(tǒng)

鎖斗是一個定期收集和排放固體渣的水封體系，集渣和排渣均遵照鎖斗循環(huán)邏輯，并按一定時序完成。在收渣階段，激冷室底部的渣水經(jīng)破渣機進入鎖斗V1301。鎖斗循環(huán)泵P1301從鎖斗頂部抽取相對潔凈的水送回激冷室底部幫助排渣。排入渣池的粗渣在前倉經(jīng)沉降后由撈渣機送入灰車送出界區(qū)。鎖斗循環(huán)大致分為減壓、清洗、排渣、充壓、收渣五個階段，由鎖斗程序自動控制。

2.5鎖斗系統(tǒng)鎖斗是一個定期收集和排放固2.6渣水處理系統(tǒng)

出氣化爐激冷室的黑水與出合成氣洗滌塔底部的黑水經(jīng)高壓閃蒸、低壓閃蒸及兩級真空閃蒸，經(jīng)四級閃蒸后的黑水經(jīng)過沉降槽給料泵送至沉降槽沉降分離細渣。沉降后沉降槽底部的沉降物含固量約20％，由沉降槽底流泵打出后送至真空抽濾機，脫水后的濾餅裝車外運，濾液自流到濾液受槽。再經(jīng)磨機給水泵P1507送至磨機作為水煤漿制備的補充水。沉降槽上部溢流清液自流到灰水槽，灰水槽中的灰水經(jīng)低壓灰水泵加壓后至鎖斗沖洗水罐渣一部分經(jīng)廢水冷卻器冷卻后排至污水處理系統(tǒng)進行處理，達到排放標準后排放；另一部分灰水進入除氧器，再經(jīng)洗滌塔給料泵在灰水加熱器中與高壓閃蒸汽換熱以后，送至合成氣洗滌塔作為系統(tǒng)補充水循環(huán)使用。合成氣洗滌塔不足的洗滌水由來自工藝水槽的冷凝液補充。2.6渣水處理系統(tǒng)出氣化爐激冷室的黑水3.重點設(shè)備3.1磨煤機3.1.1工作原理磨煤機為溢流型棒磨機。物料通過鼓型給料器強制進料，由進料中空軸內(nèi)進料襯套給入筒體內(nèi)部，電動機經(jīng)磨煤機聯(lián)軸器、減速器、氣動離合器、大小齒輪裝置帶動裝有磨棒的筒體旋轉(zhuǎn)，物料受到介質(zhì)棒的撞擊以及介質(zhì)之間、介質(zhì)與筒體襯板之間的研磨，達到合格粒度的物料，經(jīng)排料中空軸內(nèi)出料襯套排出，完成研磨過程，研磨后的物料經(jīng)出料裝置篩分，合格的煤漿進入煤漿攪拌槽，篩上雜物從排渣口排出。3.1.2結(jié)構(gòu)組成磨煤機主要由鼓型給料器、主軸承部件、筒體部件、大小齒輪裝置、主電機、主減速器、慢速驅(qū)動裝置、頂起裝置、出料裝置、氣動離合器、潤滑系統(tǒng)、電控等部分組成。3.重點設(shè)備3.1磨煤機3.重點設(shè)備3.2高壓煤漿泵該泵采用德國FELUWA公司生產(chǎn)的三缸雙軟管隔膜泵，通過活塞在液壓缸內(nèi)作往復運動，會驅(qū)動一定量的液壓油，從而使第一軟管和第二軟管在特定的時刻被共同擠壓。它們始終按照相同的方向和形狀收縮和膨脹。當活塞向前運動時，軟管在液壓油的推動下變形將將物料送出，活塞向后運動時，軟管形狀恢復從而吸入物料，通過反復運動來達到輸送物料的目的。3.重點設(shè)備3.2高壓煤漿泵3.重點設(shè)備3.3破渣機破渣機位于氣化爐激冷室底部與鎖斗之間，用來破碎爐中產(chǎn)生的大塊爐渣以及氣化爐中脫落的爐襯耐火磚塊，保證正常固體粒度的爐渣能順利進入鎖斗。破渣機主要分為三部風：主機部分、液壓部分和電控部分。主機部分主要完成對爐渣和脫落的耐火磚的破碎，液壓部分是驅(qū)動破渣機主機運轉(zhuǎn)的動力來源，電控部分通過前面板輸入控制命令，控制破渣機的工作，三部分協(xié)調(diào)完成以保證破碎氣化爐中排出的大塊爐渣或氣化爐爐襯耐火磚塊，保證氣化爐的正常工作。3.重點設(shè)備3.3破渣機4.氣化引氧操作1.主裝置引氧氣化確認氧氣放空閥FV12007關(guān)閉，空分緩慢提高氧氣管線壓力至8.1MPa，氣化單元反充壓程序完成后，打開氧氣界區(qū)總閥，緩慢調(diào)節(jié)氧氣調(diào)節(jié)閥FV12009至氧流量10000Nm3，引氧完成后通知空分氣化爐準備投料。4.氣化引氧操作1.主裝置引氧4.氣化引氧操作2.第一臺氣化爐開車后備系統(tǒng)引氧氣化單元稍開氧氣總管放空閥FV12007，確認放空閥打開之后，通知空分準備進行引氧，氧氣通過FV12007放空，同時確保氧氣管線壓力保持在8.1MPa，氧氣量引至10000Nm3時通知空分引氧完成，氣化投料前將氧氣放空由總管改制爐頭氧氣管線放空。氣化爐投料條件全部具備，通知空分氣化爐準備投料。4.氣化引氧操作2.第一臺氣化爐開車后備系統(tǒng)引氧氧氣系統(tǒng)流程氧氣系統(tǒng)流程5.氣體聯(lián)合裝置跳車空分應急處理1.氣化爐正常生產(chǎn)過程中突然由于系統(tǒng)故障觸發(fā)氣化爐聯(lián)鎖跳車，氣化立即通知空分進行調(diào)整，保證氧氣總管壓力穩(wěn)定。2.氣化爐停車后及時聯(lián)系空分啟動液氮泵對高壓氮氣儲罐V1205進行充壓，確保在最短時間內(nèi)V1205壓力達到正常值。5.氣體聯(lián)合裝置跳車空分應急處理1.氣化爐正常生產(chǎn)過程中突然6、5bar氮氣的作用及流程作用：①公用站用氮氣②煤倉氮封流程：6、5bar氮氣的作用及流程作用：①公用站用氮氣7、15MPa氮氣的作用及流程來自