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煤化氣技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：煤制甲醇；煤氣化；二甲醚；技術(shù)經(jīng)濟(jì)

中圖分類號：TQ351.27+4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1概述

近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及工業(yè)水平的進(jìn)一步提高，人們對于石油的需求量提出了新的要求。這樣一來，就促使石油的價(jià)格迅速增加。而且對于石油來說，它是一種不可再生資源，因此，各個(gè)國家都在努力尋求新能源對石油進(jìn)行替代，并且競爭日益激烈。而在諸多替代能源之中，甲醇以簡便性以及現(xiàn)實(shí)性受到了廣泛的青睞，甲醇可以通過工業(yè)程序進(jìn)行大規(guī)模的合成，而且它是一種有機(jī)化合物。目前狀況下，對于甲醇的使用主要分為兩類，分別是直接使用以及間接使用，而對于直接使用，又可以對其進(jìn)行細(xì)分，分為全額甲醛以及部分摻混兩種形式。而對于間接使用來說，它可以實(shí)現(xiàn)對于能量的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程主要是將相應(yīng)的甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚、甲基叔丁基醚和烯烴等。所以，為了適應(yīng)國家能源安全的發(fā)展需要，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)煤制甲醇的發(fā)展力度，同時(shí)對其進(jìn)行有效的加工，使其成為能夠替代石油的燃料。這樣一來，也會促進(jìn)我國工業(yè)的高速發(fā)展。

2煤制甲醇的工藝技術(shù)

目前狀況下，以煤作為原料來進(jìn)行對于甲醇的生產(chǎn)過程之中，存在著一定的關(guān)鍵工藝技術(shù)，而這一關(guān)鍵工藝技術(shù)設(shè)計(jì)了多個(gè)方面的技術(shù)，主要有空分、煤氣化、變換、酸性氣體脫除、制冷、甲醇合成以及相應(yīng)的甲醇轉(zhuǎn)化技術(shù)。而在這一系列的技術(shù)當(dāng)中，煤氣化技術(shù)是最重要最很核心的部分。因?yàn)槊簹饣夹g(shù)可以對其它相關(guān)工藝技術(shù)的規(guī)模以及路線起到一定程度上的決定性作用。所以，對于煤制甲醇方案的確定，主要是通過優(yōu)化選擇相應(yīng)的煤氣化技術(shù)方案來進(jìn)行的。

對于塊(碎)煤氣化技術(shù)來說，Lurgi氣化技術(shù)為第一代氣化技術(shù)，BGL氣化技術(shù)是以Lurgi氣化技術(shù)為基礎(chǔ)并對其進(jìn)行一定程度上的發(fā)展而產(chǎn)生的第二代氣化技術(shù)，它具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在能耗低、副產(chǎn)品少、廢水量少；而對于水煤漿氣化技術(shù)來說，國外具有代表性的有美國GE公司的單噴嘴水煤漿氣化工藝，國內(nèi)有華東理工大學(xué)和兗礦聯(lián)合開發(fā)的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)；對于粉煤氣化技術(shù)來說，具有代表性的是Shell干煤粉氣化技術(shù)。通過對多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)、BGL塊(碎)煤氣化技術(shù)以及Shell干粉煤氣化技術(shù)的綜合性對比分析， 找出最合適的煤制甲醇技術(shù)。

3技術(shù)方案

本文主要以年產(chǎn)300萬t的二甲醚作為相應(yīng)的研究實(shí)例，以煤原料進(jìn)行對于甲醇的生產(chǎn)，甲醇再轉(zhuǎn)化生產(chǎn)二甲醚。主要存在著以下三種方案，下面我們做具體介紹。

3.1 方案一

采用相應(yīng)的水煤漿氣化工藝進(jìn)行對于合成氣的生產(chǎn)，然后對其進(jìn)行一定程度上的氣化處理。在上述操作完成之后，再實(shí)現(xiàn)對于甲醇的合成，最后再通過甲醇生產(chǎn)相應(yīng)的二甲醚。

3.2 方案二

采用BGL塊(碎)煤熔渣氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，凈化后合成甲醇，再由甲醇生產(chǎn)二甲醚。由于BGL氣化爐產(chǎn)生合成氣組分中甲烷含量相對較高，可加以回收利用。因此根據(jù)方案的具體情況， 采用PSA富集馳放氣中的甲烷， 對富甲烷氣進(jìn)行非催化部分氧化處理，生成的合成氣并入粗合成氣凈化系統(tǒng)。

3.3 方案三

采用Shell干煤粉氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，凈化后合成甲醇，再由甲醇生產(chǎn)二甲醚。

4綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4.1 建設(shè)范圍

3個(gè)方案的建設(shè)范圍包括總圖運(yùn)輸、煤儲運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)、工藝裝置、熱電聯(lián)產(chǎn)、公用工程系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)設(shè)施等。與方案1、方案3相比， 方案2增加了型煤制備、污水預(yù)處理、PSA及甲烷非催化部分氧化等單元。

4.2 財(cái)務(wù)評價(jià)基礎(chǔ)

為了便于3種技術(shù)方案比選， 統(tǒng)一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 取定各方案二甲醚的銷售都為300萬t/a，各方案其它產(chǎn)品都作為副產(chǎn)品在制造成本中扣除， 使得各方案銷售收入一致，通過比較看出不同方案的相對制造成本水平， 便于各方案制造成本的對比。財(cái)務(wù)評價(jià)測算價(jià)格的取定是在國際油價(jià)60美元/桶的情況下測算的，各方案價(jià)格體系一致。

5.各種煤氣化技術(shù)的綜合比較分析

5.1 原料的適應(yīng)性

對于多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝，選用的原料煤首先應(yīng)具有較好的成漿性，以確保氣化裝置有較高的處理效率， 其次灰熔點(diǎn)FT不應(yīng)過高， 以便延長耐火磚的使用壽命，原料煤的成漿性是選用水煤漿氣化的關(guān)鍵；對于BGL(塊)碎煤熔渣氣化工藝進(jìn)料要求為塊煤(型煤) ， 煤的粒度為6～50mm，需增加型煤車間進(jìn)行型煤制備；Shell粉煤氣化工藝入爐前要求含水2%～5%的干粉煤， 灰分10%～30%。

5.2 產(chǎn)品的適應(yīng)性

多噴嘴對置式水煤漿氣化激冷工藝制得合成氣， 汽氣比達(dá)1.4，適合生產(chǎn)合成氨和甲醇，也可用作制氫、羰基合成氣等，用途廣泛;BGL塊(碎)煤熔渣氣化工藝氣化爐出口合成氣中甲烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)6%左右，較適于作為IGCC 系統(tǒng)的燃料氣和生產(chǎn)SNG(合成天然氣)，生產(chǎn)甲醇則需處理合成氣中的甲烷。因此，采用BGL氣化工藝需增加PSA及非催化部分氧化裝置， PSA 富集馳放氣中的甲烷，對富甲烷氣進(jìn)行非催化部分氧化處理， 生成的合成氣并入粗合成氣凈化系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度及投資; She ll粉煤氣化工藝采用廢鍋流程，變換需加入大量水蒸汽或采用多級噴水激冷或低水汽比變換流程，粗合成氣中CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60%～65%，對CO變換的要求高，也增加了下游低溫甲醇洗的負(fù)荷。

5.3 投資

從項(xiàng)目總投資情況來看，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)最低，BGL塊(碎)煤熔渣氣化技術(shù)居中，Shell粉煤氣化技術(shù)最高。Shell粉煤氣化技術(shù)理論上不需要備爐，但從近些年氣化爐實(shí)際運(yùn)行情況來看，少量的備爐還是需要的，考慮備用爐將進(jìn)一步增加投資。

5.4 污水處理

多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)及She ll粉煤氣化工藝都屬于潔凈煤氣化技術(shù)， 具有氣體有效成分高、三廢排放較少且容易處理、氣化壓力范圍大等優(yōu)點(diǎn);由于BGL塊(碎)煤熔渣氣化工藝的特點(diǎn)，決定了其排放廢水中含有酚、氨和油， 廢水處理量雖然少于Lurgi氣化工藝， 但處理難度和Lurgi氣化工藝排放的廢水是完全相同的， 目前尚無成熟的廢水處理工藝， 很難做到達(dá)標(biāo)排放， 做到完全回用難度更大。因此，采用BGL氣化工藝，對于擬采用的煤種必須在同類裝置上進(jìn)行試燒才能準(zhǔn)確確定氣化爐的生產(chǎn)能力、副產(chǎn)品的數(shù)量和組成，并且只有根據(jù)試燒后的廢水組成，才能進(jìn)行污水處理的設(shè)計(jì)，以期達(dá)標(biāo)排放或回用。

結(jié)語

本文主要針對煤制甲醇項(xiàng)目的煤氣化技術(shù)選擇進(jìn)行了一定程度上的分析與研究。首先，對煤制甲醇的工藝技術(shù)進(jìn)行了簡明扼要的闡述，然后結(jié)合實(shí)例，介紹了與之相關(guān)的三個(gè)方案，并基于這三個(gè)方案，從原料的適應(yīng)性、產(chǎn)品的適應(yīng)性以及投資三個(gè)方面進(jìn)行了對于各種煤氣化技術(shù)的綜合比較分析。經(jīng)過探討研究，我們得出結(jié)論：如果能夠保證相關(guān)的原料煤成漿性良好，那么從各個(gè)方面的指標(biāo)對比來看，水煤漿氣化技術(shù)最為優(yōu)越。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)伱罚瑒⒏读?煤制甲醇燃料的發(fā)展及前景分析[J].煤礦現(xiàn)代化， 2010(3):8-9.

[2]2010-2013年中國煤化工行業(yè)發(fā)展及未來走向分析報(bào)告[R].北京:北京中經(jīng)科情經(jīng)濟(jì)信息咨詢有限公司，2008.

[3]周曉謙，殷伯良.煤制甲醇工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].露天采礦技術(shù)，2006(2):4-6.

[4]董宇涵. 煤制甲醇工藝論析[J].化學(xué)工程與裝備， 2009，(12).

煤化氣技術(shù)范文第2篇

    關(guān)鍵詞:煤氣化技術(shù) 發(fā)展及應(yīng)用

    煤化工產(chǎn)業(yè)作為化學(xué)工業(yè)的極為重要的組成部分,是以煤為主要原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè),包括煤熱解、煤氣化、煤焦油加氫、煤氣化制合成氨、煤氣化制甲醇、煤氣化制乙二醇、煤制油、煤制烯烴、煤氣化制SNG液化生產(chǎn)LNG等行業(yè),其產(chǎn)品涵蓋合成氨、甲醇、尿素、油品、乙二醇、乙烯、丙烯、液化天然氣等。而煤氣化是煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)。在目前的社會條件下,根據(jù)其是否可以作為大型工業(yè)化運(yùn)行的技術(shù),可以將煤氣化技術(shù)分為固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)和氣流床氣化技術(shù)。

    1、固定床氣化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

    1.1 常壓固定床煤氣化技術(shù)

    在常壓下,將空氣、蒸汽等作為氣化劑,將煤轉(zhuǎn)化為煤氣的過程就是常壓固定床煤氣化。這個(gè)技術(shù)較為成熟可靠,具有簡單的操作流程、較少的投資和較短的建設(shè)周期,因此在被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)冶金、機(jī)械等行業(yè)的燃?xì)庵迫」ぷ髦?同時(shí)在中小型合成氨廠、甲醇廠的合成氣制取中都有極其廣泛的應(yīng)用[1]。但是,這種煤氣化技術(shù)對原料煤有比較高的要求,而且單爐具有較小的生產(chǎn)能力、較高的渣中殘?zhí)己驮跉饣癁槌好簹鈺r(shí)較高的的壓縮功耗。隨著社會經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的飛速發(fā)展,煤氣化技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。又由于國家提高了對煤化工準(zhǔn)入生產(chǎn)規(guī)模的要求,因此,這種技術(shù)已經(jīng)很少在新建的大型煤化工裝置中使用了。

    1.2 加壓固定床煤氣化技術(shù)

    加壓固定床氣化技術(shù)的典型代表是魯奇加壓氣化技術(shù)。該氣化技術(shù)的原料具有較廣的適應(yīng)范圍,除了具有較強(qiáng)黏結(jié)性的煙煤不能氣化之外,可以氣化包括具有較高的可氣化灰分的劣質(zhì)煤在內(nèi)的從褐煤到無煙煤的所有煤。魯奇氣化爐中的煤和氣化劑運(yùn)動方向是相反的,具有較低的爐溫,采用固態(tài)排渣。魯奇加壓氣化技術(shù)較為成熟可靠,具有較高的氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率等,同時(shí),在各類氣化工藝中,它消耗的氧氣量較低,而且具有極其簡單的原料制備和排渣處理工藝,在城市煤氣生產(chǎn)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是廢水量大,水處理系統(tǒng)龐大。目前Lurgi公司推出的MarkⅣ和Mark+有了較大改進(jìn);另外采用熔融液態(tài)排渣的BGL爐,氣化能力大大提高,氧耗、蒸汽耗大幅度降低,廢水量顯著減少,經(jīng)處理可實(shí)現(xiàn)污水零排放。在我國一些大型的褐煤氣化制天然氣項(xiàng)目多采用魯奇爐,BGL爐正在推廣應(yīng)用階段,前景看好。

    2、流化床氣化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

    流化床氣化是以碎煤為原料、以氧氣及水蒸氣等為氣化劑的一項(xiàng)技術(shù),又可以稱為沸騰床氣化。其氣化過程為以一個(gè)既定的流速從氣化爐底部鼓入氣化劑,致使?fàn)t內(nèi)的粉煤沸騰起來,在粉煤和氣化劑均勻地混合在一起后,物料就具有較快的傳熱和傳質(zhì)速率了。目前,流化床技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了一種較為成熟的工業(yè)技術(shù)。該技術(shù)采用較簡單的備煤工藝和較均勻的爐內(nèi)氣化溫度,工作人員可以比較容易地控制其過程,因此我國的中小型化工企業(yè)會廣泛采用這種氣化技術(shù)。其典型的爐型為德國的高溫溫克勒(HTW)和Lurgi公司開發(fā)的循環(huán)流化床氣化爐(CFBG)。

    2.1 溫克勒流化床氣化技術(shù)

    溫克勒氣化是流化床氣化技術(shù)的代表。溫克勒常壓流化床氣化技術(shù)操作的狀態(tài)是常壓,需要900~950度的氣化溫度,具有簡單的工藝和操作流程,但狹窄的煤種使用范圍和較大的耗氧量嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。同時(shí),該技術(shù)氣化時(shí)的溫度較低,因此在爐的出口處會有較多的氣體帶出物,從而導(dǎo)致較低的碳轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)能力。針對上述缺點(diǎn),一項(xiàng)新的氣化技術(shù),高溫溫克勒(HTW)加壓氣化技術(shù),被溫克勒公司開發(fā)出來。該項(xiàng)技術(shù)將氣化的溫度提高到了950~1100度。為了不造成各項(xiàng)污染,該技術(shù)將高溫旋風(fēng)分離器設(shè)置在了氣化爐的后面,使帶出物得到了分離,然后又重新返回爐內(nèi),從而污染排放減少了,碳的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)能力也得到了提升[2]。

    2.2 循環(huán)流化粉煤氣化技術(shù)

    上世紀(jì)七十年代,Lurgi公司開發(fā)出了循環(huán)流化粉煤氣化技術(shù)(CFB),性能非常接近與恩德爐的工藝,但對于旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)卻十分獨(dú)特。這種旋風(fēng)分離器分離出來的粉塵可以在氣化爐的頂部直接進(jìn)行外循環(huán),同時(shí)內(nèi)循環(huán)也可以在喇叭狀的爐床內(nèi)形成,從而促進(jìn)多重循環(huán)的形成,這些循環(huán)反復(fù)氣化物料,極大地提高了碳的轉(zhuǎn)化率。與此同時(shí),較低的固體流速與較高的氣體流速之間的差異又延長了物料和氣化劑之間的接觸時(shí)間,從而使他們得到更加充分的混合,使?fàn)t底排灰和飛灰之中有少于3%的碳含量,極大提高了氣化效率。

    3、氣流床氣化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

    在對流化床氣化爐進(jìn)行進(jìn)一步改造的基礎(chǔ)上,制造出了氣流床氣化爐。該技術(shù)使用<100mm粒子的更細(xì)粒度和1350~1500℃的更高的溫度,使反應(yīng)速度成倍地增加,從而使碳達(dá)到了98%~99%極高的轉(zhuǎn)化率,同時(shí)也使單臺氣化爐達(dá)到了500~2500噸煤/日的處理能力。到目前為止,由于氣流床氣化技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)勢,它被世界上已經(jīng)商業(yè)化的250MW以上的IGCC大型電站廣泛應(yīng)用。它們是以水煤漿為原料的Texaco、多噴嘴對置和以干粉煤為原料的shell、GSP、新型兩段式干煤粉加壓氣化爐。

    3.1 兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)

    我國自主研發(fā)了兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)是由西安熱工研究院開發(fā)的,是一項(xiàng)我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)采用大量的冷煤氣循環(huán),從而起到有效的急冷降溫效果,克服了傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)中的各項(xiàng)技術(shù)缺陷。

    3.2 GSP的氣化技術(shù)

    德國的德意志燃料研究所(DBI)開發(fā)研究出了GSP的氣化技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)以利用高灰分褐煤來生產(chǎn)民用煤氣為最初的目的,但后來在弗萊堡(Freibrug)[3],該技術(shù)的基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)工藝驗(yàn)證工作得到了圓滿的完成。所有這一切試驗(yàn)的完成都是以一套3MW的中試裝置為基礎(chǔ)的。

    3.3 殼牌(shell)氣化技術(shù)

    殼牌國際石油公司開發(fā)出了Shell氣化工藝,它是一種干法粉煤加壓氣流床氣化技術(shù)。利用該技術(shù),荷蘭Buggenum在1993年建成了日投煤兩千噸的大型商業(yè)化裝置,在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方面得到廣泛的運(yùn)用。目前,該裝置仍具有良好的運(yùn)行能力,發(fā)電效率達(dá)到了43%,盡管近年來人們對環(huán)保的要求相當(dāng)苛刻,但該技術(shù)下的排放物已經(jīng)完全滿足了現(xiàn)時(shí)的環(huán)保要求。Shell煤氣化對廢鍋流程進(jìn)行了合理的應(yīng)用,可以將更多地蒸汽生產(chǎn)出來,在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電中被廣泛應(yīng)用。但是,由于廢鍋流程用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品時(shí)還需要將蒸汽變換加上,因此它在化工行業(yè)并沒有明顯的優(yōu)勢。目前,我國有十多臺已經(jīng)建成或正在建設(shè)的Shell爐,從洞氮、雙環(huán)、枝江、安慶著四家單位的運(yùn)行情況中我們可以看出,雖然連續(xù)運(yùn)行時(shí)間正在慢慢增加,但仍然有一些問題存在,要想使其長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行,我們還需要將其進(jìn)一步完善。

    3.4德士古(Texaco)氣化技術(shù)

    美國德士古公司開發(fā)出了德士古氣化技術(shù)。該技術(shù)將煤磨成水煤漿,然后將添加劑、助溶劑等加入形成8Pa·S~1.OPa·S黏度的、煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%以上的漿狀物,將這些漿狀物加壓后噴入爐內(nèi),使其在純氧中燃燒,發(fā)生部分氧化反應(yīng)后,在1300~1400℃的高溫中氣化,從而促進(jìn)合成原料其的生產(chǎn)。目前,在全世界范圍內(nèi),該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于幾十套工業(yè)化裝置的運(yùn)行,我國有二十多套,包括安徽淮南化肥廠、上海焦化廠三聯(lián)供裝置、山東魯南化肥廠等。安徽淮南化肥廠每年可以產(chǎn)出30萬噸的合成氨和52萬噸的尿素,氣化壓力是.5MPa。將激冷流程進(jìn)行合理的應(yīng)用,有3臺氣化爐,目前仍然保持良好的運(yùn)行狀態(tài);上海焦化廠三聯(lián)供裝置的氣化壓力是4.OMPa,有4臺氣化爐,將激冷流程進(jìn)行合理的應(yīng)用,從而促進(jìn)甲醇的生產(chǎn)。山東魯南化肥廠將該項(xiàng)技術(shù)用于生產(chǎn)合成氨的原料氣,同樣將激冷流程進(jìn)行合理的應(yīng)用,操作壓力是3.OMPa。由于該技術(shù)具有較高的專利費(fèi),而國內(nèi)已經(jīng)成功開發(fā)出了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的水煤漿氣化技術(shù),因此,預(yù)計(jì)未來國內(nèi)技術(shù)在水煤漿氣化裝置的新建中會得到廣泛的應(yīng)用。

    4、結(jié)語

    隨著社會的發(fā)展,人們越來越關(guān)注煤氣化技術(shù)。我國擁有多種多樣的煤炭種類和千差萬別的煤化工規(guī)模,煤氣化技術(shù)發(fā)展不平衡。因此,各個(gè)煤化工企業(yè)在對煤氣化技術(shù)進(jìn)行選擇的時(shí)候,應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)本廠自身的實(shí)際,因地制宜,全面地綜合分析所投資的項(xiàng)目,同時(shí)全面地了解項(xiàng)目的原料、技術(shù)、環(huán)保等多方面的問題,然后處理時(shí)多加綜合優(yōu)化。只有這樣做才能把企業(yè)的投資風(fēng)險(xiǎn)降低到最低限度,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

    參考文獻(xiàn)

    [1]汪家銘.Shell煤氣化技術(shù)在我國的應(yīng)用概況及前景展望[J].化工管理,2009,(03).

煤化氣技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：含油廢棄物；處理技術(shù)；資源化利用；多元料漿；氣化處置

隨著煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，化工產(chǎn)品生產(chǎn)能力擴(kuò)大，煤化工生產(chǎn)中含油廢棄物的產(chǎn)生量也隨之大量增加。含油廢棄物按形態(tài)可分為固體含油廢棄物和液體含油廢棄物兩類。含油廢棄物主要含有大量的芳香類化合物和揮發(fā)類氣體，直接排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和危害[1]，已被列為《國家危險(xiǎn)廢物名錄》規(guī)定的危險(xiǎn)固體廢物。本文簡述了煤化工生產(chǎn)中含油廢棄物的來源、特征及其危害，綜述了目前含油廢棄物的處理技術(shù)及研究現(xiàn)狀。針對目前處理技術(shù)存在的不足，開發(fā)了通過多元料漿氣化實(shí)現(xiàn)含油廢棄物污染消減和資源化利用技術(shù)，介紹了該技術(shù)的工藝流程、技術(shù)特點(diǎn)及工業(yè)應(yīng)用情況，為實(shí)現(xiàn)煤化工含油廢棄物處理綠色化發(fā)展目標(biāo)提供一條新的技術(shù)途徑，對于推進(jìn)煤化工行業(yè)綠色清潔高效發(fā)展具有重要的意義。

1含油廢棄物的來源、特征

1.1固體含油廢棄物的來源、特征

1.1.1煤焦油渣煤焦油渣主要產(chǎn)生于煤氣化和煤焦化過程中。煤氣化焦油渣（CGTR）是一種復(fù)雜的副產(chǎn)物，也是一種工業(yè)固體廢物，主要在固定床煤氣化中大量產(chǎn)生[2]。該焦油渣是黑色黏稠固體物料，有刺激性氣味；主要由高沸點(diǎn)有機(jī)化合物、未轉(zhuǎn)化的粉煤和煤中夾帶的其他固體顆粒組成；具有高的含碳量、熱值及有機(jī)成分，可用作有機(jī)原料或燃料[3]。焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤焦油渣主要來源于機(jī)械化焦油氨水澄清槽和自然沉降后的焦油。該焦油渣是煉焦工業(yè)的廢渣，呈黑色泥砂狀，含有苯、酚、焦油、半焦等多種對環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)[4]和很多揮發(fā)性的有機(jī)物，多環(huán)芳烴含量比較高，具有較強(qiáng)的毒性和致癌性，對生態(tài)環(huán)境造成一定的污染。1.1.2煤油共煉殘?jiān)河凸矡挌堅(jiān)敲禾颗c重劣質(zhì)油經(jīng)過加氫裂解后副產(chǎn)的一定量劣質(zhì)油渣，由煤油共煉裝置中減壓塔塔底排出，約占原料煤總質(zhì)量的30%[5]。該油渣組分復(fù)雜，其中含有大量殘留的重油、瀝青質(zhì)及膠質(zhì)，芳香烴含量高，此外還含有灰分及重金屬成分，所以有較高的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[6]。劣質(zhì)油渣中大量殘留的石油烴類化合物具有碳?xì)湓睾枯^高、熱值高的特點(diǎn)，因此需要更科學(xué)、更高效、更清潔的方式來利用煤油共煉殘?jiān)黐7]。1.1.3煤液化殘?jiān)阂夯瘹堅(jiān)–LR）是煤炭加氫反應(yīng)液化后產(chǎn)生的一些固體混合物，約占原煤質(zhì)量的30%[8]，主要由未液化的煤、煤中無機(jī)礦物質(zhì)、煤液化過程中生成的縮合物和聚合物等中間物質(zhì)、瀝青類物質(zhì)、加入的催化劑及殘?jiān)袣埩舻闹刭|(zhì)油等組成。該殘?jiān)哂懈咛己俊⒏甙l(fā)熱量、富氫、低水分、高灰分及高硫含量等特性。

1.2液體含油廢棄物的來源、特征

1.2.1煤氣化含油廢水煤氣化含油廢水含有大量酚類、油、烷烴、氨氮、硫化物等污染物，導(dǎo)致其具有成分復(fù)雜、污染物濃度高、毒性大、濁度和色度高等特點(diǎn)，增加了其處理成本及難度，被認(rèn)為是世界難處理的工業(yè)廢水之一[9]。1.2.2焦化含油廢水在煉焦或生產(chǎn)煉焦化產(chǎn)品過程中會產(chǎn)生大量的含油廢水，廢水中有機(jī)物濃度高且難于降解，其組成主要為高濃度的氨氮，酚類，氰、焦油及聯(lián)苯(C12H10)、異喹啉(C9H7N)等多種芳香族化合物。由于含有大量的有色基團(tuán)，導(dǎo)致其色度很高，另外由于焦油的存在，水體容易乳化[10]。1.2.3煤液化含油廢水煤液化含油廢水是煤液化轉(zhuǎn)化成各種油分過程中產(chǎn)生的含油廢水，主要來自油品合成、油品加工、沖洗排水以及機(jī)泵填料函排水等，其成分復(fù)雜，主要由重油、酚、硫、多環(huán)芳香烴和苯系物等物質(zhì)組成，其中油類物質(zhì)很難被降解，且具有很高的COD值[11]。

2含油廢棄物的常規(guī)處理技術(shù)

2.1固體含油廢棄物處理技術(shù)

2.1.1燃燒技術(shù)化工行業(yè)產(chǎn)生的固體含油廢棄物通常采用燃燒處理，通過高溫燃燒將固體含油廢棄物分解，但在燃燒過程中會排放污染物，這將造成周圍的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重的污染。煤氣化和煉焦過程中都會產(chǎn)生煤焦油渣，煤焦油渣經(jīng)常直接作為鍋爐燃料使用，燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的多環(huán)芳烴，排放有毒物質(zhì)和刺激性氣味氣體[12]。J.SHEN等[2]的研究表明，煤焦油渣在預(yù)燃燒過程中釋放較多的有毒物質(zhì)，分別為烷基取代酚、長鏈烷烴、酰胺和PAHs，這些成分堆積或直接燃燒時(shí)，會產(chǎn)生刺鼻的氣味。董子平等[6]開展了將煤與煤液化殘?jiān)鼡綗募夹g(shù)研究，研究表明，在煤和液化殘?jiān)鼡綗^程中，兩種物料的相互作用對燃燒過程中苯系物的排放量產(chǎn)生較大的影響。另外，當(dāng)液化殘?jiān)紵龝r(shí)，由于其高硫的特性，煙氣必須做脫硫處理才能排放，這樣就增加了裝置投資及操作費(fèi)用[12]。2.1.2熱解技術(shù)煤在氣化和焦化過程中，在高溫條件下生成煤焦油渣。一般將煤焦油渣在無氧條件下高溫?zé)峤猓褂袡C(jī)物分解成小分子的可燃?xì)怏w。D.X.ZHANG等[13]在管式爐中對淮南煤和煤焦油渣進(jìn)行共熱解，明顯提高了熱解焦油收率和輕油產(chǎn)率。黃傳峰等[14]進(jìn)行了煤油共煉殘?jiān)c煤共熱解的相關(guān)研究，結(jié)果表明，煤油共煉殘?jiān)軌虼龠M(jìn)煤熱解過程中揮發(fā)分的熱解逸出速度，使起始失重溫度和最終失重溫度向低溫區(qū)移動，有利于共熱解反應(yīng)的發(fā)生，提高焦油的產(chǎn)率。2.1.3制取衍生炭材料由于煤焦油渣具有比表面積大、多孔性結(jié)構(gòu)、富含芳烴類化合物等特點(diǎn)，常被用作生產(chǎn)吸附性能較好的活性炭的原材料。L.GAO等[15]利用H3PO4作為活化劑，在800℃~1000℃下制備出了吸附性能較好的活性炭，并用動力學(xué)模型擬合揭示了H3PO4如何提高有效的反應(yīng)碰撞率并降低熱解反應(yīng)的活化能。J.B.ZHANG等[16]通過KOH活化將煤直接液化殘?jiān)苽涑山榭滋迹∕Cs），結(jié)果表明，所得到的MCs在甲烷分解反應(yīng)中的活性比市場銷售的煤基活性炭和炭黑催化劑效果更好、更穩(wěn)定。2.1.4溶劑萃取分離技術(shù)Q.X.ZHENG等[17]利用3種不同溶劑[液化二甲醚（DME）、丙酮和己烷]萃取煤直接液化殘?jiān)Y(jié)果表明3種不同溶劑萃取煤直接液化殘?jiān)奶崛∥锒际侵苽涓吒郊又堤坎牧系臐撛谠希思夹g(shù)處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。Y.X.NIU等[18]以乙酸乙酯作為溶劑，萃取碎煤加壓氣化爐產(chǎn)生的煤氣化焦油殘?jiān)Y(jié)果表明，煤氣化焦油殘?jiān)泻械亩喹h(huán)芳香族化合物很容易被乙酸乙酯萃取，提取的殘留物中包含極少芳香烴，并且性質(zhì)相對穩(wěn)定，幾乎沒有環(huán)境威脅，因此使用適當(dāng)?shù)娜軇⒚簹饣褂蜌堅(jiān)蛛x為殘?jiān)徒褂褪且环N有前途的處理方法，對經(jīng)濟(jì)和環(huán)境更加地友好。

2.2液體含油廢棄物處理技術(shù)

2.2.1氣浮法技術(shù)煤化工行業(yè)液體含油廢棄物的處理目前較簡單的方法就是氣浮法技術(shù)。氣浮法是在液體含油廢棄物中通入空氣或使水中產(chǎn)生氣泡，水中的乳化油或懸浮顆粒黏附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，從而達(dá)到從液體含油廢棄物中去除油和懸浮物的目的。加壓氣浮法是一種設(shè)備簡單、液體含油廢棄物去除效果好的方法，目前處于試驗(yàn)階段，未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用[12]。2.2.2破乳技術(shù)由于液體含油廢棄物乳化嚴(yán)重，導(dǎo)致處理難度加大。其乳化的原因主要是液體含油廢棄物中含有大量的硫醇、酚、環(huán)烷酸、磺酸類鹽等物質(zhì)。經(jīng)過破乳技術(shù)處理后，油和水可以自然分層，達(dá)到回收油的目的。徐玲枝等[19]選擇合適的溫度、破乳劑及用量，通過物理化學(xué)方法處理含油廢水，油的回收率平均達(dá)到99%以上。2.2.3生化處理技術(shù)油類是一種烴類有機(jī)物，通過在水中加入?yún)捬跷⑸铮梢詫⒁后w含油廢棄物中的油分解氧化成為二氧化碳和水。神華煤直接液化示范項(xiàng)目有機(jī)廢液處理工藝流程為：兩級氣浮—調(diào)節(jié)罐—生化池（3T-AF）—生化池（3T-BAF）—混凝沉淀—過濾，處理后的廢液含油質(zhì)量濃度≤3mg/L。

3含油廢棄物氣化處置技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

筆者所在研發(fā)團(tuán)隊(duì)近年來在多元料漿氣化技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展，開發(fā)了多元料漿含油廢棄物污染消減和資源化利用技術(shù)，并在多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。

3.1技術(shù)開發(fā)思路

多元料漿含油廢棄物氣化處置技術(shù)利用含油廢棄物中有機(jī)質(zhì)富含碳、氫元素以及高熱值的特點(diǎn)，經(jīng)預(yù)處理后，將含油廢棄物與煤共磨制取氣化料漿或單獨(dú)直接通入氣化爐氣化制合成氣，實(shí)現(xiàn)含油廢棄物污染消減和資源化利用。

3.2工藝流程

多元料漿含油廢棄物污染消減和資源化利用技術(shù)工藝流程示意圖見圖1。該技術(shù)主要有多元料漿制備、氣化、灰水處理3大系統(tǒng)。料漿制備系統(tǒng)：煤與固態(tài)含油廢棄物或（和）低濃度、低黏度液態(tài)含油廢棄物，按照一定的比例共磨制漿，由料漿輸送系統(tǒng)送入氣化爐。氣化系統(tǒng)：含油廢棄物料漿（或高濃、高黏液態(tài)含油廢棄物）與氧氣噴入氣化爐，迅速反應(yīng)，生成CO和H2為主的合成氣，供后續(xù)生產(chǎn)使用，料漿中的灰分及少量未反應(yīng)的碳在高溫作用下成為熔融態(tài)，經(jīng)快速激冷后降溫，成為無毒無害的黑色玻璃態(tài)爐渣，通過鎖斗排出，合成氣進(jìn)入后續(xù)氣體洗滌系統(tǒng)。灰水處理系統(tǒng)：激冷黑水和洗滌黑水進(jìn)入換熱器，熱回收器頂部不凝氣及飽和水汽視情況回收處理或送火炬。經(jīng)閃蒸后底部的灰水和渣池的灰水一起進(jìn)入沉降澄清單元，頂部澄清水進(jìn)入灰水循環(huán)系統(tǒng)，再由灰水循環(huán)系統(tǒng)送回氣化系統(tǒng)循環(huán)使用。

3.3技術(shù)特點(diǎn)

原料適應(yīng)性廣。石油焦、煤油共煉殘?jiān)⒔够瘹堅(jiān)⒂袡C(jī)廢液等含油廢棄物均可采用該方法處理。氣化爐原料消耗降低。含油廢棄物的加入，提高了氣化料漿的熱值，實(shí)現(xiàn)了廢棄物中碳?xì)滟Y源化利用，有效降低了原料煤及氧氣消耗。綠色環(huán)保。氣化灰分經(jīng)激冷后為黑色玻璃態(tài)，無毒無害。氣化灰水經(jīng)灰水系統(tǒng)處理，循環(huán)使用；含油廢棄物作為原料配制料漿，減少原煤和工業(yè)水使用量，實(shí)現(xiàn)含油廢棄物資源化利用，降低成本，節(jié)約資源，符合國家綠色發(fā)展，節(jié)能減排的要求。

3.4工業(yè)應(yīng)用

3.4.1陜西榆林某年產(chǎn)60萬t甲醇裝置，以裂解重油為原料進(jìn)行廢棄物資源化利用，改造后裝置產(chǎn)能比原裝置提高了約6%，有效氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)84%以上，年處理渣油2.9萬t，可節(jié)約原煤5.22萬t，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益3538萬元。3.4.2陜西延長某年產(chǎn)30萬t醋酸裝置，以煤油共煉殘?jiān)鼮椴糠衷线M(jìn)行氣化料漿制備，工業(yè)運(yùn)行時(shí)，對氣化料漿品質(zhì)、氣化爐運(yùn)行狀況、有效氣含量和產(chǎn)量、硫回收系統(tǒng)運(yùn)行狀況均無明顯影響，全系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不僅節(jié)省了原料煤，還節(jié)省了共煉殘?jiān)奈U處理費(fèi)用，開創(chuàng)了一條“變廢為寶”的新路子。

4結(jié)語

煤化氣技術(shù)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】煤制氣；脫水；脫甲醇；液化；甲烷分離

引言

目前，國內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，主要是針對常規(guī)天然氣的液化工藝研究，很少有針對煤制氣的液化分離技術(shù)的研究。煤制氣的氣質(zhì)組分不同于常規(guī)天然氣，含有較少的甲烷，較多的H2和CO，表1為典型的煤制氣的組分含量。液化分離的目的是要把CO、H2從原料氣中分離出來，用于下游甲醇合成裝置生產(chǎn)甲醇，把甲烷液化生成LNG產(chǎn)品銷售。

常規(guī)的天然氣液化工藝主要包括凈化（除去天然氣中的水分、酸性氣體、重?zé)N和汞等雜質(zhì)）和液化兩個(gè)部分。煤制氣的液化分離工藝除了凈化和液化工藝外，增加合成氣分餾工藝。液化部分將原料氣中的甲烷液化從而生成LNG副產(chǎn)品。

原料氣組份 摩爾百分比（mol%）

CO 24.95

H2 57.65

CH4 16.39

N2+Ar 0.30

H2S+COS 0.1ppm

O2 0.41

CO2

C2 0.30

總計(jì) 100.00

1.煤制氣液化分離裝置

甲烷分離裝置原料氣經(jīng)脫水、脫甲醇、脫汞后，進(jìn)入液化分離單元，在冷箱內(nèi)冷卻至-162℃，再進(jìn)入分餾塔，利用CH4、CO、H2沸點(diǎn)不同，從而有效地把甲烷從原料氣中分離冷凝下來，得到產(chǎn)品LNG，LNG產(chǎn)品進(jìn)入LNG儲罐儲存，合成氣從分餾塔頂分出。另配有冷劑補(bǔ)充系統(tǒng)和BOG回收系統(tǒng)。

裝置合成氣產(chǎn)量約為：165，900kg/h，LNG產(chǎn)量約為51，510kg/h。此數(shù)據(jù)基于從界區(qū)外回收3，643kg/h BOG為前提。

1.1煤制氣凈化工藝及特點(diǎn)分析

在煤制氣液化之前，要把原料氣中的水，甲醇脫除掉，這些成分在低溫條件下會結(jié)冰，堵塞設(shè)備或降低換熱器的性能。采用分子篩過濾器/分離器捕獲可能從原料氣壓縮機(jī)冷卻器攜帶過來的工藝液體。

原料氣進(jìn)入到處于吸附狀態(tài)的分子篩（干燥劑采用UOP13X-HP分子篩）干燥器頂部，壓力為4.76MPa，溫度為35℃。當(dāng)原料氣經(jīng)過床層的時(shí)候，原料氣中的水和甲醇被吸附到床層上。一個(gè)床層吸附水和甲醇，另外一個(gè)床層處于再生狀態(tài)，整個(gè)脫水干燥循環(huán)為24小時(shí)，其中12小時(shí)為吸附，7.3小時(shí)是加熱狀態(tài)，3.7小時(shí)是冷卻，1.0小時(shí)為切換。

利用低壓氮?dú)庾髟偕橘|(zhì)，低壓氮?dú)馔ㄟ^再生氣加熱器被加熱到約232℃。再生時(shí)經(jīng)過分子篩去除飽和床吸附的水和甲醇，再生氣排放到大氣之中；在冷卻段，再生氣不再經(jīng)過加熱器加熱。

干燥的原料氣離開分子篩床層，經(jīng)過粉塵過濾器脫除吸附劑粉塵或分子篩床層沒有捕獲的固體雜質(zhì)。

汞含量超標(biāo)會對鋁制冷箱產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使冷箱發(fā)生爆裂。原料氣干燥后進(jìn)入到脫汞床，脫汞劑采用浸硫活性炭。把原料氣中所含的汞脫除掉，再進(jìn)入到炭粉過濾器以過濾活性炭。除了更換其中一個(gè)脫汞床內(nèi)吸附劑的時(shí)候，兩個(gè)脫汞床在正常工況下串聯(lián)運(yùn)行。

煤制氣凈化工藝的特點(diǎn)：

1.不同于常規(guī)天然氣液化前的凈化工藝，該工藝不需要單獨(dú)配置CO2脫除裝置，因?yàn)槊褐茪庵蠧O2的含量為20ppm，而煤制氣液化工藝允許的CO2最大量為50ppm。

2.干燥系統(tǒng)吸附劑和切換閥門使用壽命長，系統(tǒng)切換損失小，有防止分子篩吹翻措施。吸附器切換再生采用恒流量控制方式，改善主塔工況的穩(wěn)定性[1]。

3.煤制氣中汞含量較高，脫汞床容積較大，采用兩床串聯(lián)運(yùn)行，如果其中一個(gè)脫汞床吸附飽和則更換吸附劑，另一個(gè)脫汞床可繼續(xù)吸附。脫汞吸附劑采用浸硫活性炭。

1.2煤制氣液化分離工藝及特點(diǎn)分析

煤制氣凈化后進(jìn)入液化分離裝置。液化分離裝置將BV公司開發(fā)的PRICO單混合冷劑單循環(huán)、氮冷劑循環(huán)以及分餾系統(tǒng)高度集成和一體化，既滿足對產(chǎn)品純度的嚴(yán)格要求，又具備高能效。原料氣和氮冷劑均在工藝核心PRICO主換熱器中進(jìn)行冷卻和冷凝[2]。

經(jīng)過預(yù)處理的原料氣進(jìn)入主冷劑換熱器，原料氣在主換熱器第一通道向下流動，預(yù)冷至-82℃，并在主換熱器的中間部位引出冷箱，氣體被用來加熱合成氣分餾塔的塔底。來自分餾塔再沸器的冷原料氣，其溫度為-113℃，壓力為4.65MPa，返回到主換熱器被進(jìn)一步冷卻至-151℃，壓力降至4.62MPa，然后在冷液分離器進(jìn)行分離。

從冷分離器出來的氣相物流進(jìn)入到膨脹/壓縮機(jī)組的膨脹端，在此由4.62MPa膨脹到約1.2MPa，然后進(jìn)入到合成氣分餾塔。從冷分離器底部出來的液相物流經(jīng)過節(jié)流閥減壓到分餾塔的操作壓力，然后進(jìn)入合成氣分餾塔的低段。

從分餾塔頂分出的合成氣產(chǎn)品的主要成分為CO、H2，分餾塔底分離出的是LNG。塔頂冷凝器把分餾塔頂?shù)臍怏w冷卻到-177.2℃，塔頂冷凝器的冷量由氮冷劑系統(tǒng)回路提供。塔頂冷凝器出口流體在回流罐中分離，回流液通過回流泵返回到合成氣分餾塔，從回流罐出來的氣體就是甲烷分離裝置生產(chǎn)的合成氣產(chǎn)品。

塔底物流就是LNG產(chǎn)品，溫度為-162℃，被送入LNG儲罐儲存。

煤制氣液化分離工藝的特點(diǎn)[3]：

1.液化所需冷量由混合冷劑循環(huán)系統(tǒng)提供，氮?dú)狻⒓淄椤⒁蚁⒈椤愇焱槲宸N冷劑組成，在冷箱中以氣液混合的形式，經(jīng)J-T閥膨脹制冷。

2.為了更有效的將甲烷分離出來，在冷箱出口產(chǎn)品線上加了冷分離罐，先將已液化的甲烷分離出來，再將冷分離罐的氣相經(jīng)膨脹機(jī)制冷后液化，在分餾塔內(nèi)分離出來。

3.增加另一種冷源：液氮。用于降低來自的分流塔頂?shù)暮铣蓺獾臏囟龋俅畏蛛x出合成氣中夾帶的甲烷。液氮系統(tǒng)由低溫氮?dú)鈮嚎s機(jī)和進(jìn)出口分液罐組成，為閉式回路。

4.分餾塔是利用甲烷、CO、H2的沸點(diǎn)不同來實(shí)現(xiàn)甲烷分離，有效的利用能量。

5.依據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整分餾塔再沸器和回流冷凝器的負(fù)荷。如合成產(chǎn)品氣中甲烷含量過高（超過0.5%），則應(yīng)增加回流量，如液化天然氣產(chǎn)品中的CO含量過高（超過0.5%），應(yīng)增加再沸器的負(fù)荷。

1.3 混合冷劑循環(huán)

煤制氣液化所需的冷量由PRICO冷劑系統(tǒng)提供，PRICO工藝是由美國Black&Veatch公司1950年開發(fā)并不斷改進(jìn)而成，采用了單循環(huán)混合制冷劑和單循環(huán)壓縮系統(tǒng)，冷箱采用板翅式換熱器[2]。

來自主換熱器頂部的低壓冷劑在冷劑壓縮機(jī)的一段被壓縮，一段入口溫度為27℃，壓力為0.163MPa，流量為94049m3/h，一段出口溫度為147.8℃，壓力為1.55MPa，然后進(jìn)入冷劑壓縮機(jī)的段間冷卻器冷卻到33.3℃。段間冷劑罐把氣相和液相物流分離開，氣相冷劑被導(dǎo)入到冷劑壓縮機(jī)的二段，二段入口溫度為33.3℃，壓力為1.49MPa，流量為14368m3/h，二段出口溫度為93.5℃，壓力為3.35MPa。壓縮機(jī)二段出來的高壓氣相冷劑與從段間冷劑罐通過段間冷劑泵打出的冷劑液體混合，然后在冷劑出口冷凝器中冷卻，部分冷凝下來的混合物在冷劑出口分離器中進(jìn)行分離。

冷劑循環(huán)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：

1.采用單級制冷系統(tǒng)，流程簡單，操作控制可靠；

2.對冷劑組分的變化不敏感，對不同組份原料氣具有較強(qiáng)的彈性和適應(yīng)性；

3.開停車速度快，需要補(bǔ)充冷劑量少，具有較高的效率；

4.設(shè)備數(shù)量少，布置緊湊，造價(jià)和操作費(fèi)用低。

2. 煤制氣液化分離裝置運(yùn)行實(shí)踐

新疆廣匯甲烷深冷液化分離項(xiàng)目于2010年5月開始籌備建設(shè)， 2012年10月調(diào)試投產(chǎn)成功。該裝置的設(shè)計(jì)能力為452，472m3/h。合成氣的總生產(chǎn)能力為383，686m3/h，LNG作為生產(chǎn)速度大約為51，510kg/h（相當(dāng)于液體119.6m3/h，約45萬噸/年 ）。

2012年6月，裝置進(jìn)入全面調(diào)試階段：公用工程系統(tǒng)調(diào)試；原料氣管線置換；消防水系統(tǒng)調(diào)試；原料氣管線引天然氣；干燥器填裝瓷球、分子篩，脫汞吸附劑填裝活性炭；全部DCS聯(lián)校結(jié)束；干燥、汞脫除全部系統(tǒng)置換和檢漏，冷劑儲存、補(bǔ)充和卸料全部系統(tǒng)置換和檢漏，制冷和液化系統(tǒng)置換和檢漏。

2012年8月，液化系統(tǒng)和制冷劑回路干燥，冷劑儲存系統(tǒng)干燥。

2012年9月，壓縮機(jī)組聯(lián)動試運(yùn)，液態(tài)冷劑系統(tǒng)循環(huán)，冷劑單元開車，液化單元開車，LNG儲罐和灌裝站置換、干燥和預(yù)冷。

2012年10月20日甲烷分離裝置投產(chǎn)成功，逐步增加負(fù)荷至50%，產(chǎn)品合格后穩(wěn)定24小時(shí)；增加負(fù)荷至70%，產(chǎn)品合格后穩(wěn)定72小時(shí)；再增加負(fù)荷至85%，產(chǎn)品合格后穩(wěn)定72小時(shí)；最后增加負(fù)荷至100%，穩(wěn)定72小時(shí)。如果產(chǎn)品合格，裝置即進(jìn)入試生產(chǎn)期，試生產(chǎn)期時(shí)間為六個(gè)月。

2.1 冷箱積液及操作

原料氣從頂部進(jìn)入冷箱，并向底部流動，底部冷端溫度更低。低溫液體僅在冷劑換熱器底部產(chǎn)生。停車期間，這些液體因重力將會被隔離在冷箱底部，這些低溫液體不能進(jìn)入到設(shè)計(jì)不允許低溫進(jìn)入的工段。每個(gè)冷箱只有一個(gè)雙板束釬焊鋁芯換熱器，除此再沒有任何其它設(shè)備。

冷箱的溫度梯度自下而上，逐漸升高，低壓冷劑出冷箱為常溫。冷箱內(nèi)液相冷劑過多時(shí)，冷箱底部會出現(xiàn)積液，冷箱底部溫度會極具降低。此時(shí)，可以減小液相冷劑進(jìn)冷箱流量，同時(shí)增大氣相冷劑流量，將集聚在冷箱底部液體帶至冷箱中上部氣化，使得冷箱整體溫度梯度趨于正常。

2.2 產(chǎn)量控制

J-T閥控制液化裝置的總體生產(chǎn)能力，限制冷劑壓縮機(jī)負(fù)荷。J-T閥進(jìn)行微小調(diào)整，以改變生產(chǎn)能力或者增、減冷劑壓縮機(jī)的負(fù)荷。使用手動的“HIC”與采用J-T閥流量控制相比，可提供進(jìn)入冷劑壓縮機(jī)的穩(wěn)定流量，一般而言，增加進(jìn)入冷箱的冷劑流量，即增加了LNG生產(chǎn)能力，或在LNG流量不變情況下降低LNG的溫度。

2.3 冷劑補(bǔ)充與損失

對于冷劑補(bǔ)充，氮是由客戶（界區(qū)外）提供的。甲烷可以在運(yùn)行時(shí)從LNG產(chǎn)品中獲取。“甲烷補(bǔ)充罐”由用戶提供，它可以儲存LNG產(chǎn)品或由其它設(shè)備引入。由于原料氣中的氧氣在閃蒸氣中累積，因此，BOG不適合作甲烷補(bǔ)充。裝置原料氣中H2/CO含量高，同樣也不適合做甲烷補(bǔ)充的“補(bǔ)給源”。開車時(shí)，甲烷補(bǔ)充將用LNG槽車（用戶提供）代替。需要的乙烯、丙烷、異戊烷來自于專用的補(bǔ)充罐。所有冷劑組分均通過冷劑吸入罐的入口管線加載。

在裝置維修或冷劑液體過多時(shí)，可以在冷劑儲罐中存放冷劑。這些冷劑可以根據(jù)需要再次加入到系統(tǒng)中，從而可以最大程度地減少冷劑的損失。每列都有專用的補(bǔ)充罐。

對于PRICO工藝來說，當(dāng)制冷系統(tǒng)首次裝填冷劑后，只需要很少量的冷劑補(bǔ)充，因此，只要求最低量的冷劑儲備。

2.4 BOG回收

來自LNG儲罐的氣態(tài)甲烷，溫度-160℃，壓力0.006MPa，流量5096Nm3/h，首先經(jīng)入口過濾器，進(jìn)入BOG進(jìn)/出口換熱器換熱；加熱后的氣體進(jìn)入一級進(jìn)氣緩沖器，經(jīng)一級壓縮到0.23MPa，70℃，然后進(jìn)入一級出口緩沖器、一級水冷器冷卻到40℃；氣體進(jìn)入二級入口緩沖器，經(jīng)二級壓縮到0.89MPa，134℃，然后進(jìn)入二級出口緩沖器、二級水冷器冷卻到45℃；氣體進(jìn)入三級入口緩沖器，經(jīng)三級壓縮到2.7MPa，134℃，然后進(jìn)入三級出口緩沖器，并在進(jìn)/出口換熱器中與入口氣體換熱，最后在三級水冷器中冷卻到40℃，經(jīng)出口過濾器過濾后，回到入口凝聚過濾器。

2.5 控制系統(tǒng)

甲烷分離裝置的測量和控制采用DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；原料氣壓縮機(jī)和驅(qū)動汽輪機(jī)、冷劑壓縮機(jī)組等的緊急停車聯(lián)鎖（ESD）、防喘振控制和調(diào)速控制等采用獨(dú)立于DCS系統(tǒng)的專用“機(jī)組綜合控制系統(tǒng)”（ITCC）實(shí)現(xiàn)。ITCC的可用度要達(dá)到99.9%，應(yīng)采用經(jīng)過TUV AK6認(rèn)證的不低于三重冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的硬件和軟件控制系統(tǒng)[4]。

設(shè)置緊急停車按鈕操作臺，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)裝置和單機(jī)設(shè)備突發(fā)事故或計(jì)算機(jī)故障下的緊急停車，確保裝置的安全性。DCS停車信號與緊急停車信號分別由兩路獨(dú)立的停車信號送至停車回路，以保證停車回路的可靠性。

3.結(jié)束語

新疆廣匯甲烷深冷液化分離項(xiàng)目于2010年5月開始籌備建設(shè)， 2012年10月調(diào)試投產(chǎn)成功。

煤化氣技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】自動化技術(shù)；電氣設(shè)備；應(yīng)用

自動化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，同時(shí)是進(jìn)一步發(fā)展的條件。在工礦企業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備的自動化水平較高，已經(jīng)進(jìn)入綜合自動化時(shí)代，自動化技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。自動化控制的精度和智能化程度不斷增加。自動化技術(shù)正在向知識密集化、功能多樣化技術(shù)、集成化方向迅速發(fā)展。現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)是現(xiàn)代自動化技術(shù)的幾大支柱。現(xiàn)代自動化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)已緊密集成。煤礦企業(yè)生產(chǎn)特別是煤礦井下地質(zhì)及工作環(huán)境惡劣，機(jī)械設(shè)備較多，而自動化的總體水平相對滯后于制造業(yè)和石油、電力、鋼鐵等行業(yè)。煤礦自動化已成為煤炭企業(yè)及煤礦生產(chǎn)發(fā)展的重中之重。

1、煤礦采掘機(jī)械的電氣自動化

近些年來，國內(nèi)外的采掘機(jī)械設(shè)備正在向著電牽引方向發(fā)展，使裝機(jī)容量日趨增大，多電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)采用橫向布置方式。采煤機(jī)的總裝機(jī)功率均在1000kw以上，有些已經(jīng)達(dá)到1500kw，牽引電機(jī)功率2×60kw，牽引速度0—30m/min。交流電牽引采煤機(jī)因其效率較高、可靠性較強(qiáng)、抗污能力較強(qiáng)、維護(hù)方便而倍受煤炭企業(yè)的重視。

控制技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，由多種傳感器的工況監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，這是先進(jìn)大功率、高效率綜采設(shè)備的主要特點(diǎn)。

煤礦用工作面輸送機(jī)正向著多樣化、重承載運(yùn)輸?shù)姆较虬l(fā)展，許多已采用雙速電機(jī)，主、副電機(jī)液壓平衡，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行工況的監(jiān)測技術(shù)。

液壓支架使用以計(jì)算機(jī)機(jī)為核心的電液控制和高壓大流量供液系統(tǒng)。移架速度達(dá)6—8s／架。大功率、高可靠性的機(jī)電一體化綜采成套技術(shù)，使煤礦生產(chǎn)高度集中，單產(chǎn)工效可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

我國的采掘機(jī)械自動化技術(shù)相對滯后，采煤機(jī)最大裝機(jī)功率為電牽引830kw；液壓牽引800kw。牽引調(diào)速方式還是以液壓牽引為主，電牽引起步較晚。國產(chǎn)電牽引采煤機(jī)僅有MG3344—PWD型等，薄煤層交流電牽引采煤機(jī)投入使用，其核心電控部分主要是以國外引進(jìn)，上海、太原、西安、佳木斯等煤機(jī)研究與生產(chǎn)機(jī)構(gòu)都在試驗(yàn)或研制電牽引采煤機(jī)，有些已投入煤礦生產(chǎn)。工作面刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力較低，過煤量較小，連接強(qiáng)度低，無工況監(jiān)測液壓支架的電液控制在國內(nèi)煤礦機(jī)械企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正在研制，綜采設(shè)備電氣控制與檢測方面比較落后，不具有故障診斷功能，微機(jī)控制還處在應(yīng)用階段。在煤礦綜掘方面利用PLC和微型計(jì)算機(jī)對掘進(jìn)機(jī)的自動控制的尚處在起步階段，與采煤先進(jìn)國家的差距還比較大。

2、煤礦運(yùn)輸提升機(jī)械電氣自動化

二十世紀(jì)八十年代以后，煤礦產(chǎn)量不斷增加，一些大中型煤礦，井下厚煤運(yùn)輸主要采用膠帶運(yùn)輸設(shè)備。膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的研制與應(yīng)用已有了較快發(fā)展。

系統(tǒng)化的綜合保護(hù)替代了單一的保護(hù)；計(jì)算機(jī)和PLC已普遍應(yīng)用，DCS結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)與礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控目的。此外，有的高校研制的膠帶機(jī)全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，在一些煤礦投入使用，效果非常顯著；計(jì)算機(jī)與工業(yè)電視膠帶集中監(jiān)控系統(tǒng)，也在一些煤礦投入使用，實(shí)踐表明，應(yīng)用效果較好。膠帶自動化存在的問題是部分保護(hù)尚未過關(guān)等。

目前，我國生產(chǎn)的脈沖調(diào)速裝置多采用晶閘管器件構(gòu)成斬波器。隨著新型電力電子器件的開發(fā)和應(yīng)用，高斬波頻率，高效率的斬波器先后投入應(yīng)用。以微機(jī)和PLC為核心的“信、集、閉”系統(tǒng)研制成功。

隨著交—交變頻器技術(shù)的成熟，交—交變頻同步拖動調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展。先進(jìn)采煤國家在提升機(jī)的電控方面已采用PLC為控制核心，采用PLC進(jìn)行提升工藝控制、安全回路監(jiān)視、同路行程控制，使提升機(jī)的安全保護(hù)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了全微機(jī)監(jiān)控，全部安全部件均采用雙線回路，安全監(jiān)控回路采用冗余技術(shù)來保證提升機(jī)的安全運(yùn)行。以微機(jī)為核心的故障診斷裝置的提升可實(shí)現(xiàn)高度自動化。在我國，提升機(jī)多為交流提升，轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)速為其主要調(diào)速方式，除了大型先進(jìn)的礦井采用PLC控制替代繼電器控制外，一些礦井還采用繼電器一接觸器控制，直流提升機(jī)60%為F—D機(jī)組拖動。改革開放以來，我國引進(jìn)了30余臺SCR—D直流全數(shù)字控制提升機(jī)，而國產(chǎn)的SCR—D直流提升機(jī)以其模擬線路控制居多。采用PLC和微機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集處理的SCR-D提升機(jī)已投入使用。近年來，我國以計(jì)算機(jī)為核心的提升機(jī)后備電氣保護(hù)裝置發(fā)展較快，對確保提升機(jī)的安全運(yùn)行起著重要作用。

3、煤礦安全，監(jiān)控控制系統(tǒng)

我國在引進(jìn)國外先進(jìn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)及制造技術(shù)的同時(shí)，研究和生產(chǎn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，逐步推出了KJ2、KJ4、K190、K195、TF200、AVI等。一般為DCS系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用已步入國際中上游水平。

在我國，許多大中型煤礦已經(jīng)安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，裝備了瓦斯遙測儀和斷電儀，風(fēng)電閉鎖裝置，紅外線自動噴霧裝置等監(jiān)測儀器，我國安全監(jiān)控系統(tǒng)基本上可滿足煤礦的安全生產(chǎn)要求，而因相配套的傳感器的種類較少、壽命較短、穩(wěn)定性較差、維護(hù)工作量較大，這些造成在一些監(jiān)控系統(tǒng)的工作缺乏安全可靠性，系統(tǒng)利用率不高。因此，要采用科技措施，提高系統(tǒng)的可靠性和礦用傳感器的開發(fā)，為煤礦的安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。參考文獻(xiàn)

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[3]何敬德等.國內(nèi)外煤礦采掘運(yùn)裝備技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展對策和思考.煤礦機(jī)電,2003.5