空分氣化工藝及設備簡要介紹2003

空分、氣化工藝及設備簡要介紹煤、石油、天然氣是目前工業(yè)生產(chǎn)的三種主要能源。我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，所以發(fā)展煤化工，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展具有舉止輕重的作用。

煤化工目前的發(fā)展方向主要有煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制油、煤制氣等。對于煤化工來講，前段工序：空分、氣化裝置必不可少。

煤制油全廠工藝流程簡圖空分：從大氣中抽出空氣進行低溫分離制取氧氣和氮氣，氧氣供氣化反應用，氮氣用于系統(tǒng)及管線吹掃等。氣化：原料煤通過棒磨機，制成合格的料漿后，通過高壓煤漿泵加壓送入氣化爐，與氧氣在氣化爐反應室內(nèi)發(fā)生氣化反應，生成以CO、H2和CO2為主要成分的粗煤氣。變換：CO與H2O在變換觸媒、高溫等作用下反應生成CO2和H2,也就是將CO變換成CO2，從水出提出H2。低溫甲醇洗：利用低溫甲醇在低溫下對CO2和H2S等酸性氣良好的吸收能力，對CO2和H2S等酸性氣進行脫除，使變換氣得到凈化，送到F-T合成單元。F-T合成：將低溫甲醇洗來的合成氣在一定壓力及溫度下與觸媒反應生成合成油及合成水。油品加工：合成油進入油品加工裝置加氫后生成柴油、石腦油和干氣。脫碳：合成尾氣經(jīng)脫除CO2后再經(jīng)油吸收裝置進一步吸收后生產(chǎn)液化石油氣。PSA制氫：貧氣進入制氫工段將產(chǎn)出的氫氣返回油品加工，尾氣作為燃料輸出各單元的功能空分冷箱LOX空氣WN2GANHPLIN主壓縮機空氣純化低溫透平液氮泵空氣預冷液氧泵空氣壓縮機熱交換器HPGOXMP1MPMPMPLPHP精餾塔~~LOXLIN低溫儲罐空分裝置構成動力與凈化制冷與熱交換精餾儲存輸送空分流程方框圖空壓機預冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品膨脹機增壓機空壓機組：驅(qū)動采用汽輪機，汽輪機為雙出軸形式，一端驅(qū)動空壓機，另一端驅(qū)動增壓機?？諌簷C進口有一個自潔式過濾器，將空氣進行初步過濾去雜質(zhì)。

空氣經(jīng)空壓機提壓后，送入空冷塔（對空氣進行冷卻及洗滌）-分離器（將洗滌后的空氣進行汽水分離）-分子篩（脫除碳氫化合物及水份），出分子篩的空氣一部分進入冷箱，一部分進入增壓機繼續(xù)增壓后進冷箱。膨脹機組：從空壓機來的一定壓力的氣體在膨脹機中進行膨脹做功，為氣體分離提供冷量。低溫液體泵：包括液氧泵、液氮泵等。板翅式換熱器：進行流體冷熱交換。材質(zhì)為鋁制，翅片間采用釬焊焊接。精餾塔：分上塔、主冷、下塔三部分組成。空分主要設備航天爐氣化工藝流程航天爐氣化裝置剖面圖德士古氣化工藝流程（氣化爐之后的工藝和航天爐相同）

煤漿制備工藝流程

棒磨機（制備煤漿）

是制漿的關鍵設備。圖中為濕式溢流型棒磨機，單臺磨煤機最大生產(chǎn)能力為氣化裝置總生產(chǎn)能力的75%。磨煤機出口設滾筒篩以便及時篩出煤漿中的大顆粒。中速磨煤機（制備干煤粉）高壓煤漿泵

采用軟管隔膜往復泵。泵由電機驅(qū)動，通過曲柄、連桿、活塞將液壓油壓力傳遞至（軟管）隔膜，通過（軟管）隔膜的變形達到吸排液的目的。泵進出口帶緩沖器，可以保證進出口煤漿流量的穩(wěn)定。泵的調(diào)速采用變頻調(diào)速。煤漿給料泵詳見右圖。氣化爐：目前常用的水煤漿氣化爐（德士古氣化爐、華理四噴嘴等）和干粉氣化爐（航天氣化爐、殼牌氣化爐等），16萬噸煤制油示范廠采用的是德士古氣化爐，伊泰新疆能源有限公司采用的12臺航天爐+3臺德士古氣化爐。德士古氣化爐燃燒室內(nèi)壁內(nèi)襯耐火磚，頂置單燒嘴。航天爐燃燒室內(nèi)襯水冷壁盤管，盤管外表面有耐火澆注料，保護盤管，水冷壁吸收熱量后副產(chǎn)蒸汽。氣化爐上部是燃燒室，下部是激冷室。德士古與航天爐都采用激冷流程，反應產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)過激冷環(huán)、下降管在水中洗滌，進行渣氣分離，氣體洗滌后進行合成氣洗滌塔。渣進入破渣機進行破碎后排出氣化爐。氣化設備介紹德士古氣化爐燒嘴

工藝燒嘴：是水煤漿氣化爐的核心設備，其功能有二：一是霧化煤漿，二是與爐體匹配形成適宜的流場。

煤漿及氧氣通過工藝燒嘴進入氣化爐反應室。通過專用的燒嘴冷卻水系統(tǒng)保護氣化爐燃燒室中高溫環(huán)境下的工藝燒嘴。一般的工藝燒嘴為三流道預混式燒嘴，氧氣走中心和外環(huán)隙，煤漿走中間環(huán)隙。燒嘴易于磨損。

破渣機破渣機位于氣化爐底部與鎖斗之間，用來破碎爐中產(chǎn)生的大塊爐渣，以保證正常固體粒度的爐渣能順利進入鎖斗。是由殼體、動力裝置、油馬達，以及連接在馬達旋轉軸上的破碎刀片組成。工作原理：由動力泵提供的最高可達35Mpa的高壓油經(jīng)軟管輸送到馬達，通過馬達的旋轉軸帶動安裝于軸上的破碎刀按一定的方向旋轉，與固定在破渣機殼體內(nèi)壁的破碎刀交叉運行，以達到破碎渣的目的。破渣機的液壓系統(tǒng)包括：（1）動力部分：液壓泵（2）控制部分：各類壓力，流量，方向等控制閥（3）執(zhí)行部分：液壓馬達（4）輔助裝置管道，蓄能器，過濾器，油箱，加熱器，冷卻器，壓力表，流量計等。粉碎刀架體主要分為刀架和轉動刀體兩部分，另外還包含起導流作用的滑板、擋板等。刀架安裝在殼體內(nèi)部的刀架連扳上，它與轉動刀體組成了破渣機的破碎單元，屬于破碎單元中的靜止部分。刀架共有九個，兩兩之間形成一過流通道，共形成八個過流通道。轉動刀體安裝在軸上，相鄰的兩刀體之間有45°的周向錯移，屬于破碎單元中的運動部分，共有八個。當軸轉動時，帶動這八個轉動刀體剛好穿過由刀架形成的八個過流通道，不斷的將滯留在動靜刀間的大塊爐渣破碎，從而避免大塊未破碎物料滯留在軸的上方。為提高動靜刀