气化装置工艺流程叙述

气化装置工艺流程叙述

（1）磨煤及干燥单元（1500 单元）

来自原料煤贮仓的碎煤由称重给煤机按给定量加入到磨煤机内，被轧辊在磨盘上磨成粉状，并由高温惰性气体烘干。高温惰性气体来自惰性气体发生器。惰性气体进入磨煤机进口时温度为150,250? ，离开磨煤机时温度为100,120?。惰性气体将碾磨后的粉煤输送到磨煤机上部的旋转分级筛，筛出的粗颗粒返回到磨盘重新碾磨。出磨煤机的合格粉煤由惰性气体输送入粉煤袋式过滤器进行分离后，粉煤经旋转卸料阀、纤维分离器、及粉煤螺旋输送机送至粉煤贮罐，分离出的惰性气体小部分（约20%）排放至大气，剩余部分（约80%）经循环风机进入惰性气体发生器加热后循环使用。惰性气体发生器的燃料气正常情况下由老厂提供，并用燃烧空气鼓风机提供助燃空气。在粉煤袋式过滤器下游监测惰性气体露点，稀释氮气由稀释风机加入，以保证系统内惰性气体露点在要求的范围内。

磨煤及干燥单元设有四条生产线，每条线的处理能力满足单台气化炉100,负荷，采用三开一备的操作方式。

磨煤及干燥单元主要控制煤的颗粒尺寸（粒径分布）和粉煤的水分含量（v5%wt）。粉煤的典型粒径分布为：

1）颗粒尺寸？90卩m占90%（重量）;

2）颗粒尺寸？5卩m占10%（重量）。

（2）煤加压及进煤单元（1600 单元）

煤加压及进煤单元设有三条生产线，对应三条气化及合成气洗涤生产线，该单元采用锁斗来完成粉煤的连续加压及输送。

在一次加料过程中，常压粉煤贮罐内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗。粉煤锁斗内充满粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后进行加压，当其压力

升至与粉煤给料罐压力相同时，且粉煤给料罐内的料位降低到足以接收一批粉煤时，打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间平衡阀门进行压力平衡，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤锁斗卸料完成后，通过将气体排放至粉煤贮罐过滤器进行泄压，泄压完成后

重新与粉煤贮罐经压力平衡后联通，此时，一次加料完成。

粉煤锁斗加压是通过充入高压氮气完成的，高压氮气经充气锥、充气笛管、管道充气器和锁斗高压氮气过滤器进入粉煤锁斗。为了保证到烧嘴的煤流量的稳定，在粉煤给料罐和气化炉之间通过控制粉煤给料罐的压力保持一个恒定的压差，此压差的设定值根据气化炉的负荷确定。

（3）气化及合成气洗涤单元（1700 单元）

该单元是HT-L 加压粉煤气化工艺的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。

1）氧气系统

来自空分单元的氧气进入氧气缓冲罐，经氧气预热器加热至180?后与中压过热蒸汽混合后作为氧化剂经烧嘴的氧气/ 蒸汽通道送入气化炉。在开车点火及气化炉预热阶段，通过一条管线将常温氧气送至烧嘴的开工及点火氧气通道对烧嘴进行点火及对气化炉进行升温预热。

氧气流量与粉煤流量为比例控制，以防止气化炉超温。

2）粉煤进料系统

来自1600 单元的粉煤用高压二氧化碳（开车时为氮气）通过三条粉煤输送管线采用密相输送方式，送入气化炉烧嘴的三个煤粉通道。煤粉的流量通过粉煤管线上的温度、压力、速度、悬浮密度的测量仪表以及特殊的粉煤流量调节阀进行控制。

3）气化系统

氧气/ 蒸汽及粉煤通过烧嘴进入气化炉内，在气化炉内粉煤与氧气/蒸汽充分混合并在高温高压下（约1320?, 4.0MPa（G））进行气化反应。

气化炉由上部的水冷壁辐射燃烧反应室和下部的激冷室组成。在气化炉反应室内，在1320?和4.0MPa（G）条件下发生气化反应。反应室为表面覆盖耐火材料的盘管式水冷壁结构，在水冷壁和气化炉压力容器之间的环隙连续通入保护气（高压氧化碳）,气化炉承压外壳的温度保持在大约200?左右。水冷壁向火侧有密集的渣钉，用来固定碳化硅耐火层，由于有水冷壁的冷却作用，耐火层表面温度低于灰渣的凝固温度，因而会在耐火层表面形成稳定的凝固渣层，对耐火

层起到保护作用。固化渣层的保温作用也使热损降到最低。

粗合成气的主要成分为氢气和一氧化碳，少量的其它组分（包括硫化物，氮，氩和甲烷）以及液态炉渣。这些物质离开反应室向下进入激冷室，经激冷环后流过下降管进入激冷室水浴，渣在水中固化并沉到气化炉的底部; 合成气通过和水的直接接触，其中携带的大多数的细颗粒被洗涤进入了水里，同时粗合成气也被水冷却、饱和。冷却后的合成气向上流过破泡板后离开气化炉。

激冷水通过下降管顶部的激冷环，沿下降管壁面向下流进激冷室。

激冷室中的激冷水含有少量的固体，在液位控制下连续排出送到渣及灰水处理系统的高压闪蒸罐, 进行高压闪蒸并对热量进行回收。

烧嘴是通过在其水夹套内通入冷却水来进行保护的，水在水夹套中连续循环流动。烧嘴冷却水系统包含烧嘴冷却水缓冲罐，烧嘴冷却水泵，烧嘴冷却水加热器和烧嘴冷却水过滤器。

开工时，使用开工氧气管线和点火燃料气系统对气化炉进行点火及升温，在升温阶段利用开工引射器在气化炉中形成部分真空，将烟气通过开工引射器分离罐排向大气。一旦气化炉中的氧气含量降至可接受的范围，立刻将烟气排向火炬，同时

气化炉进入升温升压阶段，待气化炉的压力升至 1.0MPa(G),炉膛温度大于800?

后，即可将氧气/ 蒸汽和粉煤投入气化炉进行煤烧嘴点火。

4) 气化汽水系统

为了保护气化炉压力容器及水冷壁盘管，水冷壁盘管内通过汽包循环水泵维持强制的水循环。管内流动的水吸收炉内部分氧化反应产生的热量，部分汽化，在汽包内进行汽液分离后产出5.4M Pa(G)的饱和蒸汽，气化炉产出的中压饱和蒸汽减压后送入厂内蒸汽管网。

5) 排渣系统

在气化炉底部的激冷室中收集的粗渣被破渣机破碎，然后通过渣锁斗系统排至捞渣机。

为了确保顺利排渣，在气化炉激冷室和渣锁斗之间设有一台锁斗循环泵，使渣水在渣锁斗和气化炉激冷室之间进行循环。

在渣锁斗与气化炉激冷室连通后，经过一段预定的时间，一般约为30分钟，锁斗卸料程序将会启动。首先关闭锁斗进口阀，将锁斗通向锁斗循环泵吸入口的

阀门关闭，由泵出口通向吸入口的再循环阀门打开，然后通过锁斗减压阀对锁斗进行泄压。泄压后，打开锁斗出口阀，将渣和水送入捞渣机，卸料过程约 2 分钟。在渣锁斗卸料过程中，通过锁斗冲洗水罐对锁斗进行冲洗，保证在卸料过程中锁斗始终充满水。经过预先设定的时间或者在锁斗冲洗水罐达到低液位后，锁斗出口阀门关闭。当锁斗出口高水位开关被激活后，锁斗冲洗水罐出口阀关闭。锁斗利用高压灰水进行加压，当锁斗和气化炉之间的压差小于设定值时，锁斗进口阀打开。与此同时，从锁斗通向锁斗循环泵吸入口的阀门打开，而泵出口通向吸入口的循环阀门关闭。总的卸料循环过程(降压、卸料、再次注水、加压)时间大约为30 分钟。

6) 合成气洗涤系统

从气化炉来的合成气进入文丘里洗涤器，气体中的固体被完全浸湿后进入合成气洗涤塔，向下经洗涤塔内的下降管进入洗涤塔底部直接冲击液面，大部分夹带的固体从气体中被除去。合成气通过下降管周围的环形空间向上经位于洗涤塔上部的四道喷淋塔盘，与来自变换单元的工艺冷凝液通过错流接触洗去其余的固体颗粒，再经除沫器进行汽液分离，基本上不含固体颗粒的合成气离开洗涤塔送至变换单元。在洗涤塔的合成气出口安装有在线分析仪，对CH4和C02等组分进行连续监测。在启动和停车阶段，合成气送往火炬燃烧。

由变换单元送来的工艺凝液一部分进入洗涤塔的塔盘，另一部分进入到塔釜，开工时变换单元送锅炉水替代变换工艺凝液。为了降低洗涤塔底水中的固体浓度及微量组分的富集，洗涤塔底部部分的水和固体在流量控制下被排放到黑水闪蒸系统。同时为了补充由合成气带走的水及由洗涤塔、气化炉排出的水，由洗涤塔给料泵送来的工艺水被补充到洗涤塔塔釜中。

从合成气洗涤塔底部抽出的激冷水经激冷水泵送至气化炉的激冷环及文丘里洗涤器。

(4) 渣及灰水处理单元(1800 单元)

渣及灰水处理单元包括黑水闪蒸系统和灰渣水处理系统。

1) 黑水闪蒸系统

从气化炉激冷室和合成气洗涤塔底部来的灰水在减压后送入高压闪蒸罐进

行闪蒸，闪蒸后顶部气体进入汽提塔与来自除氧水泵的除氧水逆流换热后，经过高压闪蒸冷凝器降温后，再经高压闪蒸分离罐分离，分离出来的冷凝液送到除氧器，不凝气送火炬。汽提塔底部排出的灰水经洗涤塔给料泵加压后，送到合成气洗涤塔。

高压闪蒸罐底部的黑水减压后送到真空闪蒸罐进一步闪蒸出其中溶解的气体，闪蒸气体经真空闪蒸罐顶冷凝器冷凝后，进入真空闪蒸分离罐，真空闪蒸分离罐排

出的水送至灰水槽，不凝气由真空闪蒸真空泵排至大气，真空闪蒸分离罐底液体进入灰水槽，真空闪蒸罐底部的液体和固体混合物自流进入沉降槽。在开车工况下，由渣池泵来的水，以及正常工况下取样冷却器排出的黑水，也送至真空闪蒸罐进行处理。

2) 灰渣水处理系统

从真空闪蒸来的含有固体的水、以及开工阶段由渣池来的水都进入沉降槽进行重力沉降固液分离。为了促进固体沉降，通过絮凝剂加药系统向沉降槽中加入絮凝剂，在沉降槽安装了一个缓慢转动的沉降槽耙料机把沉降下来的固体送到沉降槽底部的出口。在沉降槽底部沉降出的渣浆通过沉降槽底流泵送至真空带式过滤机进行过滤，过滤机滤出的滤饼用汽车送往厂外，滤液经沉渣池由沉渣池泵输送返回沉降槽。从沉降槽顶部溢流出来的水自流进入到灰水槽。

灰水槽是整个气化装置水系统的缓冲罐，整个系统的灰水均返回到灰水槽。灰水槽回收的灰水由低压灰水泵送出，一部分作为锁斗冲洗水送至锁斗冲洗水冷却器冷却后进入锁斗冲洗水罐，一部分送入除氧器。为了维持整个气化工艺水系统的微量组分及固体含量的稳定，一小部分水作为废水送至厂内污水处理厂。

为了避免在洗涤塔及气化炉激冷室发生氧腐蚀，系统中设置了旋膜除氧器来除去进入洗涤塔及气化炉的水中的氧气。各种水流在除氧器中，用来自管网低压蒸汽去除溶解的气体。低压蒸汽通过压力控制加入除氧器(V-1808) 。为了补充系统损失的水，向除氧器补充部分预热脱盐水或变换来的工艺冷凝液。(5) 气化公用工程（1900 单元）

1) 高压二氧化碳、氮气系统

高压氮气主要用于锁斗加压及在开车阶段输送粉煤、升压和吹扫等，在正常

操作时由高压二氧化碳代替氮气进行粉煤输送。

来自二氧化碳压缩单元的8.12MPa(G)、80?高压二氧化碳经二氧化碳预热器预

热至120?后进入高压二氧化碳缓冲罐中，然后减压至 5.10 MP a(G)送入气化二氧化碳管网，由二氧化碳分配系统送往各个用户。

来自空分装置液氮泵的8.1MPa(G)、36?高压氮气一路经氮气预热器预热至100?

后进入高压氮气缓冲罐中，然后减压至 5.1M Pa(G)送入气化氮气管网，由氮气分配

系统送往各个用户；另一路送入高压氮气缓冲罐，然后减压至 5.10MPa(G)，为气化装置事故状态提供氧气路吹扫氮气。

2) 低压氮气系统

来自空分的0.44MPa(G)、40?的低压氮气进入低压氮气缓冲罐，再经气化低压氮气管网送往各用户。主要供给开停车时的吹扫，磨煤系统密封、消防用氮，以及粉煤贮罐的惰性化。

来自空分的0.005MPa(G)的低压氮气，送入磨煤及干燥单元的稀释风机入口, 经稀释风机加压后送入磨煤及干燥系统, 作为该系统的稀释氮气，保证系统的氧含量,8%。

(6) 其他

装置中所用的新鲜水、脱盐水、工厂空气、仪表空气、化学品等由全厂公用工程系统和空分装置统一供给。副产外输的中压饱和蒸汽(5.4MPa(G)、270?)并入蒸汽管网。