水煤浆加压造气工艺仿真软件

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1、水煤浆加压造气工艺仿真软件操作手册一、背景在今后相当长一段时期内，煤炭仍是我国最主要的一次能源。目前我国中、小型氮肥厂以煤为原料的占80%，且基本采用山西晋东南无烟块煤，长距离运输限制了发展，改变煤气化原料，利用单地煤气化，具有十分重要的意义。为此，水煤浆加压气化法，是近年来国际上新开发的最成功的煤气化方法，不仅可以使用储量丰富的烟煤，而且生产效率高，因而发展速度较快。水煤浆加压气化法的是生产过程是将原料煤制成可以流动的水煤浆，用泵加压后喷入气化炉内，在高温下与氧气进行气化反应，生成（H2+CO）含量大于75%的

2、水煤气。高温煤气与熔融态煤渣，由气化炉下部排出，降温后煤气与灰渣分离，煤气经过经进一步除尘后，送到后工序。该法的优点是原料煤种适应性强，碳软化率高，能耗低，生产强度大，污染少，排渣方便。二生产工艺及流程（一）水煤浆制备工艺流程水煤浆制备的任务是为气化过程提供符合质量要求的水煤浆，工艺流程如下图1-1所示。煤料斗中的原料煤，经称量给煤机加入磨煤机中。向磨煤机中加入软水，煤在磨煤机中与水混合，被湿磨成高浓度的水煤浆。为了降低水煤浆的粘度，提高稳定性，需要加入添加剂。磨煤机制备好的水煤浆，经过滤除去大颗粒料粒，流入磨煤

3、机出口槽，再经磨煤机出口槽泵，送到气化炉。磨煤机出口槽设有搅拌器。211-1水煤浆制备（二）水煤浆加压气化工艺流程根据气化炉出口高温水煤气废热回收方式的不同，水煤浆气化的工艺流程可分为急冷式、废热锅炉式及混合式三种。急冷流程是高温水煤气与大量冷却水直接接触，水煤气被急速冷却，并除去大部分煤渣。同时水迅速蒸发进入气相，煤气中的水蒸气含量达到饱和状态。对于要求将煤气中一氧化碳全部变换为氢气的合成氨厂，适宜采用急冷流程，这样在急冷室可以得到变换过程所需的水蒸气。本软件采用急冷式冷却。水煤浆气化急冷简略流程如下图2-1、

4、2-2、2-3所21示。浓度为65%左右的水煤浆，经过振动筛出去机械杂质，进入煤浆槽，用煤浆泵加压后送到德士古喷嘴。由空分来的高压氧气，经氧缓冲罐，通过喷嘴，对水煤浆进行雾化后进入气化炉。氧煤比是影响气化炉操作的重要因素之一，通过自动控制系统控制。气化炉是一种衬有耐火材料的压力容器，由反应室和直接连在反应室底部的急冷室组成。水煤浆和氧气喷入反应室后，在压力为6.5MPa左右，温度为1300-1500℃的条件下，迅速完成气化反应，生成以氢气和一氧化碳为主的水煤气。气化反应温度高于煤灰熔点，以便实现液态排渣。为了保护

5、喷嘴免受高温损坏，设置有喷嘴冷却水系统，如图2-4所示。离开反应室的高温水煤气进入急冷室，用由碳洗涤塔直接进行急速冷却，温度降到210-260℃，同时急冷水大量蒸发，水煤气被水蒸气饱和，以满足一氧化碳变换的需要。气化反应过程产生的大部分煤灰及少量未反应的碳，以灰渣的形式从生成物中除去。根据粒度大小的不同，灰渣以两种方式排出，粗渣在急冷室中沉淀，通过水封锁渣罐，定期与水一同排出。细渣以黑水的形式从急冷室中连续排出。设备带有锁渣罐循环泵的渣罐循环系统，有利于将煤渣排入锁渣罐。离开气化炉的水煤气，依次通过文丘里洗涤器及

6、洗涤塔，用灰处理工段送来的灰水及变换工段的工艺冷凝液进行洗涤，彻底除去煤气中的细末及未反应的碳粒。净化后的水煤气离开洗涤塔，送到一氧化碳变换工序。为了保证气化炉的安全操作，设置压力为7.6MPa的高压氮气系统。212-1煤浆给料212-2氧气给料212-3气化炉造气212-4烧嘴冷却系统（三）灰处理工艺流程灰处理的任务是将气化过程送来的灰渣与黑水进行分离，回收的工艺水循环使用，灰渣及细灰作为废料，送出工段。灰处理工艺流程如下图3-1所示，从气化炉锁渣罐与水一起排除的粗渣，进入渣池。经链式输送机及皮带输送机，送入渣

7、斗，排出厂区，渣池中分离出来的含有细灰的水，用渣池泵送到沉淀池，进一步进行分离。由气化工段急冷室排出的含细灰的黑水，经减压阀进入高压闪蒸罐，高温液体在罐内突然降压膨胀，闪蒸出水蒸气及二氧化碳、硫化氢等气体。闪蒸气经灰水加热器降温后，水蒸气冷凝成水，在高压闪蒸分离器中分离出来，送到洗涤塔给料槽。分离出来的二氧化碳、硫化氢等气体，送到变换工段的ABC汽提塔中,如图3-2所示。21黑水经高压闪蒸后固体含量有所增高，然后送到低压灰浆闪蒸罐，进行第二级减压膨胀，闪蒸气进入洗涤塔给料槽，其中的水蒸气冷凝，不凝气体分离后排入大

8、气。黑水被进一步浓缩后，送到真空闪蒸罐中，在负压下闪蒸出酸性气体及水蒸气,如图3-3所示。从真空闪蒸罐底部排出的黑水，含固体量约为1%，用沉淀给料泵送到沉淀池。为了加快固体粒子在沉淀池中的重力沉降速度，从絮凝剂管式混合器前，加入阴、阳离子絮凝剂。黑水中的固体物质几乎全部沉淀在沉淀池底部，沉降物含固体量20%-30%，用沉淀池底部泵送到过滤给料槽，再用过滤给料泵送到压滤机，