水煤浆气化制甲醇节能减排探析

杨忠绪水煤浆气化制甲醇节能减排探析年水煤浆气化制甲醇节能减排探析杨忠绪(陕西煤业化工集团生产技术部陕西西安710054摘要:水煤浆加压气化制甲醇技术成熟可靠、节能环保,阐逑了该技术方案选定及运行时节能减排要点。关键词:水煤浆加压气化;甲醇;节能减排;环保中图分类号:TQ541文献标识码:B文章编号:1671-749X(2008104-0022-03的粗煤气进入激冷室,再经碳黑洗涤塔洗涤后送变概述换装置天然气、煤均可用于生产甲醇,随着油、天然来自气化装置碳黑洗涤塔的水煤气进入变换装气价格的不断攀升,甲醇下游产品及甲醇燃料市场置,在耐硫触媒作用下将部分一氧化碳转化成二氧的逐步扩大,在我国用油和天然气大量生产甲醇显化碳和氢气,使氢碳比满足甲醇合成的需要,同时回然已不可能。煤在我国能源结构中占主导地位随收反应余热,对冷凝液中的氨回收处理。经变换的着煤气化技术的不断发展,采用洁净煤气化技术生工艺气送入低温甲醇洗装置除掉多余的二氧化碳和产甲醇毋庸置疑。其中水煤浆加压气化技术成熟稳硫化氢后送甲醇合成装置,甲醇洗装置分离出的硫定,此技术主要表现在烟煤经高压(6.5MPa)气化化氢尾气送硫回收装置。来自变换装置的净化气与后,原料气压缩能耗可大幅降低,气化炉排放灰渣含来自循环机的循环气进入甲醇合成塔,在甲醇合成炭量低于5%,气化炉激冷水可循环使用,气化发生触媒的作用下,生成粗甲醇含粗甲醇的合成气经冷的煤气质量高,污染物少,甲醇合成气品质高,产生却分离后,气体人循环机与来自变换的净化气汇合,的硫化氢气体回收难度低。与其他煤制甲醇技术相粗甲酶送甲醇精馏装置,通过蒸汽加热脱除掉水分比,水煤浆加压气化有较强的综合效益。和其他杂质成分后送入甲醇储罐。1水煤浆加压气化制甲醇主流程2节能减排要点分析及运行管理水煤浆加压气化制甲醇工艺主流程包括煤的储2.1煤的选择及水煤浆制备运、水煤浆制备、气化、灰水处理、一氧化碳变换、甲煤的选择:水煤浆气化技术从理论上说对煤没醇合成、甲醇精馏、硫化氢尾气的回收;辅助系统有:有选择,适合任何煤种我国引进的第一套6.5Mpa动力锅炉、蒸汽管网、空气分离、给排水及废水处理德士古水煤浆气化装置为此付出了昂贵的代价,原系统、火炬系统等。设计使用的黄陵煤由于灰熔点高、灰分高,造成气化从煤仓来的原料煤与助溶剂碳酸钙、煤浆添加炉炉温到130℃C以上,燃烧室外表面超温,炉砖寿剂、原水送入磨煤机,出磨煤机的煤浆经过滤后存人命大大缩短。大量石灰石的加入虽然可有效地降低煤浆槽,用煤浆泵将煤浆从煤浆槽送亼气化炉烧嘴,灰熔点,同时又增加了后续处理的负荷,同时增加了与来自空分的高压氧气一起送人气化炉燃烧室,在消耗。由于灰份的增加,造成灰水处理负荷加重,设1200℃左右高温下燃烧反应,从气化炉燃烧室出来备彐花卖、高负荷运行。灰中国煤化收稿日期:2007-10-30分响煤气化的效率。作者简介杨忠绪(1964-),男,陕西眉县人,1987年毕业于西北大CNMH,仓储煤是很好的选学化工系无机化工专业,学士学位,高级工程师,现任陕西煤业化工集团生产技术部副经理,主管化工生产技术择,为防止筒仓内煤粉自燃,可向煤仓通入来自空分第4期杨忠绪水煤浆气化制甲醇节能减排探析的低压氮气。煤的输送可选用管式皮带,虽然比一的该技术已日臻成熟,成功地应用于许多大型甲醇般皮带贵两三倍,但可以有效地解决生产区煤尘生产中。高品位冷量的获取方式靠高压下溶解在甲污染。醇中的CO2节流降压闪蒸时产生致冷效应,冷量的煤浆浓度:低浓度的煤浆会造成输送设备浪费补充靠氨或丙烯循环制冷。设计上要选择高效浮阀能源,降低气化负荷,相应的增加了单位产品能耗。等塔内件,降低塔的阻力,选定最适宜塔盘数,降低提高水煤浆的浓度,关键在于煤质和添加剂的选择,塔的高度,换热器尽量选用缠绕式高效换热器。另要选择内水含量低、成浆性好的煤,根据煤的粒度分外,对于放空的CO2气体,要设置水洗塔,吸收其饱布及可磨指数来决定磨煤机的粗细棒配比,以达到和的甲醇蒸汽,防止对大气的污染。在操作上,尽量最优的煤浆粒度分布,从而保证较高的煤浆浓度。低循环量运行,含甲醇废水在设计时要考虑将所有选择合适的工艺条件,并根据煤的性质选择合适的的排放收集回用。氨冷机选用干气密封并充分考虑添加剂及添加剂的加入量。停车状态下避免对环境的污染2.2煤的气化及灰水处理2.4硫化氢尾气的回收利用在气化炉的运行过程中操作温度的控制直接关对来自低温甲醇洗的硫化氢尾气采用克劳斯工系到气化炉能否长周期稳定运行。在保证液态排渣艺回收硫磺,硫磺回收率可达95%,但剩余5%以硫的情况下,尽可能选择较低的气化温度。炉温的控化氢和二氧化硫形态存在的硫的脱除难度很大,目制,主要是通过调节氧煤比来实现,氧煤比太低,炉温前国际上已有20多种技术实现了工业化,这些方法就低,渣口缩小,气化炉压差增大,运行就变得不稳基本可分为低温克劳斯法、还原吸收法和催化氧化定,运行难度增加,同时,细灰含量增加,灰水处理系法3大类,但对于煤制甲醇来说,由于尾气量较小,统负荷增加,会导致整个气化水系统恶化,向后系统投资和运行费用大,很难选择一种特别适合的技术带灰带水,严重时造成后系统停车,不利于气化炉的近年来,加拿大康世富公司的 Cansoly工艺已相当长周期稳定运行。气化炉激冷室排出的粗渣一般含成熟,该技术没有加氢还原部分,克劳斯硫回收尾气有5%以下碳,灰水过滤出的细渣中含炭量高,细渣直接至焚烧炉,使其中的含硫化合物全部焚烧为般用于制砖,能够很好地利用,粗渣量大,含碳量SO2,气体经冷却后进入吸收再生部分;吸收剂采用低,可用于制水泥等建筑材料循环利用。灰水中的专利的双胺溶剂,具有很高的选择性,可生产99氨氮、COD含量高,送废水处理装置进行生化处理。9%(vol干基)液体二氧化硫,此技术特别适合有燃制浆气化、灰水装置现场由于经常清理机泵、设备、煤锅炉的煤制甲醇厂,有效地解决了液体二氧化硫管道,地面冲洗水要回到地下槽中,用泵送回磨机的运输和转化问题。2.3变换与低温甲醇洗25甲醇合成和精馏CO变换:来自气化碳黑洗涤塔的水煤气,为满甲醇合成技术核心是反应器形式余热回收方足合成氢碳比的要求,必须降低CO浓度。变换装式及触媒的选择,其能耗水平相差很大。甲醇合成置的核心设备是变换炉,内装钴钼耐硫变换催化剂,过程有惰气的累积,必须持续将其一部分循环排放,CO部分转化比彻底转化难运行,对炉子入口温度、但同时也放掉了高浓度的氢气和一氧化碳,所以必汽气比控不当,或者反应热不能有效地拿走,会造成须回收驰放气,如果有合成氨装置,可送合成氨变换触媒严重超温,降低触媒寿命,造成CO浓度降低和装置前用于生产合成氨,也可以通过变压吸附装置大幅波动,继而影响甲醇产量。部分转化一般采用制氢。为了节约蒸汽消耗甲醇精馏装置,一般采用两种方式,①用废锅降低气体温度,回收余热,降低压力塔、常压塔串联设置,常压塔再沸器热源为压力汽气比,然后通过变换炉,最终将CO控制在19%左塔精馏出的甲醇蒸汽,去掉了压力塔甲醇蒸汽冷却右;②来自碳洗塔的工艺气部分彻底变换、部分通过器。精馏的深度要看甲醇的用途,深度加工会消耗旁路后汇合达到控制CO浓度的目的。大量中国煤化工料用,没必要投用低温甲醇洗:低温甲醇洗技术是节能型技术,高气提压低温下用甲醇吸收变换气中H2S和CO2,溶液循下游CNMH分。如果甲醇的,y且☆用粗甲醇生产二环量小,功耗低。目前大连理工具有自主知识产权甲醚,节约蒸汽消耗。精馏塔排放的含甲醇废水送陕西煤炭2008年废水处理装置或送磨煤机回用。性,除了在建厂时高标准、严要求地选择技术、选择2.6动力锅炉设备、阀门等硬件设施外,还必须培养一支责任心大型煤气化制甲醇工厂能耗低的一个主要原因是强、技术精湛作风顽强的机电仪化职工队伍,要完大型运转设备直接用蒸汽透平驱动。变换和合成可副善计量统计制度,制定严格的消耗指标,分析生产产2.5MPa的蒸汽,甲醇精馏等装置需要不同等级的蒸过程耗能、污染环节,加大技术改造力度,确保整套汽,根据全厂不同压力等级的蒸汽平衡,选定合适负荷装置稳定高效运行,最终达到节能降耗的目的。的锅炉。目前选硫化床锅炉较好,可有效降低烟气中3结语SO2浓度,应注意的是应保证石灰石的添加量。2.7水处理节能减排是一项系统工程,对于采用水煤浆加磨煤、锅炉、循环水等装置需要消耗大量的新鲜压气化技术制甲醇的工厂,环保节能技术的选择、设水,对气化灰水、甲醇废水及其他污水,传统的方法备及控制系统的选用、职工队伍的素质、对技术的掌是经污水处理站生化处理后达标排,随着水资源的握、职工环保节能理念的建立、合理的管理方式等日益枯竭、减排压力越来越大。应该建中水处理站,等,每个工序不但要做到位,而且要在实践中创造性将已经处理达标排放的生产污水、生活污水、循环排的发展,才能做到节能减排。水再深度处理,目前较常用的主处理方式有活性炭、参考文献:空气吹脱、离子交换、石灰处理、膜工艺和反渗透等。[1]应为勇,等编碳一化工主要产品生产技术[M]经中水处理站处理后回到脱盐水系统或循环水系统北京:化学工业出版社利用。另外,对于非正常生产排污、地面冲洗排污等[2]化学工业部化肥司大型合成氨装置基础资料汇无组织排放,要建立收集系统,送污水处理系统。编[M]8运行管理[3]徐振刚煤气化推动中国洁净煤技术发展采用水煤浆气化技术制甲醇,由于技术的复杂(下接第26页许多新的启示和收获。熵原理在安全科学中一定会防止由于违章操作而引发的事故;④增强企业领导有很好的应用前景的安全责任感。安全无小事,抓安全就要坚持“正参考文献:职抓,抓正职”的原则,只有使企业的领导人真正从[]范亚炯,试论安全熵与安全生产的关系(J).安思想上对安全重视起来,才能在企业内部形成一个全科学技术,2003,(4):6-8良好的安全氛围。如果企业领导在思想上都不重视[2]何学秋,等.安全工程学(M).徐州:中国矿业大安全,只注重眼前利益,那这个企业的安全肯定搞不学出版社,200,6[3]杨卫东.熵原理在电力系统中的应用前景()电力建设,200,(3):17-194结语4]仇訾,王慧敏.复合生态系统运行中的熵理分析(J).科学管理研究,2004,22(6):1-4通过运用熵原理对安全系统进行了分析,为事5]吴穹,许开立主编,安全管理学(M).北京:煤炭故的预防工作提供了一种新的理论参考。用熵的观工业出版社,2003,12.点重新研究安全科学中的许多问题,将会带给我们Enlightenment of entropy principle to accident preventionWANG Tao", TIAN Shui-cheng', JING Xing-Peng, YANG Leiof Energy Engineering, Xi'an University of Science and Technology. Xi'an 710054. China)Abstract: This article introduces the entropy theory and describes the essene中国煤化工mydevelopment, which is aCNMHG is a process of impor-ting information or to reduce the entropy increase within system. The paper can provide a new theory reference for accident preventionKey words: accident prevention; the entropy increase; explanation