煤气化发电与甲醇联产系统环境影响研究与分析

第3期中氮肥No. 32011年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2011kbokknkkkg立专论与综述文X和和和和和仪煤气化发电与甲醇联产系统环境影响研究与分析张元勇，高飞侠，汪亮宇(兖矿国泰化工有限公司，山东滕州277527)[摘要]通过对兖矿国泰化工有限公司煤气化发电与甲醇联产系统在节能和产排污方面的研究分析,对比说明了煤气化发电与甲醇联产系统在节能、环保方面的优势。[关键词]煤气化发电与甲醇联产系统;节能;产排污，环境影响[中图分类号] TQ 534.4; TQ 223.12*1 [文献标识码] A [文章编号] 1004 -9932(2011)03 -0001 -03Research on Environmental Influence of Integrated GasificationCombined Cycle for Power and Methanol Co-producingZHANG Yuanyong, GAO Feixia, W ANG Liangyu( Yankuang Cathay Coal Chemical Co, Lid, Tengzhou 277527, China)Abstract: Through research on IGCC for power and methanol co-producing system in Yankuang Cathay CoalChemical Co, Ltd, the advantages on energy saving and sewage discharge are revealed.Key Words: integrated gasification combined cycle for power and methanol co production; energy saving;sewage discharge ; environmental influence国内外科技界、产业界一直关注煤基能源多1兖矿国泰化工煤气化发电与甲醇联产系统工联产技术的发展，《国家中长期科学和技术发展艺介绍规划纲要(2006- -2020 年)》的优先主题为“煤的清洁高效开发利用、液化及多联产”，重兖矿国泰化工有限公司煤气化发电与甲醇联点研究开发整体煤气化联合循环(ICCC) 高效产系统(以下简称联产系统)关键技术的研发发电技术与装备，大力开发煤液化以及煤气化、与示范装置是国家863攻关课题，产品规模为煤化工等转化技术。240 kUa甲醇、50 MW发电，副产约100 Vh煤气化发电与甲醇联产系统之所以被国内外3.82 MPa的中压蒸汽(用于发电和热力)。联产专家、学者如此关注和推崇，- -方 面是因为其带系统示范装置于2005年10月一次开车成功并打动了能源、资源产业的巨大发展，另一方面是因通全线流程，生产出合格产品，发电并网; 2006为其在节能和环保方面体现出的无可比拟的优年4月，通过了大中型化工装置竣工验收168 h势。下面就兖矿国泰化工有限公司“煤气化-生产考核; 2007 年获年度中国石油和化工协会甲醇-联合循环发电"系统在节能和产排污方“科技进步一等奖”。面的情况进行对比分析。该系统的设计体现了高起点、高标准、高科技的理念，充分反映了可持续发展对节能和环保的要中国煤化工技术水平。其[收稿日期] 2011-01-09[作者简介]张元勇(1979- -), 男,山东济南人.工程师。现中，CNMH G!水煤浆气化技任兖矿国泰化工有限公司安监部主管,主要从事企业节能环保技术，至刀衣瓦木用微氧内压物死怪，气体净化采术与管理工作。用耐硫变换、NHD 脱硫脱碳，甲醇合成采用均●2.中氰肥第3期温型合成塔技术，甲醇精馏采用了三塔精馏流站采用氨吸收制冷，发电采用中热值燃气轮机联程，硫回收采用克劳斯+还原-吸收工艺，冷冻合循环发电。联产系统工艺流程见图1。煤炭|煤浆制备汽提塔废气系统甲醇系统气化炉变换炉脱硫塔浓缩塔再生塔上硫回收气渣水处理光提塔脱懺塔有机硫精脱硫甲醇合成甲醇精馏中酸废水细庆CO,富氧造气发电I燃气轮机余热锅炉包发电蒸汽图1联产系统工艺流程2联产系统“三废”产生及控制措施分析生气等，废气中的主要污染物为SO2、NO2、CO、CO2 和H2S。废气排放总量为23.4 x 10*联产系统通过内部控制，提高了能源、资源m'/a，其中燃气轮机废气排放量为22.2 x 108的重复利用率，大大降低了各种污染物的排放。m'/a; SO2 排放总量为125.5 Va,其中燃气轮2.1废气机SO2排放量为66.6Va;NO2排放总量为该联产项目的主要废气污染为燃气轮机排放374.1 Va,其中燃气轮机NO2排放量为357.6 Va。废气、气化炉开停车排放废气、NHD脱碳气和再废气的产生、排放及治理措施见表1。表1废气产生与排放一览表废气量污染物产生环节产生源治理措施组成产排量/a1SO266.6热电车间燃气轮机22.2x108NO2357.6燃用净化煤气和甲醇弛放气气化车间气化火炬0.3x108SC20.5焚烧甲醇车间0.1x10*.尾气焚烧炉0.6x 10*10.2克劳斯硫回收脱碳汽提塔排放气0.2 x10*H2S50639.7(1)燃气轮机原料为脱硫净化后的精制CO 作为醋酸生产的原料，每年可减排CO2气，SO2 排放浓度在25 mg/m'左右，为常规电177 kt站的1/10 ( 目前山东省燃煤电厂SO2 排放浓度中国煤化工1燃烧含硫3% .要求为400 mg/m')。以上的MHCNMHG中产生的HS(2) 甲醇生产过程中产生的CO2,一般企回收，每年可回收高品质硫磺20 kt,提高了煤炭业作为废气排放,联产系统通过专有装置转化成资源利用率， 减少了SO2排放，增加了经济效益。.第3期张元勇等:煤气化发电与甲醇联产系统环境影响研究与分析●3.2.2废水油类排放量为0.28 Va。废水污染物的产生与排联产系统废水产生量约79 m'/h,来自气化放见表2。渣水处理、甲醇精馏、硫回收等装置及生活表2废水污染物产生与排放 -览表排污。项目COD 氨氤 ss 总氚化物石油类气化系统设水煤气洗涤废水的处理设施和循产生浓度/mg. L-1 201 252.1 82 0.041 0.6环系统，泥水压滤液、磨煤池上清液以及甲醇精小时产生量/kg16.4 20.6 6.6 0.004 0.05馏产生的高浓度有机废水回用于球磨机制备水年产生量/1131.0 164.5 53.1 0.032 0.4煤浆。排放浓度/mg. L-137.5 3.39 26变换工段各类分离器产生的分离液回用于气小时排放量/kg3.060 0.277 2.122 0.002 0. 035化工段。年排放量/124.480 2.212 16.973 0.016 0.28所有外排废水进人SBR污水生化处理站处削减量/. a-1106. 56 162. 31536.1270.016 0. 12理，实现了有效的除碳及硝化反硝化除氨氮，排2.3 固体废物水达到GB8978--1996《污水综合排放标准》-联产系统产生的主要固体废物为气化灰渣和级标准。废水排放量为632 kVa, COD排放量为废旧催化剂。灰渣用于制造水泥，实现循环利用;24. 48 V/a,氨氮排放量为2.212 Va, ss 排放量废旧催化剂按照危险废物处理，委托具有资质的为16. 973 Va,总氰化物排放量为0.0l6Va,石回收单位利用。固体废物的产生与排放见表3。表3固体废物产生 与排放一览表废固名称产生量/1.8-1组成排放方式处置措施气化炉灰渣146 931.4连续用于制造水泥气化细灰47 236.6锅炉燃料变换废催化剂32. 25Al2O, .MoO, .CoO间断(2.5a1次)有资质单位回收利用脱硫废催化剂5.8Al203硫回收废催化剂16.4Mo.Co等的氧化物甲醉合成催化剂20.0Cu .Al2O3回收送燃气轮机发电，发电量自给自足。另外，3环境影响对比分析发电过程中产生的高温余热通过锅炉回收生产中3.1节能效果分析压蒸汽，再用作下级化工生产或发电，每年可发(1)四喷嘴对置结构气化炉和新型预膜式电3.3亿kW●h,每年可节约约57817t标喷嘴的气化效率高，技术指标先进。与引进水煤准煤。浆气化技术相比，有效气成分提高2~3个百分3.2排污情况分析点，碳转化率提高2~3个百分点，比氧耗降低联产系统废水排放主要产生在水煤浆气化及7.9 %，比煤耗降低2.2 %，年可节约10 266 t甲醇工序，废气产生在发电和硫回收工序。下面标准煤。将联产系统废水、废气排放情况分别与常规甲(2)甲醇合成中产生的10 280 m'/h弛放气醇、锅炉系统进行对比,见表4。表4联产系统与常规甲醇、锅炉系统排污对比废水址COD氢氮石油类总氰化物废气量SCNO2/kt.a-1/1.a-/. a-'/t.a*/t.a-1/m3●a-t/t.a-常规系统107. 764110.80.30.0517.4x10*271. I1 040. 8联产系统63224. 482. 212357.6排污量比0.590.510.200.93中国煤化工250. 34注:①废水污染物排放与常规水煤浆气化进行对比，废气污染物排放YHCNMHG②常规系统污染物排放城根据产排污核算;③联产系统污染物排放址根据兖矿国秦化工有限公司实际运行监测数据核算。.第3期中氮肥No.32011年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2011大型往复压缩机鼓形活塞的优化改造贺运初'，潘树林’，李小华”，邹鹤'(1.温州中洋石化机械有限公司，浙江温州325038; 2.广西大学化学化工学院，广西南宁530004)[摘要]以6M50-340/320氢氦气压缩机的一级鼓形活塞为例，介绍了大型往复压缩机活塞应力计算与优化改造的过程、方法和效果。经过优化改造后，该活塞的最大应力由123.0 MPa降为52. 8MPa,平均使用寿命由2647 h延长到25 168 h。[关键词]活塞;优化设计;改造;往复式压缩机[中圈分类号] tH 457[文献标识码] B [文章编号] 1004 -9932(2011 )03 -0004 -04Optimizing on Drum Piston for Large Scale Reciprocating CompressorHE Yunchu', PAN Shulin2, LI Xiaohua', ZOU He'(1. Wenzhou Zhongyang Petrochemical Machinery Co., Ltd, Wenzhou 325038, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering , Guangxi University , Nanning 530004, China)Abstract: With the drum piston adopted for 6M50-340/320 syngas compressor as a case, this article discussesthe optimization of drum piston for large scale reciprocating compessor based on stress calculation, compare onintegrations with diferent optimizing schemes，including the courses and methods and the results obtained.After revamping with selected scheme, the maximum stress of the piston has been reduced from 123. 0 MPa to .52. 8 MPa, prolonged the average service life from2 647 h to25 168 h.Key Words: piston; optimized design; revamping; reciprocating compressor往复压缩机的活塞承受周期性交变载荷，容易发生疲劳破坏，尤其是大型活塞，可靠性很难保证。为提高活塞的可靠性，需开发采用科学新颖的活塞结构型式[1-31，精确计算活塞的应[收稿日期] 2010-12.06[作者简介]贺运初(1966- -) ,男,硕士.高级工程师，主要力4]，选用合适的活塞材料，有效优化活塞的从事压缩机的长寿节能型零部件研发，获授权专利9项,获省级结构、形状、尺寸和质量。本文以6M50-340/科技进步奖2项。320氢氮气压缩机的- - 级活塞为例，介绍大型往从表4可以看出:联产系统的废水、COD、效、洁净利用的最佳途径之- -,是未来洁净煤技氨氮、石油类、总氰化物排放量分别为常规甲醇、术发展的主流趋势，相信在“十二五”及未来锅炉系统排放量的59%、51%、20%、93%和.能源技术发展中，必将得到进- -步推广 。32%;联产系统的废气、SO2、 NO, 排放量分别[参考文献]为常规甲醇、锅炉系统排放量的128%、25%和34%。联产系统排污水平较常规系统大幅降低。[1]中国环境科学研究院.第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册(第4、 10 分册) [M]4结语中国煤化工核心的多联产能源持续发展[J]. 中通过对比分析，可以看出联产系统在能源消YHCNMHG耗、污染物产生和排放等方面都远远优于常规系[3]麻林巍，倪维斗，李政， 等.以煤气化为核心的甲醇、统。煤气化发电与甲醇联产是实现煤炭经济、高电的多联产系统分析[J]. 动力工程，2004 (04)