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1、Q/3714HHS-T05-005山东华鲁恒升化工股份有限公司 发布xxxx年xx月xx日实施xxxx年xx月xx日发布气化岗位操作规程（报批稿）Q/3714HHS-T05-002Q/HHS山东华鲁恒升化工股份有限公司企业标准ICSQ/3714HHS-T05-002前 言编制气化岗位操作规程，为车间提供管理依据，为班组和岗位生产提供操作、维护依据。1气化岗位操作规程1 范围山东华鲁恒升化工股份有限公司所辖大氮肥车间气化岗位。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本
2、标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。2.1 标准体系表编制原则和要求（Q/HHS-M01-001）；2.2 企业标准体系表编制指南（Q/HHS-M01-002）；2.3 企业标准体系要求（Q/HHS-M01-003）；2.4 企业标准体系（Q/HHS-M01-003）；2.5 管理标准和工作标准体系（Q/HHS-M01-004）；2.6 企业标准体系、评价与改进（Q/HHS-M01-005）；2.7 企业标准编号规定（Q/HHS-M01-006）；2.8 管理标准、工作标准的编写导则（Q/HHS-M01-007）；2.9 企业标准
3、化制度（Q/HHS-M01-008）。3 总则3.1 该规程包含设计基础资料、工作原理、工艺流程、开停车操作步骤、异常情况和事故处理、工艺指标等内容。3.2 设计基础资料3.2.1二期装置能力气化二期主要包括气化炉F0701D，日处理煤为750吨，气化炉F0701E，日处理煤为1080吨。本项目水煤浆气化生产水煤气量144848 Nm3/h （有效气CO+H2为116910 Nm3/h），其中52.6生产20万吨甲醇，47.4用来生产合成氨（30万吨），20万吨/年甲醇所需变换气为93210Nm3/h，30万吨/年合成氨所需的变换气为150828 Nm3/h。3.2.2 产品及副产品规格 见下
4、页附表3.2.3 消耗原料、燃料、化学品规格序号名称规格分析方法国家标准1原料煤碳含量：70.01灰分：7.49总硫：0.42粒度：25mm含水：5.62含碳量：差减法粒度：筛分法含水：空气干燥法GB212-91GB212-91GB212-91GB/T477-87GB212-912氧气纯度：99.6铜氨溶液吸收法GB/T3863-1995附表：产品及副产品技术规格项目20万吨/年甲醇变换气30万吨/年合成氨变换气备注组成(VOL%)H246.9954.96CO19.0451.205CO233.1843.13CH4768PPm653PPmAr0.103874PPmN20.30.256H2S0.1
5、143960PPmCOS32.78 PPm56.15 PPmH2O0.1850.1885体积流量Nm3/h93210.81150827.85温度4040压力MPG5.55.53.2.4原料及辅助材料3.2.4.1原料煤原料煤的煤质分析数据按用户提供的神府瓦窑坡煤种作为设计依据，具体数据如下：煤元素分析（wt%(ad)）:组分灰分CH NOS内水份wt%7.4970.014.160.9111.390.425.62粒度025mm(进料浆制备规格)3.2.4.2半水煤气（气化炉升温、变换升温用）组分CO2COH2 N2O2+ArCH4V%7.1834.24017.20.380.72温度100压力0.
6、8MPa(G)3.2.4.3公用工程物料（1）脱盐水给水温度 2030给水压力 1.2MPa(G)电导率（25时） 0.2S/cmSiO2 20g/l总硬度 0总Fe 30g/l总CU 5g/lPH 8.89.3污垢热阻 0.00025m2.k/w（2）高压锅炉给水给水温度 132给水压力 8.3MPa(G)电导率（25时） 0.2S/cmSiO2 20g/l总硬度 0总Fe 30g/l总CU 5g/lPH 8.89.3（3） 低压锅炉给水给水温度 132给水压力 1.5MPa(G)电导率（25时） 0.2S/cmSiO2 20g/l总硬度 0总Fe 30g/l总CU 5g/lPH 8.89.
7、3（4）循环水给水温度 32回水温度 42给水压力 0.42MPa(G)回水压力 0.25 MPa(G)污垢热阻 0.00035m2.k/w（5）新鲜水给水温度 25给水压力 0.4MPa(G)（6）消防水给水温度 40给水压力 0.9MPa(G)（7）热密封水给水温度 132给水压力 8.3MPa(G)（8）冷密封水给水温度 40给水压力 8.3MPa(G)（9） 生活水给水温度 30给水压力 0.4MPa(G)（10）杂用水给水温度 40给水压力 0.9MPa(G)（11） 蒸汽中压蒸汽（S1）压力 4.0MPa(G)温度 425低压蒸汽（S2）压力 1.3MPa(G)温度 200低压蒸汽
8、（S3）压力 0.35MPa(G)温度 饱和低压蒸汽（S4）压力 1.0MPa(G)温度 饱和低压蒸汽（S5）压力 2.5MPa(G)温度 饱和低压蒸汽（S6）压力 0.5MPa(G)温度 饱和（12） 电高压 6000V(5%)低压 380/220 V(5%)频率 50HZ事故电源 380V(5%)频率 50HZ（13） 仪表空气压力 0.50.6MPa(G)温度 常温质量 无油、无尘、含尘径3m含油量 10mg/m3露点温度 40（14）工厂空气压力 0.6MPa(G)温度 常温（15） 氮气N1压力 13.2MPa(G)温度 40N2压力 5.9MPa(G)温度 40N3压力 0.45M
9、Pa(G)温度 40LN压力 0.55MPa(G)温度 -1903.2.5 排放物3.2.5.1 废气排放废气名称排放量Nm3/h主要污染物排放特性备注气化炉升温废气8600CO2、N2、H2O间断排放气化炉升压气体108962H2、CO、CO2、H2S间断排放事故放空气354116H2、CO、CO2、H2S间断排放灰水处理废蒸汽3800Kg/hH20及微量氧气连续排放3.2.5.2 废水排放 废水名称排放量m3/h主要污染物排放特性备注气化废水36PH 79SS 200mg/lCODCr 500 mg/lBOD5 250 mg/lNH3-N 340 mg/l连续排放3.2.5.3 废渣排放废
10、渣名称排放量Kg/h主要组成排放特性备注气化炉粗渣5700（干基）含碳5，含水50连续气化炉细渣1055（干基）含碳25，含水4045连续3.2.5.4 噪音废蒸汽放空时产生的噪音约85Db(A).磨煤机、泵运行时产生噪音3.3生产工艺介绍3.3.1生产工艺原理气化就是固体或液体燃料在氧气、水蒸气中氧化为可燃性气体的过程。煤气化过程是一种不完全氧化的过程，其产物是以一氧化碳和氢气为主的合成气。实现煤气化反应必须满足三个条件：首先是要有氧气和水蒸气作为气化剂；其次是要提供足够的热量,维持1000以上的气化温度；另外还要能够及时引出煤气、排除灰渣。气化炉内的主要发生三种反应，即碳的氧化、水蒸气的分
11、解和二氧化碳还原，其中碳氧化放出大量的热，以维持后两个吸热反应和炉内高温。气流床是一个两相并流气化的反应器。煤粉与气化剂均匀混合，通过特殊的喷嘴进入反应室，瞬时着火，直接发生火焰反应，温度高达13001500。水煤浆加压气化就是气流床气化的一个类型。氧气和水煤浆通过喷嘴混合后进入气化炉内，在1秒中内发生气化。为了达到较高的转化率，采用部分氧化释放能量，维持气化炉在煤灰熔点以上的温度发生反应。反应温度根据所选煤种要求确定，气化压力根据流程的要求确定，气化反应速度进行非常迅速，固体在炉内停留时间一般仅数秒钟，反应生成的粗合成气甲烷含量较少，一般仅为0.1%以下，碳的转化率较高，达98%。由于反应温
12、度较高，不生成焦油、酚及高级烃等可凝聚的付产物，所以对环境的污染较小，污水的排放量也较少。 A、炉内流动过程 气流床水煤浆气化过程从流动特征上讲属于受限射流反应过程，按流动过程可分为：射流区、回流区、管流区，见图示。每个区域的流动特征各异，在射流区中物流流动速度大，不断的与回流区进行物质交换，喷口附近回流区中的高温气体大量的被卷吸到射流区中，而远离喷口区域却有大量流体离开射流区而进入回流区，未离开部分流体进入到管流区，相应射流区、回流区、管流区内的化学反应具有不同的特征。 B、气化过程涉及的化学反应 气化炉内发生着一系列的化学反应过程，一般认为，其中可能的化学反应有：裂解CXHYOZC+H2+
13、CO+CH4C+O2 -CO+QC+H2OCO+H2QC+H2OCO2+H2QC+CO2COQCO+H2OCO2+H2QCO+H2CH4+H2OQCO+H2CH4+CO2QCO2+H2CH4+H2OQC+H2CH4+QCO+O2CO2+QH2+O2H2O+QCH4+O2CO2+H2O+Q气化反应的产物主要为CO+H2和少量的H2O()及CO2、H2S、CH4、N2等气体。 C、德士古气化炉气化反应的区域模型水煤浆与工艺氧气并流进入气化炉,在气化室内迅速完成升温、水分蒸发、脱挥发份、裂解、燃烧及转化等一系列的物理和化学过程.气化炉内进行的反应过程,是高温加压湍流条件下的多相反应,影响因素繁多,过
14、程极为复杂.基于对德士古喷嘴的流场测试结果,炉膛流动区域模型示意如下:燃烧反应水煤浆与工艺氧气并流进入气化炉,在气化室内迅速完成升温、水分蒸发、脱挥发份、裂解、燃烧及转化等一系列的物理和化学过程.气化炉内进行的反应过程,是高温加压湍流条件下的多相反应,影响因素繁多,过程极为复杂.根据对气化炉的冷态试验和化学反应特征，有研究者提出水煤浆气化过程的三区模型如图所示，即分为射流区、回流区和管流区，相应的分别称为燃烧区、回流化学反应区和二次反应区燃烧区结束的标志是氧气消耗殆尽，该区可能是射流区的一部区，也可能延伸到管流区，视介质还会程度而定回流反应区与回流区空间位置重合，炉膛其余空间进行二次反应管流区
15、射流区回流区燃烧区火焰与射流区、回流区、管流区相对应，气化炉内也存在化学反应特征各异的三个区域：即燃烧区、回流化学反应区、二次化学反应区 射流区反应及特征 进入射流区的介质有水煤浆和来自回流区的高温烟气，可能发生的过程是： (1)水煤浆经烧嘴雾化为的雾滴，与工艺氧及回流流股混合 (2)水煤浆进入炉膛后，则接受了来自火焰、炉壁的辐射热，在回流流股混合时也会接受其它显热，迅速升温、水分蒸发、挥发份逐渐释放出来，其中脱挥发份的速度与煤种、加热温度和速度等因素有关，在气化温度下，一般在约0.1秒左右。由于介质混合不均匀，介质温度不均匀，雾滴的雾化程度也必然不尽相同。 (3)回流流股成份与炉膛出口气成份
16、大体相同，富含一氧化碳和氢气，其扩散性好，温度约为1400，故一旦与氧混合，首先进行燃烧反应的是：H2+0.5O2=H2OCO+0.5O2CO2 该点与传统的二段反应模型截然不同。如果不存在回流及其与氧的混合，上述反应失去发生的前提，燃烧区的反应自然是水煤浆的燃烧。反之，水煤浆的燃烧则处于次要低位。 (4)煤中含有上千种化合物，在收到热量之后，以沸点高低依次相变，气相组分或自身裂解、断键以致析碳，脱挥发份结束之后，形成残碳，呈多孔的疏松状结构，如此时氧未消耗完毕，则进行燃烧反应。 上述过程极为复杂，但极为短暂，从工程目的出发，可将水煤浆视为等价的热稳定产物，而不影响气化过程。概括起来说，燃烧区
17、主要进行燃烧反应的组分是一氧化碳氢气、低挥发份、其它组分的燃烧反应是次要的：该区结束的标志是氧气消耗殆尽，混合不好，火焰则可能很长；该区的产物主要是炭黑、碳、二氧化碳、水、甲烷以及少量氢气、一氧化碳；该区进行诸如碳气化、变换、甲烷转化等反应，但是是次要的；燃烧区局限于火焰之中，它仅为射流区的一部分，火焰外的射流区进行二次反应。 二次反应区，也称为管流区。二次反应区是针对燃烧反应的产物而言的，非均相反应有：C+H2O=CO+H2C+CO2=2CO CO2是一次反应的产物，不是变换反应的产物，在二次反应中进行的是逆变换反应，而不是相反：CO2+H2=CO+H2O 另外一个均相反应是甲烷转化反应CH
18、4+H2O=CO+3H2 业已证明，工艺条件下，碳的水蒸气气化反应、逆变换反应、甲烷转化反应都不是热动力学控制接下来考虑反应动力学以碳的气化反应为例，一般认为在1100时，该反应处于动力学与扩散控制的过渡区，当 活化能295103kJ/kmol， =8.314kJ/(kmolxk)， T1=1373K， T2=1673k则两种稳定下的反应速率比R2/R1=exp(-E/(RT2)/ exp(-E/(RT2)=102 即1400的反应速率比1100时增加了102倍，可见不属于动力学控制。类似的甲烷转化反应，当以反应热来代替活化能（均相非催化的活化能一般都高于其反应热）时，反应速率增加26倍。这都
19、表明，在气化炉的高温下，反应不属于动力学控制。 但事实上，工业生产的气化炉出口含碳量高，而且含有微量氧、二氧化碳、甲烷均高于平衡值既非动力学控制，又非热力学控制，出现上述现象，只能归咎于传递控制计算时按达到分子尺度的混合均匀，且达到某一温度；事实上，由于混合的限制，达不到均匀的要求；再加上返混，部分介质停留时间极端就逸出炉外，从而导致了上述现象 还应强调指出，本节所述的二次反应既发生在管流区，也发生在火焰外的射流区，流体流动区域与气化反应区域并不合一 回流气化反应区 在讨论该区进行的化学反应之前，先简略地叙述一下气化炉压力分布测试的结果射流充分发展，当其与炉壁相交时，压力得到恢复自该点向上，呈
20、正压力梯度，推动流体向下运行；自该点向上，沿炉壁呈负压力梯度，推动流体向上运动，产生回流；在喷嘴出口的水平方向，压力随半径减小而递减，射流中心静压最低。但从这些趋势来看，似乎射流流股不会进而回流区。事实不然，由于湍流的随机性，以及上述的回流，还会有相当的数据的射流流股介质进入回流区。 这种流动模型就意味着在回流区中，即有可能进行射流区的反应，也可能进行二次反应区所进行的反应前者是由于水煤浆、氧流股与回流区质量交换的结果，后者是由于燃烧区产物进入回流区的结果回流区中主要进行的反应是以下四个：C+H2O=COC+CO2=2COCO2+H2=CO+H2OCH4+H2O=CO+3H2 它们都是吸热反应
21、，更兼还会良好，趋近于等温、等浓、反应进行的比较完全，所以该区的温度较其它两区低3.3.2 生产工艺流程叙述3.3.2.1气化工艺流程料浆通过低压煤浆泵(P0605C/D)进入煤浆槽（V0712）,出煤浆槽的煤浆经煤浆给料泵（P0701D/E）加压后分别送入气化工艺烧嘴（Z0701D/E）进入气化炉。 空分来的高压氧气进氧气缓冲罐（V0714），缓冲后经FV0707D/E调节流量后分别进入工艺烧嘴（Z0701D/E）。在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应： CmHnSr+m/2O2mCO+(n/2-r)H2+rH2S CmHnSr(m/4-r/2)CH4+(m-n/4+r/2)C+H2S CO+
22、H2OH2+CO反应在6.5MPa（）、13501400下进行。气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。离开气化炉燃烧室的热气体和熔渣进入气化炉下段激冷室，被水淬冷后温度降低至252.32以下，并被水蒸汽饱和后出气化炉,离开气化炉的气体经文丘里管（J0701D/E）喷水湿润后直接进水洗塔（T0701D/E），水洗塔为固定筛板塔，进塔气经灰水、变换冷凝液洗涤冷却后，至温度241.7、压力6.26MPa(G)，经叶片式除沫器除去气体夹带的雾沫后送至变换工段。气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室冷却后，排入锁斗（V0708D/E）的渣水段，并定时排入渣池
23、（V0710D/E），渣由捞渣机（L0701D/E）捞出后装车外运，黑水流至渣池的黑水段，经渣池泵输送至灰水处理进行处理。由灰水处理来的高压灰水进水洗塔作洗涤水，由水洗塔排出的黑水经灰水循环泵（P0705D/E）增压后大部分经黑水过滤器（S0702D/E）过滤后进入气化炉激冷环使气化气冷却降温，少部分经文丘里洗涤器（J0702D/E）洗涤湿润气化气后，气体混合物立刻进入水洗塔进行气液分离，气化炉排出的洗涤水（称为黑水）经流量控制阀(FV0712D/E)排至灰水处理。水洗塔底部排出的洗涤水（称为黑水）经流量调节阀(FV0704D/E)也送往灰水处理。由灰水处理来的低压灰水进入锁斗冲洗水罐（V07
24、09D/E），在锁斗需要冲洗时，灰水经锁斗冲洗水罐底部冲入锁斗进行冲洗，另一部分则经LV0712D/E作为V0710D/E的液位调节水。烧嘴冷却水槽（V0715）的水经烧嘴冷却水泵（P0706A/B）加压到1.8MPa进烧嘴冷却水换热器（E0702），经循环冷却水冷却到40后送入工艺烧嘴冷却水盘管作冷却水，出工艺烧嘴冷却水盘管的水经烧嘴冷却水气体分离器（V0706D/E）后返回烧嘴冷却水槽。烘炉时，老厂来的半水煤气（100，0.8MPaG）喷入气化炉燃烧供热，此时在开车抽引器（J0701D/E）的作用下，气化炉内形成微负压，燃烧废气经气化炉激冷室冷却降温，通过开车抽引器、抽引器消音器（Y070
25、3D/E）放空。3.3.2.2 灰水处理工艺流程由气化炉（F0701D/F0701E）来的黑水经减压阀(PV0841A/PV0871A)减压后至高温热水塔（V0813/V0820）,塔内压力0.8MPaG，进塔水中溶解的CO、H2S、CO2等气体闪蒸出来，塔上部设有3块筛板，加入变换汽提塔汽提后工艺冷凝液，对气体进行洗涤，出塔气体温度175，压力0.8MPaG。由水洗塔(T0701DT0701E)来的黑水经减压阀减压后至高温热水器（V0814/V0821），塔内压力为0.8MPaG，进塔水中溶解的CO2、CO、H2S等气体闪蒸出来，气体温度175，压力0.8MPaG。高温热水塔（V0813/V
26、0820）和高温热水器（V0814/V0821）产生的高压气体混合后，经灰水加热器（E0806/E0809）将高压灰水加热至160，气体冷却到170，换热后气液混合物进高压闪蒸分离器（V0826/V0819），分离出含有少量CO2、CO、H2S的不凝气至变换汽提塔，分离出液体至除氧水槽（V0829）。高温热水塔、高温热器排出的黑水经液位控制阀减压后至低温热水器（V0815/V0822），低温热水器压力0.05MPaG,温度114，部分水汽化,由顶部出来的低压闪蒸汽一部分送至除氧器回收热量，一部分送至低压闪蒸汽冷凝器(E0814)。经低温热水器浓缩后的灰水送至真空闪蒸器（V0816/V0823）
27、,在真空泵（P0813/P0817A/B）的抽吸下，真空闪蒸器内压力为0.082MPaG，温度57.8，部分水汽化成蒸汽，并经真空闪蒸冷却器（E0807/E0810）的壳程，被循环冷却水冷却，冷凝水进入真空闪蒸分离器（V0817/V0824）进行气液分离。不凝气由真空泵抽出送至真空泵分离器（V0818/V0825），不凝汽放空。真空泵分离器出口液体经真空泵出口冷却器(E0808/E0811）冷却后自流至真空闪蒸分离器（V0817/V0824）。真空闪蒸分离器的冷凝液通过真空凝液泵加压至0.5MPaG，一部分作为真空泵密封水，一部分送至除氧水槽。真空闪蒸排出的黑水，由澄清槽给料泵(P0812/P
28、0815A/B)增压至0.4MPaG后进澄清槽（V0827），固体颗粒缓慢向下沉积，最终由澄清槽杷料机（A0804）推向锥底，排出澄清槽。澄清了的灰水含固约50mg/L，由上部溢流槽流至灰水槽（V0828），然后经低压灰水泵（P0818A/B）大部分输送至除氧水槽，一部分送气化工段作为渣池液位调节，一部分送至气化锁斗冲洗罐作为冲渣清洗水，少部分（约36m3/h）经废水冷却器（E0812）用循环冷却水冷却至40以下后送生化处理站进一步处理。 桶装絮凝剂定时倒入絮凝剂槽（V0831），并加入原水制备成絮凝剂液，经絮凝剂泵（P0822A/B）加压后通过管道混合器进入澄清槽的黑水中。 桶装分散剂定时倒
29、入分散剂槽（V0832），经分散剂泵（P0823A/B）加压后分别至澄清槽溢流圈、灰水槽至除氧槽灰水管线，除氧槽出口的灰水管线。 变换来的汽提工艺冷凝液和部分工艺补充水RW加入到除氧水槽，除氧水槽采用低压闪蒸汽汽提。低压灰水由除氧水槽顶部喷淋并进行除氧，废蒸汽由器顶放空。 脱氧后的灰水由除氧器下部排出至除氧水泵（P0821A/B/C），加压到7.1MPaG后分成两股，一部分经灰水加热器（E0809）加热至160后送气化水洗塔（T0701D）；另一部分经过灰水加热器(E0806)加热至160后送气化水洗塔(T0701E)。 开车时，由气化炉排出的黑水经开工冷却器（E0813）冷却至45后进澄清槽
30、澄清，澄清后灰水进灰水槽，然后由低压灰水泵输送至除氧水槽，由除氧水槽、除氧水泵送至气化。 出澄清槽底黑水含固浓度约15，经澄清槽底泵（P0819A/B）输送至真空带式过滤机（M0802A/B），以真空抽吸的方式滤出细渣，细渣被刮板收集在集渣房，然后通过汽车送出界外。 过滤后的滤液流至滤液槽（V0833），然后通过滤液泵(P0824A/B)送至澄清槽。 带式过滤真空泵出口汽液流入真空泵出口分离器（V0834），分离后的液体通过真空泵出口液体冷却器（E0815）冷却后排入过滤真空泵循环原水槽（V0835），循环水然后通过原水循环泵（P0825A/B）加压后送至过滤机真空泵作密封水循环使用。 灰水处理闪蒸系统为两套系统，气化炉D/E各对应一套，灰水沉降采用一套系统。 3.4 操作规程 3
