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1、第3章 工程分析3.1 项目概况山东恒伟化工科技有限公司是由山东铁雄新沙能源有限公司为实施焦炉气综合利用项目而在山东省菏泽市巨野县注册设立的独资项目公司，注册资本30000万元，经营范围：从事煤化工产品、基础化工原料、精细化学品、化学化工新材料、清洁能源、蒸汽等的生产加工、仓储物流、销售服务。山东恒伟化工科技有限公司负责建设焦炉煤气综合利用项目，并负责实施巨野高新化工园区热电联产工程的建设。焦炉气，又称焦炉煤气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气的主要成分为氢气和甲烷，目前焦炉煤气主要作为工业和
2、民用燃料，一部分作为化工原料用于制备甲醇、合成氨等，前者将宝贵的氢气燃烧掉十分可惜，后者又将焦炉气中高热值的甲烷用作化工原料。因此，迄今为止的焦炉气应用途径都没有使焦炉气中的有用组分得到最合理的利用。目前，山东铁雄新沙能源有限公司拥有年产焦炭180万吨的生产能力，主要产品以焦炭及延伸化工产品为主。公司副产物焦炉气主要作为燃料燃烧、制甲醇及焦炉气分离制LNG和氢气，未得到有效综合利用，因此，由山东恒伟化工科技有限公司负责实施焦炉气综合利用项目。焦炉煤气综合利用项目首先分离焦炉气中的甲烷液化制取LNG后，富氢尾气用于合成乙二醇，是传统煤化工与新型煤化工和清洁能源的结合。3.1.1 项目名称焦炉气综
3、合利用项目3.1.2 项目性质新建项目3.1.3 建设单位山东恒伟化工科技有限公司3.1.4 建设地点山东恒伟化工科技有限公司位于菏泽市巨野县的巨野高新化工园区（北区），南邻山东铁雄新沙能源有限公司，西临能源大道，北临工业三路，东侧距离327国道940m，交通较为便利；具体地理位置位于北纬352144，东经1155912附近。拟建项目地理位置见图2.1-1和图2.1-2。3.1.5 主要建设内容及规模厂区总占地面积96.64万m2，总投资378044.12万元，其中固定资产投资364829.12万元（环保投资为11000万元），流动资金13215万元；拟建项目以煤及焦炉气为主要原料，原料煤经煤
4、气化制取煤气，经脱硫脱碳后经深冷及变压吸附制得氢气和CO，氢气部分作为燃料气，其余氢气与CO作为原料同甲醇、氧气反应制取乙二醇；原料焦炉气经脱硫脱碳等预处理后，将其中的甲烷液化制取LNG，同时分离氢气作为原料合成乙二醇；脱硫过程副产固态硫磺，乙二醇合成过程副产醇酯混合物、轻质醇和重质醇；同时配套建设巨野高新化工园区热电联产工程。热电联产工程需另行进行环境影响评价，不在本次评价范围内。全厂劳动定员501人，其中管理人员86人，生产人员415人，生产实行三班工作制度，年工作日333天，年工作时间8000小时。拟建项目主要原料来源与主要产品的对应关系见表3.1-1。表3.1-1 拟建项目原料来源与产
5、品的对应关系一览表序号原料来 源产品备注1原料煤外购自枣庄有路物资贸易有限公司氢气中间产品CO中间产品燃料气硫磺2焦炉气山东铁雄新沙能源有限公司通过管道输送氢气中间产品LNG燃料气硫磺3氢气中间产品乙二醇碳酸二甲酯CO中间产品醇酯混合物甲醇外购轻质醇氧气厂区空分装置制氧气重质醇3.1.6 项目由来及建设的必要性乙二醇（俗名甘醇）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，也可用于涂料、照像显影液、刹车液以及油墨等，可用作薄膜、橡胶、干燥剂、刹车油等原料，还可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。我国是世界上最大的乙二醇消
6、费国，大量依赖进口。2012年我国乙二醇的产量为341万吨，进口量达到797万吨，进口依赖度70%，2012年表观消费量约1136万吨，预计2015年表观消费量1400万吨。LNG即液化天然气，体积比同质量的天然气小625倍，可以大大节约储运空间，可用汽车轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。由于LNG组分较纯，具有热值大、性能高等特点，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。2012年国内天然气表观消费量1471亿立方米，产量1077亿立方米，进口量425亿立方米，其中LNG进口量206亿立方米（按重量计1470万吨）。据天然气十二五规
7、划预测2015年中国天然气总需求为2300亿立方米，2020年有望达到4000亿立方米，LNG进口量将分别达到300亿立方米和400亿立方米。焦炉煤气综合利用项目首先分离焦炉气中的甲烷液化制取LNG后，富氢尾气用于合成乙二醇，是传统煤化工与新型煤化工和清洁能源的结合。相对于石油资源而言，我国煤炭资源丰富，因此基于煤基合成气合成乙二醇合成工艺，以其原料来源广泛低廉、技术经济性高等优点。目前我国煤制乙二醇技术已实现工业化，产品质量达到了聚合级。焦炉煤气分离甲烷制LNG，H2和CO合成乙二醇将是一条资源合理利用的创新型工艺路线。综上所述，拟建项目的建设是必要的。3.1.7 产业政策的符合性分析拟建项
8、目以煤及焦炉气为主要原料，煤经煤气化制煤气，煤气与焦炉气经脱硫、脱碳、深冷、变压吸附制取氢气和CO，作为原料同甲醇、硝酸、氧气反应制取乙二醇，项目乙二醇设计生产能力为22万吨/年，按照产业结构调整指导目录（2011年本）（修正）中“第一类鼓励类，第八钢铁，2、焦炉煤气高附加值利用等先进技术的研发与应用；第十一石化化工，4、20万吨/年及以上合成气制乙二醇”规定，拟建项目乙二醇设计生产能力为22万吨/年，因此，拟建项目属于鼓励类项目，生产中未使用国家明令禁止的淘汰类和限制类的工艺和设备，符合国家产业政策。拟建项目与石化和化学工业“十二五”发展规划符合性分析石化和化学工业“十二五”发展规划是指导我
9、国石化工业“十二五”发展的纲领性文件，明确了石化行业“十二五”发展目标和重点任务。该规划指出，乙二醇属于“十二五”期间需求仍有较大增长空间的产品，要求到2015年乙二醇国内供应能力显著提高。在该规划的重点任务篇将煤制乙二醇作为新型煤化工技术创新重点；在进行业绿色低碳安全发展中提出鼓励利用焦炉气生产高价值产品，提高资源综合利用水平。拟建项目煤及焦炉气为主要原料制取乙二醇，符合石化和化学工业“十二五”发展规划要求。拟建项目以焦炉气为主要原料，经脱硫、脱碳、深冷、变压吸附制取氢气和CO，作为原料制取乙二醇，同时为了补充焦炉气中CO的不足，项目以煤为原料，经煤气化制取CO和氢气，煤气经脱硫脱碳、深冷后
10、制取CO，作为原料制取乙二醇。乙二醇设计生产能力为22万吨/年。拟建项目不属于炼焦、焦炉煤气制甲醇、煤焦油加工、苯精制生产项目，因此不适用于焦化行业准入条件（2014年修订）。根据国务院关于发布政府核准的投资项目目录（2014年本）的通知（国发201453号），化工：年产超过50万吨的煤经甲醇制烯烃项目、年产超过100万吨的煤制甲醇项目，由国务院投资主管部门核准；新建对二甲苯（PX）项目、新建二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）项目由省级政府按照国务院批准的石化产业规划布局方案核准。同时，根据山东省人民政府关于发布政府核准的投资项目目录(山东省2014年本)的通知（鲁政发201424号）中，化工：年
11、产超过50万吨的煤经甲醇制烯烃项目，年产超过100万吨的煤制甲醇项目，由国务院投资主管部门核准；新建对二甲苯(PX)项目，新建二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)项目由省级政府投资主管部门按照国务院批准的石化产业规划布局方案核准。拟建项目属于国务院关于发布政府核准的投资项目目录（2014年本）的通知（国发201453号）和山东省人民政府关于发布政府核准的投资项目目录(山东省2014年本)的通知（鲁政发201424号）外的项目，不在由国务院投资主管部门和由山东省政府投资主管部门的核准范围内，项目实行备案管理，拟建项目已在菏泽市发展和改革委员会备案（文号：1417010069）。因此，拟建项目的建设符合
12、国家产业政策，符合石化和化学工业“十二五”发展规划要求。3.2 项目工程分析3.2.1 平面布置及其合理性分析整个厂区共占地96.64万m2，分为生活办公区、生产区以及热电站区。厂区主出入口位于南厂界偏西，同时在南厂界东侧设一个货运出入口，在北厂界设置两个货运出入口。整个厂区被两条东西主路分为三大部分：南部西侧为生活办公区，包括办公楼、食堂及车库；办公区东侧为辅助工程区，包括备品备件库、三修厂房、环保监测及气体防护站、预留职工培训中心；辅助工程区东侧依次为乙二醇储罐区，焦炉气预处理装置区、焦炉气预处理35KV变电所，LNG装置区、LNG罐区及汽车装卸区。厂区中部东侧为公用工程区，包括总降压站、
13、压缩空气站、消防站、空分装置、厂区主控楼；公用工程东侧依次为草酸二甲酯装置区和乙二醇装置区。厂区北部东侧为热电站区，其东侧为自北向南依次为储煤区、两套煤气化装置、两套合成气净化装置，北部的储煤区包括煤制样间、汽车卸煤槽、冲洗水站、破碎楼、煤库区，两套煤气化装置和两套合成气净化装置分别东西排列；储煤区东侧依次为原水净化站、临时渣场、火炬和事故水池、污水处理站；临时渣场南侧为循环冷却水站和除盐水站；污水处理站南侧为回用水站。平面布置合理性分析：生活办公区布置在厂区西南角，位于全厂主要频率风向的侧风向，受生产区影响小；煤的贮运位于厂区北侧，紧邻厂区北侧的市政道路，便于煤的运输，且位于全年最大风频的下
14、风向，避免了灰尘对厂区的污染；火炬、污水处理站及临时渣场布置在厂区东北角，位于厂区所在位置主导风向的下风向，同时位于厂区边缘，减少了对厂区环境的影响。综上所述，整个布置工艺流程顺畅，工艺管线短捷，物流通畅，方便生产及管理，平面布置合理。拟建项目总平面布置图见图3.2-1。3.2.2 主要技术经济指标拟建项目主要技术经济指标见表3.2-1。表3.2-1 拟建项目主要技术经济指标一览表序号项目名称单位指标备注一项目区占地面积万平方米96.64-1建、构筑物及装置占地面积m27537922厂内道路占地面积m233436.23绿化面积m2289924热电项目占地m2150179.8二产品方案及规模-1
15、乙二醇万t/a22.002LNG万t/a14.363硫磺万t/a0.20副产品4碳酸二甲酯万t/a0.72副产品5醇酯混合物万t/a1.20副产品6轻质醇万t/a2.26副产品7重质醇万t/a0.25副产品8燃料气万t/a15.73三年操作时间h8000四项目定员人501-1管理人员人86-2生产人员人415-五原辅材及公用工程消耗量-1原料煤万t/a25.2531565kg/h2焦炉气万t/a29.86山东铁雄新沙能源有限公司提供约61000万m3/a3甲醇万t/a1.324氧气万t/a19.8024744.81kg/h5氮气万t/a7.269070kg/h6栲胶溶液t/a0.727MDEA
16、溶液t/a6.48硝酸t/a2870%9亚硝酸钠t/a24.48固体10氢氧化钠溶液t/a9.8440%11供水万m3/a332.09原水12年耗电量万kWh46174（1）自备发电万kWh22104（2）外购电量万kWh24070六项目总投资万元378044.121固定资产投资万元364829.122流动资金万元13215七年均销售收入万元242310八年均利润总额万元867633.2.3 拟建项目组成拟建项目由主体工程、辅助工程、公用工程、环保工程和储运工程组成，具体项目组成及现有项目依托情况见表3.2-3。表3.2-3 拟建项目组成一览表序 号项目名称建设内容备 注1主体工程煤气化装置2
17、套煤气化装置，主要进行原料煤的除杂、破碎、水煤浆的制备、水煤浆气化反应、合成气洗涤及灰水处理，年处理原料煤25.25万t合成气净化装置位于煤气化装置南侧，主要进行粗煤气过滤、粗煤气水分分离、回收粗煤气余热、粗煤气冷凝水汽提、粗煤气脱硫脱碳、净化气深冷分离CO及PSA提氢焦炉气预处理装置焦炉气预处理装置主要进行焦炉气静电除尘除油、脱苯脱萘、COS水解、加氢、脱硫脱碳LNG装置LNG装置主要对预处理后的焦炉气进行深冷分离出甲烷气体，制取LNG燃料气焦炉气PSA提氢装置焦炉气PSA提氢装置主要对深冷分离甲烷的焦炉气采用变压吸附提纯氢气，供生产乙二醇使用草酸二甲酯合成装置草酸二甲酯合成装置主要进行DN
18、O合成、不凝气处理，包括2台酯化塔，4台合成反应器、2台DMO吸收塔、1台DMO脱轻塔、1台DMC产品塔乙二醇合成装置乙二醇合成装置主要进行乙二醇合成、甲醇回收及乙二醇精制，设计年产乙二醇22万吨；主要包括4台加氢反应器、2台甲醇回收塔、1台脱酯塔、1台脱轻塔、1台乙二醇精制塔、1台乙二醇回收塔2辅助工程环保监测站主要对厂区污染物的产生排放情况进行监测分析三修厂房对厂区生产设备进行维修保养办公生活区位于厂区西南侧，主要为厂区办公楼和食堂3公用工程给水系统由园区自来水管网供水，管网已铺至项目区供电系统用电总负荷为62331kW，拟建一座110kV总降压站，厂区自备热电站发电全部供项目使用，项目需
19、外供电电源采用110kV，取自附近220kV章缝站变电站供热系统厂区配套设置园区热电站，选3台260t/h高温高压循环流化床锅炉，并配置2台25MW抽汽背压汽轮发电机组。拟建项目生产生活过程中所需蒸汽部分为回收装置余热产生的蒸汽，部分由厂区热电站提供的蒸汽循环水系统新建循环水体统，循环水量为26285m3/h除盐水系统拟建项目除盐水站设计除盐水生产能力为800m3/h，采用超滤+反渗透法消防系统原水处理站设一座容积为20000m3的生产消防水池，其中消防水池10000m3，可满足消防用水存储要求4环保工程污水处理系统厂区新建污水处理站，设计能力为1000m3/d，污水处理工艺采用A/O生化反应
20、+絮凝沉淀+生物过滤工艺，污水经处理后送至回用水站；回用水站设计处理规模为8000m3/d，采用多介质过滤+超滤+反渗透工艺，经回用水站处理后的水，全部回用，不外排废气处理系统破碎粉尘和煤斗排放气经集气罩收集后通过布袋除尘器处理；汽提尾气、CO深冷闪蒸气、废水收集不凝气、不凝气处理尾气、乙二醇合成闪蒸气、甲醇回收不凝气、脱酯塔不凝气、脱轻塔不凝气、乙二醇精制不凝气、罐区无组织废气、污水处理站废气收集后经火炬系统燃烧处理，火炬系统为高架火炬事故水池新建9000m3事故水池5储运工程罐区（成品罐区、LNG罐区）拟建项目生产过程中生产或使用的主要物料有乙二醇、醇酯混合物、轻质醇、重质醇、DMC、甲醇
21、、LNG，均在罐区储存煤库原料煤设置1个80米直径的圆形煤库，煤库可贮存煤22000t，可贮存原料煤29天的耗煤量渣场气化炉渣由汽车运至渣场堆存，厂内渣场占地面积约27686m2，设计堆渣量为10.58万m3，在厂内临时渣场建设一座封闭渣库，封闭渣库的外形尺寸：4830（m），贮存量：4200t。3.2.4 原料及产品技术参数3.2.4.1 原料来源及技术参数拟建项目原料为原料煤、焦炉气和甲醇。项目采用神华神东煤炭集团有限公司神混系列优质气化煤种，该煤炭集团所处神府煤田是我国已探明的最大煤田，含煤地层属侏罗纪，预测储量6690亿吨，探明储量2300亿吨，2011年建成全国第一个2亿吨商品煤生产
22、基地。原料煤来源稳定，运输采用铁路、公路混合运输方式，完全可满足本项目需求。项目年需用焦炉气61000104Nm3/a作为原料，焦炉气由山东铁雄新沙能源有限公司巨野煤田煤炭综合利用及城市燃气一期工程和二期工程通过管道提供。目前，山东铁雄新沙能源有限公司巨野煤田煤炭综合利用及城市燃气一期工程和二期工程共年产焦炭180万吨，年产焦炉气约为113500万Nm3/a（约141875Nm3/h），主要用作回炉燃烧，外供其他企业做燃料以及制甲醇等。山东铁雄新沙能源有限公司焦炉气产生及净化装置与拟建项目厂区位置关系见图3.2-2。拟建项目建成后，山东铁雄新沙能源有限公司焦炉气利用变化情况见表3.2-4。原料
23、具体性质指标见表3.2-57。表3.2-4 焦炉气利用变化情况（单位：104Nm3/a）序号焦炉气产生量目前使用情况项目建成后使用情况用途用量用途用量1113500回炉燃烧50867回炉燃烧278332化产管式炉1826化产管式炉18263热动车间4566甲醇装置228414甲醇装置22841拟建项目610005外供燃料33400拟建项目供燃料气回炉燃烧23034表3.2-5 原料煤的性质项 目单位数值工业分析全水分Marwt%16.42水分Madwt%5.24灰分Aadwt%9.18挥发分Vadwt%29.02固定碳FCadwt%56.56元素分析碳 Cadwt%70.36氢 Hadwt%3
24、.82氮 Nadwt%0.86硫 St,adwt%0.68氧 Oadwt%9.86磷 Padwt%0.009焦渣特征1-82弹筒发热量 Qb,adMJ/kg28.220收到基低位发热量Qnet,arMJ/kg23.72干基高位发热量 Qgr,adkJ/kg29.66空干基高位发热量 Qgr,adkJ/kg28.11可磨指数 HGI/60灰熔点变形温度DT1240软化温度ST1280半球温度HT1300流动温度FT1320灰组分分析SiO2wt%41.39Al2O3wt%20.62Fe2O3wt%7.42CaOwt%13.70MgOwt%0.5K2Owt%0.72Na2Owt%0.8SO3wt%
25、8.75TiO2wt%0.8P2O5wt%0.13MnO2wt%0.225表3.2-6 焦炉气规格物料名称焦炉气物料名称焦炉气组分mol%组分mol%H258.22C8H84ppmCO11.02萘500ppmCO20.43焦油/尘20ppmCH420.46NH315ppmN23.95O20.27H2S20ppm温度,40COS250ppm压力，MPa(g)常压C2H63.65Total100.00C3H82.00表3.2-7 甲醇规格指标组分数值组分数值色度/Hazen单位（铂钴色号）5酸的质量分数(以HCOOH计)，%0.0015密度(20)，g/cm30.7910.792碱的质量分数(以N
26、H3计)，%0.0002沸程（0/101.3kPa）0.8羰基化合物的质量分数(以CH2O计)，%0.002高锰酸钾试验, min50蒸发残渣的质量分数,%0.001水混溶性试验通过试验（1+3）硫酸洗涤试验/Hazen单位（铂钴色号50水的质量分数，%0.13.2.4.2 产品技术参数拟建项目将焦炉气中的CH4液化制LNG后，富氢尾气制乙二醇；粗煤气和焦炉气栲胶脱硫过程中副产固态硫磺；乙二醇生产过程中同时副产碳酸二甲酯、醇酯混合物、轻质醇和重质醇。拟建项目的产品方案和产品量见表3.2-8。表3.2-8 产品方案和产品量情况表产品方案kg/小时吨/日万吨/年备注1、主要产品乙二醇2750066
27、022.00LNG17956430.9414.362、副产品硫磺247.885.950.20碳酸二甲酯90021.600.72醇酯混合物1500361.20轻质醇282567.802.26重质醇3137.510.25燃料气19661.85471.8815.73拟建项目中乙二醇产品质量遵循中国国家标准（GB4649-2008）中优级品质量，其质量指标见表3.2-9。表3.2-9 中国乙二醇质量标准（GB4649-2008）序号项目指 标优级品一级品合格品1外 观无色透明无色透明无色或微黄色无机械杂质无机械杂质无机械杂质2乙二醇质量分数/% 99.899.03色度（铂-钴）/号加热前 加盐酸加热后
28、 52010-40-4密度（20）/（g/cm3）1.1128- 1.11381.1125-1.11401.1120-1.11505沸程（0，0.10133MPa 初馏点， 初馏点， 1961991952001932046水分（质量分数）/% 0.100.20-7酸度（以乙酸计）/ % 0.0010.0030.018铁含量（质量分数）/ % 0.000010.0005-9灰分（质量分数）/ % 0.0010.002-10二乙二醇（质量分数）/ % 0.100.80-11醛质量分数（以甲醛计）/% 0.0001-12紫外透光率/%220 nm时 275 nm时 350 nm 时 759299-拟
29、建项目产品LNG低位热值为44.03MJ/Nm3，高位热值为48.54MJ/Nm3，天然气质量符合GB17820-2012标准一类，具体见表3.2-10。表3.2-10 中国天然气质量标准(GB17820-2012)项目一类二类三类高热值 (MJ/m3) 3631.431.4总硫（以硫计）(mg/m3) 60200350硫化氢 (mg/m3) 620350二氧化碳 (V%) 2.03.0-水露点 在天然气交接点的压力和温度条件下，比最低环境温度低5注：标准中气体体积的标准参比条件是101.325KPa，20。副产品碳酸二甲酯质量遵循中国标准（GB/T-2449-2006）一级品质量，其质量指标
30、见表3.2-11。表3.2-11 碳酸二甲酯产品规格（YS/T 672-2008）项目指 标高纯级（电池级）优级品一级品碳酸二甲酯含量(质量分数）/%99.999.899.5水分（质量分数）/%0.00200.0200.10甲醇含量（质量分数）/%0.00200.0500.20色度（Pt-Co）5510酸度（以碳酸计）/（mmol/100g）0.0250.0250.025密度（25）/（g/cm3）1.0710.0053.2.5 生产工艺流程及产污环节分析拟建项目以煤及焦炉气为主要原料，原料煤经煤气化制取煤气，经脱硫脱碳后经深冷及变压吸附制得氢气和CO，氢气部分作为燃料气，其余氢气与CO作为原
31、料同甲醇、硝酸、亚硝酸钠、氧气反应制取乙二醇；原料焦炉气经脱硫脱碳等预处理后，将其中的甲烷液化制取LNG，同时分离氢气作为原料合成乙二醇；脱硫过程副产固态硫磺，乙二醇合成过程副产醇酯混合物、轻质醇和重质醇。整个工艺过程分为煤气化及合成气净化工段、焦炉气预处理及制氢工段和乙二醇合成工段。根据技术先进、成熟可靠、经济合理等选择原则，经过多方案比较，拟建项目各生产装置拟采用的工艺技术见表3.2-12。拟建项目全厂工艺流程图见图3.2-3。表3.2-12 生产装置工艺技术序号装置名称工艺技术1煤气化装置清华盈德水冷壁水煤浆气化工艺2合成气净化装置除尘、余热回收、脱硫、脱碳、硫回收、PSA提氢、CO深冷
32、分离3焦炉气预处理装置电除尘除焦油、脱苯脱萘、湿法脱硫、压缩、精脱硫、MDEA脱碳4LNG装置深冷分离液化工艺5焦炉制氢装置PSA提氢工艺6乙二醇装置草酸酯法工艺一、煤气化及合成气净化工段煤气化及合成气净化工段主要是以煤为原料，制成水煤浆，在气化炉内与氧气和水发生氧化反应，制备以CO和氢气为主要成分的粗煤气，经合成气净化、余热回收、脱硫、脱碳、深冷分离后制得CO和氢气；整个工段主要分为水煤浆制备工序，气化及合成气洗涤工序，灰水处理工序，余热回收工序，栲胶脱硫工序，COS水解+MDEA脱碳+精脱硫工序，CO深冷分离工序和PSA提氢工序。1、水煤浆制备工序煤库中的原煤经除杂物器和除铁器除去杂物和铁
33、后，通过密闭传送带送入破碎机破碎，破碎到一定粒度(10mm)的碎煤经密闭传送带送入煤斗。煤斗中的煤由煤称重给料机控制以一定的质量流率进入棒式磨煤机制备水煤浆，磨煤机设置为两台。制浆用的水包括粗煤气分离出的低温冷凝液、灰水处理产生的灰水，不足部分可补充新鲜水，使水与煤的比重控制在3:7左右。从磨煤机初步制得的水煤浆通过磨煤机出口的滚筒筛流出，滚筒筛可以筛除煤浆中的大颗粒。水煤浆在重力的作用下流到磨煤机出料槽，低压煤浆泵将水煤浆从磨煤机出料槽输送到煤浆槽中。为防止煤浆沉淀，在磨煤机出料槽和煤浆槽中分别设置有磨煤机出料槽搅拌器和煤浆槽搅拌器，在搅拌器的作用下水煤浆保持悬浮状态。产污环节及处理措施：原
34、煤在破碎机破碎过程中，会产生破碎粉尘（G1），经破碎机上方集气罩收集后，经袋式除尘器除尘后通过1根高25m、出口内径0.3m的排气筒（1#）排放。经破碎后原煤通过传送带加入煤斗，加料过程中会产生煤斗排放气（G2），经煤斗上方集气罩收集后，经袋式除尘器除尘后通过1根高25m、出口内径0.3m的排气筒（1#）排放。煤斗排放气与破碎粉尘共用一套除尘器和排气筒。原煤经除杂物器和除铁器除去杂物和铁过程中会产生铁质杂物（S1），主要成分为铁，含有极少量的杂物，铁质杂物经收集在煤库暂存后，出售给钢材生产企业。2、气化及合成气洗涤工序气化拟建项目配有两台直接激冷式水煤浆水冷壁气化炉，来自水煤浆槽的煤浆依靠重力
35、自流到高压煤浆泵的入口，水煤浆由水煤浆泵加压后，经水煤浆切断阀进入工艺烧嘴。经厂区空分装置制得的氧气由一根氧气总管经过流量调节阀和切断阀进入气化炉。一部分氧气通过工艺烧嘴的外环通道进入气化炉，一部分氧气通过中心通道进入气化炉。工艺烧嘴将水煤浆和氧气送入气化炉中，气化炉燃烧室内的反应条件大约在1300和4.0MPaG，在这个温度和压力条件下，煤中的碳和氧气、水等发生复杂的氧化还原反应，并有一系列的副反应发生，生成以CO和H2为主的粗合成气。煤中的不可燃的灰分和部分没有完全反应的碳颗粒形成灰渣。因此气化炉燃烧室出口粗合成气的主要成分包括CO、H2、CO2、CH4、H2S以及水蒸汽等。离开气化炉燃烧
36、室的粗合成气与灰渣一起向下流过激冷环和激冷室的下降管，在下降过程中被位于下降管上的喷头喷出的水雾逐渐冷却，进入激冷室的水浴中，合成气被彻底激冷并冷却。粗合成气中含有的灰渣被激冷后固化，大部分较大的灰渣颗粒冷却后沉入激冷室底部经破渣机排出，这部分渣成为粗渣。另外一部分颗粒较小的灰渣随着黑水一起进入灰水处理工序，还有一部分较细的灰渣颗粒会被合成气夹带出进入合成气洗涤塔，这两部分较细的灰渣成为细渣。冷却后的粗合成气沿激冷室向上流动，通过激冷室侧壁的合成气出口连接管离开气化炉后去合成气洗涤塔。粗合成气向上流动的过程中会携带大量的水蒸汽和飞灰，为减少粗合成气的带水带灰现象，需要在激冷室的合成气出口设置挡
37、板。在对气化炉出来的粗合成气和灰渣激冷的同时，激冷室内的激冷水发生连续汽化随合成气离开激冷室，同时为了保持激冷室内的温度和激冷水固体含量不至于过高，部分激冷水作为黑水不断排出激冷室。为了维持激冷室的液位，需要连续不断的向激冷室补充激冷水。气化炉激冷水主要是合成气洗涤塔出来的灰水，由激冷水泵加压后送回激冷室，激冷水通过激冷环沿下降管进入激冷室。激冷水通过激冷环喷出，沿下降管壁面向下流入激冷室并保护下降管。来自高压灰水泵的灰水送到下降管上的喷头雾化，进入下降管围成的空间内，熔渣和粗合成气在下降过程中被逐渐冷却，避免了高温熔融灰渣进入激冷水造成的激冷室液位波动和气体大量带水，并可以减少大渣的形成。在
38、气化炉工艺烧嘴的正下方存在一个下行火焰并形成高温区。工艺烧嘴受到高温区的辐射，高温下金属强度的下降和高速流动的水煤浆冲刷经常造成工艺烧嘴的磨损和热应力损坏。为了保护工艺烧嘴，在工艺烧嘴的端部设有水夹套，通过水夹套的工艺烧嘴冷却水的循环流动来冷却烧嘴。烧嘴冷却水来自汽包的锅炉给水（除盐水）。气化炉水冷壁系统和烧嘴冷却水系统共用一套给水系统。除盐水通过液位调节系统送入汽包，汽包中的除盐水通过循环泵分别送入气化炉的水冷壁系统和烧嘴冷却水系统，水冷壁系统和烧嘴冷却水系统通过汽包形成自循环系统。在气化炉正常运行过程中，可以根据水冷壁进出口的压差和温度，以及汽包的蒸汽产量来判断水冷壁运行情况，通过对气化炉
39、水冷壁和烧嘴的热量利用，生产4.5MPaG，259的中压蒸汽。合成气洗涤每台气化炉配置一套能力相匹配的合成气洗涤系统。从气化炉激冷室出来的粗合成气通过文丘里洗涤器进入合成气洗涤塔，合成气首先进入洗涤塔底部的水中洗掉其中的细渣。基本上不含固体颗粒的合成气沿洗涤塔向上流动，与从塔中部进入的循环灰水和塔上部加入的来自界区外的冷凝液逆流直接接触，洗涤剩余的固体颗粒，离开洗涤塔的合成气中含尘量小于1mg/Nm3。在洗涤塔顶部安装有旋流板除沫器，合成气在离开洗涤塔时除去其中夹带的水雾，干净的合成气出洗涤塔后经过可从控制室调节的阀门送入预热回收工序。在合成气洗涤塔的出口安装有在线气体分析仪，对CO、H2、C
40、O2及CH4进行检测。在合成气洗涤塔底部的水分成两部分排出。一部分是底部上层固体含量较少的灰水，灰水经过激冷水泵加压后，进入气化炉激冷环和文丘里洗涤器。从洗涤塔底部出来的另外一部分含固量较多的黑水通过流量控制进入灰水处理工序除去其中的固体颗粒，再生后的灰水经过沉淀和加热等处理后送回合成气洗涤塔。除渣每台气化炉配备一套粗渣排放系统。煤中不可燃的灰和未完全反应的碳颗粒在激冷室中被激冷固化形成灰渣。其中沉降在激冷室底部的粗渣和其它固体颗粒在循环水流的作用下经锁斗事故阀、锁斗进口阀进入锁斗。为防止系统堵塞，在激冷室和锁斗事故阀之间装有破渣机，大块的渣由破渣机破碎，循环水流由锁斗循环泵建立。锁斗循环水是
41、从锁斗顶部溢流的含固量相对较少的灰水，循环水流回到气化炉激冷室底部，并携带粗渣进入锁斗，大部分从气化炉来的固体都在锁斗的底部沉积。锁斗的主要作用是通过反复的加压和泄压，即锁斗循环实现气化炉的排渣过程。沉积在锁斗底部的粗渣经过一段时间的积累后，需要定期排出。当排渣时间到时，锁斗循环程序启动，从锁斗通向锁斗循环泵的循环阀打开，入口阀关闭，锁斗循环泵自身循环。锁斗进口阀关闭，锁斗减压阀打开，锁斗开始减压，锁斗内压力泄至冲洗水罐。减压以后，锁斗清洗阀打开，用灰水对泄压管线进行冲洗，除去管线内残留的大部分固体。然后打开锁斗冲洗阀和锁斗出口阀，锁斗中的粗渣随着水一起排出锁斗，流到渣池中。经过预先设定的时间
42、或者在锁斗冲洗水罐达到低液位后，锁斗出口阀、锁斗清洗阀、锁斗冲洗阀关闭，锁斗充压阀打开，用高压灰水对锁斗再次增压，当锁斗与气化炉之间的压差小于预先设定值时，锁斗进口阀再次打开，锁斗充压阀关闭，同时从锁斗到循环泵的入口阀打开，循环阀关闭，激冷室的粗渣再次进入锁斗。气化炉的粗渣和渣水排到渣池的前仓，开始隔离两仓的溢流阀保持关闭，固体灰渣沉降到刮板输送机上，通过刮板输送机把固体捞出渣池，约5分钟后，溢流阀打开，较澄清的上部黑水送入渣池后仓，用渣池泵送至真空闪蒸罐。产污环节及处理措施：在渣池内，固体灰渣（S2）经刮板输送机捞出渣池，主要为粗渣，在渣场暂存后，作为建筑材料外售。3、灰水处理工序每台气化炉
43、配一套灰水处理系统。从气化炉激冷室和合成气洗涤塔底部来的黑水进入高压闪蒸罐。在高压闪蒸罐中，一部分的水经减压闪蒸变成蒸汽，送往热回收塔作为加热蒸汽，从高压闪蒸罐底部排出的水含有较多的固体颗粒，这部分黑水通过液位控制送到真空闪蒸罐进一步闪蒸。来自渣池的黑水也送到真空闪蒸罐。从真空闪蒸罐出来的蒸汽首先进入真空闪蒸冷凝器进行冷凝分离，下液直接插入灰水槽中，利用灰水槽的液位作为液封，以保证其真空度。真空闪蒸罐不控制液位，真空闪蒸罐下液直接插入沉降槽，利用沉降槽的液位作为液封，以保证其真空度。两台气化炉共一套细渣处理系统。从闪蒸系统出来的含固量较高的黑水进入沉降槽中，进入沉降槽的黑水经过絮凝沉淀后，沉降槽上部的澄清水溢流，依靠重力作用进入灰水槽。灰水槽中储存的灰水经过低压灰水泵加压后，部分去热回收塔，另外部分去磨机研磨水槽、锁斗冲洗水罐、渣池等处。为了控制灰水在循环过程中盐分的浓度在合理的范围内，需要进行连续的定量排污，从灰水槽出来的灰水需要有一部分连续排到界区外的污水处理系统。热回收塔的作用是对灰水进行加热。热回收塔需要的蒸汽来自高压闪蒸罐闪蒸出来的蒸汽。除盐水也从热回收塔中补充到系统中。高压灰水泵将热回收塔出来的灰水加压后，一
