（中職）合成氨工藝及設(shè)備項(xiàng)目三任務(wù)三教學(xué)課件

（中職）合成氨工藝及設(shè)備項(xiàng)目三任務(wù)三教學(xué)課件項(xiàng)目三合成氨生產(chǎn)原料氣的制取任務(wù)三水煤漿加壓氣化任務(wù)要求能夠講述水煤漿加壓氣化制煤氣生產(chǎn)過(guò)程，能敘述和繪出工藝流程圖，知道設(shè)備結(jié)構(gòu)和作用。知道水煤漿加壓氣化原理，能寫出主要反應(yīng)方程式。能運(yùn)用反應(yīng)原理并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)情況對(duì)工藝條件選擇進(jìn)行分析；知道工藝流程設(shè)置一般原則。

知道本任務(wù)安全操作規(guī)程。知道本任務(wù)所涉物料的安全特性。會(huì)正確操作本崗位消防器材和勞動(dòng)防護(hù)設(shè)備。一、水煤漿加壓氣化流程水煤漿加壓氣化是將原料煤制成可流動(dòng)的水煤漿，與氣化劑氧氣一起通過(guò)噴嘴并流混合霧化，煤漿中的水分遇熱急速氣化成水蒸汽。煤粉、氧氣和水蒸汽在約1350攝氏度下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成氫和一氧化碳含量達(dá)75%以上的水煤氣。

煤漿制備和輸送氣化、廢熱回收煤氣洗滌冷卻渣和灰水處理水煤漿加壓流程主要組成部分煤斗磨煤機(jī)NaOH儲(chǔ)槽石灰貯斗石灰給料輸送器添加劑槽磨煤機(jī)出口槽稱量給料器添加劑軟水去煤漿振動(dòng)篩煤NaOH石灰

（1）水煤漿制備工藝流方框圖（2）水煤漿加壓氣化急冷工藝流程濃度為60～70%的煤漿與氧在燒嘴混合，噴入氣化爐中，進(jìn)行煤氣化反應(yīng)。高溫煤氣經(jīng)氣化爐底部激冷室激冷后，氣渣分離。煤氣去文丘里洗滌器和洗滌塔降溫除塵后水汽比為1.4、溫度為200～216攝氏度去變換工序。

洗滌塔排出的洗滌水由循環(huán)泵送到文里洗滌器和氣化爐激冷室。激冷室排出的黑水去中壓、真空閃蒸器回收熱量，一部分去作鎖斗沖洗水，另一部分作為洗滌塔補(bǔ)充水。

熔渣激冷后進(jìn)入破渣機(jī)破碎后進(jìn)入鎖斗定期排入渣池，由撈渣機(jī)撈出外運(yùn)。多噴嘴對(duì)噴式水煤漿氣化工藝流程圖。來(lái)自激冷室與洗滌塔的黑水經(jīng)高、中、低壓三級(jí)閃蒸，所得蒸汽用于加熱循環(huán)洗滌水；閃蒸器殘余黑水在沉降槽中經(jīng)絮凝劑作用分為淤漿與灰水。淤漿去壓濾機(jī)，灰水經(jīng)閃蒸蒸汽加熱循環(huán)使用。噴入氣化室的煤漿和氧氣反應(yīng)生成的煤氣與熔渣并流進(jìn)入激冷室，熔渣淬冷經(jīng)鎖斗排至爐外。煤氣經(jīng)下降管折返進(jìn)入上升管，與激冷水接觸，除去灰渣并被水蒸汽飽和，經(jīng)文氏管洗滌器進(jìn)一步除去灰渣，再去洗滌塔繼續(xù)凈化除塵去下工序。二、水煤漿加壓氣化設(shè)備1．氣化爐氣化爐是水煤漿氣化工藝的核心設(shè)備。其作用是使水煤漿與氧氣在反應(yīng)室進(jìn)行氣化，生成氫和一氧化碳為主體的高溫煤氣。德士古氣化爐根據(jù)熱量回收方式有三種直接激冷式間接冷卻式（廢熱鍋爐型）混合式（1）直接冷激式氣化爐1、上部燃燒室，頂部有燒嘴2、下部激冷室，煤氣和融渣與冷水直接接觸得到冷卻，煤氣被水汽飽和。底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)式灰渣破碎機(jī)將大塊灰渣破碎

圖3-8激冷型德士古氣化爐1、氣化爐2、激冷室（2）間接冷卻式氣化爐圖3-9廢熱鍋爐型德士古氣化爐1、氣化爐2、輻射式廢熱鍋爐3、激冷室4、對(duì)流式廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在氣化爐1底部直接連結(jié)輻射式廢熱鍋爐2，使粗煤氣的溫度從1370℃降到700℃左右，產(chǎn)生高壓水蒸氣。煤氣再通過(guò)對(duì)流廢熱鍋爐4，副產(chǎn)蒸汽回收熱量，提高了熱煤氣的效率。（3）混合式氣化爐

同時(shí)采用上述兩種方式回收熱量。高溫煤氣先去廢熱鍋爐回收熱量，然后去水噴淋激冷后進(jìn)入變換工序。2．噴嘴噴嘴(也叫燒嘴)是氣化爐的核心，含鎢、鉻、鈷等特種鋼。其作用是將水煤漿充分霧化，使水煤漿與氧氣均勻混合。常用的三套管噴嘴結(jié)構(gòu)如下圖：三、水煤漿加壓氣化原理主要反應(yīng)式有：C+O2=CO2+QCO2+C=2CO-QC+H2O(g)=CO+H2—QC+2H2O(g)=CO2+2H2—Q副反應(yīng)有C+H2=CH4+QCO+3H2=CH4+H2O+Q根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，C-H2O，C-CO2是吸熱、體積增大的反應(yīng)，提高溫度，反應(yīng)向生成一氧化碳和氫氣的方向進(jìn)行；而加壓氣化，有利于C-H2,CO-H2生成甲烷副反應(yīng)平衡向右移動(dòng)，甲烷含量增加。四、水煤漿加壓氣化條件2.氧煤比是調(diào)節(jié)爐溫主要手段。氧煤比增加，氣化溫度、碳轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣量均會(huì)提高。氧煤比一般維持在1.0左右。3．氣化壓力水煤漿氣化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，提高壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡不利。但是目前常采用加壓操作，提高了氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率、生產(chǎn)強(qiáng)度；節(jié)省動(dòng)力。一般中壓2.7～4MPa，高壓小于8.5MPa。4.氣化溫度氣化溫度高，有利于碳與水蒸氣、二氧化碳還原吸熱反應(yīng)的進(jìn)行。但要提高氧煤比，使得氧耗增大，冷煤氣效率下降。要根據(jù)煤灰的熔點(diǎn)與灰渣黏溫特性不同來(lái)調(diào)整，一般控制在1300～1500℃。氣化條件5.氣化時(shí)間水煤漿在爐內(nèi)的氣化時(shí)間一般為3～10s，它受煤的粒度、活性以及氣化溫度和壓力影響。1.水煤漿的質(zhì)量水煤漿的質(zhì)量包括煤的粒度、粘度、灰熔點(diǎn)煤的含量等。煤粉粒度要求50%以上通過(guò)200目篩。水煤漿濃度一般控制在60%～70%。五、水煤漿加壓氣化崗位安全操作及環(huán)保措施（1）.崗位特點(diǎn)見本項(xiàng)目任務(wù)一步驟五。（2）.崗位物料的性質(zhì)見本項(xiàng)目任務(wù)一步驟五。（3）.安全操作要點(diǎn)有：①進(jìn)入容器：要分析，辦進(jìn)塔、罐許可證。須動(dòng)火時(shí)辦動(dòng)火證。必要時(shí)佩帶空氣呼吸器。②火炬水封槽閃蒸汽放空裝有常明火炬。

③煤漿必須先進(jìn)入氣化爐，氧氣后進(jìn)入開始點(diǎn)燃。假如先加入氧氣會(huì)引起爆炸危險(xiǎn)。煤漿管道拆檢時(shí)應(yīng)戴防護(hù)眼鏡。

④氧氣管線的脫脂清洗符合所定標(biāo)準(zhǔn)。所有氧氣管線在投用之前必需清潔。⑤氧氣切斷閥之間應(yīng)加氮?dú)獗Ｗo(hù)。⑥燒嘴冷卻水壓力應(yīng)低于氣化爐壓力，燒嘴冷卻水氣體分離器放空管線設(shè)CO監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，一旦CO超標(biāo)，工藝燒嘴有損害現(xiàn)象，須及時(shí)停車處理。⑦換燒嘴時(shí)應(yīng)戴防火面罩、穿石棉衣；用四氯化碳洗擦密封面、管道內(nèi)壁。序號(hào)

事故原因處理方法1煤漿濃度大﹙1﹚磨煤崗位加煤量增大或水量減少﹙2﹚煤漿溫度過(guò)低﹙1﹚減小煤量或加水量﹙2﹚向煤漿槽內(nèi)加水稀釋至要求濃度﹙3﹚向煤漿槽蒸汽夾套通蒸汽加熱2煤漿黏度增大，輸送及霧化造成困難煤漿添加劑減小煤粉粒度過(guò)細(xì)煤漿濃度過(guò)高增加添加劑量調(diào)整煤粉粒度降低煤漿濃度3煤漿管道堵塞1.管道內(nèi)物料靜止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)2.管道內(nèi)進(jìn)入雜物用水沖洗拆開管件疏通4氣化爐出渣口堵塞1.爐溫低于煤灰熔點(diǎn)2.液態(tài)渣的粘溫特性不好。流動(dòng)性差調(diào)整氧煤比，提高爐溫，保證液態(tài)排渣5爐渣中夾帶大量未燃燒的碳，氣體成分有波動(dòng)，碳轉(zhuǎn)化率低噴嘴磨損，發(fā)生偏噴現(xiàn)象，霧化效果差中心管氧量調(diào)整不當(dāng)，氧煤比不合適，爐溫過(guò)低調(diào)整氧煤比和中心管氧量，提高爐溫，必要時(shí)更換噴嘴6氣化爐壁溫過(guò)高局部耐火襯里脫落，高溫氣沿磚縫串氣爐溫過(guò)高必要時(shí)停車檢查耐火襯里降低爐溫，檢查表面熱電偶的準(zhǔn)確性7破渣機(jī)超載停車爐內(nèi)有大塊落磚破渣機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障停車查找原因，及時(shí)排除8氧氣管線著火燃燒氧氣管線有油脂或其他雜質(zhì)迅速關(guān)閉閥門，切斷氧氣用高壓氮?dú)獯党鹧鯕夤芫€，進(jìn)行滅火火熄滅后，對(duì)氧氣管線進(jìn)行脫脂處理，并清除管內(nèi)雜質(zhì)9煤漿流量不穩(wěn)定或無(wú)流量泵吸入口壓力過(guò)低泵人口閥未開泵內(nèi)有空氣煤漿溫度高泵出口管道堵塞提高煤漿槽液位打開泵人口閥降低煤漿溫度向泵內(nèi)補(bǔ)加液體排氣用水選管道10氣化爐內(nèi)過(guò)氧爆炸投料時(shí)氧氣先入爐氮?dú)獯党爸脫Q不完全，使?fàn)t內(nèi)可燃性氣體與氧氣混合而爆炸投料時(shí)要先加煤漿，后加氧氣開、停車前用氮?dú)獬浞执党椭脫Q系統(tǒng)發(fā)生爆炸后，用高壓氮?dú)獯党檎以蚣皳p壞程度，及時(shí)處理11出洗滌塔氣體帶水，溫度不穩(wěn)定洗滌塔液位過(guò)高洗滌液分布布局有攔液現(xiàn)象除沫氣堵塞降低洗滌塔液位，適當(dāng)減少洗滌水量，必要時(shí)停車處理12鎖渣罐某個(gè)閥不到位，自動(dòng)控制系統(tǒng)停止運(yùn)行鎖渣罐某個(gè)閥不到位迅速查找原因，及時(shí)處理，使鎖渣罐繼續(xù)運(yùn)行若短期無(wú)法恢復(fù)，應(yīng)停車處理（5）環(huán)保措施廢氣

氣化裝置所排放的廢氣均經(jīng)火炬管線送往開工火炬或常明總火炬燃燒后放空，對(duì)大氣不構(gòu)成污染。裝置中采用了氮封技術(shù)，有效防止了氣體外逸。

廢水

廢水經(jīng)塔式生物濾池去污水處理系統(tǒng)，污水排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

粉塵及廢渣

采用通風(fēng)除塵設(shè)備進(jìn)行處理。水煤漿氣化工藝減少了粉塵污染。生成的熔渣可做建筑材料制造水泥、煤渣磚等。