文档介绍：******公司12万吨/年甲醇联产8万kW发电项目
可行性研究报告
4 工艺技术方案
工艺技术方案的选择
本项目是以高硫烟煤为原料,生产12万吨/年甲醇联产8万kW发电的工程。
煤气化采用国内新开发的,目前已通过国家验证的新型水煤浆气化技术,并新建空分装置提供气化用氧气和净化氮气。变换采用耐硫变换,NHD脱硫脱碳,脱碳后气体送入甲醇压缩、合成、精馏产生12万吨/年甲醇,甲醇合成采用先进的绝热等温型合成塔技术,精馏采用了三塔精馏流程。硫回收采用claus+还原—吸收工艺,回收率高,既减少了设备,降低了投资,又保证了环保排放要求。新建冷冻站为NHD脱硫脱碳装置提供冷量,冷冻站采用氨吸收制冷,既节省电耗,有效利用变换废热降低投资,又运行安全可靠。
原料路线确定的原则和依据
*******矿区煤炭地质储量为40亿吨。,其中含硫3~4%,约占1/3以上。*******,,约占2/3以上。*******,,约占40%以上。随着低硫煤多年的开采,估计目前该区域高硫煤可采储量已占全区的50%。因此,高硫煤的利用,直接影响着*******今后的发展和经济效益的进一步提高。
最近国务院国函[1998]5号文“关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复”中,对2000年及2010年全国二氧化硫排放量、酸雨区的控制、高硫煤的洁净利用、发电厂的洁净工艺等都提出了明确的要求。
空分装置方案的确定
本装置生产氧气作为水煤浆气化用气,生产的低压氮气用于NHD溶液气提用氮气,并提供各工序所需公用氮气。
为了适应气化工段的操作特点,本着节约投资的原则,本装置采用由空气压缩机和空气增压机组成的单系列空气压缩增压机组,装置的操作负荷可在75%~105%内变化。空气压缩机和增压机采用汽轮机驱动,根据全厂蒸汽平衡,采用全凝式汽轮机。
空分工艺按供氧方式主要分为内压缩工艺和外压缩工艺。空气中的碳氢化合物在液氧和富氧液体中积聚至一定浓度将可能引起爆炸,为了防止这一危险,本装置采用高效的分子筛吸附前端处理技术和目前国际上先进可靠的液氧泵内压缩流程。该工艺流程对阻止碳氢化合物在主冷积聚采取了双重措施:首先空气中大部分碳氢化合物在吸附器中被吸附,而少量进入冷箱的碳氢化合物也随着液氧的气化而被带出冷箱,防止了碳氢化合物在主冷内的积聚。同时内压缩流程工艺取消了有一定操作危险的氧气压缩机,提高了装置的安全性和可靠性。
本装置采用先进的DCS系统控制,根据不同的操作条件和产量要求,该工艺能优化装置的运行状况,在设置产量的情况下,本装置能自动调节使各单元始终在最佳和最经济点运行,以达到节能的目的。
本装置的空分精馏塔采用规整填料,降低了塔的阻力,从而减少了装置的能量消耗。
本次设计采用杭氧液空有限公司的法液空技术。
本装置所需冷量是通过透平膨胀机膨胀低温增压空气来获得。透平膨胀机的制动通过透平增压机来实现。
为了防止杂质聚积带来危害,本装置在工艺上采取了双重保险措施:
(1)用分子筛吸附除去空气中大部分的危险杂质
(2)采用内压缩流程通过从冷凝蒸发器连续排放液氧来减少主冷凝蒸发器中杂质的聚积
装置正常运行时所需的仪表空气和解冻除霜用的干燥空气从分子筛吸附器的出口抽出后送至:
—仪表空气管网(空分装置内)
—透平膨胀机,用于局部解冻
—排液蒸发器,用于低温残液的蒸发
气化装置方案的确定
(1)气化方法
目前世界上以煤为原料的工业化的技术较先进的气化方法有新型(多喷嘴对置)水煤浆气化法、德士古水煤浆加压气化法、鲁奇固定层加压气化法。现分别介绍如下:
a、鲁奇固定层加压气化法
鲁奇固定层加压气化法对煤质要求高,只能用小块煤。产品气中含甲烷较高,不宜做为合成氨及甲醇的原料气,适宜于生产城市煤气,且三废处理困难。
b、德士古水煤浆加压气化法
德士古水煤浆加压气化法是当前世界上发展较快的第二代煤气化方法,其特点是该工艺对煤的适应范围较宽,可利用粉煤,单台气化炉生产能力较大,气化操作温度高,碳转化率可达96~98%,煤气质量好,有效气成份(CO+H2)高达80%左右,甲烷含量低,不产生焦油、萘、酚等污染物,炉灰渣可以用作水泥的原料和建筑材料,三废处理简单,易于达到环境保护的要求,生产控制水平高,易于实现过程自动化及计算机控制。
c、新型(多喷嘴对置)水煤浆气化法
新型(多喷嘴对置)水煤浆气化法是在德士古水煤浆加压气化法的基础上,由*******鲁化厂、华东理工大学及天辰化学工程公司联合开发的,经过中试开车考核,各项工艺