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XX万吨煤气化工艺及装置设计

摘要

本文为XX万吨/年煤气化工艺及装置设计。通过查阅相关文献，对煤气化原理进行了简单叙述，对煤气化技术发展历史，各气化工艺特点进行了概论，对煤气化技术以及其在国内外的发展趋势进行了系统的、全面的介绍。在详细介绍了德士古工艺原理后，设计了工艺流程及主要设备，对工艺过程进行了物料衡算和热量衡算，分析了工艺操作参数，探讨一些存在的问题。并绘制了工艺流程图和主要设备结构图，德士古煤气化关键设备由气化炉、工艺烧嘴、煤浆的制备和输送设备,其中核心设备是气化炉。最后通过对德士古煤气化炉内过程的分析,对有关煤种进行了工艺计算。

关键字：煤气化，德士古工艺，气化炉，工艺计算

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.文献综述 1

1.1概述 1

1.2煤气化基本原理 1

1.3煤气化技术发展历史 2

1.4煤气化工艺特点 3

1.4.1德士古水煤浆气化工艺 3

1.4.2谢尔煤气化技术 4

1.4.3鲁奇循环流化床技术 5

1.4.4恩德粉煤气化 6

1.5各种气化工艺的比较 6

1.6国内外煤气化工艺技术的现状和发展 8

1.6.1国内煤气化技术的发展趋势 8

1.6.2国内煤气化技术简介 8

1.6.3国外煤气化技术的现状及发展趋势 9

1.6.4国外煤气化技术简介 10

2.德士古工艺设计及计算 11

2.1水煤浆气化原理及特征 11

2.1.1水煤浆气化原理 11

2.1.2水煤浆气化特征 11

2.2工艺计算 12

2.3附属设备的选型 22

2.3.1工艺烧嘴 22

2.3.2旋风除尘器 23

2.4德士古水煤浆气化工艺流程 24

2.5德士古工艺流程特点 25

2.6主要设备 25

2.6.1德士古气化炉 25

2.6.2工艺烧嘴 26

2.6.3水煤浆的制备及输送设备 26

2.7操作条件 28

2.7.1温度 28

2.7.2看工艺气的成分变化趋势 28

2.7.3看渣 28

2.7.4气化炉压差 28

2.7.5原料煤的确定 29

2.8主要工程技术问题及讨论 29

2.8.1气化炉耐火砖的问题 29

2.8.2激冷环的问题 30

2.8.3激冷室结构的问题 30

2.8.4工艺喷嘴的问题 31

2.8.5黑水、灰水系统的问题 31

2.8.6闪蒸系统耐磨件的问题 32

结束语 33

参考文献 34

致谢 35

1.文献综述

1.1概述

煤气化是煤化工利用、加氢气化、IGCC、煤炭液化等的龙头和基础，是煤转化的主导途径之一。

煤的气化工艺是在一定温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤中有机质转化为煤气的过程。其涵义就是以煤、半焦或焦炭为原料，以空气、富氧（纯氧）、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质，使煤经过部分氧化和还原反应，将其中所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。对此气体产品的进一步加工，可制得其他气体、液体燃料或加工产品。煤经过气化，使煤的潜热尽可能多地变为煤气的潜热。用煤气代替煤作为化工的民用燃料，除了可以提高煤的综合利用的热效率外，一个重要原因还在于可大大减轻煤燃烧时对环境的污染。因此煤的气化是当前洁净煤技术中首选项目之一。

最简单而古老的气化方法是以空气为气化介质的固定床煤气化炉，它产生空气煤气，主要含CO和CO2，以及由煤中挥发物质生成的氢、甲烷，还有50％以上的氮气。这类煤气为各种加热炉、内燃机发电提供低级燃料。由于空气煤气热值低，这一方法的发展受到了限制。这类发生炉在实际操作中还发生因燃料层高温致使灰渣结块而无法运转的情况，因而必须在空气鼓风中加入一些水蒸气，使之发生水蒸气－碳之间的吸热反应。这一方面导致了反应床层温度降低，消除了结渣现象；另一方面使所产煤气中氢气含量增加。因此，采用空气加水蒸气作为气化介质，把空气煤气的制造方法转变为混合发生炉煤气的制造方法，这一气化技术在相当长一段时间内得到了很大发展。

基于水蒸气－碳之间反应过程的实际应用，导致水煤气生产技术的发展。迄今，他仍作为生产合成氨、甲醇提供原料气的主要技术之一。但水煤气生产方法需要用焦炭、无烟块煤或不黏煤为气化原料，过程操作是间歇式的，生产能力有限。

随着从空气中分离氧技术的成功，又相继出现了以氧加水蒸气为气化介质的气化方法，如温克勒气化、德士古气化和鲁齐气化法等。这类气化技术可以实现连续生产，产气能力大