100万吨兖矿褐煤热解提油提气技术处理方案建议书.docx

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1、100wt/a 低阶煤分段热解提烧生产优质油气及缚硫洁净炭技术与工艺方案建议书1低阶煤中低温分段热解提取油气资源的背景和意义我国能源资源结构特点是缺油少气富煤。截止 2012年我国查 明石油剩余技术可采储量仅为 33.3亿t,天然气4.4万亿m 3;而煤 炭资源探明储量为1.42万亿t,其中有75%以上是中低阶煤。开发新工艺技术推动我国低阶煤清洁高效梯级利用已迫在眉 睫。先提取煤中业已存在的油气资源,并生产高附加值固体洁净炭,从而形成热解提烧(油气)-洁净炭气化-合成、热解-油气提质-洁净 炭燃烧发电等多途径低阶煤清洁高效梯级利用技术路线,是解决 我国低阶煤利用的必由之路。若采用低阶煤中低温分

2、段热解提烽 技术,在我国目前直接燃烧发电的低阶煤中,每年仅以10亿t低阶煤先提取油气资源然后再发电计算,就可提取油1亿t左右(相当于原油1.5亿t)、烷烧气产品超过1000亿m3、其余利用余热生产合成 气合成甲烷的量接近甚至超过提取烷烽气的量。采用科学的分段热解中低阶煤技术制取油气,对于弥补我国 缺油少气现状、突破油气对外依存度、 保障我国能源安全、经济安 全、国防安全和国家可持续发展具有重大意义。一般情况下,低阶煤(多指褐煤、长焰煤等低煤化度煤)与挥发 分大于18%的中阶煤的挥发物主要是以烧类物质构成的。在挥发 分大于25%的中、低阶煤挥发物中,烧类成分一般占无水基挥发 分质量的80%以上。

3、尤其在长焰煤、气煤及更低煤化度的低煤阶煤中,烧类成分大多占无水基煤总质量比的30%左右,高者甚至可达35%以上。若工艺得当,即使煤中含有15%左右的熔化合物,都有先提取 利用的价值,因此煤中只要含有15%及以上的熔化合物,都应该被视为富烽煤。以适当工艺条件将煤中烧类物质以接近原始成分 热解由来(即控制二次裂解),经分离净化后,其中40%(质量比)左 右是C14气态烧。气态烽经进一步分离可提取高附加值人工天然 气SNG ,深冷分离生产液态甲烷 LNG及民用液化气LPG(主含液化 丙烷);还有50%左右是制取优质车用油的轻质焦油及其它轻炸油 类。2015年我国煤炭消费总量39.65亿t,其中直接燃

4、烧近三十亿 吨多为富烽煤。用富含烧类成分的富烽煤直接燃烧发电或民用,不仅效率低、污染物与碳排放量大、 极大地浪费了宝贵的资源, 且大 大推高了环保成本和生产成本。如果将其在燃烧前高效提取烧类产品,每年可低成本制取优质动力油近2亿t(约相当3亿t原油)、人工天然气SNG或液化天然气LNG 2000亿m 3左右(加合成气合成甲 烷则倍增)。而我国2015年的原油产量为2.1亿t,进口量3.3亿t, 原油对外依存度突破60% ,已连续7年超过50%这一国际公认的安 全警戒线;由于天然气燃烧充分、 排放低,发达国家都在推进气代 油工程,而我国2015年天然气消费量仅为1930亿m 3(其中不仅进 口比

5、重大,且进口年增幅在 15%以上),所以发展SNG势在必行。目前国内仅有少数几家企业用低阶煤做煤制油或气。但这些 企业多沿袭南非沙索集团间接转化工艺,先将煤与其中油气类烧 化合物一并裂解或反应为 CO和H2,然后再将CO和H2合成炸。用 此工艺加工低煤阶煤,其中大量的烧被裂解后再合成烽,不仅其合成物含量远不及原料中业已存在的烧含量高,且污染物尤其是CO2排放量特别高;在裂解与合成过程中消耗大量的热能、电能、水资源、环保资源。目前南非沙索集团已将每吨油的水耗从12t降低到638t 口。但我国约90%低阶煤分布于干旱地区,此水耗量仍是极其奢侈的 指标,必将制约规模化煤制油企业使用其工艺的可能性。我

6、国低阶煤储量丰富、产能高,先进行中低温分段热解提烧具 有极好的原料资源优势。以神府煤田大柳塔长焰煤为例,其产能 2000万t/a ,且灰、硫特别低,是中低温分段热解的优质原料。采 用畅翔型热解提烧工艺,加工大柳塔长焰煤的结果非常理想,其产品产率见表1 O表1 每吨(干)大柳塔长焰煤热解提烧主要产品产率洁净炭 (kg)轻质焦油(kg)中质焦油 (kg)轻炸油(kg)富煌煤气 (m3)6006409011010-2025-200从表1不难看由,低阶煤分段热解为固 -液-气三态洁净燃料及 化工产品是对低阶煤综合利用水平的极大提升。2低阶煤中低温干储工艺现状目前国内外流行的煤加工工艺提烧效果不尽人意。

7、这里简析几种主要工艺:2.1 以热废气作热源的内热式干储炉 ,是我国目前采用最多的低 阶煤中低温热解装置(表2中废气热载体的4例)。由于该炉型设计伊 始以生产兰炭为主要目的, 故从提煌角度讲,其装置存在以下重大 技术问题,主要包括:2.1.1 为获得更多附加值高的大于20mm块状半焦(原兰炭厂主导产品),常规热解装置多采用 30mm80mm的块煤为原料,不仅占原煤质量70%左右的末煤无法利用,且对入炉煤20mm块焦率不到35% ,即对原煤的块焦率多不到12% ,这必然推高产品的原料成本及加工成本。表2一国内几种低阶煤干储炉技术指标2炉型项目三江SJ-IH 型鞍山热能院ZNZL308,11763

8、大连理工大 热解炉陕西冶金院SH200S化二院MHM型工艺技术参数干储终温C600700900700900600900600700900单炉规模5105120108热方式内热内热内热内热内热内外热热载体压力废气常压废气常压废气常压兰炭粉常压废气常压废气/燃烧室常压熄佳h式温法温法冷煤气冷煤气济冷煤气消杵定.额糕煤t/t1.611.651.651.651.651.88挥由 kwh /t2565.825122230肆水t/t0.32.50.50.451.571.78原料粒縻308030-801-10<630-8030-80投咨万元118731777812000135001027830685住

9、汕收率%6681065煤F俏及绢成执值MJ/m37 17 11251767 1128H2%282835242830CH4 %7.27.27.226.787.220,N2%3838384 07388-CO%-97979725.7697102.1.2 热废气内热式低温干储炉,由于烟气中相当量的过剩氧,加之850 C以上高温,使大量烧类物质被直接燃烧或破坏,无水焦油收率6%左右,轻焦油收率仅2%,且无轻炸油,沥青化相当严重, 高附加值的轻焦油尤其是轻炸油含量很低;煤气热值仅为 7.1MJ/m3, CH4体积分数仅 47%,惰性组分(N2与CO2)高达 5060% ,故提取其中气态烽肯定是得不偿失。内

10、热式热解装置煤气组成见表3 o表3 内热式热解装置煤气组成(体积分数)CH4Cm H nH2COCO 2O2N24-70.50.915-25131811-140.51.538-49内热式热解装置混合焦油组成见表 4。由于煤料被废气直接加 热,焦油中的链-环烧多被裂解,致产率低且沥青化特别严重,利 用价值极低。表4 内热式热解装置,M合焦油的组成(质量分数)V 180 C180 C-370 C> 370 C链烷烧环烷烧2.0%41.8%54.7%5.9%5.0%2.1.3 从组成看,煤气轻烧含量极低,回收成本远高过其价值。由于工艺方面的缺陷,我国低阶煤热解产业正面临成本高、产品附加值低,企

11、业亏损致开工率不到 30%的问题,亟待解决已存在的 技术难题,实现转型升级。2.2 费托法间接转化工艺,是目前国内外煤制油的主要方法。德国在二战时期曾用这种方法解决了战时用油,但此工艺至今没有 质的突破。尽管用该工艺煤制油的成本远高于进口油的价格,但南非近五十年来仍一直坚持作为弥补国家缺油少气的战略工程,采用其工艺做煤制油规模已到达 750万吨/年。近十年来我国国内开 始发展的煤制油工程,仍然以费托法为主要工艺。使用富烽煤热解时,大量烧类组分与煤一并裂解或反应为CO和H2,然后再去合成烽,结果合成的量比低煤阶煤中业已赋存的还少的多,且没有占原料煤质量比50%以上的洁净炭类固体产品; 其工艺在裂

12、解与合成过程中,CO2排放量比煤炭直接燃烧还要高的多,合成的油炸或气烧成为高排放、高热耗、高电耗、高水耗、高成本的五高产品。 应该强调,其热耗、电耗、水耗特别高的实质 是增加污染的间接指标。2.3 气固两相流快速热解工艺,是二十多年来国外注重开发的低 阶煤提烽主流工艺技术,国内也有同仁跟进(如表4中大连理工大热解炉)。国外业内有识之士早已认识到,低阶煤应该先提烽,用残 留炭气化生产合成气再合成气或油,才是最佳利用途径。但用此类工艺实现其目的,存在的共性问题是油气收率偏低、热解油中沥青质含量高、焦油与系统粉尘分离困难等。突破热解的关键技术是产 品分离、热解油的轻质化和规模的放大3【。山西畅翔科技

13、有限公司分析认为产生这些共性问题的原因为, 是把本来是手段的快速热解定为目标之一所致:粉状物料在热气 流高速运动中被快速加热,导致油尘在冷凝后难以分离; 且工艺设定在600 C左右热解,致一部分 400 C左右热解的低沸点烧经过 600 C时发生二次裂解,而高于运行温度才能析由的挥发分中高沸 点烧得不到热解,故导致油气收率低,同时也导致油中沥青含量高 使其重质化。2.4 外热立式直接转化炉,主要是为供城市煤气而设计的。早期有 考伯斯外热立式干储炉,大连煤气公司曾引建考伯斯炉用于生产城市煤气。大同矿务局煤气厂的伍德炉,以及之后鞍山焦耐院为大同市煤气厂设计的炉型均属于外热立式直接转化炉。从提烽表5

14、国内主要外热-立式直接转化炉炉型焦耐院JLK焦耐院JLH-D畅翔分段热解炉炭化室全长 mm32682600 X2有效长5440 ><2炭化室局mm90008500有效局15540炭化室上宽 mm300300300炭化室下宽 mm400450460炭化室容积m3107.9 X232.1 X2每室处理煤量t/ d121026煤气产率 m 3/t420450420450450500水煤气产率 m3/t300400煤气热值 Mj/m3V 16.7V 16.7>21.0焦油产率%4.5 54.5 510 13>15mm 洁净炭产 率块焦对原料煤块半焦12块半焦1262 (气化前)

15、洁净炭中挥发分%半焦612半焦612洁净炭V1.0综合热耗kj/kg煤243024302000角度讲收率比前两种高, 煤气中惰性成分低,热值较高。但由于其结构上的缺陷以及热解温度偏高,荒煤气在从热解室导生之前受到强烈的二次高温裂解作用,致使 50%以上烧化合物遭到破坏,故焦油收率大幅降低、 沥青化严重、质量变差,同时恶化了煤气组 分,其烧含量降低而氢含量增加, 难以实现优质烧类化合物提取的 最大化。2.5 目前国内外业内有识之士多已认识到,对低阶煤的最佳利用 途径是先进行中低温热解储分,提取其挥发分中宝贵的煌类成分 后,再用残留碳发电,或经气化生产合成气, 进而间接转化合成气 或合成油。并且在

16、低阶煤热解方面做了大量的工作。国内外大都进行了中试或工业示范,但其工艺思路和装备多是各种不同载热介 质加热的流态热解炉,至今尚无大规模工业应用。 究其共性问题是 油气收率偏低、热解油中沥青质含量高、焦油与系统粉尘分离困难 等。因此国内外业内专家普遍认为: 突破热解的关键技术是产品分 离、热解油的轻质化和规模的放大。突破热解的关键技术是产品分 离、热解油的轻质化和规模的放大:3:o实现富烽煤热解提烧最大化的关键,是工艺和炉型。山西畅翔科技有限公司针对各种工艺存在的问题,自1996年开始研发外热室式低阶煤中低温分段热解装置,经多次改进定型 为现在的畅翔型外热式低阶煤分段热解连续提烧装置(简称畅翔低

17、阶煤分段热解提烧装置),并经过140tz天工业规模正常生产运行 考验。之后又用了 5年多时间开发由冷热双效黏结剂,成功实现 廉价末煤型块化。畅翔低阶煤分段热解提烧装置采用型块物料下行速度V 0.5mm/s的相对静态加热,避免了焦油受粉尘污染;设计易控梯 级温度加热区,使微生物分段导由,控制二次裂解;同时增加了洁 净炭的活化工艺过程。3畅翔低阶煤分段热解提烽装置简介鉴于我国低阶煤干储装置所产生的诸多弊端,畅翔科技公司 自1996年起,就开始研试外热室式低阶煤中、低温分段热解装 置,至2008年先后历经12年从研究、小试、中试到完成规模工 业试验。本公司以全部人力、 财力投入研究工作,并在鞍山焦化

18、耐 火材料设计研究总院原院长钟英飞老师等多位行业内资深专家的 关注和帮助下,经多次改进,始定型为现在的畅翔型外热室式分段 热解提烧装置,经过工业规模(140t/d )正常生产运行考验。该 新型分段热解提烧装置工业运行的成功证明,既能用弱粘结煤经 冷态及热态加压技术生产由强度及热态性能良好的冶金焦和铸造 焦,也能以中低阶煤为原料进行分段微分生产轻质焦油、富烽煤气与缚硫洁净炭。从而成功解决了国内外低阶煤热解领域长期存在 的技术难题,为中低阶煤中低温热解开创了新途径。间接加热分段热解中低阶煤连续提烧工艺及装置(国际专利中请号:PCT/CN2015/081693.国内:201410821198 ?X

19、),以先直接转化为主导工艺条件,克服了常规间接转化煤制油气工艺的五 高弊端,具加工成本比间接转化工艺降低60%以上,吨产品水耗小于1t, CO2排放减少80%以上,全密闭生产过程使环保水平大 幅提高。主要技术特点如下:3.1 该装置由系列燃烧室 一热解室一燃烧室相间排列组成,提 炸后的净煤气在燃烧室燃烧的热量,经炉墙传导自下而上分高、 中、低三段间接加热热解室中煤料,即以外加热方式进行煤的分 段热解提烧,微分物分段导由。畅翔低阶煤分段热解提烧装置示 意图见图1。1.料仓;2.密封装煤装置;3.预存段;4.干燥预热段;5.低温热解段;6.低温加热段;7.中温热解段;8.中温加热段;9.高温热解段

20、;10.高温加热段;11.醇煤气道;12.炯焦段;13.废气道;14.空气道;15.单孔联程高温干熄段;16.空气进口 ;17.单孔联程中低温干熄炭换热器;18.水雾化器;19.拨焦装置;20.密封排焦装置;21.低温煤气导出口22.中温煤气导出口;23.高温煤气导出口;24.煤气支管;25.回炉煤气管道;26.废气导出口;27.废气总管.图1畅翔低阶煤分段热解3.2 热解室上-中-下各段均设独立煤气导由口 ,尽可能地保全低沸点烽不受较高一级温度再次加热而被二次裂解,依次获得富煌 煤气、中烧煤气和贫烽煤气;且使焦油具有较高收率,大幅降低轻 质焦油沥青化。分段热解的效率与分段多少有关, 分段越多

21、,烧的保全率越高, 但投资亦越高。设三段引生,烧的二次热解率可控制在 20%以下, 有效控制轻质焦油的重质化。上段导由口导生的煤气组成见表6 表6 一上段导用口导出的富烧煤气组成 (体积,分数)CH4H 2Cm H nCO2CON2O2热值MJ/m 350 6515 2510 15384726少量25.3 32.1高温段导生的贫烧煤气,因联程干熄装置具有发生水煤气功能,因此CO含量达35%左右,H2约50%以上,适合提氢或用作 合成气。分段热解导由,带来另一大作用是:可将几种不同成分煤气分 别净化处理,使下游工序更合理且经济化。如富煌煤气无须富集即完全达到提气态烧的经济含量;采用炉内脱硫的贫烧

22、煤气降温过 程中可直接合成烽;使企业进一步降本增效。3.3 以廉价冷热双效粘结剂加工的型煤入炉, 其意义不仅仅解决 了焦油与粉尘分离,保证了焦油质量,而且每吨原料节省成本100 元以上;同时附加值高的块状焦增加 4倍左右,而目前块焦比焦末 价格仍高由200元左右,可使企业盈利空间大增 。3.4 全密封冷装冷由。型煤经密封装煤机加入热解室,洁净炭降 温到100 C以下亦经密封排由, 从源头控制了荒煤气逸入大气 。畅 翔低阶煤分段热解提烽工艺流程示意图见图2o3.5 经分段热解后产生的洁净炭显热通过单孔联程干熄炭装置回收余热。该装置有7大特点:?每吨清洁炭经干熄可生产水煤气 400m 3左右;?全

23、过程无人操作、连续自动运行;?没有传统干熄焦风机-除尘-吊装等高能耗设备;?无常规干熄焦的强大气流冲击产生粉尘而磨损设备;?杜绝了常规干熄焦的有害气体排放;?使余热得到更充分回收利用;?比常规干熄焦降低电耗 85%以上。3.6 为生产更多合成气和改善 C/H ,畅翔低阶煤分段热解提烽 装置在单孔联程干熄装置底部设水雾化器或蒸汽喷射器,设水雾 化器用水作介质时,经过与赤热炭换热升温到800 C以上发生水煤气反应,但其发生量比蒸汽介质少50%以上,故在需要增加水煤气产量时,以采用水蒸汽作介质为佳。经换热升温的蒸汽与赤 热炭发生如下水煤气反应:C + H 2O = H 2 + CO + 131.5

24、kJ/mol (大于 1000 c 的主反 应)C + 2H 2O = 2H 2 + CO 2 + 90.4 kJ/mol (小于 1000 c 的主 反应)反应段所生成煤气的成分见表 7。表7反应段所生成煤气的成分范围(体积)H2COCO2CH4O2热值MJ/m 34555304081521.410.211.111.53.7 由于中温煤气温度 550 C650 C,高温煤气温度850 C左右, 故设中高温煤气余热回收装置,产生的蒸汽供气化或发电用。3.8 该装置实现了热解室容积大型化。热解室容积约是常规立式炉的3倍以上,加之其它措施,全装置可降低综合热耗16%以上。3.9 吨产品耗水v 1t

25、,不到间接转化工艺的1/6 ,使缺水地区建 厂成为可能。3.10 在型煤中加入缚硫剂生产无硫排洁净炭,既大大降低了煤气中的硫化氢含量,又使民用洁净炭在燃烧后大幅度降低SO2排放,可完全控制SO2排放达到严格的排放标准。若国家采取用无硫排 洁净炭取代民用煤的措施,必定会大大降低大气污染的压力。综上可见,完全可看由畅翔型分段热解提烧装置,具有一系列优越性能的适用于进行中低阶煤热解直接转化,尽可能保证初始 热解优质化合物不被二次裂解降值,是生产轻质焦油、轻炸油、富烧煤气及无烟无硫排放洁净炭的理想装置。费托法间接转化工艺 与分段热解提烽工艺主要技术经济指标对比如表8 o表8 每处理100万吨长焰煤费托

26、法间接转化工艺与分段提工艺技术经济指标对比表2016.12.制表序 号项目名称费托法裂解合成 间接制气上2费托法裂解.合成 间接制油工艺畅翔分段热解 直接提炫工艺一工艺路线间接转化工艺间接转化工艺直接转化提炫后 用余热间接转化二环保水平低(排放点源多)彳氐(排放点源多)局(密闭生产环节达90%以上)污染点源点源多点源多减少85%以上CO2排放量特别高特别高减少80%以上三用煤量(含动力煤)按100万吨计按100万吨计按100万吨计四全产品产品25万吨21万吨89万吨1.油气产品总质量24.5 万吨18.7 万吨3139 万吨其中:a. SNG 或 LNG21.4万吨1119万吨(注1)b. L

27、PG(液化气)1.5万吨 2.0万吨(注2)C.氢气4.5 万吨(2.5wm 3)d.汽油.柴油12.0万吨10.5万吨(注3)e.石脑油.轻油0.3万吨3.0万吨1.5万吨f.混合焦油. 中油2.4万吨1.8万吨1.5万吨g.粗酚0.4万吨0.4万吨0.4万吨油气产品总质量 占耗煤量百分比24.5 %18.7 %3139 %2缚硫洁净炭5851 万吨(用余热气化后的量)3 .余热发电0.5 亿 kwh4 .硫酸镂(必盈)0.6万吨5.硫磺(成本高必亏)0.3万吨0.3万吨(用具硫与氨制硫酸镂)6.液氨0.3万吨0.3万吨五以全产品计煤耗4.0吨/吨4.9 吨/吨1.1吨/吨产品率(产品总 质

28、量占耗煤的百分 比)25.1 %21.3 %89.0 %六以油气产品计煤 耗(除洁净炭耗煤)4.1 吨/吨5.1 吨/吨<1.2吨/吨七以全产品计动力消耗1 .水耗6.7吨/吨30吨/吨<1.0吨/吨2 .电耗-150 kwh/t1000 kwh/t<35 kwh/t八全产品综合能耗>600 kgce/ t>1000kgce/t< 150 kgce/t九加工成本比较设此项为100>100<30十制油成本与目前市场价之比按目前物价计f>1.2(必亏)<0.5(必盈)十一单位产品投资额设此项为1 1<0.5十二按目前市场物价 计算投

29、资回收期至少10年因万损难以回收3年左右注1:其中包括合成SNG,红焦显热用水回收时为下限值,用蒸汽回收可达上限值;注2:包括轻焦油、轻烧油加氢及制取动力油过程中生成的少量C24 ;注3为轻焦油和轻烧油加氢处理并经储分后制取的汽油和柴油。说明:1.常规煤制油气工艺指标来源于生产厂家可研报告;2.表中金额计算单价(成本.投资额等)均以16年6月份市场物价计。4. 100wt/a 长焰煤分段热解提烽工艺技术方案4.1 本工艺技术方案的条件:4.1.1 本方案选用神府煤田或鄂尔多斯地区煤田的高挥发分、富油、低灰、低硫、低磷长焰煤为原料。 为了取得更好的效益,尽量选用如下指标的长焰煤为主要原料。其工业

30、指标见表8 o表8一对入炉煤的质量指标要求灰分 (%)挥发分 (Vdaf)全硫 (%)磷 (%)烧含量 (%)热值(Mj/kg )<637<0.46<0.0228284.1.2 因其灰分特低,且价格低廉,由于价格优势以及质量独到,与当地煤相比无论在价格上还是质量上(主要指烽类含量指标)都具有明显的竞争优势。4.1.3 考虑到畅翔型分段热解提烧装置的能源转化效率高,产品组成所具有的独特优势,以及装置用于生产的成熟性, 本方案选用畅翔型中低温分段热解装置。4.1.4 为了增加无硫排放洁净固体燃料的附加值,使其适用于洁 净气化剂以及化工造气,本方案选择生产型块无烟洁净固体燃料 缚硫

31、洁净炭。4.2 炉型确定及参数:本工艺确定采用畅翔型分段热解提烧装置。从表5可以看由,该装置的热解室上宽 300mm,下宽460mm,有效高15540mm , 有效长2 X5440mm ,有效容积 2X32.1m 3,每室每天处理煤量 26t ,本示范工程为56 X2室,原料煤中无水基挥发分为 37%时, 干储后洁净炭中挥发分V 1.0% ,水煤气反应前洁净炭产率 64%左 右,用水蒸汽作介质反应后洁净炭产率为5153% o4.2 产品方案:4.2.1 本工艺的主要产品为人工天然气SNG或液化甲烷LNG、丙烷液化气LPG及均易加工为代油产品或其它高附加值产品的轻 质焦油和轻炸油,其余固体活性洁

32、净炭可作洁净气化剂、洁净燃料或烟气脱硫脱硝吸附剂。具产品及可延伸产品见低阶煤热解及延 伸产品树枝图。一车用动力油SNG或 LNG一油/气提质一液化气LPG 氢气低 阶 煤 型合成油合成天然气SNG燃料气合成氨.甲醇等匚轻烧油.酚油一气 化生产电石I还原剂厂铁冶金还原剂铜.铁.磷等冶炼一活性洁净炭一(无硫排放燃料)一余热利用一蒸气一发电一发电一供热L民用燃料图3低阶煤型块热解及延伸产品树枝图4.2.2 直接转化主要产品如下:4.2.2.1 煤焦油:1012 wt/a ,供加氢制取车用动力油。其中:轻质焦油d <0.95 : 9-10 wt/a中质焦油 d >0.95 : 1-2 wt

33、/a4.2.2.2 轻炸油:2 wt/a4.2.2.3 粗酚:-0.6 wt/a4.2.2.4 煤气(含水煤气):-10 wm 3/h(包括用蒸汽介质时水煤气量)4.2.2.4.1 可提取氢气:-2.5 wm 3/h4.2.2.4.2 可提取 SNG :-1.5 wm 3/h4.2.2.4.3 可提取 LPG:1300m 3/h(-2.55t/h)4.2.2.4.4 分离气:40000 m 3/h(主要供合成气或热解炉加热,计算热值为12.5 Mj/m 3.热解自用热量小于 2 Mj/kg煤); 带余热的废气与剩余煤气燃烧气混合,供蒸氨加热、生产蒸汽用,蒸汽可供发电或制水煤气等用)。4.2.2

34、.5 SNG 或 LNG(C 12 ): -13000 wm 3/a4.2.2.6 LPG(C24 ):-2.2 wt/a4.2.2.7 氢气:-22000 wm 3/a4.2.2.8 缚硫洁净炭 52 wt/a,供气化造气或作无烟洁净燃料等用,v 6mm的炭末不到0.5wt可回配或用作锅炉燃料。4.2.2.9 电力:5000 万度/a4.3 主要技术经济指标:本热解提烽工程按处理长焰煤精煤计,公称能力为100万吨/a ,设计能力105万吨/a ,若对提烧要求低时还可强化生产。主要技术经济指标见表9o表9主要技术经济指标序号名称单位数量备注.生产规模(设计处理能力)wt/a105以处理干煤量计

35、二.热解室主要参数热解室总室数室2X56热解室有效局mm1554 0热解室有效长(单室)mm5440双室排列热解室上部宽度mm300热解室下部宽度mm460热解室有效容积(单室)m 332.1三.产品产量1.煤焦油wt/a11.01-1其中:dq.95tzm 3轻质焦油wt/a9.01-2d>0.95t/m 3中质焦油wt/a2.0含部分重质焦油2.轻炸油wt/a2.03.粗酚wt/a0.64.煤气(含水煤气)wm 3/a8500 04-1其中:甲烷气wm 3/a130004-2丙烷气(含C24 )wm 3/ a11002.16 wt/a4-3氢气wm 3/ a220004-4回炉加热用

36、分离气wm 3/ a25000热值 12.5 Mj/m 34-5其它用分离气wm 3/ a23000热值 12.5 Mj/m 3接表9-续序号名称单位数量备注5.硫镂t/a65006.活性洁净炭wt/a52.0水蒸汽气化后的量7.提质SNG或LNGwm 3/a '12000LNG为二期工程8.液化气LPG(C24)t/a180009.余热发电wkwh/ a5000四.主要原.辅材料消耗1.低阶精煤(干基)wt/a1052.粘结剂及其它轴助材料万元/a8000五.动力消耗1.耗电wkwh/7500不包括二期2.耗水a wt/a603.耗蒸汽wt/a304.其它万元/a500柴油等八.热解

37、工序能耗kgce/t<75七.运输量wt/a1891.运入wt/a1102.运出wt/a79八.全厂定员人4001.其中:管理与技术人员人602.生产工人人340九.占地面积公顷354.4 工艺系统及流程:本工艺系统流程示意图见图2图2畅翔型低阶煤热解提燥工艺流程示意图备煤区除尘翳布科札除尘器料仓里良7取后提 铠 后 二 煤 ;净化一股,出油,傀将 flft-25dt热相时气MBt迎照宣曼炬宝汗马日二|热交费署出超蒐笊|gffi.中炭焦耗弘姗岛温冷却段848皮带电退机一中靛冷却更泵 »KS(LI)祭例较把儿-J I |_'眼也冷却爱.一_I拈黜I1- -皆的料机施皇机除

38、尘S &帮修理机II帙尘器皮卷鸵赴IL涌融勺启然一解生署皮带鲍苣也朝x号装车外运洁净发区4.4.1 原料煤储送车间:本方案以神府煤田或鄂尔多斯煤田长焰煤为计算依据,质量指标如表8,年消耗干基长焰煤 105万吨,考虑到交通及各种因 素对供煤的影响,据经验确定本车间最大储煤量为25天的消耗量,即1050000 365 X25=72000吨。为降低粉尘污染, 同时减少储 存过程的风损、雨损,本方案采用全封闭仓储方式,建设总容量 90000m 3的储煤仓。在备煤全过程实现机械化和自动化操作,避免了用多台装载机、推土机操作的传统做法,从而大幅度降低了能耗和机耗,更重要的是至少可降低90%以上污染

39、物排放,而且也杜绝了风沙对原料煤 的污染。原料煤采用汽运,并直接自卸进入总长,50m的受煤坑内。受 煤坑由多个 100t容量的截锥体受煤槽组成。在受煤坑下部设 B=1000胶带输送机(300t/h),由容积式给料机由受煤坑向胶带输 送机供煤。煤经胶带机送入储煤仓储存。本方案型煤采用加粘结剂压制成型工艺,即:成型本方案系以低阶末煤为型煤原料生产活性洁净炭,主要供应 对象是气化制合成气或化工厂造气用,故对其热态性能无特殊要 求,故所得型煤无需处理,可直接加入分段热解装置进行热解。考虑到洁净炭用户,尤其是零散的民用小户难以脱除燃烧后产生的SO2问题,同时为了降低干储煤气或发生炉煤气中的S2H含量,在

40、配煤过程中加入缚硫剂, 生产缚硫洁净炭,以最大可能地 减少产品燃烧后的 SO2排放。4.4.2 热解车间:型煤入热解室后先后经预热干燥段,再进入低、中、高不同温度的热解段,被加热炭化为赤热洁净炭。即型煤在分段热解装置中先被加热至400450 C左右进行低温热解,再被加热到550600 C 左右进行中温热解(通常将600 C定义为低温热解,为区分和保全 400 C左右热解的低沸点烧不被二次裂解,本工艺定义600 C左右为中温热解),然后进入高温热解段被加热到1100 C左右(此段煤气导由口设在850 c左右温度区),使型煤充分热解为挥发分小于 1%的洁净炭,同时热解由富烽荒煤气(富含轻焦油、轻油

41、、气态烽 等)、中烧煤气和贫烧煤气三种不同的荒煤气。本方案选用畅翔型 CX32.1 -2008分段连续热解装置两座 2X56室热解炉组,每室 有效容积V=32,1m 3,昼夜处理煤量 2900吨。赤热洁净炭在热解室下行经过炯焦段到高温干熄区,水蒸汽 由拨料机下部进入,并在上升到高温干熄区过程中经换热升温到 1050 C左右后,与赤热炭进行水煤气反应;另外有冷煤气、软水、空气三介质间接换由赤热炭剩余热量实现干熄。采用水蒸汽做介 质时,因其没有液相变气相的潜热消耗,故可吃掉洁净炭中近 20%的碳,使洁净炭的活性接近常规活性炭。进入燃烧室参与燃烧的空气被赤热炭和热废气间接预热至 500 C左右。软水

42、经换热生成电站用高压过热蒸汽供发电。干熄后的洁净炭经拨料机、密封排料机卸入刮板机排由O整个装煤及由料过程实现全封闭操作,污染在过程前及过程中受到全方位控制。为了克制低沸点烧产品不受次高温裂解破坏,从而使富烽煤 气、轻质焦油和轻炸油获得更高的收率,本方案选择从 380-450 C、550-600 C、800-850 C三个温度区设煤气导由口 分段导由煤气,以保证低温微分生的宝贵烧类成分不受二次裂解。 也可根据用户对产品的要求设任意组合或任意一组煤气导由口, 以使烽的二次裂解率进一步降低。应该注意的是,一定要兼顾增加 煤气导由口所增加的投资及增加的成本,与增加产品数量和质量 的效益(包括环保效益)之比是否合理。在热解车间设有筛分工段,在此将洁净炭筛分为:06mm(少于2%,回配或供高炉喷吹用),620mm(供电石原料或铁合金用),>20mm(供气化、化工造气或民用)三级。筛分后的洁净 炭分别送入两个全封闭储仓内,储仓总容量为12000m 3,外运车辆可从仓下直接装车,比之常规料场工艺可省去装载机作业所带 来的高油耗、高机耗、高人工成本,同时降低了炭损、克制了扬尘 污染。4.4.3 煤气净化车间煤气净化车间由冷凝、脱硫、豉风工段、脱氨工段、轻(烽)油回收工段

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