当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

PKM加压气化培训手册


PKM 加压气化培训 手册

中煤龙化化工公司人力资源部编制 二 0 一二年八月

企业文化

圣火精神: 工作上求实 业务上求精 标准上求高 管理上求严 讲科学严谨 讲团队协作 讲拼搏奉献 讲发展创新

参加《PKM 加压气化培训手册》丛书审核领导:
高鹏飞

参加

手册起草人员:

施宝春、郎晓东

引言:

煤炭是我国的主要能源,也是重要的化工原料。我国煤炭产 量近七亿吨,约占总能耗的 70%。煤炭是一种固态物质,储运和 使用既不方便,燃烧和反应也难完全,而且又污染了环境,加强 煤炭转化为煤气或合成原料气等洁净的二次能源, 减少或改变煤 直接燃烧的状况,不仅可以大大提高其利用效率和燃烧效能,而 且可以根本改善环境条件,减少了乃至消灭污染。 《PKM 加压气化培训手册》丛书总结二十年 PKM 加压气化炉 运行经验,并与其他气化方法对比,简单介绍了工艺原理、工艺 流程,设备构造并列举大量案例分析、实训题目等,其中案例分 析着重列举了二十年所发生的各类生产运行中的事故, 对发生的 原因、吸取的经验教训和事后的防范措施做了较详实的介绍,对 从事煤化工的同行来说是一本难得的经验之书、借鉴之书。 编著此书,

1、注意调整引言部分措辞方法、语言结构与逻辑顺序,叙述中 心要一致。 2、本书正文部分文字内容较多,应适当添加图片或流程图,如 图片选材有困难,请在图片添加处添加如下形状,并标明添加内 容。

加压气化图

3、更改添加部分只供编者做形式参考,具体内容请编者根据全 书内容,自行编辑。





第一章 煤炭加压气化理论基础 ...................... 8
一、煤炭加压气化简介 ..................................................... 9 二、鲁奇碎煤加压气化的发展 .............................................. 12 三、加压气化反应的物理化学基础 .......................................... 15 四、加压气化过程及反应 .................................................. 19 五、煤的性质对加压气化的影响 ............................................ 21 六、生产操作条件的影响 .................................................. 30 案例分析................................................................ 35 分享与讨论(作业) : ..................................................... 37 相关链接................................................................ 38 本章小结:.............................................................. 39

第二章 PKM 加压气化 ............................. 40
一、造气分厂 PKM 加压气化装置 ............................................ 41 二、PKM 加压气化 ........................................................ 41 三、PKM 加压气化参数控制 ................................................ 50 案例分析................................................................ 54 分享与讨论(作业) : ..................................................... 55 相关链接................................................................ 57 本章小结:.............................................................. 57

第三章 PKM 加压气化炉的构造及附属设备 ............ 58
一、煤锁................................................................ 59 二、气化炉.............................................................. 61 三、排灰系统............................................................ 64 四、废热锅炉 0060 ....................................................... 64 五、喷淋洗涤器 0050 ..................................................... 64 六、灰蒸汽喷淋冷却器 0160 ............................................... 64 七、酚水罐 0240 ......................................................... 64 八、酚水收集槽 0230 ..................................................... 64 九、闪蒸槽 0220 ......................................................... 64 十、冷凝液收集槽 0260 ................................................... 64 案例分析................................................................ 64 分享与讨论(作业) : ..................................................... 65 相关链接................................................................ 67 本章小结:.............................................................. 68

第四章 PKM 加压气化炉的操作管理 ................. 69

一、PKM 加压气化炉开车与点火 ............................................ 70 二、日常运行............................................................ 70 三、气化炉停车及特殊操作 ................................................ 70 四、现场管理............................................................ 70 五、安全生产管理 ........................................................ 70 案例分析................................................................ 73 分享与讨论(作业) : ..................................................... 74 相关链接................................................................ 76 本章小结:.............................................................. 77 题库.................................................................... 78

第一章 煤炭加压气化理论基础
本章简介:1、煤炭加压气化简介 2、加压气化的发展 3、加压气化反应的物理化学基础 4、加压气化的反应 5、煤的性质对加压气化的影响 6、生产操作条件的影响

第一章 煤炭加压气化理论基础
一、煤炭加压气化简介
1、煤的气化的定义 气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原 料,以氧气(空气、富氧或工业纯氧) 、水蒸气或氢气等作气化剂(或 称气化介质) ,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分 转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体称为煤气,进 行气化的设备称为煤气发生炉。 2、煤的各种气化方法 (1)根据气化压力的不同:煤的气化方法一般分为常压气化和 加压气化。 常压气化的煤气发热值较低, 在采用间歇法生产水煤气时, 发热值也仅有 2500 千卡/标米 3 左右,要进一步使发热值提高是十分 困难和不经济的。因此,这种气化方法达不到城市煤气的质量要求, 仅作为一些工厂内的气体燃料和生产合成氨的原料气。 为了解决上述 问题,加压气化法就因运而生。 (2)根据气化原料的粒度及其运动方式:煤的气化方法可分为 移动床、流化床和气流床法。 在这些气化方法中,按照加热方式,又可分为外热式、内热式、 自热式和热载体式等;按照排渣的方式,又可分为固态排渣和液态排 渣;按照气-固接触方式,又可分为逆流操作和并流操作。

3、鲁奇式加压气化法及其特点 鲁奇加压气化法是一个自热式、逆流移动床生产工艺,采用氧气 -水蒸气或空气-水蒸气为气化剂,在 2.0~3.0MPa 的压力和 900~ 1100℃的温度条件下对煤炭进行气化, 制得的煤气经脱除二氧化碳后 的发热值在 4000 千卡/标米 3 左右。 鲁奇炉的生产方式主要有固态排渣和液态排渣两种。 鲁奇式加压气化法与其它气化法比较,有如下优点: (1)原料方面 ①可以采用灰熔点较低的煤; ②可以采用粒度较小(一般在 5~25 毫米)的煤,对煤的机械强 度和热稳定性的要求较低; ③可采用一些水分较高(例如 20~30%)和灰分较高(例如 30%) 的劣质煤,并生产出优质的城市煤气,这在其它一些气化方法中是难 以是实现的; ④近年来,经过改进的鲁奇炉,已能气化一般粘结性和稍强粘结 性的煤,这就大大地扩大了气化用煤的选择范围; ⑤耗氧量低,在 20 公斤/厘米 2 的压力下气化所需的氧气量仅为 常压气化时的 1/3~2/3,压力更高还可降低; (2)生产过程方面 ①气化炉的生产能力高。如以水分为 20~25%的褐煤来说,气化 炉的操作强度在 2500 公斤/米 2〃时左右,这要比一般常压气化炉高

4~6 倍; ②气化过程是连续进行的,有利于实现自动化; ③产气压力高,可以缩小设备和管道的尺寸,降低单位产气量的 金属消耗量和减少投资; (3)气化产物方面 ①可以得到各种有价值的焦油和轻质油副产品, 前者产率近于低 温干馏(例如以煤的可燃物计算达 8~9%),后者的产率甚至比低温 干馏还多; ②压力高的煤气也易于净化处理,副产品的回收率比较高; ③通过改变气化压力和气化剂的汽氧比等条件, 以及通过对气化 炉生产的煤气净化加工处理后,几乎可以制得 H2/CO 各种不同比例的 化工合成原料气,从而大大地发挥了加压气化技术的应用范围。 (4)煤气输送方面 ①可以降低动力消耗。 据计算, 在 30 公斤/厘米 2 的压力下用氧水蒸气混合物作为气化剂时,所需压缩的氧气,约占所制得的煤气体 积的 14~15%,这比常压造气后再压缩到 30 公斤/厘米 2 几乎可节省 动力 2/3。 ②煤气从加压气化炉中出来时所具有的压力可以被利用于远距 离输送(或用于化工合成) ,在 20 公斤/厘米 2 压力下气化时,中间不 用再设立加压站,便可将煤气输送到 150 公里以外的地区。因此,一 些煤气生产厂可以设立在矿区附近,从而减少了煤的运输费用。

鲁奇加压气化法缺点: ①除具有的高压工厂所固有的复杂性以外, 固态排渣的鲁奇炉中 水蒸气的分解率低。常压气化炉中水蒸气的分解率约 50%左右,而在 20 公斤/厘米 2 压力下水蒸气分解率仅能达到 32~38%。 这样, 就需耗 用大量的高压水蒸气。近年来,新发展的液态排渣鲁奇炉,水蒸气的 消耗量就可大大降低,水蒸气分解率为 95 左右; ②在生产运行中,设备的损坏与检修较为频繁,因此生产运行开 工率比较低,一般在 75~85%; ③需要昂贵的制氧装臵。在制氧装臵中的空压机、氧压机采用电 动时,则煤气生产的电耗较大,电费占煤气生产成本的 1/5~1/4。 因此降低氧气生产成本是十分重要的。目前,国外一些大型化工煤气 工厂的动力主要是采用蒸汽轮机, 并从蒸汽轮机中间抽出一部分背压 水蒸气供气化、净化用,这种动力利用形式效率最高,氧气的生产成 本最低,值得借鉴。

二、鲁奇碎煤加压气化的发展
鲁奇碎煤加压气化技术的发展根据炉型的变化大致可划分为三 个发展阶段。 第一阶段(1930~1954 年) ,内径φ2.6m,外径为φ3m,单炉产 气量可达 5000~8000 m3/h,只能气化非粘结性煤,气化强度较低, 气化剂为氧气和水蒸气, 气化剂通过炉篦的中空转轴由炉底中心送入

炉内,出灰口设在炉底侧面,炉内壁有耐火砖,耐火砖厚度一般为 120~150mm, 砌筑在内壁的支撑圈上。 内衬砖既可避免炉体受热损坏, 又可减少气化炉的热损失。 第二阶段(1954~1965 年) ,内径φ2.6~3.7m,设臵了搅拌装 臵,起到了破黏作用,从而可以气化弱粘结性煤,炉篦由单层平型改 为多层塔节型结构,取消了炉内的耐火衬里,设臵了水夹套,排灰改 为炉底中心排灰,气化剂由炉底侧向进入炉篦下部。 第三阶段(1969~1980 年) ,第三代鲁奇炉,内径增大到φ3.8m, 外径为φ4.128m,高度 12.5 的圆筒体,气化炉操作压力为 3.05Mpa。 采用双层夹套外壳,装有搅拌器和煤分布器,它们安装在同一空心转 轴上。 桨叶和搅拌器、 布煤器都为壳体结构, 外供锅炉水通过搅拌器、 布煤器的空心轴内中心管,首先进入搅拌器最下底的桨叶进行冷却, 然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器,最后从空心轴与中心管间的空 间返回夹套形成水循环。转动炉篦采用宝塔型结构,分为五层,从下 到上逐层叠合固定在底座上,顶盖呈锥形,炉篦材质选用耐热、耐磨 的铬锰合金钢铸造。 灰刮刀的安装数量由气化原料煤的灰分含量来决 定。支撑炉篦的止推轴承体上开有注油孔,由外部通过油管注入止推 轴承面进行润滑,该润滑油为耐高温的过热汽缸油。单炉产气量可达 35000~55000 m3/h,自动化程度较高。在该炉型中,煤、灰锁上下 锥阀采用硬质合金密封面。南非“萨索尔”公司采用了碳化硅粉末合 金技术。

第四代鲁奇炉,内径 5m,几乎能适应各种煤种,单炉产气量可 达 75000m3(标)/h。 液态排渣气化炉,可以大幅度提高气化炉内燃烧区的反应温度, 不但减少了蒸汽消耗量,提高了蒸汽分解率,而且气化炉出口煤气有 效成分增加,从而使煤气质量提高,单炉生产能力比固态排渣气化炉 提高 3~4 倍。气化后灰渣呈熔融态排出。气化压力 2.0~3.0Mpa, 气化炉上部设有布煤搅拌器, 气化剂由气化炉下部喷嘴喷入, 气化时, 灰渣在高于煤灰融点温度下呈熔融状态排出, 熔渣快速通过气化炉底 部出渣口流入急冷器,在此被水急冷而成固态炉渣,然后通过灰锁排 出。 鲁奇公司还进行了“鲁尔-100”气化炉的研究开发,该气化炉将 气化压力提高到 10MPa(100atm) ,随着操作压力的提高,氧耗量降 低,煤气中甲烷含量提高,以替代天然气。 液态排渣气化炉有以下特点: (1)由于液态排渣气化炉的汽氧比远低于固态排渣,所以气化 层的反应温度高,碳的转化率增大,煤气中的可燃成分增加,气化效 率高。煤气中 CO 含量较高,有利于生成合成气。 (2)水蒸汽耗量大为降低,且配入的水蒸汽仅满足于气化反应, 蒸汽分解率高,煤气中的剩余水蒸汽很少,故而产生的废水远小于固 态排渣。 (3)气化强度大。由于液态排渣气化煤气中的水蒸汽量很少,

气化单位质量的煤所生成的湿粗煤气体积远小于固态排渣, 因而煤气 气流流速低,带出物减少,因此在相同带出物条件下,液态排渣气化 强度可以有较大提高。 (4)液态排渣的氧气消耗较固态排渣要高,生成煤气中的甲烷 含量少,不利于生产城市煤气,但有利于生产化工原料气。 (5)液态排渣气化炉体材料在高温下的耐磨、耐腐蚀性能要求 高。在高温、高压下如何有效地控制熔渣的排出问题是液态排渣的技 术关键,尚需进一步研究。

三、加压气化反应的物理化学基础
1、平衡常数是温度的函数 (1) 对放热反应,增加温度使转化率降低,即反应向减少生成 物的方向移动。所以要增加放热反应的生成物产量,宜在较低温度下 进行,但随着温度减少,反应速度会降低。 (2)对吸热反应,平衡常数随着温度升高而增加,平衡转化率 也增加,即反应向增加生成物的方向移动。因此,吸热反应应当在高 温下进行。 2、压力对平衡的影响 虽然平衡常数与压力无关,但是对于反应前后有体积变化的反 应,则压力对系统反应有影响。 (1)反应前后体积不发生变化的反应,压力对反应平衡没有影

响。 (2)反应后体积缩小的反应,系统压力增加,使反应远离平衡 点,反应自动向体积缩小方向进行。 (3)反应后体积增大的反应,提高压力,不利于反应向增大体 积的方向进行。 3、浓度对平衡的影响 在平衡体系内增加反应物的浓度, 平衡就会向着减少反应物的浓 度方向移动,也就是向产生生成物的方向移动。在气化过程中,对于 C+H2O ? CO+H2 的反应,为了充分利用碳,使反应向生成 CO+H2 的方向 进行,通常采用过量的水蒸气,并不断从气化炉中将产品煤气引出, 这有利于碳的气化。 4、气化反应的化学平衡 (1)碳与水蒸汽的反应 在高温下,碳与水蒸汽的反应主要为: C+H2O ? CO+H2-Q1 C+2H2O ? CO2+2H2-Q1 这两个反应都是强的吸热反应。 温度对上述两个反应的影响程度 不同,在温度较低时,C+2H2O 的反应平衡常数比 C+H2O 的为大,这表 明温度较低不利于 C+H2O ? CO+H2 的进行。在温度较高时则情况相反。 随着温度的增加,有利于提高 CO 含量和降低 CO2 含量。 (2)碳与二氧化碳的反应

碳与二氧化碳的反应也是强的吸热反应,反应所需的吸热更多, 这就表明它的平衡常数受温度的影响比与水蒸汽反应时更为强烈。 虽 然在一般的气化炉中并不以二氧化碳作为气化剂, 但是在燃烧过程中 产生大量二氧化碳, 而此二氧化碳的还原反应在气化过程中是一个重 要的反应。 (3)碳的加氢反应 碳加氢直接合成甲烷是强的放热反应。因此,为了增加煤气中的 甲烷含量,提高煤气的热值,宜采用较高的气化压力和较低的温度。 反之,为了制取合成原料气,应降低甲烷的含量,则可以采用较低的 气化压力、较高的反应温度。 (4)甲烷化反应 在加压气化过程中,除了煤干馏、碳加氢产生甲烷外,CO 与 CO2 的甲烷化反应以及碳与水蒸汽直接生成甲烷的反应都是产生甲烷的 重要反应。 一氧化碳或二氧化碳的甲烷化反应虽然都是均相反应,但由于它 们需要有 4 个或 5 个分子的相互作用, 一般都要在有催化剂的条件下 才能进行,而煤中灰分的某些组分,对甲烷的生成起了催化作用。 为了使这两个反应向生成 CH4 的方向进行, 必须没有炭沉积在催化 剂的表面。 通常在系统中添加足够量的蒸汽,进行 CO+H2O ? CO2+H2 反应,以 保持高的 H2 和 CO2 的活性,这样可以避免碳的沉积。

(5)一氧化碳变换反应 在气化炉中,最后出气化炉的煤气组成必然由 CO+H2O ? CO2+H2 反应控制。该反应应称为一氧化碳变换反应或称水煤气平衡反应。 5、气化反应平衡混合物组成计算 对实际的气化过程来说,化学平衡只表示可以前进的、但是不能 达到的目的。也就是说,它是化学反应的极限状态。 根据平衡常数,可用于计算平衡转化率和平衡组成。 例 1:计算压力为 0.1、1、3.4Mpa,温度为 800、1000、1500K 时, C+H2O ? CO+H2 反应水蒸汽的平衡转化率。 解:设 x 为转化的蒸汽摩尔数,以 1mol 蒸汽为基准,压力为 P 。 由表查得,平衡常数 K =0.04406, K
800

1000

=2.6170, K

1500

=608.1。

当达到平衡时,H2O(蒸汽)=(1- x )mol,CO= x mol,H2= x mol 总气相体积 ? ? ?1 ? x ? mol 则
P CO ? xP xP (1- x) P , P H2 ? , P H 2O ? 1? x 1? x 1? x

(P CO)(P H 2) xP 2 ( 1 ? x) P x 2 K? ? ? ? ( ) 1 ? x)P 1 ? x 2 1? x ( P H 2O

所以 x ?

K K?P

以不同条件的总压力 P 及 K 值代入,可求得蒸汽转化率 x 。 例 2:计算 800、1000K,0.1、1、3.4Mpa 时,C+2H2→CH4 反应, H2 的平衡转化率。 解:设 H2 的摩尔转化率为 x ,并以 2molH2 为计算基础,其部分

转化率为 x 2 ,总压为 P 。 在平衡时,H2= ? 2 ? x ? mol,CH4= x 2 mol
x? 气相总体积 ? ? ? ? 2 ? ? mol ? 2?

P CH 4 ?

Px / 2 (2 ? x)P , P H2 ? 2? x/2 2? x/2

2 Px (4 ? x) ( x 4 ? x) P K ? CH 4 2 ? ? ? 2 2 2 P (P H 2) 4 ? x ( 4 2 ? x) 4 2 ? x) P (

所以

x ? 2?

2 x 1 ; ? 1? 2 1 ? 4 PK 1 ? 4 PK

将不同的 K 值与总压力代入,当转化率为 x 2 时得到结果;计算 结果证明了提高压力有利于 CH4 的合成反应。但如果再成倍提高压力 (如由 3.4 提高到 6.8Mpa) ,甲烷的浓度仅稍有提高,而设备、操作、 维修费用却增加很多,这样在经济上并不合算。因此,一般的加压气 化常选用(2.0~3.5)MPa 的压力。同时看到,在温度低时有利于该 反应的进行。

四、加压气化过程及反应
1、干燥 湿煤 (操作燃料) 加入气化炉后, 由于煤与热气流之间的热交换, 煤中的水分蒸发。
加热 ? 干煤+H2O 湿煤 ???

2、干馏 当干煤的温度进一步提高,从煤中逸出挥发物。在干馏阶段进行

着煤的热分解反应。热分解反应是所有气化工艺共同的基本反应之 一。
加热 ? 煤气(CO2、CO、H2、CH4、H2O、NH3、H2S)+ 焦油(液 干煤 ???

体)+ 焦 3、气化 经干馏后得到的焦与气流中的 H2O、CO2、H2 反应,生成可燃性气 体。 (1)碳与水蒸汽的反应 在一定温度下,碳与水蒸汽之间发生下列反应: C+H2O ? CO+H2 吸热 C+2H2O ? CO2+2H2 吸热 这是制造水煤气的主要反应,前一式子称为水煤气反应。 (2)碳与二氧化碳的反应 在气化阶段进行的第二个重要反应为发生炉煤气反应, 即碳与二 氧化碳的反应。 C+CO2 ? 2CO 吸热 这是非常强烈的吸热反应,必须在高温条件下才能进行的反应。 (3)甲烷生成反应 煤气中的甲烷,一部分来自煤中挥发物的热分解,另一部分则是 气化炉内的碳与煤气中的氢反应、气体产物之间的反应结果。 C+2H2 ? 2CH4 放热

CO+3H2 ? 2CH4+2H2O 放热 2CO+2H2 ? CH4+CO2 放热 CO2+4H2 ? CH4+2H2O 放热 这些生成甲烷的反应,都是放热反应。 (4)变换反应 CO+H2O ? CO2+H2 该反应称为一氧化碳变换反应,或称水煤气平衡反应,该反应为 一可逆反应。它是气化阶段生成的 CO 与水蒸汽之间的反应。为了制 取 H2,需要利用这一反应。由于该反应易于达到平衡,通常在气化炉 煤气出口温度条件下,反应达到平衡,从而该反应决定了出口煤气的 组成。 4、燃烧 经气化后残留的焦与气化剂中的氧进行燃烧。由于碳与水蒸汽、 二氧化碳之间的反应都是强烈的吸热反应, 因此气化炉内必须经常保 持非常高的温度。为了提供必要的热量,通常采用煤的部分燃烧。 ζ焦+O2 ? 2(ζ-1)CO +(2-ζ)CO2+灰 其中,ζ是统计常数,取决于燃烧产物中 CO 与 CO2 之比例,其范围在 1~2 之间。

五、煤的性质对加压气化的影响
1、煤种对煤气组分和产率的影响

(1) 煤气组分 煤种不同,经加压气化后生成的煤气质量是不 一样的,随着煤碳化度的加深,煤的挥发份减少。挥发份越高的煤, 干馏组分在煤气中占的比例越大。在不同压力下,煤种与净煤气发热 值 Q 的关系如图 4-3-4 所示。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度
图 1-1 煤种与净煤气热值的关系

东部 西部 北部

100 80 60 40 20 0 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度
图 1-2 粗煤气组成与气化原料的关系

东部 西部 北部

13%

13% 17%
第一季度 第二季度 第三季度 第四季度

57%

图 1-3 比例

图表要使用可更改数据图表,要清晰形式可变换。 由于干馏气中的甲烷比气化段生成的甲烷量要大, 所以在相同气 化压力下,越年轻的煤种,气化后煤气中的甲烷含量越高,煤气的热 值越高。由图 4-3-4 可看出,用加压气化法制取城市煤气时,劣质的 褐煤或弱黏结烟煤作为气化原料佳。此外,年轻煤种的半焦活性高, 气化层的反应温度较低, 这样有利于甲烷的生成。 因此, 煤种越年轻, 产品煤气中的 CH4 和 CO2 呈上升趋势,CO 呈下降趋势,这些煤种以挥 发分表示时,粗煤气组成与气化原料的关系如图 4-3-5 所示。 ⑵ 煤气产率 煤气的产率与煤中的碳的转化方向有关,煤中挥发 分越高,转化为焦油的有机物就越多,转入到焦油中的碳越多,进入 真正气化区生成煤气的碳量减少,煤气生产率就下降。煤中挥发分与 煤气产率、干馏气量之间的关系如图 4-3-6 所示。

2、煤种对各项消耗指标的影响 随着煤的变质程度加深,也就是碳化度加深,煤中 C/H 比则加大, 煤气化转化成煤气的过程,是一个缩小 C/H 比的过程。在煤的气化过 程中,主要通过入炉水蒸气与炽热的碳进行反应产生氢: C+H2O ? CO+H2-Q C+2H2O ? CO2+2H2-Q 在炉内燃烧层碳和氧的反应给上述反应提供了热量。所以,随着 煤的变质程度加深,气化所用的水蒸气,氧气量也相应增加。另外, 由于年轻煤活性好,挥发分高,有利于 CH4 的生成,这样就降低了氧 气耗量。 3、煤种对其他副产品的特性和产率的影响 (1)硫化物 煤中的硫化物在加压气化时,一部分以硫化氢和各

种有机硫形式进入煤气中。煤中的硫含量,主要取决于原料煤中的硫 含量。硫含量高的煤,气化生成的煤气中硫含量就高。一般煤气中的 硫化物总量占原料煤硫化物总量的 70%~80%。 (2)氨 煤气中的氨的产生与原料煤的性质、操作条件及气化剂 中的氮含量有关。在通常操作条件下,煤中的氮约有 50%~60%转化 为氨,气化剂中也约有 10%的氮转化为氨,气化温度越高,煤气中氨 含量就越高。因此煤气中的氨含量与原料煤中的氮含量成正比关系。 (3)焦油和轻油 原料煤的性质是影响焦油产率的主要因素。一 般是变质程度浅的褐煤比变质程度较深的气煤和长焰煤的焦油产率 大,而变质程度更深的烟煤和无烟煤其焦油产率更低。 加压气化焦油比重较轻,烷烃,烯烃含量高,酚类含量高,沥青 质少。加压气化焦油的性质与低温干馏焦油的性质相近,这是因为气 化炉内干馏段的温度与低温干馏的温度基本相同, 一般为 600℃左右, 所以它们的组成、性质也基本相同。 煤种不同,所产焦油的性质也不同,一般随着煤的变质程度增加, 其焦油中的酸性油含量降低,沥青质增加,焦油的比重增大。 ①随着气化用煤的活性减少,气化炉的生产能力显著降低,投煤 量减少; ②煤的变质程度越深,气化后生成的煤气产率越大; ③随着煤的活性减小,气化所耗用的氧气量增加; ④水蒸气的消耗主要随氧气用量增加而增加, 以便使碳—氧燃烧

反应所放出的热量与水蒸气—碳气化反应所吸收的热量相平衡,此 外,为了避免灰渣熔融,还要求水蒸气过量。 ①高活性的煤制得的煤气中甲烷含量较高。 ②随着煤变质程度的提高,气化炉的煤气出口温度提高,气化炉 夹套的水蒸气产量也有所增加,热效率将随着煤的品位的提高而下 降。 4、煤的理化性质对加压气化的影响 (1)煤的粒度对加压气化的影响 在加压气化过程中,煤的粒度 对气化炉的运行负荷、煤气和焦油的产率以及各项消耗指标影响很 大。煤的粒度越小,其比表面积越大,在动力学控制区的吸附和扩散 速度加快,有利气化反应的进行。煤粒的大小也影响着煤准备阶段的 加热速度,很显然粒度越大,传热速度越慢,煤粒内部与外表面之间 的温差也大,使颗粒内焦油蒸汽扩散阻力和停留时间延长,焦油的热 分解增加。煤粒的大小也对气化炉的生产能力影响很大,与常压气化 相比,加压气化过程中气体的流速减慢,相同粒度情况下煤的带出物 减少,故而可提高气流线速度,使气化炉的生产能力提高,但粒度过 小将会造成气化炉床层阻力加大,煤气带出物增加,这样就限制了气 化炉的生产能力。 气化炉床层阻力随着生产能力的提高或煤粒度的减小而增加, 提 高操作压力,使气流速度降低,则床层阻力就会变小。 另外,煤的粒度越小,水蒸气和氧气的消耗量增加,煤耗也会增

加。通常 2mm 以下的煤粉每增加 1.5%,氧气和水蒸气的消耗将提高 5%。 综上所述,煤的粒度大小对加压气化的影响较大。煤粒过小,还 会造成气化炉加料时产生偏析现象,即颗粒大的煤落向炉膛,而较小 的颗粒和粉末落到床层中间,这样气化炉横断面上的阻力将不均匀, 易造成燃料床层偏斜或烧穿。严重影响气化炉的运行安全。但煤粒过 大又易造成加煤系统堵塞和架桥,灰中残碳也会升高。 φ3.8m 加压气化炉一般入炉要求煤粒度分布 粒度范围 /mm 0~5 5~6 6~13 占入炉煤比例/% 标准 2.5 9.7 52.6 范围 <5 9~11 50~55 粒度范围 /mm 13~25 25~50 50~100 占入炉煤比例/% 范围 17.5 15.2 2.5 标准 15~20 15~20 <5

(2) 原料煤中水分对气化过程的影响 煤中所含的水分随煤变质 程度的加深而减少,水分较多的煤,挥发分往往较高,则进入气化层 的半焦气孔率也大,因而使反应速度加快,生成的煤气质量较好。另 外在气化一定的煤种时, 其焦油和水分存在着一定的关系, 水分太低, 会使焦油产率下降。 由于加压气化炉的生产能力较高, 煤在炉内干燥、 干馏层的加热速度很快,一般在 20~40℃/min 之间,因此对一些热 稳定性差的煤,为防止热裂,要求煤中含有一定的水分,但煤中水分

过高又会给气化过程带来不良影响。 ①水分过高,增加了干燥所需热量,从而增加了氧气消耗,如图 4-3-8 所示,降低了气化效率。 ②水分过高,煤处于潮湿状态,易形成煤粉黏结和堵塞筛分,使 入炉粉煤量增加。

(3)煤中灰分及灰熔点对气化过程的影响 ①随着煤中灰分的增加,灰渣中的残碳总量增大,燃料的损失增 加。另外灰分增大后,带出的显热增加,从而使气化过程的热损失增 大,热效率降低。 ②随着煤中灰分的增加, 加压气化的各项消耗指标, 如氧气消耗、 水蒸气消耗、原料煤消耗等指标上升,而煤气产率下降。 当灰熔点降低时,在气化炉氧化层易形成灰渣熔融,即通常所说 的灰结渣。结成的渣块导致床层透气性差,造成气化剂分布不均,致

使工况恶化,气化床层紊乱,煤气成分大幅波动,严重时将导致恶性 事故的发生。另外,灰结渣易将未反应的碳包裹,使碳未完全反应即 被带出炉外,使灰渣中含碳量增加,燃料损失增加。为了维持氧化层 反应温度低于灰熔点,就需要增加入炉气化剂中的水蒸气量,从而增 加了水蒸气的消耗。相反,对于灰熔点较高的煤,即使活性较差,亦 可提高氧化层温度,从而提高了煤的反应性能,汽氧比降低,降低了 水蒸气消耗,并使气化强度得到提高,故煤中灰分的灰熔点越高,对 加压气化过程越有利。 (4)煤的粘结性对气化过程的影响 煤的粘结性是指煤在高温干馏时的粘结性能。 粘结性煤在气化炉 内进入干馏层时会产生胶质体,这种胶质体粘结较高,它将较小的煤 块粘结成大块,其机理与炼焦过程相同,这就使得干馏层的透气性变 差, 从而导致床层气流分布不均和阻碍料层的下移, 使气化过程恶化。 (5)煤的机械强度和热稳定性的影响 煤的机械强度是指煤的抗碎能力。 易破碎的煤在筛分后的传送及 气化炉加煤过程中必然产生很多煤屑,这样会增加入炉煤的粉煤含 量,使煤气带出物增加。 煤的热稳定性是指煤在经受高温和温度急剧变化时的粉碎程度。 热稳定性差的煤在气化炉内容易粉化,给气化过程带来不利影响。另 一方面由于热稳定性差,气化时煤块破碎却增加了反应表面积,从而 增加了气化反应速度,提高了气化强度。

(6)煤的化学活性的影响 煤的化学活性是指煤同气化剂反应时的活性,也就是指碳与氧 气,二氧化碳或水蒸气相互作用时的反应速度。煤种不同,其反应活 性是不同的。一般煤的碳化程度越浅,焦炭质的气孔率越大,即其内 表面积越大,反应性越高。煤的反应活性越高,则发生反应的起始反 应温度越低,气化温度也越低,有利于甲烷生成反应的进行,煤气热 值相应提高。放热的甲烷反应又促进其他气化反应的进行,为气化层 提供了部分热量,降低了氧气的消耗。 在气化温度相同时,煤的反应活性越高,则气化反应速度越快, 反应接近平衡的时间越短。因此,反应活性高的煤种气化炉的生产能 力较大,与反应活性差的煤相比,有时竟差 40%~50%。 煤的反应活性对气化过程的影响在温度较低时较大, 当温度升高 时,温度对反应速度的影响显著加强,这时相对降低了反应活性的影 响程度。

六、生产操作条件的影响
1、压力对煤气组成的影响 提高气化压力,有助于下列诸反应的进行 C+2H2 ? CH4-84.3KJ/mol CO+3H2 ? CH4+H2O-219.3KJ/mol CO2+4H2 ? CH4+2H2O-162.8KJ/mol

2CO+2H2 ? CH4+CO2-247.3KJ/mol 提高气化压力,不利于下列诸反应的进行 2H2O ? 2H2+O2 C+H2O ? 2H2+CO C+2H2O ? 2H2+CO2 随着气化压力的提高, CO2 和 CH4 含量增加, 而 CO 和 H2 含量减少, 气体的总体积减小,煤气产率呈现下降趋势,净化后的煤气发热值亦 随压力的提高而增加。 2、压力对煤气产率的影响 随着压力升高,煤气产率下降。煤气产率随压力升高而下降是由 于生成气中甲烷量增多,从而使煤气总体积减少。

3、压力对氧气和水蒸汽消耗量的影响 在气化过程中,甲烷生成的反应为放热反应,随着压力升高,生

成甲烷反应速度加快,反应释放出的热量增加,这些反应热可为水蒸 汽分解、二氧化碳还原等吸热反应提供热源,因此甲烷生成的放热反 应即成为气化炉内除碳燃烧反应以外的第二热源, 从而减少了碳燃烧 反应中氧的消耗,故随气化压力提高,氧气的消耗量减少。 随着气化压力升高,水蒸气消耗量增加。因压力升高,生成甲烷 所耗氢量增加,则气化系统需要水蒸气分解的绝对量增加,而压力增 高却使水蒸气分解反应向左进行的速度增大,即水蒸气分解率降低。 由于水蒸气分解率下降,使加压气化的热效率有所降低。

4、压力对气化炉生产能力的影响 气化炉的生产能力取决于气化反应的化学反应速度和气固相的 扩散速度。随着气化压力的提高,既加快了气化反应进行的速度,又 增加了气—固反应接触的时间(气流在炉内的停留时间长) ,从而强 化了生产。在加压情况下,同样的温度条件,可以获得较大的生成甲

烷的反应速度。因而在相同温度下加压气化的化学反应速度比常压 快,对提高气化炉的生产能力有利。炉内气流速度的提高,对提高生 产能力亦是重要的措施。气化温度相同,在压力 P 下操作的气化炉内 的气流仅为常压气化气流速度的 1/P。由此可见,在不增大飞灰的前 提下,加压气化的气流速度可以大大提高。根据计算,加压气化炉的 生产能力比常压气化大约高出根号 P 倍。 5、气化层温度与气化剂温度对煤气生产的影响 气化层温度降低,有利于放热反应的进行,也就是有利于甲烷的 生成反应,使煤气热值提高,但温度降低太多,如在 650~700℃时, 无论是甲烷生成反应或其他气化反应的反应速度都非常缓慢, 也会使 灰中残余碳量增加,增大了原料损失。同时低温还会使灰变细,增大 了床层阻力,降低了气化炉的生产负荷。气化层温度的选择取决于煤 的熔化特性,根据灰熔点来确定气化层温度,此温度对气化反应速度 及平衡常数有很大的影响, 同时还影响到煤气的组成, 在实际操作中, 气化层温度在很大程度上取决于水蒸汽和氧气消耗量, 随着温度的提 高,CO2、CH4、H2O 诸气体组分的形成量明显下降,CO、H2 的量增加。 温度的提高,可以加快反应速度。 气化剂温度是指气化剂入炉前的温度, 提高气化剂温度可以减少 用于预热气化剂的热量消耗,从而减少氧气消耗量,较高的气化剂温 度有利于碳的燃烧反应的进行,使氧的利用率提高。一般在气化剂温 度较低时,则带进炉内的显热相应减少,为了保持炉中正常气化温度

和反应热平衡, 应适当提高气化剂中的氧含量, 增加一些碳的燃烧热。 因此,随着气化剂温度降低,亦应降低汽氧比,随着气化剂温度的提 高,水蒸汽的消耗量略为上升,而分解率下降,这是由于在较高的气 化剂温度下,2C+O2=2CO2 和 CO2+C=2CO 反应能力加强,使粗煤气中 CO2 和 CH4 的含量略有降低,因而煤气产率获得增加。 水蒸汽的过热度太低,也是不允许的,一方面由于氧气耗量增加 太多而不经济,另一方面可能造成气化炉下灰的困难。

气化层温度的降低,将有助于下列诸反应的进行 C+2H2 ? CH4-84.3KJ/mol CO+3H2 ? CH4+H2O-219.3KJ/mol CO2+4H2 ? CH4+2H2O-162.8KJ/mol 2CO+2H2 ? CH4+CO2-247.3KJ/mol 6、汽氧比的选择

汽氧比是指气化过程中,水蒸汽与氧气耗量比,改变汽氧比,实 际上是调整与控制气化过程的温度。碳化程度深的煤,采用的汽氧比 较小,能适当提高气化炉内的温度,以提高生产能力。 采用不同的汽氧比,对煤气生产过程的影响主要有: ①在一定的热负荷条件下, 水蒸汽的消耗量随汽氧比的增加而增 加,氧气的消耗量随汽氧比的增加而相应减少。 ②随着汽氧比的提高,水蒸汽分解率显著降低。 ③汽氧比的改变对煤气组成的影响很大,随着汽氧比的增加,气 化炉内反应温度降低,气化炉内 CO+H2O ? CO2+H2 的还原反应增强,使 得煤气组成中 CO 含量减少,CO2、H2 含量增加,甲烷的增量在粗煤气 的组成中尚不显著,但在脱除 CO2 后的净煤气组成中相应增加,煤气 发热值提高。 ④汽氧比改变和炉内温度的变化对产品和焦油的性质也有影响, 提高汽氧比,焦油中碱性组分下降,芳烃组分则显著增加。

案例分析(仅为示例,请参照格式补充相关内容)
例 1:E 炉 YV910 阀杆折,点动 YV911 煤喷出,险些伤人 一、事故时间:2010 年 10 月 21 日后夜班 二、事故地点:造气分厂造气车间七楼 E 炉 三、事故经过:

21 日凌晨 0:40 分,造气车间 E 炉煤锁上锥阀 YV910 出现故障信 号,当班人员王英民马上通知当班班长刘志峰去现场确认阀位,告知 开关都到位,点动后充压,但压力不涨,通知车间主任及分厂领导, 经现场确认 YV910 故障,摘完 L406 射源后,检修人员拆料筐手孔, 由于汽大,无法看清阀的情况也无法处理,又将手孔带上,请示停车 泄压后处理, 四点多钟通过 YV914 放空管泄压的气化炉压力已经泄净 了,检修工再次拆开手孔,仍有气,车间主任让中控打开 YV911 将煤 加到气化炉以后,重新点动 YV911,然后再进行处理,此时,从料筐 手孔窜出气流夹带煤块,将七楼东侧的玻璃打碎。 四、事故原因: (一)主要原因: ①炉内没有排料,煤锁有煤,虽无压,但很热,点动煤锁下锥阀 YV911 时,强烈的热气流夹带粉煤从手孔窜出; ②手孔没有及时用螺丝拧紧。 (二)间接原因: ①判断不准,如果直接判断出阀头掉了,就不必拆手孔; ②经验不足,炉内没有排料,虽然无压了,但很热,手孔开着的 时候,不应点动煤锁下锥阀 YV911; ③为了抢进度,对风险评估不够。 五、防范措施 1) 车间开展一次安全学习大讨论,加强对作业现场的风险评估;

2) 加强学习,提高安全意识,真正做到“四懂三会” ; 3) 坚决按照检修规程作业, 不要为了抢进度, 抢时间, 违章作业。 六、事故教训: 此次事故暴露出我们的安全意识不强,风险评估的能力不足,判 断故障的水平欠缺,希望大家在以后的工作中,要认真学习,加强防 范,提高自己的业务水平和安全水平,举一反三、警钟长鸣。此次幸 好没有造成人员伤害,一旦造成事故,后果将极其严重。希望大家引 以为戒,确保生产和检修的绝对安全。 七、安全红线: 严格按照检修规程左右,杜绝违章作业。

分享与讨论(作业) : (仅为示例,请参照格式补充相关内容)
(1)煤锁就地检查哪些内容? ①现场压力表功能是否正常; ②检查个阀门、锥阀以及闸阀的密封性; ③检查各阀门、锥阀和闸阀液压缸的活塞杆和密封圈的密封性, 检查填料密封函,阀门法兰密封性; ④阀门的正确位臵 (2)控制室监测内容有哪些? ①P216 指示功能是否正常指示功能是否正常,角阀、锥阀、插

板阀以及料位显示功能是否正常; ②监测加煤过程是否正常; ③液压油压力 P2201; ④润滑泵 NBA975、NBA976 每小时 2 分钟; ⑤加煤筐吹扫氮气 F001 是否正常; ⑥监测煤样灰分仪是否正常(A840-1、A840-2) 。 (3)煤锁泄压困难原因? ①仪表显示故障,指示不准; ②蒸汽吹扫阀 YV905 内漏; ③煤锁充压阀 YV908 内漏 ④煤锁下锥阀 YV911 不密封。

相关链接(仅为示例,请参照格式补充相关内容)
1 金 仲秋 ,马真安 . 工程 测量 . 北京 :人民 交通出版 社, 2007

本章小结:
1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

第二章 PKM 加压气化
本章介绍:1、造气分厂 PKM 加压气化装臵概述 2、PKM 加压气化原理及工艺流程 3、各工艺参数的控制指标

第二章 PKM 加压气化
一、造气分厂 PKM 加压气化装臵
中煤龙化化工公司造气分厂造气车间共设有五台 PKM 加压气化 炉,四台为原民主德国制造,一台为太原重型机械厂制造,分两期工 程, Ⅰ期安装三台气化炉, Ⅱ期安装两台气化炉, 在正常生产负荷下, 有一台处于备用状态。 每台气化炉单独配有一台洗涤冷却器和一台废热锅炉。

二、PKM 加压气化
PKM 加压气化是一种自热式、逆流移动床生产工艺,以依兰长焰 煤为原料,在 2.8MPa(表压)压力下,900℃~1100℃的温度条件下, 用高压蒸汽和氧气为气化剂进行气化,生产粗煤气。生产的煤气经净 化,一部分作为城市燃气,另一部分用于甲醇合成的原料气。就单台 气化炉而言,粗煤气的能力为 35000Nm3/h,当整个装臵的负荷增加到 120%时,干基粗煤气的总产量可达到 138000 Nm3/h。 粗煤气从气化炉以 6954 Nm3/h 进入洗涤冷却器顶部,在此对含 有水蒸汽、焦油和粉尘的粗煤气用热酚水进行洗涤,将粗煤气从出口 温度 550℃骤冷至约 210℃,在规定每标准立方米粗煤气使用 1.0Kg 洗涤水的情况下,有 0.52kg 洗涤水被蒸发,有 0.48kg 洗涤水随粗煤 气流经喷嘴,并沉积釜底,产生的酚水焦油根据液位调节送往回收工 段的液态产分离装臵。

为了回收余热,每台气化炉配臵一台废热锅炉,粗煤气的部分热 能传递给水,生产饱和蒸汽,在正常操作条件下,根据氧负荷调节蒸 汽压力,在粗煤气产量为 35000 Nm3/h 的情况下,生产 0.5~0.55Mpa (表压)蒸汽量约为 22000Kg/h,此蒸汽量随压力的升高和负荷的降 低而减少,在废热锅炉生成的煤气冷凝液经过液位调节,通过角阀和 利用压差排往酚水站,作为喷冷器的洗涤用水。 气化炉需连续加煤和间断排灰, 在气化炉生产能力为 35000 Nm3/h 粗煤气情况下,通过煤锁进入气化炉的煤量为 27195Kg/h,通过灰锁 排出的灰量为 7743Kg/h。 产品说明如下:
状态介质 压力 温度 产量 来源

(MPa) 2.75 0.5-0.55

℃ 180 158

Ⅰ期 53395 Nm /h 34478Kg/h
表 2-1 产品说明
3

Ⅱ期 61605 Nm /h 39779Kg/h
3

出处去处 气化炉后续工号 0060 总厂管网

粗煤气 废热蒸汽

1、气化原料煤 原料煤来自于依兰县达连河煤矿的长焰煤 组分分析: 水 灰 挥发分 固定碳 9-重量% 26-重量% 32-重量% 33-重量% 100-重量% 元素分析: 水 9-重量%

灰 C O H N S

26-重量% 49.98-重量% 10.08-重量% 3.9-重量% 0.78-重量% 0.26-重量% 100-重量%

膨胀指数—O(不粘结) 投料粒度—6.3~50mm(小于 6.3mm 的粒度低于 3%-重量) 灰熔点—高于 1400℃ 2、煤气化工艺的模拟条件 气化用原料煤由煤锁通过煤分布器进入到气化炉中, 并与气化剂 逆流流动,原料由上往下,气化剂由上而下,逐渐完成煤炭由固态向 气态的转化,随着反应的进行,反应热的放出或吸收,使料层纵向温 度分布并不均匀,依据料层各区域不同的温度特征,将料层分为以下 六层: (1)灰渣层:该层位于料层的最底部。该层中碳基本耗尽,气 化反应已告结束,因而温度急剧下降,在保护了炉篦不被灼热的碳层 烧坏或变形的同时,又使刚入炉的气化剂得到预热,把热量带回反应 层中。 (2)第一反应层:既氧化区,主要进行碳的氧化反应,生成大

量的二氧化碳和少量的一氧化碳,该层主要反应均为放热反应,是气 化反应的主要供热层,为了保证工艺热量,大约 30%的煤需燃烧掉。 (3)第二反应层:该层中氧已全部消耗,水蒸汽开始大量分解, CO2 被还原,因此一氧化碳、氢气的量增加,二氧化碳和水蒸汽量逐 渐减少。该层反应主要为还原反应,为吸热反应,因而上部料层温度 逐渐下降。 (4)甲烷层:该层进行的主要反应是碳与氢及一氧化碳和氢之 间生成甲烷的反应,生成甲烷速度比氧化层和还原层反应速度小得 多,因此,可以通过该层厚度的调整,来调节煤气中甲烷含量。 (5)干馏层:在干馏层干燥的原料煤在 300℃和 700℃之间,通 过净煤气蒸汽混合物进行热分解(热解作用) ,生成热解水及各种干 馏产物,干馏产物不是煤中原有的,而是在高温作用下生成的,从煤 的分子结构看,热解过程是煤的基本结构单元周围的侧链和官能团 等,对热不稳定成分不断裂解,形成低分子化合物并挥发出去,其基 本结构单元的缩合芳香核部分对热稳定,互相缩聚形成固体产品(半 焦或焦碳) ,热解过程中,焦油生成的曲线大约从 320℃开始,在约 430℃时,达到最高值。在焦油生成的同时,温度高于 400℃就会产 生脂肪族类型的碳氢化合物 (如甲烷) 和他的链烯烃化合物的同系物。 只有在温度欲为 420℃时才开始裂解出氢。在含氢的情况下尤其是温 度和压力很高时,会明显提高热解时挥发组分的产出率。通过热解作 用,原料煤被转化为焦油、煤气和焦碳。

(6)干燥层:入炉原料煤在上升热煤气流的对流传热作用下, 失去外在水分,并逐渐升温,预热温度程度决定与原料煤中的水分。 各层间并没有十分明确的界面,气化炉内的反应是十分复杂的, 大部分反应相互交溶在一起,因此只能视其主要反应或特性进行分 层。 3、气化反应的热力学 气化热立学主要研究气化过程进行的方向和限度, 以解决在某种 控制条件下气化反应的可能性问题。 由于煤是一种复杂的化合物,在加热过程中又发生热分解,其热 力学性质较难测定,文献上的数据也不一致。 气化过程的主要反应,既碳与水发生的异相反应,是强烈的吸热 反应。 (1)碳的氧化反应:C+O2 ? CO2+393.8KJ/mol (2)碳的不完全氧化反应:2C+O2 ? 2CO+221.1 KJ/mol (3)二氧化碳还原反应:C+CO2 ? 2CO-221.1 KJ/mol (4)水蒸汽分解:C+H2O ? H2+CO-131.5 KJ/mol (5)水蒸汽分解反应:C+2H2O ? 2H2+CO2-90.0 KJ/mol (6)一氧化碳变换反应:CO+H2O ? CO2+H2+41 KJ/mol (7)异相甲烷化反应:C+2H2 ? CH4+74.9 KJ/mol (8)均相甲烷化反应:CO+3H2 ? CH4+H2O+206.4 KJ/mol (9)均相甲烷化反应:2CO+3H2 ? CH4+CO2+247.4 KJ/mol

(10)均相甲烷化反应:CO2+4H2 ? CH4+2H2O+165.4 KJ/mol 注: “+”表示为放热反应, “-”为吸热反应 气化的目的产品是燃料气或化工原料气,其有萧成分是:CO、H2、 CH4。可见反应(3) 、 (4)是生产可燃性气体的主要反应。因此要求 气化过程中,该反应能顺利进行,反应(6)可把 CO 变换为 H2,故该 反应在生产原料气时,可用于调整原料气中 CO 和 H2 的比例,在生产 城市煤气时,可用于降低 CO 的含量,反应(7)是生成甲烷的主要反 应,该反应的进行,有利于煤气热值的提高。 反应(1) 、 (2)为放热反应,作为内部热源,提供工艺过程所需 的热量,使气化过程维持在高温下进行。 ( 3) 、 (4)是强烈的吸热反 应,其热量的来源由式(1) 、 (2)供给, ( 6) 、 (7)是放热反应,气 化过程中这两个反应的进行,有利于热量的平衡,可节省消耗于燃烧 反应的碳量,以(8)为主的甲烷化反应均为强放热反应。 根据负荷最低定律,用水蒸汽气化原料煤时,会有以下结果,随 着温度的提高,CO2、CH4、H2O 诸气体组分的形成量明显下降,CO、H2 的量增加。 随着压力的提高,CH4 比重增大,而 H2 和 CO 的形成量下降,CO2 略有增加。 因为各个反应过程是相互抑制的, 仅通过热力学来调节各个反应 过程的平衡是不可能的。 另一方面,异相的水煤气反应是灰中的铁和硷金属催化的。

各种变量对于平衡组成的影响,定性表示于下表中,表中的箭头 (↑)表示增加;箭头朝下(↓)表示减少;箭头符号为(↘)表示 初始时增加,经历一最大值后减少。 摩尔分率 YCO YCO2 YH2O(g) YH2 YCH4 4、气化反应动力学 气化动力学主要揭示气化进行的速度和反应机理, 用以确定各个 气化反应的反应速度,以及温度等各因素对反应速度的影响,从而获 得最适宜的反应条件,使反应按我们希望的速度进行。 温度的提高,可以加快反应速度。在气化过程中,对作为主反应 的水蒸汽分解反应来说,蒸汽分解的速度与燃料特性具有很大的关 系,温度在 800℃以下时,化学转化的速度主要取决于化学反应的速 度,此时速度大大低于气体在焦碳孔隙或四周物质传递过程,而在此 时,温度的提高,会使化学反应的速度提高很快。 活性高的煤,化学反应速度大。因此采用火性高的煤,可以在较 低的温度下达到较大的化学反应速度。 当温度大于 1000℃时,随着温度的提高,化学反应速度和孔隙 温度↑ ↑ ↘ ↓ ↑ ↓ 压力↗ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑

扩散的速率都非常快,此时化学转化速率决定与物质传递的速度,煤 的本身特性对反应速度就不再发生影响。 对反应过程来讲,焦碳的粒度是很重要的,由于反应过程需要热 传递和物质传递,所以表买内反应速度与比表面积大小有关,固体的 粒度越大,所需要的反应时间越长。 随着温度的提高, 气体在焦碳的孔隙内的扩散和化学反应速度对 化学转化的速度都有影响,当达到一定温度时,孔隙扩散和化学反应 的速度都非常快,此时,化学转化取决于物质传递的速度,煤的本身 特性对化学转化速度就不再发生影响, 温度对总的反应速度影响也很 小。 5、灰的影响 灰床的厚度,是一个生产操作控制值。一般控制在 500mm 左右, 以保证气化炉的炉篦不被灼热的碳烧坏或变形。 PKM 加压气化工艺原则上对原料的灰分无严格要求,因为在压力 气化炉内, 气化剂的浓度比较高, 即使煤粒的外表包裹着较厚的灰层, 气化剂的浓度比较高,即使煤粒的外表包裹着较厚的灰层,气化剂有 有能力透过灰层与内部的煤核作用,而且,在压力下气体的实际流速 较低,气固接触的时间较长,这对气化剂的扩散和反应均较有利。 但原料煤的灰分高,气化的各项技术经济指标变差,如氧耗,汽 耗随灰分增加而增加,煤气产率降低,煤气质量变坏。 6、灰熔点

灰熔点是影响气化操作的汽氧比和气化强度的关键因素, 汽氧比 的确定, 取决于灰组分的熔融特性, 灰熔点越高, 对加压气化越有利。 煤灰的熔融性主要取决于煤灰化学组成,此外,煤灰的结渣情况 还与煤中灰分含量有关,煤灰中 AL2O3 含量高,而 FE2O2 含量高,其灰 熔点一般较低,而 CaO、K2O、MgO、Na2O 碱性氧化物含量越高,则煤 灰熔点越低。 依兰煤的灰分如下:SiO2 Fe2o3 MgO Al2O3 CaO SO2 52.1(重量%) 4.75(重量%) 0.95(重量%) 36.75(重量%) 1.25(重量%) 0.40(重量%)

灰熔特性可分为—软化温度(A) (软化点) —熔化温度(B) (熔点) —液化温度(C) (流化点) 下述值分别是在氧化气氛和还原气氛中确定的。 依兰煤气化的灰熔特性: 氧化气氛:tA>1450;tB>1450(℃);tC>1450。 还原气氛:tA=1400;tB>1450(℃);tC>1450 7、灰的外观 煤灰来自于煤中矿物质,在气化过程中可根据温度分为以下状

态:<950℃灰构架;950℃~1400℃烧结;>1400℃渣 温度低于 950℃时,煤的颗粒在整个容积内受到气化剂的作用。 在此过程中,有机物被析出,而薄的,富灰的煤粒表层作为灰构架保 留了下来,在机械应力下,颗粒会被粉碎成很细的粉煤。 在温度范围为 950℃和 1400℃之间时,根据部分区域的组成情 况,灰开始软化,颗粒烧结成块并和其它的灰分聚结。 当温度高于 1400℃时,全部矿物质有可能变为流体和溶渣。 主要操作条件

三、PKM 加压气化参数控制
1、气化压力 在 PKM 加压气化过程中, 生产操作压力是气化工艺过程中的一个 重要控制参数。气化压力对煤气组成,蒸汽消耗量,氧气消耗量,气 化炉生产能力以及煤气生产率都有不同程度的影响。 随着气化压力的提高, CH4 和 CO2 含量增加, 而 H2 和 CO 含量减少, 压力的提高既加快了气化反应进行的速度,又增加了气-固反应接触 的时间(气流在炉内的停留时间长) ,从而强化了生产能力。 随着气化压力的提高,甲烷生成量增多,放出大量的热,从而使 氧气的消耗量减少,水蒸汽消耗量增加,水蒸汽分解率降低。 随着气化压力的提高,使得甲烷的生成量增加,气体的总体积减 小,煤气产率呈现下降趋势。

加压气化的压力, 通常应使生产的煤气热值符合城市煤气要求并 达到脱 CO2 所需净化压力。 煤种不同,气化压力不一样,随着煤的碳化程度的加深,要求相 应的气化压力升高。 2、气化层温度和气化剂温度。 气化温度对气化过程的热力学和动力学均产生决定性影响, 生产 证明提高操作温度是强化生产的最重要手段, 可减少投资, 降低成本。 影响燃料层温度的因素很多, 其中最主要的是通入炉中气化剂的 组成,由于燃烧反应放出大量热量,而还原反应需吸收热量,因此, 气化剂的汽氧比下降,会使燃料层的温度上升,因此最适宜的气化温 度的选择,主要是根据原料煤的灰熔点和灰性能来决定的,气化层温 度必须低于灰的熔融温度。 通常在生产城市煤气时, 当原料为褐煤, 操作温度在 950~1050℃ 左右最佳。生成合成燃料气时,可以提高到 1150℃,温度再高,将 带来一系列不良后果,增大出口煤气显热损失,使灰分发生软化,熔 融而成高粘度的液态或半液态物质。 入炉气化剂温度的高低关系到气化剂带入炉内的显热的大小, 为 保证炉内正常的气化温度和化学热平衡, 当入炉气化剂温度低时应降 低汽氧比。 入炉气化剂温度对煤气生产的各项指标均有影响, 气化剂温度升 高时,氧耗下降,但汽耗略有上升,水蒸汽分解率也有所下降,所以

在选择气化剂过热温度时,应权衡氧耗,汽耗及水蒸汽过热费用等多 种因素,综合考虑,以求最佳的经济效果。 3、汽氧比的选择 加压气化煤气生产中,汽氧比是一个重要操作条件,改变汽氧比 的过程,实际是调整和控制气化温度的过程。当汽氧比低时,气化层 温度就高,为控制氧化层的最高温度,在固态排渣气化炉中,首先应 保证在灰不熔融成渣的基础上,维持足够高的温度,以保证煤完全气 化。 在一定的气化程度和不同煤气组成要求的条件下,同一种煤,汽 氧比有一个变动范围,每一种气化用原料煤,其汽氧比值的变动范围 不同。通常,变质程度深的煤,采用小的汽氧比,能适当提高气化炉 内的温度,以提高生产能力。 采用不同的汽氧比,对煤气生产过程的影响主要有: (1)在一定的热负荷条件下,水蒸汽的消耗量随汽氧比的增加 而增加;氧气的消耗量随汽氧比增加而相对减少。 (2)随汽氧比的升高,水蒸汽的分解显著降低。 (3)汽氧比的改变对煤气组成的影响很大。 (4)汽氧比改变和炉内温度的变化对付产品的产率和性质也有 影响。 4、气化原料和气化剂的要求。 通过原料煤热分解, 在气化炉内上升的煤气流将软化的挥发分吸

收,并作为混合气体离开气化炉之后,在热解后剩余的焦碳孔隙内发 生异相气化反应,煤的粒度小,反应物质交换和热传递的提高就会越 快。但是气化原料的粒度范围,不仅有上限的限制,细粒会提高粉尘 的带出量,从而导致热效率降低。粗粒在有效的工作时间内,不能被 干燥和脱气, 这种情况会引起气化过程的叠加, 引起粗煤气产量下降, 而 CO2 和水蒸汽含量则增加。 在原料煤的粒度范围为 6.3~50mm(细粒小于 6.3mm 低于 3%)的 情况下,气化炉的粗煤气产量可达 35000Nm3/h。 对于气化炉内反应区的形成来讲, 首先必须保证物料均匀移动这 一条件,灰渣的排出方式和气化剂组合及供给形式起着决定性作用。 旋转炉篦的设计可以使气化炉内固体物料均匀地由上到下移动。 气化 剂混合物通过气化炉截面的均匀分布同时决定着固体物料的均匀移 动。 加入气化炉中煤的颗粒的组成的均匀性,也是很重要的,能够保 证物料机械结构的均一性,原料颗粒的大小不均一,在物料流过程中 容易引起堆料结构发生根本变化,出现沟状流动,PKM 炉要求最大与 最小粒度之比为 5,低负荷生产时,可以放宽到 8。

案例分析
例 1:E 炉 YV910 阀杆折,点动 YV911 煤喷出,险些伤人 一、事故时间:2010 年 10 月 21 日后夜班 二、事故地点:造气分厂造气车间七楼 E 炉 三、事故经过: 21 日凌晨 0:40 分,造气车间 E 炉煤锁上锥阀 YV910 出现故障信 号,当班人员王英民马上通知当班班长刘志峰去现场确认阀位,告知 开关都到位,点动后充压,但压力不涨,通知车间主任及分厂领导, 经现场确认 YV910 故障,摘完 L406 射源后,检修人员拆料筐手孔, 由于汽大,无法看清阀的情况也无法处理,又将手孔带上,请示停车 泄压后处理, 四点多钟通过 YV914 放空管泄压的气化炉压力已经泄净 了,检修工再次拆开手孔,仍有气,车间主任让中控打开 YV911 将煤 加到气化炉以后,重新点动 YV911,然后再进行处理,此时,从料筐 手孔窜出气流夹带煤块,将七楼东侧的玻璃打碎。 四、事故原因: (一)主要原因: ①炉内没有排料,煤锁有煤,虽无压,但很热,点动煤锁下锥阀 YV911 时,强烈的热气流夹带粉煤从手孔窜出; ②手孔没有及时用螺丝拧紧。 (二)间接原因:

①判断不准,如果直接判断出阀头掉了,就不必拆手孔; ②经验不足,炉内没有排料,虽然无压了,但很热,手孔开着的 时候,不应点动煤锁下锥阀 YV911; ③为了抢进度,对风险评估不够。 五、防范措施 1) 车间开展一次安全学习大讨论,加强对作业现场的风险评估; 2) 加强学习,提高安全意识,真正做到“四懂三会” ; 3) 坚决按照检修规程作业, 不要为了抢进度, 抢时间, 违章作业。 六、事故教训: 此次事故暴露出我们的安全意识不强,风险评估的能力不足,判 断故障的水平欠缺,希望大家在以后的工作中,要认真学习,加强防 范,提高自己的业务水平和安全水平,举一反三、警钟长鸣。此次幸 好没有造成人员伤害,一旦造成事故,后果将极其严重。希望大家引 以为戒,确保生产和检修的绝对安全。 七、安全红线: 严格按照检修规程左右,杜绝违章作业。

分享与讨论(作业) :
(1)煤锁就地检查哪些内容? ①现场压力表功能是否正常;

②检查个阀门、锥阀以及闸阀的密封性; ③检查各阀门、锥阀和闸阀液压缸的活塞杆和密封圈的密封性, 检查填料密封函,阀门法兰密封性; ④阀门的正确位臵 (2)控制室监测内容有哪些? ①P216 指示功能是否正常指示功能是否正常,角阀、锥阀、插 板阀以及料位显示功能是否正常; ②监测加煤过程是否正常; ③液压油压力 P2201; ④润滑泵 NBA975、NBA976 每小时 2 分钟; ⑤加煤筐吹扫氮气 F001 是否正常; ⑥监测煤样灰分仪是否正常(A840-1、A840-2) 。 (3)煤锁泄压困难原因? ①仪表显示故障,指示不准; ②蒸汽吹扫阀 YV905 内漏; ③煤锁充压阀 YV908 内漏 ④煤锁下锥阀 YV911 不密封。

相关链接
1 金 仲秋 ,马真安 . 工程 测量 . 北京 :人民 交通出版 社, 2007

本章小结:
1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

第三章 PKM 加压气化炉的构造及附属设备
本章介绍:1、PKM 加压气化炉的构造 2、PKM 加压气化炉附属设备 3、历年来发送的事故案例

第三章 PKM 加压气化炉的构造及附属设备
PKM 加压气化炉由煤锁、炉体、炉篦和排灰系统等组成。

一、煤锁
(1)加煤操作 来自煤斗的硬煤通过打开的液压插板阀 YV909 和锥阀 YV910 进入 泄压后的煤锁 0030 中,为防止锥阀 YV910 漏出粗煤气进入煤斗,同 时防止加煤过程中空气进入煤锁 0030,用 N2 连续吹扫位于煤斗和煤 锁之间的加煤筐,从加煤筐出来携带粉尘的 N2 进入旋风除尘器 0250 以分离出粉尘,然后排入大气,管线臵换或吹扫使用的是低压蒸汽, 为了防止旋风除尘器 0250 下部的冷凝管线堵塞, 旋风分离器 0250 上 部的冲洗水必须打开。 煤锁的锥阀是通过液压控制的,煤锁中的料位,通过辐射测量仪 进行指示。 气化炉的加煤方式有三种:计算机自动、控制室模拟手动、现场 手动。 操作方式相互是联锁的。 当煤锁加煤至 L406 出现后插板阀 YV909 自动关闭,然后关闭煤锁上锥阀 YV910,打开 YV908,用来自废热锅 炉 0060 之后的粗煤气对煤锁进行部分充压,在压力试验成功之后, 用粗煤气继续充压至气化炉操作压力打开煤锁下锥阀 YV911,煤进入 气化炉,气化炉满料位状态,随着煤的气化和旋转炉篦的转动,煤锁

中的煤料位逐渐降低。 当煤锁 0030 中达到第二最低料位 L408 出现后, 打开蒸汽吹扫阀 YV905; 煤锁煤气通过高压蒸汽压入气化炉 0010 内, 蒸汽吹扫阀 YV905 只有在煤锁下锥阀 YV911 已经开启之后,才可打开(联锁) ,蒸汽吹 扫 120 秒后,关闭蒸汽吹扫阀 YV905 和煤锁下锥阀 YV911。这时,煤 锁通过液压角阀 YV907 向煤锁气洗涤器 0270 部分泄压,当压力试验 成功后,继续进行泄压至常压,然后打开煤锁上锥阀 YV910,再打开 煤锁插板阀 YV909。如果试验失败,煤锁 0030 通过充压阀 YV908,重 新用粗煤气充压,并重新用高压蒸汽进行吹扫。 至此,循环过程即告结束,煤锁 0030 重新加煤。 煤锁容积 15m3,在煤的堆密度为 0.86~0.91t/m3,煤的充填为 80%时,每次往气化炉中装入的煤量为 10~11t;其料位测量采用辐 射式测位计测定,采用的是铯 137 辐射源,测量原理是射线穿过容器 的壁和内腔, 由于所充填物料的吸收而出现的射线量变化由一个或若 干个接受器测出,并通过一个电子放射栅产生一个二进制信号。射源 用一个制剂支架固定外壁上, 或者通过一个管式探测器固定在容器内 腔中。接受器固定在外壁上,可以进行调节,并将信号传递给安全栅 (Ex)i,由它传送到控制室。 煤锁上、下阀的锥形阀头一般为铸钢件,并在与阀座的密封处堆 焊硬质合金(现改为碳化钨硬质合金圈) ,阀头上的硬质合金宽度为 30mm,阀座的密封面也采用堆焊硬质合金,宽度与阀头相同。一般要

求堆焊后的密封面硬度为 HRC>48。 煤锁上、下锥形阀在设计上还采用了自压锁紧形式,即在阀门关 闭后, 由于受气化炉或煤锁内压力的压迫, 使阀头受到向上力的作用, 即便误操作阀门也不会自行打开,从而避免高温煤气外漏,保证了气 化炉的安全运行。 (2)工艺参数: 料位测量:L406~L408 温度测量:T505 压力测量:P216 加煤筐 N2:F001 350~450Nm3/h L=300Nm3/h 100~250℃ H=300℃

二、气化炉
PKM 加压气化炉的本体用双层钢板制成,在这两个筒体之间装高 压给水,借以吸收炉膛所散失的一些热量产生蒸汽,称之为水夹套。 产生的蒸汽通过两条上升管汇集在一个高压汽包内, 然后通过汽包顶 部的一条蒸汽管线与炉体相连通。 在夹套的下部装有排污阀,生产中定期排出沉淀杂质。气化炉的 炉膛内径为 3.636 米 (取消衬砖后) , 外径为 4 米; 炉体部分高达 10.89 米,约装 65 吨煤。 在炉膛的上部有一个圆筒形布煤器, 以便使煤锁流下的煤能在炉

膛内均匀分布并达到良好的集气效果。 在生产中,炉篦上面需保持 500mm 左右的灰渣层,以防止炉篦被 灼热的燃料烧坏。灰渣层太薄,灰渣中碳含量亦高,损失增大。 炉篦采用宝塔形炉篦, 一般由四层依次重叠成梯锥状的炉篦块及 顶部风帽组成,共五层炉篦,它们依次用螺栓固定在布气块上,炉篦 整体由下部的止推盘支撑, 止推盘由焊接在炉体内壳上的三个内通锅 炉水的三角锥形筋板支撑,其内部的锅炉冷却水与夹套相通,形成水 循环,以防止三角形支撑筋板过热变形。一般炉篦总高度为 1.2m, 为便于将炉篦从气化炉上孔吊入炉内安装,除第一、二层为整体外, 其余分为:第三层 2 块,第四、第五层三块。炉篦是通过两个对称布 臵的小齿轮传动带动同一个大齿轮而转动的, 两个小齿轮通过大轴与 炉外的减速机连接,减速机由液压电动机(或变频电动机)带动。

炉篦的传动功率一般考虑以下几方面的因素: ① 克服燃料层对灰渣错动产生的摩擦阻力;

② 克服灰刮刀将灰刮入下灰室的阻力; ③ 克服炉篦在满料操作下与止推轴承的摩擦阻力; ④ 炉内有结渣时破除大渣块的储备功率; ⑤ 备用系数。 由于炉篦工作环境为高温灰渣,所以炉篦的材质一般选用耐磨、 耐热、耐灰渣腐蚀的铬锰铸钢 16Mo5 ,在其表面堆焊有硬质合金 E20-50-2CT,并焊有一些硬质合金耐磨条。 支撑炉篦的止推轴承形如圆盘,为滑动摩擦。为减小摩擦系数, 一般用高压润滑油泵将耐高温的润滑油经油管导入止推轴面进行润 滑,以保证炉篦的安全平稳运行。

三、排灰系统 四、废热锅炉 0060 五、喷淋洗涤器 0050 六、灰蒸汽喷淋冷却器 0160 七、酚水罐 0240 八、酚水收集槽 0230 九、闪蒸槽 0220 十、冷凝液收集槽 0260

案例分析
例 2:C 炉充压角阀 YV908 阀体断裂 一、事故时间:2008 年 7 月 8 日前夜班 二、事故地点:造气分厂造气车间七楼 C 炉 三、事故经过: 7 月 8 日 C 炉计划开车点火,17:40 切开工煤气管线提压,19:45 炉压 1.85MPa 时煤锁充压角阀 YV908 体突然断裂, 因煤锁下锥阀 YV911 内漏,现场充满大量煤气, C 炉停车并切冷火炬管线缓慢紧急泄压,

现场断照明电。 四、事故原因: 1、阀门质量存在缺陷,阀体有裂纹; 2、巡检不到位,阀体渗焦油没有在第一时间发现。 五、防范措施 1、提高巡检质量,现场漏点及隐患应及时发现及时处理,并通 知车间; 2、煤气泄漏时,断电由配电间完成,禁止现场断电; 3、现场作业及监护时,需佩带好个人防护器材(过滤式空气呼 吸器) ; 4、通知相关人员,消防车监护,气防监护; 5、查明原因,控制现场,防止二次爆炸。 六、安全红线:

分享与讨论(作业) :

1、

煤锁超压:

原因: (1) 仪表故障

(2) 操作压力和系统压力过高 (3) YV905 与 YV911 联锁发生故障 措施: (1) 仪表排除故障 (2) 降低气化炉负荷 (3) 恢复联锁 2、 煤锁超温

原因: (1) 阀门不密封包括 YV905、YV910、YV907 (2) 料位测量故障、缺煤 (3) 加煤中断 (4) 煤锁中产生堵塞 (5) 仪表故障 措施: (1) 气化炉降低负荷 (2) 点动上述阀门 (3) 手动加煤 (4) 射线、仪表班排除故障 (5) 排除堵塞 (6) 更换 YV905、YV907 (7) 停车泄压更换 YV910

3、

煤锁堵塞:

原因: (1) 煤粒度大 (2) 有异物 (3) 煤湿、煤斗进水 (4) 煤斗贮煤没有空了 (5) 射线料位故障 措施: (1) 切换到手动加煤 (2) 气化炉根据情况降负荷 (3) 点动 YV909、YV910、YV911 (4) 如果下部堵塞,点动 YV911 无效可以用 YV905 吹扫 (5) 射线班恢复料位信号 (6) T517 H2 时,气化炉停车

相关链接
1 金 仲秋 ,马真安 . 工程 测量 . 北京 :人民 交通出版 社, 2007

本章小结:
1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

第四章 PKM 加压气化炉的操作管理

本章介绍:1、PKM 加压气化炉开车与点火管理 2、PKM 加压气化炉正常运行 3、PKM 加压气化炉停车及特殊操作管理 4、现场管理 5、安全管理

第四章 PKM 加压气化炉的操作管理
一、PKM 加压气化炉开车与点火
气化炉开车操作控制的好坏, 直接关系到正常生产后稳定运行的 周期和气化生产负荷的高低。

二、日常运行 三、气化炉停车及特殊操作 四、现场管理 五、安全生产管理
1、安全生产管理的基本原则 (1)生产必须安全 企业生产的最终目的是造福人民,实现安全 生产、保护劳动者的安全、健康,不仅是我国实现现代化建设的客观 要求,同时也是关心、爱护群众的具体体现。实现安全生产,更有利 于调动职工的积极性, 充分发挥他们的聪明才智, 促进生产力的发展。 (2)安全生产,人人有责 安全生产是一项综合性的工作,必须 贯彻专业管理和群众管理相结合的原则。 一方面充分发挥专职安全管 理人员的骨干作用, 另一方面充分调动和发挥广大职工的安全生产积 极性。实现“全员、全过程、全方位、全天候”的安全管理和监督。 同时还有建立各种安全生产责任制、岗位安全技术操作规程等,加强

思想政治工作和经常性的监督检查。 (3)安全生产、重在预防 这是对安全生产提出的更高层次的要 求。现代化的化工生产及高度发达的科学技术,要求而且能够做到防 患于未然。为此要加强对职工的安全教育和技术培训。组织各种安全 检查,完善各种检测手段,及时发现隐患,防止事故的发生。 2、安全生产的管理措施 (1)严格执行安全生产法律、法规 国家和行业安全监察部门

颁布的安全生产法律、法规标准,如《中华人民共和国安全生产法》 、 《中华人民共和国消防法》 、 《中华人民共和国执业病防治法》 、 《焦化 安全法规》 、 《工业企业煤气安全规程》 、 《化工企业安全卫生设计规定》 《生产设备安全卫生设计总则》 《安全生产四十条禁令》等,各生产 部门一定要严格贯彻执行。

以上内容使用文字格式

案例分析
例 1:E 炉 YV910 阀杆折,点动 YV911 煤喷出,险些伤人 一、事故时间:2010 年 10 月 21 日后夜班 二、事故地点:造气分厂造气车间七楼 E 炉 三、事故经过: 21 日凌晨 0:40 分,造气车间 E 炉煤锁上锥阀 YV910 出现故障信 号,当班人员王英民马上通知当班班长刘志峰去现场确认阀位,告知 开关都到位,点动后充压,但压力不涨,通知车间主任及分厂领导, 经现场确认 YV910 故障,摘完 L406 射源后,检修人员拆料筐手孔, 由于汽大,无法看清阀的情况也无法处理,又将手孔带上,请示停车 泄压后处理, 四点多钟通过 YV914 放空管泄压的气化炉压力已经泄净 了,检修工再次拆开手孔,仍有气,车间主任让中控打开 YV911 将煤 加到气化炉以后,重新点动 YV911,然后再进行处理,此时,从料筐 手孔窜出气流夹带煤块,将七楼东侧的玻璃打碎。 四、事故原因: (一)主要原因: ①炉内没有排料,煤锁有煤,虽无压,但很热,点动煤锁下锥阀 YV911 时,强烈的热气流夹带粉煤从手孔窜出; ②手孔没有及时用螺丝拧紧。 (二)间接原因:

①判断不准,如果直接判断出阀头掉了,就不必拆手孔; ②经验不足,炉内没有排料,虽然无压了,但很热,手孔开着的 时候,不应点动煤锁下锥阀 YV911; ③为了抢进度,对风险评估不够。 五、防范措施 1) 车间开展一次安全学习大讨论,加强对作业现场的风险评估; 2) 加强学习,提高安全意识,真正做到“四懂三会” ; 3) 坚决按照检修规程作业, 不要为了抢进度, 抢时间, 违章作业。 六、事故教训: 此次事故暴露出我们的安全意识不强,风险评估的能力不足,判 断故障的水平欠缺,希望大家在以后的工作中,要认真学习,加强防 范,提高自己的业务水平和安全水平,举一反三、警钟长鸣。此次幸 好没有造成人员伤害,一旦造成事故,后果将极其严重。希望大家引 以为戒,确保生产和检修的绝对安全。 七、安全红线: 严格按照检修规程左右,杜绝违章作业。

分享与讨论(作业) :
(1)煤锁就地检查哪些内容? ①现场压力表功能是否正常;

②检查个阀门、锥阀以及闸阀的密封性; ③检查各阀门、锥阀和闸阀液压缸的活塞杆和密封圈的密封性, 检查填料密封函,阀门法兰密封性; ④阀门的正确位臵 (2)控制室监测内容有哪些? ①P216 指示功能是否正常指示功能是否正常,角阀、锥阀、插 板阀以及料位显示功能是否正常; ②监测加煤过程是否正常; ③液压油压力 P2201; ④润滑泵 NBA975、NBA976 每小时 2 分钟; ⑤加煤筐吹扫氮气 F001 是否正常; ⑥监测煤样灰分仪是否正常(A840-1、A840-2) 。 (3)煤锁泄压困难原因? ①仪表显示故障,指示不准; ②蒸汽吹扫阀 YV905 内漏; ③煤锁充压阀 YV908 内漏 ④煤锁下锥阀 YV911 不密封。

相关链接
1 金 仲秋 ,马真安 . 工程 测量 . 北京 :人民 交通出版 社, 2007

本章小结:
1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

附:
一、题库
1、 计算机加煤故障

原因: (1) 阀门不密封 (2) 液压装臵故障 (3) 电磁阀失灵 (4) 断电 (5) 限位开关损坏 措施: (1) 奇幻到手动加煤 (2) 仪表班、液压班排除故障 (3) 气化炉降低负荷 (4) 出现紧急停车报警时气化炉自动或手动停车 2、 供煤中断现象

(1) 煤锁中为最低料位 (2) L406 不出现、L407、L408 不消失 (3) L406 与 L408 间隔时间太长 (4) T507、T508H (5) T517H

3、

液压装臵故障:P2201L

原因: (1) 系统不密封 (2) 液压装臵故障 (3) 工作缸损坏 电气自控故障 现象: (1) 没有光信号 (2) 指示不正常 (3) 测量仪器故障 原因: (1) 断电 (2) 信号灯损坏 (3) 脉冲管线堵塞 (4) 自控仪器损坏 4、 在哪些情况下,只能由现场进行加煤?

(1) 磁铁失灵 (2) 继电器粘差或者断电 (3) 某个阀门或锥阀没达到终端位臵 (4) 在 29.25m 平台上进行焊接工作 (5) 加煤液压系统出现故障

(6) 现场有煤气 5、 ① YV911/YV910 阀如何试漏? ② FV154 换线、阀盖换垫、换填料如何具备条件? ① 如何投 YV905 吹扫蒸汽管线? ② 煤锁阀无法动作,什么原因? (1) 断电 (2)液压故障 ③ YV909~YV911 故障信号,什么原因? (1) 信号挡板掉、松动、信号过头 (2) 限位开关坏 (3) 线短路 (4) 电磁换向阀烧 (5) 有异物犯卡 ④ YV905、YV907、YV908 打不开,或关不上,或关不严?什么原因? (1) 液压故障,液压管线截止阀未开,换向阀的弹簧卡住 (2) 电磁换向阀坏 (3) 仪表故障 (4) 联锁原因 ⑤ 加煤不正常,原因? (1) 膨料 (2) 异物、进水、粒度大

(3) 缺煤

P216

(4) 射线料位故障 (5) 其他故障 阀头掉、监测不认真

⑥ 煤锁加煤慢,原因? 粒度大(YV909 开关正常,YV910 开关有时不正常)? ⑦ 开 YV908,充不上压,开 YV907,P216 无变化? ⑧ YV905 开不开,YV905 吹扫时,T505 无变化? ⑨ YV911 没关严,煤锁泄压,有什么现象?

①煤锁就地监测需进行哪些检查? ②控制室监测煤锁哪些内容? ③煤锁泄压困难的原因? ④煤锁超压的原因? ⑤煤锁超温的原因? ⑥煤锁堵塞的原因? ⑦供煤中断现象? ⑧YV911/YV910 阀如何试漏? ⑨YV911 没关严,煤锁泄压,有什么现象?

二、案例及日常故障分析


相关文章:
基于煤原料的加压气化制粗煤气分析
本文以基于煤 原料的 PKM 炉(即固定层加压气化炉)以及 GSP 炉(即气流床加压气化炉)为 例进行比较分析, 对两种气化法的气化过程和出口气体成分以及其它相关工艺...
关于气化炉事故问题探讨
本文中主要介绍的 PKM 加压气化采用自热式,逆流移动床原理在压力下进 行气化。 煤加压气化采用自热式, 逆流移动床生产工艺,是一个在高温高压下进行的 复杂多相...
少儿英语
PKM 加压气化采用自热式,逆流移动床原理在压力下进行气化。 采用长焰煤为原料,在气化炉内,原料煤在操作压力为 2.8Mpa (表)下进行气化,气化剂为水蒸汽和氧气。...
煤气部分氧化法制防止析碳反应的探讨
关键词 部分氧化;析碳;甲烷 中图分类号 tq223 (2010)32-0086-01 0 引言 中煤龙化化工公司(哈尔滨气化厂)是依托于原民主德国的 pkm 加压气化技术,以依兰长焰...
硫化氢项目及相关工作建议
(原哈尔滨气化厂)是以块煤为原料,采用 PKM 加压气化技术制取粗煤气, 粗煤气经...(或春节前后) 开展技术培训; 2009 年 3 月设备安装, 2009 年 6 月投料...
GSP
气化原 料是德国东部的褐煤,产品煤气与其它 24 台固定床加压气化炉(PKM)生产的煤气用作城 市煤气。 1990 年, 到 东西德合并后, 城市煤气被改用天然气, PKM...
煤气部分氧化法制防止析碳反应的探讨
关键词 部分氧化;析碳;甲烷 0 引言 中煤龙化化工公司(哈尔滨气化厂)是依托于原民主德国的 PKM 加压气化 技术,以依兰长焰煤为原料,为哈尔滨市生产城市煤气并联产...
安全风险知识考试题
( 27、脱硫工段主要脱除无机硫硫能使催化剂活跃。( ) )) 28、气化分厂造气车间作用采用原民主德国 PKM 加压气化工艺生产粗煤气。 ( 29、水气分厂只负责处理全...
更多相关标签:
航天粉煤加压气化技术 | 航天粉煤加压气化炉 | 鲁奇加压气化基本原理 | 粉煤加压气化技术 | 水煤浆加压气化 | 鲁奇加压气化炉 | 碎煤加压气化 | 加压气化 |