固定床纯氧加压连续气化工艺简述

固定床纯氧加压气化工艺简介

     固定床纯氧加压气化炉压力应控制在0.08~0.098MPa之间，炉内气速与常规气化炉相同时，按制气阶段相比，连续制气可增加2倍左右发气量。相比传统工艺，有两个变化，一是取消湿式气柜，二是脱硫工段由常压操作，改为有压操作，出脱硫工段的粗CO气压力可达到0.05~0.06MPa之间，使得设备直径减少，可满足压缩机入口压力要求，因此可省掉罗兹风机。

固定床纯氧加压气化制合成气工艺简介

 1、造气工段

自空分来的纯度≥99.6%（或由变压吸附制氧来的纯度93%氧气）、压力0.3~0.25MPa左右的O2通过管道送至造气工段。经比值调节O2及过热蒸汽流量，按一定比例混合后从煤气炉下部进入造气炉。

25~35毫米粒径的焦炭或优质无烟煤，经自动加焦机自炉顶按一定时间间隔间歇、批次加入。在入炉管设置一道焦炭隔离插板阀（靠近加焦机侧）、一道气封阀（靠近炉顶，耐压，耐高温，密封性能优良的闸阀），两道阀之间设检查孔并采用CO2吹扫，吹扫气放空；

气化炉采用直壁全夹套，副产1.1MPa过热蒸汽，控制气化炉顶部出气温度430~460℃。

气化炉大法兰面之间采用特制的密封结构，防止漏气；

在气化炉出灰口至灰斗之间设置两道密封阀 ，一道灰渣隔离插板阀（靠近出灰口侧）、一道气封阀（耐压，靠近灰斗，垂直管道上，密封性能优良的闸阀），两道阀之间设检查孔并采用CO2吹扫，吹扫气放空；灰斗底部结构不变。

O2与过热蒸汽的混合气预热至70℃入炉，与气化层中炽热的焦炭发生反应，得到CO含量37％，H2含量43%左右的水煤气自炉上部管道引出，水煤气从切线方向进入旋风除尘器，将夹带的大颗粒粉尘脱除。

气相从旋风分离器上部管道输出，进入废热锅炉对水煤气的热量进行回收。

造气炉水夹套所产生的蒸汽经上升管进入夹套汽包进行热量回收，再经管道和压力调节系统调节压力后输出所产生的蒸汽与废热锅炉付产蒸汽汇合除一部分自用外，剩余的并入低压蒸汽管网。

通过废热锅炉热量回收后的水煤气进入洗气塔采用37℃的造气循化水洗涤，降温除尘，温度降至45℃以下经缓冲罐送入脱硫脱硫工段。洗气塔循环水出水设置调节阀控制液位，回水经地沟自流至造气污水处理工段。 

2、脱硫工段

气体流程：来自造气的水煤气进一级电除焦油器，除去部分焦油及粉尘后，进入洗涤冷却塔与造气循环水上水接触洗涤除油、除尘，再进入脱硫塔底部与脱硫贫液逆流接触，脱除气体中的硫化氢，使气体出口的硫化氢含量控制在120~150mg/Nm3以下，脱硫塔出口的气体经清洗塔，再至气液分离器除去气体中夹带的水滴，进二级电除焦油器，除去剩余焦油及粉尘后，然后送往压缩工段。

液体流程：脱硫塔底部出来的富液，经过调节阀控制液位用泵送至富液槽，由富液泵增压后送往脱硫再生槽，经脱硫再生喷射器自吸空气后的富液在再生槽内进行氧化还原反应。再生后的贫液经液位调节器至贫液槽，贫液槽出口的贫液由贫液泵打至脱硫塔循环使用。脱硫再生槽浮选出来的硫泡沫进入硫膏池，上部硫膏定期由泵送入融硫釜，采用低压蒸汽加热，副产含量96%以上的硫磺块。

3、压缩工段

固定床制气产生的粗CO气，虽经两级水洗、两级电尘处理，脱硫后的气体仍然较脏，会造成活塞式压缩机连续运行时间达不到8000小时，需考虑备机。

目前在焦炉气、半水煤气、水煤气等行业，采用螺杆式压缩机，单机配置，年运行时间可保证8000小时以上。

本工艺采用螺杆式压缩机。压缩机进口压力控制在0.05MPa，出口压力控制在0.65~0.8MPa之间。

4、变换工段

压缩机出口气进入变换工段，变换工艺建议选用全低变部分变换工艺，根据工艺需要调节变换率，控制氢气、一氧化碳配比。

本工艺为防止钴钼系催化剂反硫化，系统进口硫化氢含量可控制到150mg左右，同时蒸汽消耗比中低变工艺低。

4、PSA脱碳工段

变换工段出口气进入PSA脱碳工段，采用对CO2、N2、CO、CH4具有较强的吸附能力的专用吸附剂，该吸附剂对变换气中各组分的吸附能力依次为CO2>CO>CH4>N2＞H2。当变换气在一定压力下通过吸附床层时，吸附剂首先吸附CO2，其次是吸附CO、N2和CH4，而难吸附组分H2气从吸附塔出口端排出，作为净化气产品一输出。在吸附床降压过程中，残留在吸附床内的少量H2、N2和大量CO、CH4随之排出，然后在吸附塔入口端用真空泵将CO2等抽出可以作为产品二输出或送造气工段，同时使吸附剂获得再生。

含量99%以上的CO气和H2经压缩机加压送往用户。

CO2及杂质气经压缩机加压，送回造气做气化剂。

注意:CO2做气化剂，同时和C反应，生成CO，因此需外界补充一部分CO2。

6、精脱硫

PSA脱碳具有60%的脱硫能力，粗CO气经脱碳后，总硫中硫化氢预计5~6PPm。

采用“氧化锌、活性炭”工艺，对脱碳气进行脱硫、脱氯，保证精脱硫出口气中总硫、总氯均小于0.05PPM，O2小于1PPM。

二、固定床加压气化制氢气工艺简介

除变换外，其他岗位与制合成气工艺相同。变换为全部变换工艺，在该工序CO全部转换成氢气，通后续PSA工序脱除CO2，并经过精脱硫后制得99.9%的合格氢气。

山东祥友化工机械有限公司