人工制气厂站设计规范 [附条文说明] GB51208-2016 建标库

7.3  压力气化煤气净化

7.3.1  当采用碎煤加压气化生产人工煤气时,其净化工艺可选取物理吸收和化学吸收法脱硫、脱碳。目前国内碎煤加压气化配套的净化工艺大都采用物理吸收法——低温甲醇洗净化工艺,很少采用化学吸收法(NHD、MEDA等)。

7.3.2  碎煤加压气化配套的低温甲醇洗净化工艺一般采用9塔流程。碎煤加压气化生产的煤气中含有石脑油,在净化工段都设有预洗装置及石脑油回收装置,流程较长。

7.3.3  城市煤气其特点是连续稳定,因此净化装置一般要设置双系列,以便于一个系列停车检修时,另一个系列仍然能提供稳定的城市煤气。

7.3.4  低温甲醇洗冷量的补充一般选取氨制冷,其廉价易得,单位制冷量大。

7.3.5  城市煤气对一氧化碳的含量有一定的要求,而碎煤加压气化生产的煤气中一氧化碳的含量比较高,在净化工段脱除二氧化碳后,一氧化碳的含量会更高,因此在煤气进入净化工段前要进行变换,以降低产品气中的一氧化碳的含量。碎煤加压气化生产的煤气中含有少量的氨,氨的存在对低温甲醇洗的操作是不利的,因此在煤气进入低温甲醇洗前设置洗氨塔,将煤气中的氨用脱盐水洗掉。

7.3.6  本条规定了低温甲醇洗煤气冷却系统的设计要求。

    1  煤气从变换工段送来含有饱和水,煤气在冷却过程中会产生冷凝液,同时煤气中的一些重组分也会冷凝下来。冷却到5℃~8℃时,将煤气中的冷凝液分离出来,避免堵塞管道和换热器。

    2  煤气继续冷却时,需向煤气中喷入甲醇,防止管路和换热器结冰。

    3  进入脱硫塔的气体温度低一些比较好,有利于脱硫。义马气化厂的入塔气体温度为—32℃。

7.3.7  本条规定了低温甲醇洗工艺煤气脱硫、脱碳系统的设计要求。

    1  由于碎煤加压气化中含有石脑油,如果石脑油进入甲醇循环液系统,会污染甲醇,严重影响甲醇的吸收能力,因此脱硫塔要求设置预洗段。

    2  脱硫塔的空塔气速宜控制在0.18m/s~0.25m/s,实践证明是合理可行的。脱硫塔出口硫含量越低越好,但从长期运行来看,宜控制在5ppm以下。硫含量过高会导致脱碳溶液的污染,从而引起煤气中硫的超标;要求过于严格,则能耗会加大。

    3  大量的二氧化碳在脱碳塔下段已经被脱出,上段无论是气体还是液体都发生了很大的变化,因此宜采用变径设计,以节省投资。在一定压力下,二氧化碳在甲醇中的溶解度随着温度升高而降低的。甲醇溶解二氧化碳的同时放热,导致甲醇溶液的温度不断的升高,从而使甲醇的溶解度降低,因此脱碳塔宜在适当的塔板上向系统补入冷量,降低吸收液的温度,增加推动力,更加有利于二氧化碳的脱除。

    4  脱碳塔的空塔气速宜控制在0.15m/s~0.22m/s,实践证明是合理可行的。城市煤气对产品气中的二氧化碳含量没有特别的说明,但是对煤气热值有一定的要求,因此要将煤气中的二氧化碳脱除,一般二氧化碳控制在1%~2%左右比较经济合理。

7.3.8  本条规定了低温甲醇洗再生系统的设计要求。

    1  脱碳富液的闪蒸采用逐级减压闪蒸,压差不宜过大,最后一段宜采用氮气气提,以降低二氧化碳分压,使溶液再生更加彻底。

    2  三段塔顶要喷入脱碳再生液来洗涤吸收闪蒸出来的硫化氢,使气提段出口气体中的硫化氢含量不超过20ppm。

    3  闪蒸气温度是很低的,为了节约能源,闪蒸气宜充分换热回收冷量。

    4  目前国内的甲醇热再生塔多采用浮阀塔板。

    5  硫回收采用部分燃烧法生产硫黄时,其对酸性气浓度有一定的要求,一般宜大于30%,过低不利于燃烧。

7.3.9  本条规定了低温甲醇洗工艺预洗甲醇再生系统的设计要求。

    1  二氧化碳尾气洗涤塔液量小,气量大,且塔径较大,不利于液体的分布,因此宜采用环形流。

    2  二氧化碳尾气洗涤塔其目的是回收排放气中的甲醇,甲醇水互溶,且易分离,因此采用脱盐水洗涤。

    3  利用甲醇水互溶的特性,用洗涤水作为萃取剂,和预洗液充分混合,将甲醇和石脑油分离。

    4  甲醇精馏的塔釜废水甲醇含量不宜超过100ppm,过高不仅甲醇损失较多,且水处理难度加大。塔顶产品是要返回系统循环使用的,含水量高会导致整个系统甲醇含水量的升高,不利于脱硫脱碳。因此塔顶产品中水含量不宜过高,宜控制在0.25%以下。