./WORD格式下載可編輯中國化學(xué)工程股份有限公司煤氣化方案比選專題目錄1、概述1.1比選依據(jù)1.2比選基準(zhǔn)1.3比選范圍2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1原料煤、燃料煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)2.2煤種煤質(zhì)特點(diǎn)3、煤質(zhì)適用性分析與比較4、四種煤氣化工藝分析與比較4.1GSP氣化工藝4.2MK+氣化工藝〔MK4氣化工藝4.3碎煤氣化工藝4.4GSP氣化技術(shù)特點(diǎn)4.5三種固定床氣化技術(shù)的特點(diǎn)4.6四種氣化工藝主要參數(shù)比較5、四種氣化工藝方案全流程分析與比較5.1GSP氣化方案5.2MK+氣化〔MK4氣化方案5.3碎煤氣化方案5.4四種氣化方案全流程主要參數(shù)比較6、四種氣化工藝投資及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比較6.1四種氣化工藝投資比較6.2四種氣化工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較7、四種氣化工藝環(huán)保符合特性分析與比較7.1四種氣化工藝的污水差異7.2四種氣化工藝污水處理方案7.3四種氣化爐污水處理及回用處理規(guī)模及投資〔含蒸發(fā)結(jié)晶7.4四種氣化工藝的氣體排放8、四種氣化工藝成熟度可靠性分析與比較8.1GSP氣化工藝成熟可靠性8.2MK4氣化技術(shù)成熟可靠性8.3碎煤氣化技術(shù)成熟可靠性8.4MK＋氣化技術(shù)成熟可靠性9、四種氣化工藝國產(chǎn)化程度分析與比較9.1GSP氣化工藝國產(chǎn)化程度9.2MK4氣化工藝國產(chǎn)化程度9.3碎煤氣化工藝國產(chǎn)化程度9.4MK＋氣化工藝國產(chǎn)化程度10、四種氣化工藝大件設(shè)備制造和運(yùn)輸分析與比較11、四種氣化工藝的風(fēng)險(xiǎn)分析與比較11.1GSP氣化工藝的風(fēng)險(xiǎn)分析11.2MK4氣化工藝的風(fēng)險(xiǎn)分析11.3碎煤氣化工藝的風(fēng)險(xiǎn)分析11.4MK＋氣化工藝的風(fēng)險(xiǎn)分析12、能效指標(biāo)比較13、綜合比較14、附件1、概述中國電力投資集團(tuán)公司〔以下簡稱中電投擬在新疆伊犁建設(shè)煤制天然氣項(xiàng)目。利用當(dāng)?shù)刎S富的煤炭資源生產(chǎn)的天然氣通過西氣東輸三線輸送到目標(biāo)市場。廠址位于伊犁霍城縣湯姆布拉克,在霍城縣東北6.1km、伊寧市西北36km處的黃土平原區(qū)。中電投霍城60億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目可行性研究報(bào)告于2012年4月經(jīng)過石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院組織項(xiàng)目審查；2012年5月申報(bào)國家發(fā)改委路條；2013年3月獲得國家能源局路條批準(zhǔn)開展前期工作的涵。煤氣化是煤制天然氣的核心技術(shù),為了確保該技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性,受中電投委托,中國化學(xué)工程股份有限公司牽頭組織專家,對項(xiàng)目40億立方米/年煤制氣規(guī)模的煤氣化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的比選分析論證。比選的煤氣化技術(shù)范疇主要針對GSP粉煤加壓氣化〔簡稱GSP氣化、魯奇Mk+加壓氣化〔簡稱MK+氣化、魯奇MK4加壓氣化〔簡稱MK4氣化和國內(nèi)碎煤加壓氣化〔簡稱碎煤氣化四種煤氣化工藝技術(shù)。比選內(nèi)容包括全廠生產(chǎn)運(yùn)營成本、環(huán)保符合特性、投資和經(jīng)濟(jì)效益情況、技術(shù)成熟可靠性、國產(chǎn)化程度等內(nèi)容。其中項(xiàng)目全生命周期的持續(xù)盈利能力即生產(chǎn)運(yùn)營成本以及項(xiàng)目環(huán)保的約束力是中電投關(guān)注的重點(diǎn)。另外GSP氣化規(guī)模減半方案,即20億立方米/年煤制天然氣粉煤加壓氣化方案〔簡稱GSP氣化20億；GSP氣化、MK+氣化、MK4氣化和碎煤氣化四種氣化技術(shù)中的超臨界發(fā)電機(jī)組按一機(jī)進(jìn)行了投資、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益核算,分別簡稱GSP氣化一機(jī)、MK+氣化一機(jī)、MK4氣化一機(jī)和碎煤氣化一機(jī)進(jìn)行分析比較,這五種方案的比較放在附錄中,供參考。1.1比選依據(jù)⑴《中電投霍城煤制氣項(xiàng)目氣化工藝技術(shù)路線比選工作安排》；⑵中電投集團(tuán)對新疆霍城煤制天然氣項(xiàng)目氣化技術(shù)方案比選的要求；⑶中電投新疆能源有限公司提供的有關(guān)項(xiàng)目基礎(chǔ)資料；⑷中電投新疆能源有限公司提供的有關(guān)項(xiàng)目邊界條件；⑸中國化學(xué)工程股份有限公司與中電投集團(tuán)簽訂的新疆霍城煤制天然氣項(xiàng)目氣化技術(shù)方案比選的會(huì)議紀(jì)要；⑹東華工程科技股份有限公司編制的《中電投霍城60億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目》技術(shù)方案；⑺賽鼎工程有限公司編制的《中電投霍城40億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目》技術(shù)方案；⑻西門子公司提供本項(xiàng)目GSP氣化裝置有關(guān)設(shè)計(jì)資料；⑼魯奇公司提供本項(xiàng)目MK+氣化裝置有關(guān)設(shè)計(jì)資料；⑽國產(chǎn)碎煤加壓氣化技術(shù)參考國內(nèi)同類項(xiàng)目有關(guān)數(shù)據(jù)；⑾國家發(fā)改委對本項(xiàng)目允許開展前期工作的批文。1.2比選基準(zhǔn)⑴比選氣化成品：40億Nm3/a煤制天然氣<含副產(chǎn)品>;⑵年操作時(shí)間：年操作時(shí)間8000h,50萬Nm3/h；⑶煤制天然氣產(chǎn)品配2臺(tái)350MW超臨界發(fā)電機(jī)組外送電力產(chǎn)品；⑷廠外工程配置及投資估算費(fèi)用基本一致原則；⑸服務(wù)性工程配置及投資估算費(fèi)用基本一致原則；⑹全廠工藝流程采用與煤氣化工藝相適應(yīng)的后續(xù)配套工藝技術(shù)基本一致原則；⑺全廠公用工程采用與全廠工藝相適應(yīng)的公用工程配套設(shè)施基本一致原則；⑻四種氣化〔氣化工藝除外項(xiàng)目盡量考慮國產(chǎn)化基本一致原則；⑼項(xiàng)目概算考慮范圍、環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)等參照項(xiàng)目可行性研究報(bào)告；⑽為了體現(xiàn)客觀公正原則,本專題將不同方案在統(tǒng)一基準(zhǔn)下進(jìn)行投資估算,得出不同方案的投資。本專題投資估算的結(jié)果僅用于不同方案之間的相對比較,不作為項(xiàng)目建設(shè)投資估算的依據(jù)。1.3比選范圍⑴比選四種氣化工藝配四種方案為：GSP氣化、MK+氣化、MK4氣化和碎煤氣化.⑵附錄中比選四種氣化工藝,配五種方案為：采用1×350MW超臨界發(fā)電機(jī)組；GSP氣化一機(jī)、MK+氣化一機(jī)、MK4氣化一機(jī)和碎煤氣化一機(jī)；GSP氣化40億Nm3/a和GSP氣化20億Nm3/a。⑶四種氣化工藝方案特性比較；氣化工藝全流程環(huán)保特性比較；氣化工藝能耗特性比較；氣化工藝氣流程投資比較；氣化工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；氣化工藝綜合參數(shù)比較等內(nèi)容。⑷投資估算范圍包括：氣化裝置、凈化裝置、甲烷化裝置、空分裝置等主要生產(chǎn)裝置以及公用工程、輔助生產(chǎn)設(shè)施和廠前區(qū)。廠外工程部分主要是考慮廠外渣場、廢水暫存池、廠外供水管線、廠外輸煤棧橋、廠外輸氣支線、危廢暫存場、廠外供電及電信和廠外道路。按一致性原則,40億立方米/年煤制天然氣方案中的服務(wù)性工程：包括廠前區(qū)辦公樓、倒班宿舍、食堂、職工培訓(xùn)樓、換熱站及水泵房、配電室及停車場等；廠外工程：輸氣支線、廠外道路、供水管線、廠外供電及電信。20億規(guī)模氣化方案中的服務(wù)性工程按0.93億元計(jì)取,廠外工程按5.75億元計(jì)取,其包括內(nèi)容基本一樣。2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1原料煤、燃料煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)本項(xiàng)目采用伊寧礦區(qū)北區(qū)西部霍城煤,根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院對代表性煤樣的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見下表。表1原料煤、燃料煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)煤質(zhì)數(shù)據(jù)指標(biāo)工業(yè)分析,%MtMadAdVdVdafFCd數(shù)值20.012.012.036.040.052.0變化范圍20.0±6.012.0±6.012.0±6.036.0±3.040.0±3.052.0±4.0指標(biāo)元素分析,%全硫,%CdafHdafNdafOdafSdafSt,d數(shù)值77.04.51.3516.50.650.6變化范圍77.0±1.04.5±0.51.35±0.116.5±2.00.65±0.20.6±0.3指標(biāo)煤中微量及有害元素Asd,g/gFd,g/gCld,%Pd,%Hgd,ng/g數(shù)值31000.0600.04030變化范圍3±2100±500.060±0.0300.040±0.01030±20工藝性質(zhì)數(shù)據(jù)指標(biāo)煤灰成分,%SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OSO3P2O5數(shù)值43.015.011.01.011.04.00.73.05.01.0變化范圍43.0±12.015.0±8.011.0±6.01.0±0.311.0±8.04.0±4.00.7±0.23.0±2.05.0±3.01.0±0.5指標(biāo)煤灰熔融性溫度,℃變形溫度,DT軟化溫度,ST半球溫度,HT流動(dòng)溫度,FT數(shù)值1200124012601280變化范圍1200±801240±801260±801280±80指標(biāo)煤灰粘度,Pa.s1200121111數(shù)值18014010060405變化范圍180±150140±120100±10060±6040±405±5指標(biāo)煤對二氧化碳反應(yīng)性,α,%800850900950100010501100數(shù)值25.045.070.080.090.095.098.0變化范圍25.0±10.045.0±10.070.0±10.080.0±10.090.0±10.095.0±5.098.0±2.0指標(biāo)格金,%熱穩(wěn)定性,%WateradTar,adCRad焦型TS+6TS3-6TS-3數(shù)值15.07.068.0B~C55.035.010.0變化范圍15.0±2.07.0±2.068.0±2.055.0±10.035.0±8.010.0±2.0指標(biāo)結(jié)渣性,%發(fā)熱量,MJ/kg可磨指數(shù)落下強(qiáng)度,%0.1m/s0.2m/s0.3m/sQgr,dQnet,arHGISS數(shù)值20.030.060.027.519.06585.0變化范圍20.0±12.030.0±12.060.0±12.027.5±4.019.0±5.065±2085.0±10.02.2煤種煤質(zhì)特點(diǎn)本項(xiàng)目采用的伊寧礦區(qū)北區(qū)西部霍城煤,根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院對代表性煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析表明,該煤以低變質(zhì)長焰煤為主,收到基水含量〔Mt20.0±6.0較高,內(nèi)水分含量〔Mad12.0±6.0%、揮發(fā)份〔Vdaf40.0±3.0%較高,灰分〔Ad12.0±6.0%、硫分〔St,d0.6±0.3以及發(fā)熱量〔Qnet,ar19.0±5.0MJ/kg較低,灰熔點(diǎn)〔DT1200±80℃,ST1240±80℃,HT1260±80℃,1280±80℃較低,可磨性中等〔HGI65±20,熱穩(wěn)定性低〔3、煤質(zhì)適用性分析與比較不同的氣化工藝技術(shù)對原料煤煤質(zhì)有著不同的要求,煤質(zhì)的適用性決定著氣化工藝路線選擇的合理性。本次煤種煤質(zhì)適用性分析主要針對GSP氣化、MK+氣化、MK4氣化和碎煤氣化四種氣化技術(shù)。由霍城煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)表明該煤以低變質(zhì)長焰煤為主,主要有以下特點(diǎn)：低位發(fā)熱量偏低〔19.0±5.0MJ/kg,所選氣化工藝的煤耗會(huì)稍偏高；收到基含水量<20.0±6.0wt%>、內(nèi)水分含量較高<12.0±6.0wt%>,消耗氧量會(huì)偏高；硫含量較低〔0.6±0.3%,硫回收及脫硫脫碳裝置負(fù)荷小,能耗低；灰熔點(diǎn)較低〔DT1200±80、ST1240±80、HT1260±80、FT1280±80,氣化氧耗低?；以恼硿靥匦暂^好,1400℃表2GSP氣化技術(shù)對煤質(zhì)的適應(yīng)性分析GSP氣化對原料煤的要求對應(yīng)項(xiàng)目煤質(zhì)情況灰熔點(diǎn)低于1450FT=1280±80,整體灰熔融性溫度不高灰分不低于2%,經(jīng)濟(jì)的灰分含量不高于20%Ad=12.0±6.0,整體為特低灰~低灰煤的可磨性越高越經(jīng)濟(jì)HGI=65,中等可磨需對煤進(jìn)行干燥,根據(jù)煤質(zhì)不同控制入爐煤水分為2%~12%Mt=20.0±6.0,磨煤同時(shí)進(jìn)行干燥即可表3三種固定床氣化技術(shù)〔MK+氣化、MK4氣化和碎煤氣化對煤質(zhì)的適應(yīng)性分析固定床氣化對原料煤的要求對應(yīng)項(xiàng)目煤質(zhì)情況5~50mm粒度塊煤率30%~60%,需對部分粉煤進(jìn)行成型。氧化氛下ST大于1200DT：1200℃,ST：1240℃,熔融性溫度間差較小,操作要要求非強(qiáng)粘結(jié)性暫無分析,初步判斷粘結(jié)性不強(qiáng)良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性平均熱穩(wěn)定性TS+6=55%基本滿足要求,但占全區(qū)煤量81.9%的主采煤層煤熱穩(wěn)定性較差；抗碎強(qiáng)度SS=85.0%滿足要求水和灰的總和低于55%Mt=20.0±6.0,Ad=12.0±6.0,水和灰的總和滿足霍城煤制天然氣項(xiàng)目煤炭資源開采情況見下表：表4中電投新疆霍城煤炭資源開采統(tǒng)計(jì)礦井建設(shè)規(guī)模單位肖爾布拉克西礦井600萬噸/年界梁子南礦井240萬噸/年界梁子北礦井240萬噸/年南臺(tái)子礦井800萬噸/年肖爾布拉克礦井600萬噸/年合計(jì)2480萬噸/年礦井生產(chǎn)的煤炭按50%塊煤和50%粉煤計(jì)算,則四種技術(shù)方案對煤炭資源的利用情況如下：表5四種技術(shù)方案的煤炭資源利用分析序號項(xiàng)目單位GSP氣化MK+氣化碎煤氣化MK4氣化1原料煤消耗萬t/a11811063.51145.21145.22燃料煤消耗萬t/a286.3481.85805803總煤耗萬t/a1467.31545.31725.21725.24剩余塊煤1012.7176.594.894.85剩余粉煤0758.2660.0660.0對GSP氣化基本不受該煤種特性的影響,且原料煤的灰分較低、灰熔點(diǎn)較低、可磨性較好,對煤質(zhì)的適應(yīng)性較好。對常壓固定床氣化,熱穩(wěn)定性是有要求的,指標(biāo)＞60％〔TS+6為55.0±10.0%,此種熱穩(wěn)定性對固定床加壓氣化要摸索操作條件,積累經(jīng)驗(yàn)；對煤灰熔融性軟化溫度也是有要求的。國外魯奇爐要求煤灰熔融性軟化溫度ST＞1200℃,而國內(nèi)碎煤氣化要求ST＞1150℃,該煤種的煤灰熔融性溫度間差較小,整體較低〔1240＋80℃,但基本能滿足魯奇爐要求?？紤]到煤灰熔點(diǎn)較低,在運(yùn)行中要適當(dāng)調(diào)整汽氧比,在滿足干法排渣的需求前提下,選擇合適的氣化爐溫非常重要；伊寧礦區(qū)北區(qū)西部霍城煤礦開采的煤礦,目前不能保證原料煤塊煤和粉煤的比例正好符合固定床對塊煤和鍋爐對粉煤的需求4、四種煤氣化工藝分析與比較4.1GSP氣化工藝GSP氣化工藝于1975年由前民主德國GDR燃料研究所開發(fā),1984年在德國黑水泵市Laubag建成第一套200MW的商業(yè)裝置,用于生產(chǎn)甲醇和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,投煤量720噸/日,屬氣流床加壓氣化技術(shù)。該技術(shù)已被德國西門子收購,成為西門子德國燃料氣化技術(shù)有限公司。該技術(shù)采用干煤粉進(jìn)料,合成氣全激冷流程。設(shè)有原料煤粉制備、粉煤密相輸送系統(tǒng)、氣化反應(yīng)系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、粗合成氣處理系統(tǒng)和黑水處理系統(tǒng)等工序。目前國內(nèi)已建成的氣化爐投煤量為2000t/d,在神華寧煤煤制烯烴項(xiàng)目中應(yīng)用。GSP氣化對原料煤適應(yīng)性較寬,石油焦、氣煤、煙煤、無煙煤、焦炭、軟硬褐煤以及市政垃圾等均能用作氣化原料。氣化溫度可達(dá)1400℃,采用全激冷流程。有效氣體CO+H2GSP氣化爐主要特點(diǎn)：組合式氣化噴嘴、氣化爐上部為反應(yīng)室、下部為激冷室,合成氣下行；激冷室若干激冷水噴頭,噴水激冷降溫、合成氣驟冷至220℃4.2MK+氣化工藝〔MK4氣化工藝魯奇公司推出的第四代FBDB氣化爐MK+。MK+氣化以增加氣化爐生產(chǎn)能力<為MK4的兩倍>；提高設(shè)計(jì)壓力到6.0MPa.G,以保證氣化過程更好的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)控制與此開發(fā)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)。在更高壓力下,MK+主要改進(jìn)項(xiàng)目：煤鎖、氣化爐、灰鎖系統(tǒng)、洗滌冷卻器、廢熱鍋爐、下游冷卻系統(tǒng)等。最顯著的改進(jìn)為；采用雙煤鎖、使用氣化爐緩沖容積,實(shí)現(xiàn)煤鎖全面控制；增加床層高度,改進(jìn)氣化爐內(nèi)件<包括爐箅、波斯曼套筒、粗合成氣出口、內(nèi)夾套>,以及魯奇專有的煤分布器和攪拌器。魯奇氣化爐MK+和MK4區(qū)別見下表。表6魯奇氣化爐MK+和M4主要參數(shù)比較序號項(xiàng)目MK4MK+1設(shè)計(jì)壓力/MPa.G4.06.02外徑/m4.135.053總高/m12.517.04最大氣體負(fù)荷/Nm3/h干氣600001200005合成氣中甲烷〔每噸干燥無灰基煤,%1001206氧耗〔每噸干燥無灰基煤>,%100917蒸汽消耗〔每噸干燥無灰基煤>,%100928煤氣水量〔每噸干燥無灰基煤,%100859焦油較高較低10輕油較低較高11石腦油較低較高12SNG理論當(dāng)量CH4+<H2+CO>/4較低較高4.3碎煤氣化工藝中國從上世紀(jì)50年代開始研究碎煤加壓氣化工藝。60年代初,在東北煤氣化研究所建了一套工業(yè)試驗(yàn)裝置,對沈北褐煤等煤種進(jìn)行了氣化試驗(yàn),取得了一套完整數(shù)據(jù)。80年代初,中國煤炭科學(xué)研究院又建了一套試驗(yàn)裝置,對XX長焰煤、龍口褐煤及蔚縣煙煤等煤種的試燒?；趪鴥?nèi)對碎煤加壓氣化工藝的研究成果,并結(jié)合引進(jìn)魯奇爐的經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了國產(chǎn)碎煤加壓氣化爐。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國內(nèi)設(shè)計(jì)完成的國產(chǎn)碎煤加壓氣化爐〔相當(dāng)于M4衍生型氣化爐已超過150臺(tái),這些氣化爐主要用于煤制天然氣、煤制合成油等項(xiàng)目。國內(nèi)碎煤加壓氣化工藝采用的是國內(nèi)開發(fā)的酚回收、氨回收和水處理技術(shù)。從目前投產(chǎn)的項(xiàng)目來看,在建項(xiàng)目的廢水處理效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。碎煤氣化爐主要特點(diǎn)：需使用弱黏結(jié)性煤,特別是褐煤等劣質(zhì)煤、需較高的灰熔點(diǎn)、塊煤粒度為5－50mm,固態(tài)排渣、煤與氣化劑逆向流動(dòng)、甲烷含量為8－12％、￠3800爐子、單爐最大投煤量為950t/d,副產(chǎn)一定量的焦油、酚、氨初級副產(chǎn)品。4.4GSP氣化技術(shù)特點(diǎn)GSP氣化主要優(yōu)點(diǎn)如下：⑴煤種適應(yīng)性強(qiáng)：該技術(shù)采用干煤粉作氣化原料,不受成漿性的影響；由于氣化溫度高,可以氣化高灰熔點(diǎn)的煤,故對煤種的適應(yīng)性更為廣泛,從較差的褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤到石油焦均可使用,也可以兩種煤摻混使用。即使是高水份、高灰份、高硫含量和高灰熔點(diǎn)的煤種基本都能進(jìn)行氣化；⑵環(huán)境友好：氣化溫度高,有機(jī)物分解徹底,無有害氣體排放；污水排放量少,污水中有害物質(zhì)含量低,易于處理,可以達(dá)到污水零排放；⑶技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越：氣化溫度高,一般在1350～1750℃。碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99％,不含重?zé)N,合成氣中CO+H2高達(dá)90％以上,冷煤氣效率高達(dá)80％以上〔依煤種及操作條件的不同有所差異；⑷工藝流程短、操作方便：采用粉煤激冷流程,流程簡潔；設(shè)備連續(xù)運(yùn)行周期長,維護(hù)量??；開、停車時(shí)間短,操作方便；自動(dòng)化水平高,整個(gè)系統(tǒng)操作簡單,安全可靠；⑸裝置大型化：氣化爐大型化,設(shè)備臺(tái)數(shù)少,維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用低。GSP氣化主要缺點(diǎn)：⑴投資較高：相對于水煤漿氣化、固定床碎煤加壓氣化,氣化裝置投資較高；⑵合成氣甲烷含量低：氣化產(chǎn)生的合成氣中只含微量甲烷,用于合成天然氣,和固定床碎煤加壓氣化相比,空分裝置規(guī)模較大,下游工藝裝置也較大。4.5三種固定床氣化技術(shù)的特點(diǎn)三種固定床氣化技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)如下：⑴原料適應(yīng)范圍廣,不粘結(jié)或弱粘結(jié)性、灰熔點(diǎn)較高的褐煤或活性好的次煙煤、貧煤等多煤種可作為其氣化原料；可氣化水分、灰分較高的劣質(zhì)煤；⑵氣化年輕的煤時(shí),有焦油、輕質(zhì)油及粗酚等多種副產(chǎn)品物；氧耗低,空分裝置較??；⑶粗合成氣中甲烷及有機(jī)物含量較高,生產(chǎn)SNG產(chǎn)品時(shí),配套的主裝置的投資較少；⑷氣化壓力在3.2MPa以下的工業(yè)化運(yùn)行裝置較多。三種固定床氣化技術(shù)主要缺點(diǎn)如下：⑴要求采用塊煤作為原料,且要求煤的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度較好；⑵蒸汽消耗量大,尤其是采用灰熔點(diǎn)較低的煤作為原料,需大量蒸汽來控制爐溫避免爐渣熔化。較低蒸汽分解率造成了大量的廢水；⑶較多副產(chǎn)物的分離、收集以及處置等,增加了工藝流程的復(fù)雜性和環(huán)保的風(fēng)險(xiǎn)；⑷環(huán)保壓力大,氣化廢水中酚、氨等物質(zhì)含量較高,水質(zhì)波動(dòng)較大,一旦處理不當(dāng)生化系統(tǒng)被破壞,需半年左右的時(shí)間污水處理系統(tǒng)才能恢復(fù)生產(chǎn)；⑸操作管理要求嚴(yán)格,氣化操作主要依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)判斷,對操作工的技術(shù)水平要求較高；⑹氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜,爐體內(nèi)部的分布器和爐箅等轉(zhuǎn)動(dòng)部件以及鎖渣閥等所處環(huán)境較為惡劣,運(yùn)行維護(hù)量大。表7三種固定床主要技術(shù)特點(diǎn)比較項(xiàng)目M4氣化碎煤氣化MK+氣化操作壓力〔MPa.G4.04.05.1合成氣中甲烷含量略低略低略高氧耗略高略高略低蒸汽消耗略高略高略低廢水量略高略高略低焦油產(chǎn)量略高略高略低中油產(chǎn)量略低略低略高石腦油產(chǎn)量略低略低略高技術(shù)成熟度相同規(guī)格爐型在建裝置較多,長周期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少相同規(guī)格爐型在建裝置較多,長周期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較少無商業(yè)化運(yùn)行業(yè)績國產(chǎn)化程度略低高略低投資高低中.4.6四種氣化工藝主要參數(shù)比較表8四種煤氣化工藝主要參數(shù)比較名稱項(xiàng)目或單位GSP氣化MK4氣化碎煤氣化MK+氣化氣化類型氣流床固定床固定床固定床排渣特征液態(tài)排渣干灰干灰干灰原料要求氣化煤種褐煤→無煙煤全部煤種除強(qiáng)黏結(jié)性焦煤外全部煤種除強(qiáng)黏結(jié)性焦煤外全部煤種除強(qiáng)黏結(jié)性焦煤外全部煤種灰熔點(diǎn)要求＜1500≥1200≥1200≥1200灰分含量1%～25%6%～40%6%～40%6%～40%進(jìn)料方式干粉煤塊煤塊煤塊煤粒徑、含水量粒徑94%＜250μm,含水2%~8%5~50mm,塊煤,水加灰＜55%5~50mm,塊煤,水加灰＜55%5~50mm,塊煤,水加灰＜55%機(jī)械強(qiáng)度/良好良好良好熱穩(wěn)定性/破碎指數(shù)不低于55%破碎指數(shù)不低于55%破碎指數(shù)不低于55%氣化溫度℃1350~1750950～1300950～1300950～1300氣化操作壓力MPa〔G4.24.04.05.1氣化劑90～99%氧氣氧氣+蒸汽氧氣+蒸汽氧氣+蒸汽氧氣+蒸汽碳轉(zhuǎn)化率%＞99＞99＞99＞99單爐尺寸mmΦ內(nèi)3350Φ外4130Φ外4130Φ外5050單爐投煤量t/d2000600~900600~9001750氣化工藝特點(diǎn)燒嘴配置頂部組合式單燒嘴下噴,開工燒嘴和工藝燒嘴一體///原料接觸方式原料和氣化劑并流原料和氣化劑逆流接觸原料和氣化劑逆流接觸原料和氣化劑逆流接觸氣化爐內(nèi)襯水冷壁,燃燒室外殼有水冷夾套氣化爐由承壓外殼、水夾套、加煤系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的布料器和爐篦組成氣化爐由承壓外殼、水夾套、加煤系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的布料器和爐篦組成氣化爐由承壓外殼、水夾套、加煤系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的布料器和爐篦組成氣化后工藝激冷流程///氣化爐設(shè)備材質(zhì)除噴嘴和內(nèi)件全為碳鋼氣化爐主體材質(zhì)碳鋼氣化爐主體材質(zhì)碳鋼氣化爐主體材質(zhì)碳鋼裝置維護(hù)主要易損件噴嘴、煤鎖閥爐篦、布料器、灰鎖頂閥、灰鎖底閥、齒輪、刮刀、煤鎖閥爐篦、布料器、灰鎖頂閥、灰鎖底閥、齒輪、刮刀、煤鎖閥爐篦、布料器、灰鎖頂閥、灰鎖底閥、齒輪、刮刀、煤鎖閥去變換溫度℃～210180～185180～185200～205粗煤氣成分％〔molCO65～7516～2816～2816～28H220～2836～4036～4036～40CO24～527～3327～3326～33CH4+C20.057～127～128～14N20.8～1.10.5～20.5～20.5～2氧耗〔100%Nm3/1000Nm3CO+H2+CH4360～370160～240160～240145～220.5、四種氣化工藝方案全流程分析與比較5.1GSP氣化方案5.1.1GSP生產(chǎn)GSP氣化全廠工藝流程裝置配置,按目前示范工程的模式分為二條線配置若干系列。即每條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)能力是20億Nm3/年天然氣,小時(shí)設(shè)計(jì)能力是25萬Nm3/h天然氣。一條生產(chǎn)線又可設(shè)計(jì)二個(gè)系列,即每個(gè)系列設(shè)計(jì)能力是10億Nm3/年天然氣,小時(shí)設(shè)計(jì)能力是12.5萬Nm3/h天然氣。表9GSP氣化工藝生產(chǎn)裝置配置名稱一條線配置<系列>二條線配置合計(jì)<系列>生產(chǎn)規(guī)模〔億Nm3/年2040空分裝置〔每套8.5萬Nm3/h氧氣48粉煤氣化爐〔4.2MPa,單爐產(chǎn)合成氣〔CO+H2+CH4×413.12萬Nm3/h816耐硫變換〔單系列55.0萬Nm3/h干氣24低溫甲醇洗〔單系列81.33萬Nm3/h干氣24冷凍24硫回收〔單系列產(chǎn)硫磺80t/d12甲烷化〔單系列52.0萬Nm3/h干氣24天然氣干燥24天然氣壓縮24總發(fā)電量：70萬kW總供汽量：234t/h超臨界發(fā)電機(jī)組：2×350MW2高溫高壓鍋爐〔單臺(tái)130t/h25.1.2GSP氣化配置說明主要工藝生產(chǎn)裝置包括：氣化,空分,CO變換,脫硫脫碳,甲烷化等。⑴氣化工序本工序是將煤轉(zhuǎn)化制備合成氣〔CO+H2,GSP是一種氣流床加壓氣化工藝,氣化溫度為1400～1600℃〔當(dāng)煤灰熔點(diǎn)T3>1400℃需加助熔劑,氣化壓力為4.0Mpa,負(fù)荷變化為75～110%,碳轉(zhuǎn)化率>99%,液態(tài)排渣,渣中含碳<1%,粗煤氣中有效氣含量～90%,冷煤氣效率為78～85%。單爐最大能力可以做到500MW〔粗煤氣量約320000Nm3/h,日投煤量約2000噸,單爐開工率90～95%。本工序每小時(shí)需要產(chǎn)有效氣〔CO+H2＋CH4×4約210萬Nm⑵空分工序本工序是為GSP煤氣化提供氧氣和氮?dú)?。目前國?nèi)有業(yè)績的空分設(shè)備廠家有杭氧、開空、川空等,其中已簽訂合同的單套空分裝置最大能力為12萬Nm3O2/h。國際有林德公司、法液空、美國APCI、美國普萊克斯等。根據(jù)煤氣化工藝要求,空分裝置必須提供壓力為8.1MPa<G>的氧氣,由于氧氣壓力高,純氧又是一種強(qiáng)氧化介質(zhì),因此氧氣的增壓工藝采用液氧泵內(nèi)壓縮工藝；由于煤氣化使用8.10MPa<G>的超高壓氮?dú)庥昧可?因此氮?dú)獾脑鰤汗に嚥捎靡旱脙?nèi)壓縮工藝,可以提供使用0.45MPa<G>的低壓氮?dú)?工藝為：空氣預(yù)冷、分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹、全填料精餾及液氧內(nèi)壓縮工藝。整套機(jī)組包括：空氣過濾系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)、液氮貯存氣化系統(tǒng)、液氧貯存系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等?？諌簷C(jī)組和增壓機(jī)組由全凝式蒸汽透平驅(qū)動(dòng),進(jìn)汽壓力9.82MPa,溫度540℃。本工序需要氧氣量約59.5萬Nm3/h,配置8套85000Nm3⑶CO變換工序本工序是調(diào)整CO與H2的比例。粗煤氣中的CO和H2的配比必須滿足甲烷化的要求,即H2/CO=3,H2/CO2=4。由于CO和CO2均同時(shí)參與甲烷化反應(yīng)時(shí),以控制CO反應(yīng)為主,即H2/CO=3作為控制指標(biāo)。當(dāng)偏離該指標(biāo)時(shí),就要進(jìn)行部分CO變換。耐硫變換工藝適應(yīng)加壓氣化,高CO、高硫含量的原料氣進(jìn)行變換反應(yīng)。該工藝采用鈷－鉬系耐硫變換催化劑,催化劑起活溫度為240℃,最高溫度可耐460℃,變換爐不易超溫。變換氣中CO含量可控制在0.3-1.5%<v>以下。鈷－鉬耐硫催化劑耐硫性好,對高硫原料氣〔>1.0g/Nm3尤其適用。為防止催化劑反硫化,要求原料氣中含有一定硫,操作溫度越高,汽氣比越大,要求的最低硫含量也相應(yīng)提高。本工序耐硫變換的合成氣約為220萬Nm⑷脫硫脫碳工序本工序是脫除變換氣中的H2S、有機(jī)硫及CO2。其原理利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度大的特性,達(dá)到脫除H2S、有機(jī)硫及CO2酸性氣體的目的。由于甲醇的蒸汽壓較高,在低溫<--30℃～--60℃>下操作,CO2與H2S的溶解度隨溫度下降而顯著地上升,故所需的溶劑量較少。此外甲醇吸收選擇性高,在－30℃下,H2S在甲醇中的溶解度為CO2的6.1倍,故可先脫硫后脫碳,氣體的脫硫和脫碳可在同一個(gè)塔內(nèi)分段、選擇性地進(jìn)行。經(jīng)低溫甲醇洗洗滌后,氣體凈化度高,CO2脫至小于20ppm,H2S脫至小于0.1ppm。本工序進(jìn)入低溫甲醇洗的合成氣量約為325.30萬Nm⑸甲烷化工序本工序是將合格的原料氣生成甲烷。原料氣中的CO和極少的CO2在一定溫度壓力下,通過催化劑作用與H2反應(yīng)生成CH4。甲烷化于1983年第一次用于美國大平原煤制天然氣工廠。專利商有英國Davy公司甲烷化工藝－HICOM等。該工藝在壓力3.3MPa、溫度320-620℃,催化劑作用下進(jìn)行大量的甲烷化反應(yīng),通過一反、二反后原料氣轉(zhuǎn)換率可達(dá)到90%以上,然后富甲烷氣返回一反入口,用于循環(huán)移熱,故主反應(yīng)器發(fā)熱量大、循環(huán)量大。本工序進(jìn)入甲烷化的原料氣約為208.00萬Nm3⑹壓縮干燥裝置天然氣壓縮選用4個(gè)系列；冰機(jī)選用離心式氨壓縮機(jī)4個(gè)系列；二氧化碳壓縮選用4臺(tái)蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)；二氧化碳壓縮處理二氧化碳?xì)鉃?65000Nm3/h,單機(jī)處理能力為27500Nm3/h；天然氣干燥采用冷凍+分子篩吸收工藝。5.2MK+氣化〔MK4氣化方案5.2.1MK+氣化〔MK4氣化MK+氣化〔MK4氣化制備天然氣總工藝流程配置見下表：表10MK+氣化工藝生產(chǎn)裝置配置名稱一條線配置<系列>二條線配置合計(jì)<系列>生產(chǎn)規(guī)?！矁|Nm3/年2040空分裝置〔每套4.7萬Nm3/h氧氣36MK+氣化爐〔4.0MPa,單爐投煤量1750t/d,單爐合成氣〔粗煤氣10.77萬Nm3/h1020耐硫變換〔單系列48.48萬Nm3/h干氣24低溫甲醇洗〔單系列49.45萬Nm3/h干氣24冷凍24硫回收〔單系列產(chǎn)硫磺72.5t/d12甲烷化〔單系列31.82萬Nm3/h干氣24天然氣干燥24天然氣壓縮24總發(fā)電量：76.82萬kW總供汽量：1994t/h高溫高壓鍋爐：480t/h,9.8MPa,540℃36超臨界發(fā)電機(jī)組：2×350MW2配發(fā)電機(jī)組：3×30MW抽凝機(jī)組3表11MK4氣化工藝生產(chǎn)裝置配置名稱一條線配置<系列>二條線配置合計(jì)<系列>生產(chǎn)規(guī)?！矁|Nm3/年2040空分裝置〔每套5.1萬Nm3/h氧氣36MK4氣化爐〔4.0MPa,單爐投煤量900t/d,單爐合成氣〔粗煤氣5.52萬Nm3/h19+238+4耐硫變換〔單系列52.45萬Nm3/h干氣24低溫甲醇洗〔單系列54.45萬Nm3/h干氣24冷凍24硫回收〔單系列產(chǎn)硫磺75t/d12甲烷化〔單系列34.18萬Nm3/h干氣24天然氣干燥24天然氣壓縮24總發(fā)電量：83.65萬kW總供汽量：2819t/h高溫高壓鍋爐：480t/h,9.8MPa,540℃7超臨界發(fā)電機(jī)組：2×350MW2配發(fā)電機(jī)組：5×30MW抽凝機(jī)組55.2.2MK+氣化〔MK4氣化配置說明主要工藝裝置包括：氣化,空分,CO變換,脫硫脫碳,甲烷化等。⑴氣化工序本工序是將煤轉(zhuǎn)化制備合成氣〔CO+H2,MK+〔MK4氣化是一種固定床加壓氣化工藝,氣化溫度為900～1350℃,氣化壓力為4.0MPa,MK+氣化爐的設(shè)計(jì)壓力可提高到6.0MPa.G。氣化爐效率指標(biāo)總轉(zhuǎn)化率大于99%,冷煤氣效率大于87%,總效率〔考慮焦油、輕油和石腦油等副產(chǎn)品大于94%。采用MK+氣化工藝生產(chǎn)粗合成氣。氣化裝置能力為每小時(shí)產(chǎn)有效氣〔CO+H2+CH4×4200.35萬Nm3,配置20臺(tái)氣化爐。采用MK4氣化工藝生產(chǎn)粗合成氣。氣化裝置能力為每小時(shí)產(chǎn)有效氣〔CO+H2+CH4×4199.53萬Nm3,MK4氣化配置42臺(tái)氣化爐。⑵空分工序本工序是為MK+<MK4>氣化提供氧氣和氮?dú)?。MK+氣化、MK4氣化工藝需要氧氣為24.50~26.5萬Nm3/h。配置6套47000~51000Nm3/h制氧能力的空分。⑶CO變換工序本工序是調(diào)整CO與H2的比例。當(dāng)采用MK+<MK4>氣化工藝時(shí),粗煤氣中的CO和H2比例與GSP是不同的,為滿足甲烷化的要求,需進(jìn)行變換反應(yīng)。本工序進(jìn)入變換的合成氣約為193.90~209.80萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑷脫硫脫碳工序本工序是脫除變換氣中的H2S、有機(jī)硫及CO2。當(dāng)采用MK+<MK4>氣化工藝時(shí),變換工序過來的酸性氣體組分是不同的,為滿足甲烷化的要求,需通過低溫甲醇洗脫除硫和CO2。本工序進(jìn)行低溫甲醇洗的變換氣約為198萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑸甲烷化工序本工序是將合格的原料氣生成甲烷。當(dāng)采用MK+<MK4>氣化工藝時(shí),進(jìn)甲烷化工序中CO和H2的組分是不同的,因此進(jìn)行甲烷化反應(yīng)的負(fù)荷也是不同的。但都必須使原料氣中的CO和極少的CO2在一定溫度下,通過催化劑的作用全部與H2反應(yīng)生成CH4。本工序進(jìn)入甲烷化的原料氣約為127.3~136.7萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑹壓縮干燥裝置天然氣壓縮選用4個(gè)系列；冰機(jī)選用離心式氨壓縮機(jī)4個(gè)系列；天然氣干燥采用冷凍+分子篩吸收工藝。5.3碎煤氣化方案5.3.1碎煤氣化關(guān)于碎煤氣化制備天然氣總工藝流程配置見下表：表12碎煤氣化工藝生產(chǎn)裝置配置名稱一條線配置<系列>二條線配置合計(jì)<系列>生產(chǎn)規(guī)?！矁|Nm3/年2040空分裝置〔每套5.1萬Nm3/h氧氣36碎煤氣化爐〔4.0MPa,單爐投煤量950t/d,單爐合成氣〔粗煤氣4.76萬Nm3/h21+342+6耐硫變換〔單系列52.45萬Nm3/h干氣24低溫甲醇洗〔單系列54.45萬Nm3/h干氣24冷凍24硫回收〔單系列產(chǎn)硫磺75t/d12甲烷化〔單系列34.18萬Nm3/h干氣24天然氣干燥24天然氣壓縮24總發(fā)電量：83.65萬kW總供汽量：2819t/h高溫高壓鍋爐：480t/h,9.8MPa,540℃7超臨界發(fā)電機(jī)組：2×350MW2配發(fā)電機(jī)組：5×30MW抽凝機(jī)組55.3.2碎煤氣化配置說明主要工藝裝置包括：氣化,空分,CO變換,脫硫脫碳,甲烷化等。⑴氣化工序本工序是將煤轉(zhuǎn)化制備合成氣〔CO+H2,碎煤氣化是一種固定床加壓氣化工藝,氣化溫度為900～1300℃,氣化壓力為4.0MPa,煤粒5－50mm,連續(xù)氣化。粗煤氣中CO+H249~52%,CH48~12%,氧耗209Nm3/t煤,蒸汽耗0.895t/t煤,產(chǎn)油率2.34%,單爐產(chǎn)粗煤氣38400~47300Nm3/h,廢水37t/h,粗煤氣產(chǎn)率962Nm3/t煤。氣化裝置能力為每小時(shí)產(chǎn)有效氣〔折CO+H2+CH4×4199.53萬Nm3,碎煤氣化配置42＋6〔備臺(tái)氣化爐。⑵空分工序本工序是為碎煤加壓氣化提供氧氣和氮?dú)?。碎煤加壓氣化工藝需要氧氣?6.50萬Nm3/h。配置6套5.1萬Nm3/h制氧能力的空分。⑶CO變換工序本工序是調(diào)整CO與H2的比例。當(dāng)采用碎煤加壓氣化工藝時(shí),粗煤氣中的CO和H比例與GSP是不同的,為滿足甲烷化的要求,需進(jìn)行變換反應(yīng)。本工序進(jìn)入變換的合成氣約為209.80萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑷脫硫脫碳工序本工序是脫除變換氣中的H2S、有機(jī)硫及CO2。當(dāng)采用碎煤加壓氣化工藝時(shí),變換工序過來的酸性氣體組分是不同的,為滿足甲烷化的要求,需通過低溫甲醇洗脫除硫和CO2。本工序進(jìn)入低溫甲醇洗的變換氣約為217.80萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑸甲烷化工序本工序是將合格的原料氣生成甲烷。當(dāng)采用碎煤加壓氣化工藝時(shí),進(jìn)甲烷化工序中CO和H2的組分是不同的,因此進(jìn)行甲烷化反應(yīng)的負(fù)荷也是不同的。但都必須使原料氣中的CO和極少的CO2在一定溫度下,通過催化劑的作用全部與H2反應(yīng)生成CH4。本工序進(jìn)入甲烷化的原料氣約為136.70萬Nm3/h,配置4個(gè)系列。⑹壓縮干燥裝置天然氣壓縮選用4個(gè)系列；冰機(jī)選用離心式氨壓縮機(jī)4個(gè)系列；天然氣干燥采用冷凍+分子篩吸收工藝。5.4四種氣化方案全流程主要參數(shù)比較.表13四種氣化工藝全流程參數(shù)比較序號名稱項(xiàng)目或單位GSP氣化MK+氣化碎煤氣化MK4氣化一工藝主裝置1氣化裝置范圍煤粉制備、氣化氣化、煤氣水分離、酚氨回收氣化、煤氣水分離、煤鎖氣壓縮、酚氨回收氣化、煤氣水分離、煤鎖氣壓縮、酚氨回收合成氣產(chǎn)量<CO+H2+CH4×4>2098978Nm3/h2003533Nm3/h1995353Nm3/h1995353Nm3/h氣化爐數(shù)量〔臺(tái)162042+638+42空分裝置氧氣量〔萬Nm3/h59.524.526.526.5空分配置8.5萬Nm3/h×8套4.7萬Nm3/h×6套5.1萬Nm3/h×6套5.1萬Nm3/h×6套3凈化裝置范圍變換、脫硫脫碳、制冷、硫回收變換、脫硫脫碳、制冷、硫回收變換、脫硫脫碳、制冷、硫回收變換、脫硫脫碳、制冷、硫回收變換處理氣量〔萬Nm3/h干氣220.0193.9209.8209.8變換配置4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列脫硫脫碳處理氣量〔萬Nm3/h干氣325.3197.8217.8217.8脫硫脫碳配置4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列硫回收處理量160t/d硫磺145t/d硫磺150t/d硫磺150t/d硫磺硫回收配置2個(gè)系列2個(gè)系列2個(gè)系列2個(gè)系列4甲烷化裝置范圍甲烷化、壓縮、干燥甲烷化、壓縮、干燥甲烷化、壓縮、干燥甲烷化、壓縮、干燥甲烷化處理氣量〔萬Nm3/h208.0127.3136.7136.7甲烷化配置4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列4個(gè)系列二公用工程裝置1熱電裝置總發(fā)電量〔kW700000418183836517836517總供汽量〔t/h234199428192819超臨界發(fā)電機(jī)組2×350MW2×350MW2×350MW2×350MW高溫高壓鍋爐2×130t/h6×480t/h7×480t/h7×480t/h抽凝發(fā)電機(jī)組/3×30MW5×30MW5×30MW2污水處理及回用污水處理〔t/h700207021502150回用水處理〔t/h1600350035003500濃鹽水處理〔t/h400875875875蒸發(fā)〔t/h80175175175結(jié)晶〔t/h204444443煤儲(chǔ)運(yùn)t/h1834.11771.62108.22108.24液體副產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)t/h/731641645凈化水站m3/h26002500250025006循環(huán)水站氣化裝置循環(huán)水站〔m3/h42000510004600046000凈化甲烷化循環(huán)水站〔m3/h92000580006800068000空分熱電循環(huán)水站〔m3/h86000340003700037000循環(huán)水總規(guī)?！瞞3/h220000143000151000151000三廠外工程規(guī)模1廢水暫存池公頃237272722廠外渣場公頃100125149149.6、四種氣化工藝投資及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比較6.1四種氣化工藝投資比較四種氣化工藝方案全流程投資估算范圍包括：氣化裝置、凈化裝置、甲烷化裝置、空分裝置等全部生產(chǎn)裝置以及公用工程、輔助生產(chǎn)全部設(shè)施和廠前區(qū)。廠外工程部分主要是考慮廠外渣場、廢水暫存池、廠外供水管線、廠外輸煤棧橋、廠外輸氣支線、危廢暫存場、廠外供電及電信和廠外道路。根據(jù)按一致性原則,服務(wù)性工程投資估算范圍包括：廠前區(qū)辦公樓、倒班宿舍、食堂、職工培訓(xùn)樓、換熱站及水泵房、配電室及停車場等,工程費(fèi)按照1.11億元計(jì)列；廠外工程中的輸氣支線、廠外道路、供水管線、廠外供電及電信,工程費(fèi)按照10.1—12.61億元計(jì)列。碎煤氣化總投資參照再建工程費(fèi),加上二臺(tái)超臨界發(fā)電,加上酚氨引進(jìn)技術(shù)扣除國產(chǎn)技術(shù)的差價(jià)。20億規(guī)模氣化方案中的服務(wù)性工程按0.93億元計(jì)取,廠外工程按5.75億元計(jì)取,其包括內(nèi)容基本一樣。為了體現(xiàn)客觀公正原則,本專題將不同方案在統(tǒng)一基準(zhǔn)下進(jìn)行投資估算,得出不同方案的投資。本專題投資估算的結(jié)果僅用于不同方案之間的相對比較,不作為項(xiàng)目建設(shè)投資估算的依據(jù)。表14四種氣化工藝投資比較〔單位：億元序號名稱GSP氣化MK+氣化碎煤氣化MK4氣化<一>工藝主裝置167.56112.81117.47124.33１原煤處理裝置9.972氣化裝置61.7157.8859.6966.563凈化裝置35.0421.4322.5622.564甲烷化裝置21.0816.8617.7517.755空分裝置39.3215.7016.5216.526中控制室0.440.940.940.94<二>公用工程裝置74.5291.1594.7294.721供汽發(fā)電裝置28.2943.2646.0646.06２污水處理及回用站6.7818.7019.4819.48３循環(huán)水3.872.532.532.53４總圖等25.1616.1216.1216.12５外管10.4210.5310.5310.53<三>附助生產(chǎn)設(shè)施2.744.664.664.66<四>服務(wù)性工程1.111.111.111.11<五>廠外工程10.1012.6112.6112.611輸氣支線、廠外道路、供水管線、廠外供電及電信5.965.965.965.962廢水暫存池0.871.451.451.453廠外渣場2.84.174.174.174危廢暫存場0.471.031.031.03<六>特定條件下的費(fèi)用0.600.600.600.60<七>安全生產(chǎn)費(fèi)1.791.741.741.81Ⅰ工程費(fèi)總計(jì)257.82224.07232.31239.24Ⅱ固定資產(chǎn)及其它18.5618.3518.6218.84一固定資產(chǎn)276.38243.06251.57258.73二無形資產(chǎn)4.834.404.054.05三其他資產(chǎn)0.771.781.851.85四預(yù)備費(fèi)21.1819.9220.5821.15①建設(shè)投資合計(jì)303.15269.17278.05285.78②利息15.7814.0114.4814.88③鋪底流動(dòng)資金0.711.081.121.15報(bào)批項(xiàng)目總投資319.64284.26293.65301.80由表14可知,由于GSP氣化方案的氣化、空分、凈化和甲烷化投資都最高,因此工藝主裝置投資最高,比最低的MK+氣化方案高約55億；MK4氣化方案、碎煤氣化方案、MK+氣化方案的工藝主裝置投資依次降低,且相差不大。由于GSP氣化方案供汽鍋爐和污水處理及回用的規(guī)模小,因此公用工程裝置投資最低,比最高的碎煤氣化方案和MK4氣化方案低約20億；MK4氣化方案、碎煤氣化方案、MK+氣化方案的公用工程裝置投資接近。廠外工程投資GSP氣化方案低于其他三個(gè)方案?？偼顿YGSP氣化方案最高,MK4次高,碎煤氣化次低,MK+氣化最低。6.2四種氣化工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較6.2.1原輔材料及動(dòng)力消耗比較表15四種氣化工藝原輔材料及動(dòng)力消耗比較序號項(xiàng)目單位GSP氣化MK+氣化碎煤氣化MK4氣化1原料煤消耗萬t/a1181.01063.51145.21145.22燃料煤消耗萬t/a286.3481.85805803總煤耗萬t/a=SUM<ABOVE>1467.3=SUM<ABOVE>1545.3=SUM<ABOVE>1725.2=SUM<ABOVE>1725.24新鮮水消耗萬t/a20691948195819585電耗萬kWh/a239015215483239551239551由表15可知,原料煤消耗MK+氣化最低,碎煤氣化和MK4氣化次低,GSP氣化最高；由于供熱鍋爐規(guī)模的差別,燃料煤消耗碎煤氣化和MK4氣化最高,MK+氣化次之,GSP氣化最低；綜合原料煤消耗和燃料煤消耗,總煤耗碎煤氣化和MK4氣化最高,MK+氣化次之,GSP氣化最低。由于GSP氣化方案的循環(huán)水站規(guī)模較大,新鮮水消耗稍大一些。幾種方案的電耗接近。6.2.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一計(jì)算基準(zhǔn)煤價(jià)統(tǒng)一按150元/t,水按自取水〔水資源費(fèi)統(tǒng)一按0.10元/m3計(jì)算,綜合電價(jià)0.36元/度。6.2.3銷售費(fèi)用銷售費(fèi)用統(tǒng)一按0.1%計(jì)算。6.2.4運(yùn)營成本對各氣化方案運(yùn)營成本進(jìn)行歸總計(jì)算,GSP氣化方案為30.33億元,MK4氣化方案為39.72億元,魯奇Mk+氣化方案為36.40億元,國產(chǎn)碎煤加壓氣化方案為39.48億元。GSP<20億方>氣化方案為15.63億元。6.2.5銷售產(chǎn)品規(guī)模四種氣化方案的產(chǎn)品和副產(chǎn)品規(guī)模見下表：表16四種氣化方案原產(chǎn)品和副產(chǎn)品規(guī)模序號項(xiàng)目單位GSP氣化MK+氣化碎煤氣化MK4氣化1合成天然氣億Nm3/a41.7241.7241.7241.722硫磺萬t/a5.364.825.025.023焦油萬t/a12.7622.9722.974中油萬t/a20.7819.8219.825石腦油萬t/a8.428.088.086粗酚萬t/a6.877.157.157氨萬t/a9.6110.9710.978外賣電億kWh/a32.1039.9142.9742.97主產(chǎn)品SNG價(jià)格統(tǒng)一按1.808元/Nm3〔含稅計(jì)算。副產(chǎn)品按在疆內(nèi)銷售考慮,以烏魯木齊為銷售目的地計(jì),伊犁地區(qū)離烏市712km,經(jīng)調(diào)查,運(yùn)費(fèi)為335元/噸。根據(jù)調(diào)查,副產(chǎn)品價(jià)格計(jì)算見下表：表17副產(chǎn)品價(jià)格計(jì)算基準(zhǔn)副產(chǎn)品名稱烏市市場價(jià)格〔含稅運(yùn)輸費(fèi)〔712km出廠價(jià)備注〔烏市價(jià)-運(yùn)費(fèi)硫磺〔t/膏〔t/a200335/電〔上網(wǎng)〔萬度/a0.25焦油20003351665中油20003351665粗酚45003354165石腦油58003354750消費(fèi)稅1385元/t液氨160033512656.2.6完全成本〔不含稅比較表18四種氣化工藝完全成本〔不含稅比較項(xiàng)目單位GSP工藝MK+氣化MK4氣化碎煤氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm31179.131244.801345.881326.16單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益但沒有計(jì)入電收益元/kNm31169.771020.911094.681074.96單位完全成本〔計(jì)入所有副產(chǎn)品收益元/kNm31038.26857.40918.63898.91由表18可知,若不計(jì)入副產(chǎn)品和賣電的收益時(shí),GSP氣化的完全成本最低,比其他三種氣化方案的成本低65~166元/kNm3。當(dāng)計(jì)入副產(chǎn)品的收益、不計(jì)入賣電的收益時(shí),GSP氣化的完全成本略有降低,但卻變成相對最高,比其他三種氣化方案的成本高75~149元/kNm3。當(dāng)計(jì)入副產(chǎn)品的收益和賣電的收益時(shí),GSP氣化的完全成本繼續(xù)降低,但相對更高,比其他三種氣化方案的成本高120~181元/kNm3。表18的結(jié)果說明,對于三種固定床氣化,如果粗酚、氨、油類副產(chǎn)品有較好的銷售市場,則可以帶來較好的收益,降低天然氣的成本；如果粗酚、氨、油類副產(chǎn)品沒有銷售市場,則不能帶來收益,則天然氣的生產(chǎn)成本較高。本項(xiàng)目由于地處邊遠(yuǎn),粗酚、氨、油類副產(chǎn)品的市場具有不確定性,因此三種固定床氣化生產(chǎn)天然氣的成本也具有一定的不確定性。GSP氣化由于副產(chǎn)品很少,副產(chǎn)品收益很少,但對于本項(xiàng)目,由于不受副產(chǎn)品銷售的影響,生產(chǎn)成本穩(wěn)定。計(jì)入賣電的收益后,GSP氣化的成本和其他三種氣化的成本差變大,原因在于其他三種氣化方案的抽凝機(jī)組發(fā)了更多的電,帶來更多收益。MK4氣化、碎煤氣化、MK+氣化三種方案既配置2×350MW超臨界發(fā)電機(jī)組,又配置抽凝機(jī)組,正常來講是不合理的,本方案比選是為了統(tǒng)一比較基準(zhǔn)進(jìn)行的這樣的配置。經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益分析表19四種氣化工藝綜合效益指標(biāo)比較序號名稱單位GSP氣化MK+氣化MK4氣化碎煤氣化備注一工程報(bào)批總投資億元31964132842605301802629365281建設(shè)投資億元30315152691670285778027805212建設(shè)期貸款利息億元1578331401391487871447653固定資產(chǎn)投資億元31893472831809300656729252864鋪底流動(dòng)資金億元7066107971145911242二年銷售收入億元834662.97989179.831013545.421013545.42生產(chǎn)期平均三年總成本費(fèi)用億元520636.57554062.52599977.98591750.28生產(chǎn)期平均1年經(jīng)營成本費(fèi)用億元303324.72364040.30397229.29394783.04生產(chǎn)期平均2單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm31179.131244.801345.881326.16不含稅單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品但未計(jì)入電收益元/kNm31169.771020.911094.681074.96不含稅3單位完全成本〔計(jì)入所有副產(chǎn)品收益元/kNm31038.26857.40918.63898.91不含稅四年利稅總額億元314026.40435117.31413567.44421795.15生產(chǎn)期平均五年銷售利潤億元259951.76353805.07333842.46341434.36生產(chǎn)期平均六年稅后利潤億元194963.82265353.80250381.85256075.77生產(chǎn)期平均七投資回收年限年9.157.848.208.05所得稅前年10.358.929.339.15所得稅后八投資利潤率%8.0912.3410.9611.52九投資利稅率%9.7715.1713.5814.24十貸款償還年限外匯:年0.000.000.000.00含建設(shè)期人民幣:年8.527.377.687.55含建設(shè)期3年十一盈虧平衡點(diǎn)%54.2149.3453.2551.64生產(chǎn)期第4年十二凈現(xiàn)值<FNPV>億元318045.33959289.211018006.64857601.15所得稅前ic=10%凈現(xiàn)值<FNPV>億元241770.19819824.95905712.36727759.62所得稅后ic=8%十三全部投資內(nèi)部收益率<FIRR>%11.9316.1314.8315.37所得稅前全部投資內(nèi)部收益率<FIRR>%9.3312.7711.7012.14所得稅后十四資本金內(nèi)部收益率<FIRR>%10.7415.4213.9814.58注：計(jì)入副產(chǎn)品及發(fā)電的效益。表20四種氣化工藝投資、煤價(jià)常規(guī)敏感性分析比較方案指標(biāo)單位煤價(jià)90煤價(jià)120煤價(jià)180煤價(jià)210煤價(jià)240投資-5%投資+5%投資+10%GSP氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm399110841274114212171255單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm38509441133100110761114全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%14.3413.1610.6612.8811.0610.24全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%11.2910.328.3010.098.637.97MK+氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3134614451544121012871325單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm395910571157823899937全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%14.7213.3511.9317.1614.9914.01全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%11.6110.499.3413.6011.8411.05MK4氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3145115621673130113811422單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3102311351246874954995全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%13.5112.0110.4216.0613.9412.98全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%10.629.408.1112.6910.9710.20碎煤氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3143115421653128213601400單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3100411141225855933973全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%14.0412.5110.9116.6114.4713.50全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%11.059.818.5113.1511.4110.63表21四種氣化工藝粉塊煤價(jià)差異敏感性分析比較方案指標(biāo)單位粉煤120塊煤180粉煤90塊煤210粉煤60塊煤240GSP氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm31084991897單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3944850757全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%13.1614.3415.48全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%10.3211.2912.22MK+氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3128513221359單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3898935972全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%15.5415.0514.54全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%12.2811.8811.46MK4氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3137714131449單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm39509861022全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%14.4914.0213.54全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%11.4211.0310.64碎煤氣化單位完全成本〔未計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm3135713931429單位完全成本〔計(jì)入副產(chǎn)品收益元/kNm39309661002全部投資內(nèi)部收益率,所得稅前%15.0314.5514.06全部投資內(nèi)部收益率,所得稅后%11.8611.4711.07表22未計(jì)入副產(chǎn)品但包括發(fā)電的效益指標(biāo)指標(biāo)單位GSP魯奇MK+魯奇MK4碎煤加壓全部投資內(nèi)部收益率<所得稅前>%11.7711.9510.2110.70全部投資內(nèi)部收益率<所得稅后>%9.209.357.948.34資本金內(nèi)部收益率%10.5610.788.819.367、四種氣化工藝環(huán)保符合特性分析與比較該項(xiàng)目擬建廠址位于霍城縣城東北約6.1公里處?；舫强h西與哈薩克斯坦接壤,是屬于新疆伊犁地區(qū)的邊境縣。廠址所在地全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北偏東風(fēng),位于霍城縣城的上風(fēng)向。廠址地面高程788～930m,高于霍城縣城100m以上。本項(xiàng)目規(guī)模巨大,必須嚴(yán)格控制有害氣體排放對霍城縣城乃至中該項(xiàng)目的用水取自伊犁河。伊犁河是一條國際河流,其干流自東向西流經(jīng)霍城縣南界,最終流入中亞。由于本項(xiàng)目廠址地勢高于伊犁河,如果有污水外排,最終必然排入伊犁河。污水排入伊犁河后,最終進(jìn)入中亞國家,必然引起國際環(huán)境爭端。本項(xiàng)目規(guī)模巨大,必須嚴(yán)格控制污水排放,避免因?qū)σ晾绾拥奈廴驹斐蓢H影響。另外,霍城縣盛產(chǎn)小麥、玉米、甜菜、油料、豆類、葡萄、蘋果、薰衣草和各類瓜果蔬菜,是國家和自治區(qū)的糧食、甜菜、細(xì)毛羊、秸桿養(yǎng)畜、肉食品和果品生產(chǎn)基地,也要求項(xiàng)目在建設(shè)和運(yùn)行過程中必須將污染排放降至最低,防止對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞。7.1四種氣化工藝的污水差異隨著節(jié)水和環(huán)保要求的日益提高,尤其是該項(xiàng)目"零排放"的要求,在對污水處理及回用技術(shù)提出了更高要求的同時(shí),對于裝置運(yùn)行的可靠性要求也大幅提高。因此有必要根據(jù)本公司和國內(nèi)污水處理的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)性分析及污染治理的特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析,以選擇更有利于環(huán)境及可靠性更高的氣化工藝技術(shù)。四種氣化技術(shù)污水的特點(diǎn)如下：GSP氣化污水特點(diǎn)：氣化爐溫度高,氣流床1350~1750℃,有機(jī)物分解徹底,無有害氣體排放,污水排放量少,污水中有害物質(zhì)含量低,易于處理,可以達(dá)到污水零排放。氣化裝置污水處理水量小。碎煤加壓氣化污水特點(diǎn)：固定床氣化爐溫度較低,950～1300℃,煤中有機(jī)物質(zhì)分解不徹底,煤氣水量大且成分復(fù)雜。如果采用國內(nèi)的魯奇MK4氣化污水特點(diǎn)：氣化爐溫度較低950～1300魯奇MK+氣化污水特點(diǎn)：氣化爐溫度較低950～1300℃,煤中有機(jī)物質(zhì)分解不徹底,煤氣水量大且成分復(fù)雜。采用國外開發(fā)的煤氣水分離、酚回收、氨回收技術(shù),酚含量與碎煤加壓及國內(nèi)酚氨回收后氣化污水相比有所降低,進(jìn)污水處理場總酚含量從620mg/l降至235mg/l本比較基于三種固定床氣化技術(shù)都采用引進(jìn)的酚氨回收技術(shù),四種氣化工藝污水的水量和水質(zhì)見下表：表23四種氣化工藝污水水量和水質(zhì)比較序號項(xiàng)目單位GSP氣化碎煤氣化和MK4氣化MK+氣化一水質(zhì)水量1氣化污水水量t/h400177017072總氨〔NH3mg/l160-2203503503化學(xué)需氧量〔CODmg/l350300630004生物需氧量〔BODmg/l150120012005單元酚mg/l-15156多元酚mg/l-2502507含鹽量mg/l28003600未收到數(shù)據(jù)暫按3600二水質(zhì)特點(diǎn)1有機(jī)物濃度低高高2苯環(huán)和雜環(huán)類物質(zhì)無含有難降解有機(jī)物如單元酚、多元酚等含苯環(huán)和雜環(huán)類物質(zhì),這些物質(zhì)在好氧環(huán)境下分解較困難,需要在厭氧/兼氧環(huán)境下開環(huán)和降解。與碎煤加壓氣化技術(shù)相比酚含量減少較多,處理難度有所降低。3毒性抑制物質(zhì)少含有毒性抑制物質(zhì)。污水中酚、氰、氨氮等毒性抑制物質(zhì),需要通過馴化提高微生物的抗毒能力,需要選擇合適的工藝提高系統(tǒng)抗沖擊能力。與碎煤加壓氣化技術(shù)相比酚含量減少較多,生物毒性有所減少。處理難度有所降低。4氨氮濃度適中較高高,脫氨氮任務(wù)重5油類物質(zhì)低油浮、分散油、乳化油類和溶解油類物質(zhì),乳化油需要采用氣浮方式加以去除,溶解性的油類物質(zhì)需要通過生化、吸附的方法去除。與碎煤加壓氣化技術(shù)相當(dāng)6污水色度較低色度較高,含有一部分帶有顯色基團(tuán)的物質(zhì)。與碎煤加壓氣化技術(shù)相當(dāng)7溶解性固體含量略低污水中的溶解性固體含量高,需要全部除鹽。與碎煤加壓氣化技術(shù)相當(dāng)7.2四種氣化工藝污水處理方案7.2.1GSP氣化爐污水處理及回用〔含蒸發(fā)結(jié)晶〔1污水處理工藝流程選擇GSP氣化污水屬煤氣化廢水中比較易于處理的一種,對于該類污水目前主要采用以調(diào)節(jié)、氣浮為主體的預(yù)處理工藝路線。以去除CODcr、脫氮為目的的生物處理主流程,采用以過濾、臭氧氧化及其組合的深度處理工藝。從氣化水質(zhì)看,氣化污水的氨氮高,屬高氨氮污水,故在流程中采用了兩級A/O以保證脫氮效果,由于污水C/N比低,投加碳源甲醇,提高污水脫氮效率,并增設(shè)了高級氧化的深度處理措施,以保證對可能存在的難降解CODcr組份的去除。也能夠給后續(xù)的回用水處理創(chuàng)造出更穩(wěn)定的前處理保障。兩級A/O工藝在國內(nèi)屬于先進(jìn)成熟的工藝,已有多個(gè)高氨氮污水處理項(xiàng)目均取得了成功,最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是穩(wěn)定的脫氮同時(shí)可以穩(wěn)定的脫除有機(jī)物,特別是國內(nèi)在A/O生化工藝上開發(fā)了專有的生物激活功能的高效A/O系統(tǒng),在多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用得到很好的效果。生物激活劑便宜易得,可以使污泥性能改善,是工業(yè)污水處理的優(yōu)選工藝。表24GSP氣化污水處理出水水質(zhì)指標(biāo)序號項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1PH6~92總懸浮固體mg/L203CODcrmg/L604BOD5mg/L55氨氮〔NH3-Nmg/L156油含量mg/L0.57全鹽mg/L約2800〔2回用水站工藝方案含鹽廢水回用單元與污水回用單元分兩條系列建設(shè)。由于水質(zhì)相差不大工藝流程基本相同,為便于系統(tǒng)調(diào)節(jié)采用相同規(guī)模建設(shè),以下僅就污水回用系列工藝加以論述。回用處理：生產(chǎn)污水回用單元主要處理污水處理的出水,回收水用于循環(huán)水做補(bǔ)充水,出水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)能滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》〔GB50050-2007中循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的再生水水質(zhì)指標(biāo)。污水處理站出水除含有鹽和少量SS外,還含有一定的有機(jī)污染物。經(jīng)過預(yù)處理后,水中仍存留一定的微細(xì)膠體、藥劑和少量CODcr等,因此本系統(tǒng)反滲透采用"抗污染膜",保證系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行。每套反滲透裝置配置了保安過濾器,以防止大顆粒物進(jìn)入高壓泵及反滲透膜?！?濃水濃縮雙膜法回用處理產(chǎn)生濃鹽水的鹽含量為污水的4倍左右,水量為1/4左右,水量仍然較大,且含有一定量的有機(jī)污染,若不進(jìn)行處理,對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成較大的污染,若直接進(jìn)行蒸發(fā)處理,由于規(guī)模較大需要消耗大量的能源非常不經(jīng)濟(jì)。這就需要對濃鹽水進(jìn)一步處理,本工程通過膜濃縮對反滲透產(chǎn)生的濃鹽水進(jìn)一步提濃,盡可能將污水中鹽分提高,減小后續(xù)蒸發(fā)器的規(guī)模,減少投資以及節(jié)約能源。本工程濃水濃縮按高效反滲透工藝考慮?！?蒸發(fā)結(jié)晶來自膜濃縮單元產(chǎn)生的濃鹽水,這部分廢水含鹽量高,不能利用。采用機(jī)械壓縮單效蒸發(fā)對膜濃縮單元產(chǎn)生的濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā)處理,濃縮后的高鹽殘液含鹽量約20%左右。蒸發(fā)裝置排放的高鹽殘液含鹽量較高,按照設(shè)置結(jié)晶裝置考慮。正常情況下蒸發(fā)器產(chǎn)生的高鹽殘液送至結(jié)晶器進(jìn)一步結(jié)晶處理,當(dāng)結(jié)晶器檢修或事故時(shí),高鹽殘液送至廢水暫存池處理,蒸發(fā)冷凝液送循環(huán)水站作為補(bǔ)充水。結(jié)晶器采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和閃蒸罐組成的結(jié)晶器工藝?！?廢水暫存池廢水暫存池的計(jì)算考慮了開車期間全廠化學(xué)清洗水、污水處理站開車期間污水、回用水站膜處理開車期間污水、蒸發(fā)結(jié)晶開車期間排放污水等四種工況排水的蒸發(fā)和儲(chǔ)存,再加上輔助設(shè)施、綠化、道路等占地。廢水暫存池總占地面積約23公頃。7.2.2三種固定床氣化爐污水處理及回用〔含蒸發(fā)結(jié)晶由于MK4氣化、碎煤氣化、MK+氣化三種固定床氣化爐溫度近似,酚氨回收均采用國外技術(shù),因此出酚氨回收裝置的污水水質(zhì)應(yīng)該十分類似,根據(jù)國內(nèi)污水處理經(jīng)驗(yàn)其污水處理工藝選擇如下：〔1污水處理工藝流程選擇該污水仍然屬于煤氣化廢水中難以處理的一種,污水含有毒物、CODcr、油、色度、NH3-N。對于該類污水,目前國內(nèi)主要采用以調(diào)節(jié)、除油、沉淀、氣浮為主體的預(yù)處理工藝路線,以去除有毒有害的酚類、CODcr、提高可生化性、脫氮為目的的生物處理主流程如厭氧、酸化水解、氧化溝、A/O工藝、SBR工藝等,采用以混凝、過濾、臭氧、低負(fù)荷活性污泥生物接觸、高效生物濾池〔BAF、活性炭吸附及其組合的三級處理工藝。穩(wěn)定水質(zhì)：由于氣化爐溫度低,污水成分復(fù)雜,含有有毒物質(zhì)比較多,水質(zhì)要求穩(wěn)定程度高,系統(tǒng)需配備大型調(diào)節(jié)池和事故池。預(yù)處理：污水預(yù)處理的目的是去除生化不能去除的、對生化處理有影響的物質(zhì)。該污水中含有油,是預(yù)處理的重點(diǎn)。含油污水多采用平流隔油、斜板隔油、氣浮的組合工藝。近年來,含油污水處理已實(shí)現(xiàn)了設(shè)備化,諸如調(diào)節(jié)罐、油水分離、高效氣浮等除油、環(huán)保型設(shè)備,已形成了以調(diào)節(jié)勻質(zhì)罐、油水分離器、氣浮為主的預(yù)處理工藝。乳化油、溶解油和細(xì)分散油的去除需要加藥沉淀或氣浮。本工程采用沉淀隔油+氣浮工藝。生化處理工藝：生化處理工藝有多種,在我國的污水處理中占據(jù)著主導(dǎo)地位。常規(guī)的活性污泥法處理工藝有如氧化溝、SBR、活性污泥法、MBR等泥法處理流程,生物膜法處理工藝主要有接觸氧化法,BAF,生物轉(zhuǎn)盤,生物濾池等,各處理工藝有其各自的特點(diǎn),適合不同的水質(zhì)場合。上述工藝中生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池因環(huán)境衛(wèi)生條件較差在工業(yè)污水中應(yīng)用較少,BAF用作污水一級生化處理由于CODcr負(fù)荷高產(chǎn)生的生物污泥量多,容易堵塞填料〔濾料,接觸氧化法中的填料等膜法工藝對油的含量要求較高,因此,本項(xiàng)目不推薦采用膜法處理工藝作為污水生化的一級處理。該污水CODcr高,屬高濃度污水,在工藝選擇時(shí),一般優(yōu)先考慮選擇厭氧處理作為生化處理的前段工藝。根據(jù)同類污水相關(guān)資料,由于魯奇爐煤氣化污水毒性大,本工程推薦采用水解厭氧處理工藝。本工程污水中含有氨氮,且污水中難降解物質(zhì)多,BOD5/CODcr值不高。因此,選擇的工藝應(yīng)具有改善污水生化性能,具有脫氮功能,適合處理濃度較高污水,有利于長期穩(wěn)定運(yùn)行、操作方便的特點(diǎn)。在上述工藝中,具有脫氮功能的有A/O工藝、氧化溝工藝和SBR工藝,具有改善污水生化性能的生化工藝有酸化水解。酸化水解工藝是煤化工污水采用較多的工藝之一,可改善污水生化性能,提高BOD5/CODcr比值,解決某些好氧不可生化有機(jī)物的最終去除問題。在酸化反應(yīng)過程中,污水中的大分子有機(jī)物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,改變了污水中的組份,使得某些單一好氧不可降解的有機(jī)物質(zhì)在此發(fā)生分子間鍵斷裂,轉(zhuǎn)化,羥基化等過程,污水組分結(jié)構(gòu)的改變有利于后續(xù)工藝的處理,提高污水處理效果。針對氣化廢水的排放情況及水質(zhì)情況,為避免生物毒性抑制,結(jié)合以往類似工程的處理經(jīng)驗(yàn),一段A/O選用鼓風(fēng)曝氣式氧化溝工藝〔完全混合式池型,二段選擇常規(guī)的前置反硝化A/O工藝。完全混合式池型就是利用氧化溝內(nèi)大量的回流來稀釋進(jìn)水的有毒物質(zhì)。強(qiáng)氧化處理及三級生物處理：污水生化出水中還有少量NH3-N、CODcr、BOD5、SS,其中CODcr、NH3-N不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和回用水要求,需要對其進(jìn)行三級處理。為實(shí)現(xiàn)污水回用和排放指標(biāo)的要求,采用對二級生化處理后的污水進(jìn)行深度處理,目前國內(nèi)以處理CODcr為目的的深度水處理多采用化學(xué)氧化、BAF/接觸氧化、過濾、消毒等深度處理及其組合工藝。本工程污水的三級處理采用絮凝氣浮、臭氧氧化、曝氣生物濾池〔BAF工藝,通過臭氧改性提高污水生化性能,通過BAF低負(fù)荷生物接觸處理進(jìn)一步去除污水中的NH3-N、CODcr。深度吸附處理：采用兩級過濾吸附工藝流程,該工藝可通過過濾吸附去除色度和難降解CODcr,滿足后續(xù)處理要求。采用活性焦做吸附劑,活性焦飽和后再生處理。出水達(dá)到回用水處理進(jìn)水水質(zhì)要求,處理后可作為生產(chǎn)和生活雜用水、綠化用水,同時(shí)滿足當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)的要求。氣體處理：碎煤加壓等氣化污水處理場揮發(fā)性有機(jī)物氣味大,惡臭氣味也大,無組織排放點(diǎn)多,難以全部收集處理,對周邊影響大,項(xiàng)目氣體處理費(fèi)用也相應(yīng)大。表25三種固定床氣化污水處理出水水質(zhì)指標(biāo)序號項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1PH6~92總懸浮固體mg/L203CODcrmg/L604BOD5mg/L55氨氮〔NH3-Nmg/L156油含量mg/L0.57全鹽mg/L約3600〔2回用水站工藝流程選擇〔含蒸發(fā)結(jié)晶回用水站、濃水濃縮及蒸發(fā)結(jié)晶工藝流程選擇與GSP氣化工藝污水處理一致,僅規(guī)模不同,其流程選擇不再論述?！?廢水暫存池廢水暫存池的計(jì)算考慮了開車期間全廠化學(xué)清洗水、污水處理站開車期間污水、回用水站膜處理開車期間污水、蒸發(fā)結(jié)晶開車期間排放污水等四種工況排水的蒸發(fā)和儲(chǔ)存,再加上輔助設(shè)施、綠化、道路等占地。廢水暫存池總占地面積約72公頃。7.3四種氣化爐污水處理及回用處理規(guī)模及投資〔含蒸發(fā)結(jié)晶表26四種氣化工藝污水處理規(guī)模比較序號項(xiàng)目單位GSP氣化碎煤氣化和MK4氣化MK+氣化1氣化污水量t/h400177017072含鹽量mg/l2800360036003污水處理規(guī)模t/h700215020704回用水處理規(guī)模t/h1600350035005濃鹽水處理規(guī)模t/h4008758756蒸發(fā)規(guī)模t/h801751757結(jié)晶規(guī)模t/h2044448結(jié)晶鹽t/h511119廢水暫存池面積公頃23727210污水、回用水處理投資含蒸發(fā)結(jié)晶投資估算億元6.7819.4818.7011廢水暫存池投資估算億元0.871.451.45氣化技術(shù)污水處理分析如下：〔1水量分析GSP氣化工藝的污水量遠(yuǎn)小于固定床氣化工藝,故污水處理任務(wù)較輕,投資低。GSP工藝基本可以認(rèn)為是本質(zhì)環(huán)保工藝,環(huán)保性能遠(yuǎn)好于固定床氣化工藝?！?水質(zhì)分析氣化工藝污水水質(zhì)特性差別較大,導(dǎo)致污水處理難度和投資的差別也較大。GSP工藝的污水處理流程短,操作方便,處理費(fèi)用低,回用可靠性大。固定床氣化工藝的污水處理流程長,操作復(fù)雜,處理費(fèi)用高,回用可靠性低?！?非正常工況大型煤化工裝置,在開、停車尤其是在初期調(diào)試期間的非正常排水量會(huì)較大,且水質(zhì)也可能有很大的波動(dòng)需要設(shè)置調(diào)節(jié)池和事故池。GSP工藝的污水處理的穩(wěn)定性高,所需要的調(diào)節(jié)池、事故池