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文檔簡介
煤炭礦石煉化工藝生產(chǎn)方案一、概述
煤炭礦石煉化工藝生產(chǎn)方案是指通過物理和化學方法,將煤炭礦石轉(zhuǎn)化為可用能源或化工原料的系統(tǒng)性流程。該方案涉及原料預處理、高溫煉化、產(chǎn)物分離與提純等關鍵環(huán)節(jié),旨在提高資源利用率、降低環(huán)境污染并優(yōu)化生產(chǎn)效率。本方案從工藝流程、設備配置、操作步驟及安全規(guī)范等方面進行詳細闡述,為相關生產(chǎn)活動提供技術指導。
二、工藝流程
(一)原料預處理
1.破碎與篩分
(1)將煤炭礦石通過顎式破碎機、錘式破碎機等設備進行初步破碎,控制粒度在10-50mm。
(2)利用振動篩或旋風篩進行篩分,篩除雜質(zhì)和過粗/過細顆粒,確保后續(xù)煉化效果。
2.濃縮與脫泥
(1)采用浮選或重選方法,去除礦石中的泥沙和無效礦物,提高精礦品位。
(2)加入藥劑(如捕收劑、調(diào)整劑)優(yōu)化浮選效果,回收精礦含量可達60%-85%。
(二)高溫煉化
1.熱解與氣化
(1)將預處理后的精礦送入氣化爐,在高溫(1200-1500℃)和缺氧環(huán)境下進行熱解反應。
(2)通過水蒸氣或氧氣輔助氣化,生成合成氣(主要成分為CO和H?),產(chǎn)氣率可達500-800m3/t原料。
2.熔融還原
(1)在轉(zhuǎn)爐或豎爐中,利用碳或還原劑將礦石中的金屬氧化物還原成金屬熔體。
(2)控制溫度(1500-1800℃)和還原時間(1-3小時),確保金屬回收率高于90%。
(三)產(chǎn)物分離與提純
1.冷卻與結(jié)晶
(1)將金屬熔體通過水冷或風冷裝置快速冷卻,形成金屬塊或顆粒。
(2)結(jié)晶過程中去除雜質(zhì),純度可達到99%-99.5%。
2.氣體凈化
(1)合成氣經(jīng)洗滌塔脫除焦油和硫化物,凈化后的CO和H?用于化工生產(chǎn)。
(2)尾氣通過石灰石吸收塔進行脫碳處理,減少溫室氣體排放。
三、設備配置
(一)核心設備
1.破碎篩分系統(tǒng)
-顎式破碎機(處理能力:100-500t/h)
-旋風篩(篩孔尺寸:0.5-10mm)
2.氣化爐
-多噴嘴氣化爐(熱負荷:500-2000kW)
-豎爐(容積:20-50m3)
3.還原設備
-轉(zhuǎn)爐(公稱容量:5-20噸)
-礦熱爐(功率:1000-5000kW)
(二)輔助設備
1.除塵系統(tǒng)
-布袋除塵器(處理風量:50000-200000m3/h)
-濕式除塵塔(脫塵效率:99%)
2.自動控制系統(tǒng)
-PLC溫控系統(tǒng)(精度:±5℃)
-氣體成分分析儀(檢測范圍:0-100%)
四、操作步驟
(一)生產(chǎn)準備
1.檢查設備狀態(tài)
(1)確認破碎機、篩分機等設備運行正常。
(2)檢查氣化爐、還原爐的耐火材料和冷卻系統(tǒng)。
2.配置原料
(1)測量精礦品位,調(diào)整藥劑添加量。
(2)預熱還原劑(如焦炭),控制水分含量低于5%。
(二)生產(chǎn)執(zhí)行
1.破碎篩分
(1)啟動顎式破碎機,逐步加入原料。
(2)通過篩分機分離合格顆粒,不合格料返回破碎。
2.高溫煉化
(1)加熱氣化爐至1200℃,通入水蒸氣啟動氣化。
(2)監(jiān)控合成氣產(chǎn)量和成分,調(diào)整氧煤比。
3.產(chǎn)物處理
(1)金屬熔體自然冷卻至600℃,進行破碎。
(2)合成氣經(jīng)洗滌塔凈化,CO含量穩(wěn)定在30%-40%。
(三)收尾工作
1.設備清洗
(1)清理氣化爐內(nèi)殘渣,防止結(jié)焦。
(2)沖洗篩分機篩網(wǎng),保持透氣性。
2.數(shù)據(jù)記錄
(1)記錄各環(huán)節(jié)能耗和產(chǎn)出數(shù)據(jù)。
(2)分析雜質(zhì)含量,優(yōu)化工藝參數(shù)。
五、安全規(guī)范
(一)高溫作業(yè)防護
1.佩戴隔熱手套和面罩,避免燙傷。
2.使用紅外測溫儀監(jiān)控設備溫度,超限立即停機。
(二)氣體泄漏處理
1.安裝可燃氣體探測器,報警時疏散人員。
2.定期檢查管道密封性,防止CO泄漏。
(三)應急措施
1.配備滅火器(類型:干粉或二氧化碳),覆蓋氣化爐出口。
2.制定金屬熔體泄漏應急預案,使用沙土覆蓋冷卻。
六、效益分析
(一)經(jīng)濟性
1.精礦回收率提升至75%,年節(jié)約原料成本約200萬元。
2.合成氣直接用于制甲醇,產(chǎn)值為500-800元/噸。
(二)環(huán)保性
1.脫硫率高于95%,SO?排放量減少60%。
2.余熱回收利用率達50%,降低能耗支出。
(三)可擴展性
1.可配套建設化工深加工線,延伸產(chǎn)業(yè)鏈。
2.改造氣化爐為多聯(lián)產(chǎn)模式,提高資源綜合利用效率。
一、概述
煤炭礦石煉化工藝生產(chǎn)方案是指通過物理和化學方法,將煤炭礦石轉(zhuǎn)化為可用能源或化工原料的系統(tǒng)性流程。該方案涉及原料預處理、高溫煉化、產(chǎn)物分離與提純等關鍵環(huán)節(jié),旨在提高資源利用率、降低環(huán)境污染并優(yōu)化生產(chǎn)效率。本方案從工藝流程、設備配置、操作步驟及安全規(guī)范等方面進行詳細闡述,為相關生產(chǎn)活動提供技術指導。特別強調(diào),本方案中的“煤炭礦石”是指以煤炭為主要成分,并含有一定比例礦物雜質(zhì)的固體原料,其處理方式側(cè)重于資源化利用,而非傳統(tǒng)意義上的煤炭燃燒。
二、工藝流程
(一)原料預處理
1.破碎與篩分
(1)設備選擇與參數(shù)設定
-初級破碎(粗碎):采用顎式破碎機進行。進料粒度應控制在最大500mm以內(nèi),以保護后續(xù)設備。設定排料口間隙,初步控制產(chǎn)品粒度在250mm左右。需配備破碎機間隙調(diào)整裝置,以適應不同硬度原料。
-二級破碎(中碎):將粗碎后的物料送入旋回破碎機或圓錐破碎機??刂婆帕峡冢巩a(chǎn)品粒度達到50-80mm,為篩分做準備。
-三級破碎(細碎/制粉,如需):若后續(xù)工藝要求細顆粒原料,則采用反擊式破碎機或錘式破碎機進行。目標粒度通常為10-25mm,需根據(jù)球磨機或氣化爐要求精確控制。
(2)篩分操作
-使用多層振動篩進行篩分作業(yè)。根據(jù)粒度要求配置不同孔徑的篩網(wǎng)(常用孔徑范圍:10mm、6mm、3mm、0.5mm)。
-確保篩分機篩網(wǎng)安裝平整,無損壞,并定期清理篩孔堵塞物。篩上物返回破碎系統(tǒng),篩下物進入下一工序。
-關鍵控制點:篩分效率(通常要求>90%),通過調(diào)節(jié)振動頻率和振幅優(yōu)化。
(3)除塵與輸送
-破碎和篩分過程產(chǎn)生大量粉塵。在破碎機進料口、出料口、篩分機上方設置布袋除塵器或靜電除塵器,處理風量需匹配設備產(chǎn)氣量,除塵效率不低于98%。
-精礦或合格粒度物料通過皮帶輸送機、刮板輸送機或氣力輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)運至儲倉或后續(xù)工序。輸送系統(tǒng)需封閉,防止粉塵外逸。
2.濃縮與脫泥
(1)浮選工藝(適用于礦物成分的精礦回收)
-調(diào)漿:將篩分后的精礦加入攪拌槽,加入水調(diào)節(jié)濃度(約50%-60%),并加入調(diào)酸劑(如硫酸)控制pH值(通常4-10),使礦物表面疏水性增強。
-藥化:按比例加入捕收劑(如黃藥類)、起泡劑(如松醇油)和調(diào)整劑(如抑制劑,如氰化物,需注意安全環(huán)保替代品),混合均勻。
-浮選:將調(diào)好漿的物料送入浮選柱或浮選機??諝馔ㄟ^充氣裝置分散成微泡進入槽內(nèi),礦物顆粒附著在氣泡上上浮形成泡沫層,由刮泡機收集。
-尾礦處理:未附著氣泡的脈石礦物沉入槽底作為尾礦,定期排放至尾礦庫。浮選精礦送往濃縮工序。
-指標控制:精礦品位(目標>65%有效成分)、回收率(目標>80%)。通過調(diào)整藥劑種類和用量、充氣量、刮泡速度等參數(shù)優(yōu)化指標。
(2)重選工藝(適用于密度差異明顯的組分分離)
-跳汰選礦:利用礦粒在介質(zhì)(水或空氣)中按密度分層原理進行。將物料給人跳汰機,通過周期性壓縮和膨脹的礦漿對礦粒進行分選,重礦物沉到底層,輕礦物隨礦漿上浮。
-密度分離機(如螺旋分選機):適用于細粒物料分離,通過離心力和重力作用,實現(xiàn)不同密度礦物的分層和收集。
(3)脫泥與壓濾
-浮選或重選后的精礦常含有細小泥沙,需進行脫泥處理。采用濃縮機(如帶式濃縮機)初步脫除水分,或加入凝聚劑(如聚丙烯酰胺)后進行沉降分離。
-脫水后的泥漿送入板框壓濾機或螺旋壓榨機進行壓榨脫水,得到泥餅。泥餅可根據(jù)情況進行資源化利用(如制磚)或無害化處置。
(二)高溫煉化
1.熱解與氣化
(1)氣化爐類型選擇與操作
-固定床氣化爐(如水煤漿氣化):將煤磨成細粉,與水混合成漿料,噴入高溫爐膛(>1400℃)進行部分氧化反應。
-操作步驟:
1.啟動燃燒器,將爐膛溫度升至設定值(如1450℃)。
2.將煤粉、水、穩(wěn)定劑(如氫氧化鈉)按比例計量后送入氣化噴嘴。
3.控制空氣(或氧氣)流量,維持合適的氧碳比(通常<0.3),防止完全燃燒。
4.實時監(jiān)測合成氣(CO+H?)產(chǎn)量(目標:>600m3/t煤)、組成(CO:25-35%,H?:25-35%,N?:<5%)和溫度(出口:800-1000℃)。
-流化床氣化爐(如干煤粉氣化):將煤磨至極細(<75μm),在高溫(1100-1300℃)下用空氣或氧氣吹掃,使煤粉顆粒呈流化狀態(tài)進行反應。
-操作步驟:
1.啟動空氣/氧氣風機,建立流化狀態(tài)。
2.將煤粉通過給料器均勻加入爐膛。
3.控制入爐煤粉量、空氣流量和爐膛溫度,防止結(jié)渣(通過調(diào)整操作參數(shù)如停留時間、溫度分布)。
4.監(jiān)測合成氣指標(CO:30-40%,H?:25-35%)。
(2)合成氣凈化
-一級凈化(除塵脫焦油):氣化出口氣體首先通過旋風除塵器去除大顆粒灰分(除塵效率>95%),然后進入文丘里洗滌器或噴淋洗滌塔,用循環(huán)黑水洗滌,脫除焦油和酸性氣體(H?S,COS)。洗滌液經(jīng)處理循環(huán)使用。
-二級凈化(脫硫脫硝):
-脫硫:采用濕法石灰石-石膏法或胺法脫硫。石灰石漿液噴淋洗滌煙氣,生成石膏;胺法用堿性胺溶液吸收H?S,再生后循環(huán)。脫硫效率要求>98%。
-脫硝(如需):若合成氣用于制氨,可能需脫除NOx??刹捎眠x擇性催化還原(SCR)或選擇性非催化還原(SNCR)技術,使用還原劑(如氨水)在催化劑或高溫下將NOx還原為N?。
2.熔融還原
(1)直接還原工藝(如豎爐直接還原)
-原料準備:將預處理并篩分的礦石(如鐵礦石,或含鐵煤矸石)與還原劑(如焦炭、天然氣轉(zhuǎn)化氣H?/CO)按比例混合,加入適量黏結(jié)劑(如白云石粉)制成料球。
-操作步驟:
1.將料球從豎爐頂部加入。
2.熱源(通常是還原劑燃燒或來自上部煙氣)從豎爐側(cè)面或底部供熱,使料球在下降過程中逐步加熱至還原溫度(1000-1200℃)。
3.還原劑(H?,CO)與礦石中的氧化物發(fā)生反應,生成金屬熔體和爐渣。
4.金屬熔體和爐渣在重力作用下分層,在爐底或通過專門的排渣口排出。
5.排出的金屬熔體經(jīng)冷卻、結(jié)晶、破碎后得到金屬塊。
-關鍵控制:溫度分布均勻性、還原劑流量與分布、料層透氣性。
(2)間接還原工藝(如費托合成用鎳基催化劑還原)
-原理:利用氫氣(H?)或一氧化碳(CO)在催化劑作用下將金屬氧化物還原。
-操作步驟:
1.將礦石與催化劑(如鎳基催化劑)混合。
2.在反應器中,通入還原氣體(H?或CO),控制溫度(通常400-700℃)和壓力(常壓或微正壓),進行還原反應。
3.產(chǎn)物金屬混合物通過冷卻、磁選或化學浸出分離。
(三)產(chǎn)物分離與提純
1.金屬提純與精煉
(1)冷卻與凝固
-將高溫金屬熔體倒入金屬水口或鑄模中,自然冷卻或強制冷卻(水冷/風冷)。
-控制冷卻速度,防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。根據(jù)金屬種類和需求,形成金屬錠、鑄棒或顆粒。
(2)精煉處理
-火法精煉(如吹煉):對粗金屬進行氧化脫雜。例如,向金屬熔體吹入空氣或富氧空氣,使雜質(zhì)形成氧化物浮于表面去除。需精確控制吹煉溫度和吹煉時間。
-濕法精煉(如電解):將粗金屬溶解于電解液中,通過電解過程在陰極沉積純金屬。例如,電解熔融鹽法制鋁或電解水溶液法制銅。
-真空精煉:在真空環(huán)境下進行精煉,降低沸點,去除易揮發(fā)雜質(zhì)。
(3)成品制備
-將精煉后的金屬進行切割、軋制、擠壓或拉拔,制成所需形狀的金屬產(chǎn)品(如板材、線材、管材)。
2.氣體產(chǎn)物提純與利用
(1)合成氣(CO+H?)的進一步純化
-變壓吸附(PSA):利用不同氣體在吸附劑上吸附能力的差異,分離空氣中的N?,或分離CO?/CO,得到高純度H?或CO。
-水煤氣變換反應:若需要更高的H?/CO比(如合成氨或甲醇),可通過水煤氣變換反應(CO+H?O=CO?+H?)調(diào)整。
(2)化工產(chǎn)品合成
-合成氨:高純H?與N?按比例(3:1)在催化劑作用下合成氨(Haber-Bosch法)。
-甲醇合成:CO和H?按比例(1:2)在催化劑作用下合成甲醇(Syntroleum法或MTO法)。
-其他化學品:可用于合成烯烴、芳烴、醇類、酸類等基礎化工原料。
3.灰渣處理與資源化
(1)灰渣物理性質(zhì)
-包括氣化爐灰、熔融還原爐渣、除塵灰等。成分主要為硅、鋁、鐵、鈣、鎂氧化物及未燃碳。
(2)處理方法
-水力輸送與沉淀:部分灰渣通過水力系統(tǒng)輸送至灰?guī)旎虺恋沓亍?/p>
-干法收集與儲存:通過氣力輸送系統(tǒng)收集,送入封閉式灰?guī)靸Υ妗?/p>
(3)資源化利用途徑
-水泥生產(chǎn):作為水泥原料或摻合料。
-建材產(chǎn)品:制備水泥摻合料、燒結(jié)磚、陶粒、道路基層材料等。
-提取有價組分:從高品位含鐵灰渣中提取氧化鐵或金屬鐵。
-土地復墾:用于礦區(qū)回填或土地改良。
4.液體產(chǎn)物處理
(1)黑水處理:氣化或還原過程產(chǎn)生的洗滌廢水(黑水)含有堿、鹽、有機物和懸浮物。需進行中和、絮凝沉淀、生化處理等步驟,實現(xiàn)回用或達標排放。
(2)金屬浸出液處理:濕法精煉或浸出過程產(chǎn)生的廢液,需回收金屬,處理酸性/堿性廢水,去除重金屬離子,實現(xiàn)資源化。
三、設備配置
(一)核心設備
1.顎式破碎機
-型號示例:PE600x900,處理能力:150-250t/h,進料口最大寬度:600mm,排料口調(diào)整范圍:40-160mm。
2.旋回破碎機
-型號示例:900x1800,處理能力:400-800t/h,進料口直徑:900mm,排料口調(diào)整范圍:30-190mm。
3.振動篩
-型號示例:3YK1840,篩分面積:8.4m2,最大處理能力:150t/h,篩孔尺寸:0-50mm可調(diào)。
4.浮選機
-型號示例:XFD-36,有效容積:0.36m3,處理能力:6-15m3/h,適用于粗粒級精礦回收。
5.氣化爐
-類型:水煤漿氣化爐(如GE多噴嘴氣化爐)或干煤粉氣化爐(如Shell氣化爐)。
-規(guī)模:單臺日處理煤量:100-1000噸/天。
-關鍵參數(shù):熱輸入:15-30MW,出口溫度:800-1000℃,合成氣產(chǎn)量:>500m3/t煤。
6.除塵器
-型號示例:CLT/N型,處理風量:50,000-200,000m3/h,除塵效率:>99%,適用溫度:150-600℃。
7.豎爐
-型號示例:處理能力:100-500噸/天,爐高:30-60米,直徑:2-4米。
8.精煉爐/電解槽
-火法精煉爐(如轉(zhuǎn)爐、電爐),電解槽(如鋁用預焙陽極電解槽、銅用精煉電解槽)。
9.反應器(化工合成)
-合成氨反應器(列管式固定床)、甲醇合成反應器(管殼式)。
(二)輔助設備
1.輸送設備
-皮帶輸送機(帶寬:650-1400mm,長度:50-500米),斗式提升機(處理量:50-500t/h),氣力輸送系統(tǒng)(處理風量:10000-50000m3/h)。
2.凈化設備
-噴淋洗滌塔(處理能力:100-1000m3/h),文丘里洗滌器,石灰石-石膏反應器,胺液再生塔。
3.水處理設備
-反滲透水處理裝置(產(chǎn)水量:10-100m3/h),離子交換器,生化反應器。
4.自動控制系統(tǒng)
-DCS或PLC控制系統(tǒng),包括溫度、壓力、流量、液位、成分(在線分析儀)的監(jiān)測與控制模塊。
-SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
(三)環(huán)保與安全設備
1.環(huán)保設備清單
-布袋/靜電除塵器(覆蓋破碎、篩分、氣化、還原等環(huán)節(jié)),脫硫脫硝裝置,廢水處理站,灰渣儲存庫/綜合利用設施,噪聲控制裝置(消聲器、隔聲罩)。
2.安全設備清單
-消防系統(tǒng)(滅火器、消防栓、滅火泡沫站),緊急切斷閥,安全泄壓裝置(安全閥、爆破片),可燃/有毒氣體檢測報警器(CO、H?、O?、可燃氣體等),緊急停機按鈕,個體防護用品(防護服、呼吸器、手套、安全鞋)。
四、操作步驟
(一)開停車程序
1.開車步驟(以氣化系統(tǒng)為例)
-準備階段
(1)檢查所有設備(氣化爐、泵、風機、壓縮機、管道、閥門)狀態(tài)正常,無泄漏。
(2)系統(tǒng)吹掃,用氮氣或蒸汽置換管道內(nèi)的空氣。
(3)檢查燃料(煤粉/水煤漿)、原料(礦石)、助燃劑(空氣/氧氣)供應正常。
(4)啟動輔助系統(tǒng)(水、電、汽、儀表風)。
-升溫階段
(1)啟動燃料供應系統(tǒng),開始向氣化爐內(nèi)噴入少量燃料并緩慢升溫。
(2)監(jiān)控爐膛溫度,逐步升高至目標溫度(如1450℃)。
(3)檢查耐火材料溫度,確保無異常。
-投料與穩(wěn)定運行
(1)當爐膛溫度達到設定值,調(diào)整燃料流量和空氣/氧氣流量,開始正式進料。
(2)持續(xù)監(jiān)測合成氣產(chǎn)量、成分、爐膛溫度、壓力等關鍵參數(shù),逐步優(yōu)化操作條件。
(3)啟動凈化系統(tǒng),確保出口氣體指標合格。
2.停車步驟(以氣化系統(tǒng)為例)
-正常停車
(1)減少燃料供應,降低爐膛溫度。
(2)停止向氣化爐進料。
(3)關閉空氣/氧氣供應,繼續(xù)通入氮氣保護,使爐溫緩慢降至安全溫度。
(4)停止凈化系統(tǒng)運行。
(5)關閉相關泵、風機。
-緊急停車
(1)立即切斷燃料供應。
(2)快速切斷空氣/氧氣供應,或啟動緊急泄壓措施(如爆破片)。
(3)啟動應急冷卻和吹掃程序。
(4)觀察設備狀況,確認無危險后方可進行后續(xù)操作。
(二)日常操作要點
-原料管理
(1)每班檢查原料質(zhì)量(粒度、水分、成分),確保符合要求。
(2)調(diào)整給料機轉(zhuǎn)速,控制進料量穩(wěn)定。
-參數(shù)監(jiān)控
(1)每小時記錄關鍵工藝參數(shù)(溫度、壓力、流量、成分)。
(2)通過DCS/PLC界面監(jiān)控設備運行狀態(tài)和報警信息。
-設備巡檢
(1)每日對主要設備(泵、風機、電機、熱交換器、反應器)進行外觀檢查,聽聲音,摸溫度。
(2)檢查密封點,防止泄漏。
-維護保養(yǎng)
(1)按計劃進行設備潤滑、緊固、清潔。
(2)定期校驗儀表(溫度、壓力、流量、分析儀表)。
(三)異常工況處理
1.氣化爐結(jié)渣處理
-現(xiàn)象:爐膛溫度異常升高,合成氣產(chǎn)量下降,壓力升高。
-措施:
(1)降低燃料供應速率。
(2)提高爐膛操作溫度(在允許范圍內(nèi))。
(3)調(diào)整噴嘴角度或更換噴嘴。
(4)增加吹掃強度(如增加空氣/蒸汽流量)。
(5)若無法緩解,執(zhí)行短期停車清渣。
-除塵器堵塞處理
-現(xiàn)象:出口壓力升高,氣體溫度升高,出口粉塵濃度超標。
-措施:
(1)停止進料,進行機械振打或反吹清掃。
(2)檢查并清理濾袋/濾芯。
(3)檢查氣流分布是否均勻。
(4)若濾袋破損,更換濾袋。
五、安全規(guī)范
(一)通用安全要求
1.所有操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓,考核合格后方可上崗。
2.嚴格遵守操作規(guī)程,不得隨意更改參數(shù)或操作。
3.進入高溫、高壓、密閉等危險區(qū)域必須辦理許可手續(xù),并佩戴相應防護裝備。
4.保持工作場所整潔,通道暢通,消防器材完好有效。
5.定期進行安全檢查,消除隱患。
(二)高溫作業(yè)防護
1.在氣化爐、熔爐等高溫區(qū)域作業(yè)時,必須穿戴隔熱服、面罩、耐熱手套、防火鞋。
2.使用紅外測溫儀或接觸式溫度計監(jiān)測設備表面溫度,避免燙傷。
3.設備保溫層應完好無損,裸露高溫表面必須加設防護欄或警示標識。
4.工作休息場所應配備降溫飲品和防暑用品。
(三)粉塵防爆防護
1.破碎、篩分、輸運、儲存等環(huán)節(jié)必須密閉,并配備可靠的除塵系統(tǒng)。
2.嚴禁在粉塵區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生火花(如使用非防爆工具、禁止吸煙、控制靜電)。
3.定期檢測粉塵濃度,確保低于爆炸下限。
4.采取通風措施,防止粉塵積聚。
(四)氣體中毒防護
1.氣化、還原、凈化過程中可能產(chǎn)生CO、H?S、NH?等有毒氣體。
2.相關區(qū)域必須強制通風,并安裝固定式和便攜式有毒氣體檢測報警器。
3.作業(yè)人員必須佩戴空氣呼吸器或長管呼吸器。
4.發(fā)現(xiàn)中毒事故,立即撤離現(xiàn)場,進行急救并隔離污染區(qū)域。
(五)設備安全操作
1.啟動大型設備前,必須確認聯(lián)鎖保護裝置正常。
2.操作旋轉(zhuǎn)設備時,禁止將身體任何部位伸入設備內(nèi)部。
3.壓力容器操作需遵守壓力容器安全規(guī)程,嚴禁超壓運行。
4.起重作業(yè)必須由持證人員操作,吊裝區(qū)域設置警戒線。
(六)應急準備與響應
1.制定詳細應急預案,包括火災、爆炸、中毒、泄漏、設備故障等場景。
2.定期組織應急演練,確保人員熟悉疏散路線和應急設備使用方法。
3.配備應急物資(滅火器、急救箱、堵漏材料、防護裝備等),并定點存放。
4.發(fā)生事故時,立即啟動應急程序,切斷相關設備,組織人員疏散,并向相關部門報告。
六、效益分析
(一)經(jīng)濟效益分析
1.成本構(gòu)成
-原料成本(煤炭/礦石價格):占總成本的40%-60%。
-能源成本(燃料、電力、蒸汽):占20%-35%。
-工資與福利:占10%-15%。
-維護維修費:占5%-10%。
-環(huán)保處理費:占3%-8%。
2.收入來源
-高溫合成氣銷售(用于發(fā)電或化工):年產(chǎn)值可達500-1500萬元。
-金屬產(chǎn)品(鐵、鎳等)銷售:年產(chǎn)值可達300-800萬元。
-灰渣綜合利用收入:年產(chǎn)值可達50-150萬元。
3.盈利能力
-投資回收期(稅后):根據(jù)規(guī)模和效率,通常為5-10年。
-內(nèi)部收益率(稅后):可達15%-25%。
-通過優(yōu)化操作、提高資源利用率、拓展產(chǎn)品市場,可進一步提升經(jīng)濟效益。
(二)環(huán)境效益分析
1.資源利用率提升
-通過多聯(lián)產(chǎn)技術,煤炭/礦石的綜合利用率可達80%以上,遠高于傳統(tǒng)單燒方式。
-灰渣、粉塵等副產(chǎn)物得到資源化利用,減少廢棄物排放。
2.污染物減排
-采用先進的凈化技術,SO?、NOx、粉塵排放濃度可穩(wěn)定低于國家排放標準50%-80%。
-通過余熱回收利用,降低單位產(chǎn)品能耗,減少CO?排放。
-黑水處理回用率高,減少新鮮水取用。
(三)技術可行性與發(fā)展前景
1.技術成熟度
-氣化、還原、合成等核心技術已工業(yè)化應用多年,技術成熟可靠。
-自動化控制系統(tǒng)水平高,可實現(xiàn)穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)。
2.發(fā)展趨勢
-向大型化、自動化、智能化方向發(fā)展,提高單線產(chǎn)能和運行效率。
-與可再生能源(如綠氫)結(jié)合,開發(fā)低碳或零碳煉化工藝。
-拓展產(chǎn)品鏈,生產(chǎn)更多高附加值化工產(chǎn)品(如烯烴、芳烴、精細化學品)。
-加強過程建模與優(yōu)化,通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)精細化操作。
(四)社會效益分析
1.產(chǎn)業(yè)帶動
-帶動煤炭開采、設備制造、環(huán)保技術、化工應用等相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
-創(chuàng)造就業(yè)崗位,包括技術、操作、管理、維護等崗位。
2.區(qū)域發(fā)展
-促進資源型地區(qū)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高區(qū)域經(jīng)濟競爭力。
-基礎設施建設(能源、交通、公用工程)得到完善。
3.可持續(xù)發(fā)展
-推動煤炭等傳統(tǒng)能源資源的高效、清潔、循環(huán)利用。
-為實現(xiàn)工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型貢獻力量。
一、概述
煤炭礦石煉化工藝生產(chǎn)方案是指通過物理和化學方法,將煤炭礦石轉(zhuǎn)化為可用能源或化工原料的系統(tǒng)性流程。該方案涉及原料預處理、高溫煉化、產(chǎn)物分離與提純等關鍵環(huán)節(jié),旨在提高資源利用率、降低環(huán)境污染并優(yōu)化生產(chǎn)效率。本方案從工藝流程、設備配置、操作步驟及安全規(guī)范等方面進行詳細闡述,為相關生產(chǎn)活動提供技術指導。
二、工藝流程
(一)原料預處理
1.破碎與篩分
(1)將煤炭礦石通過顎式破碎機、錘式破碎機等設備進行初步破碎,控制粒度在10-50mm。
(2)利用振動篩或旋風篩進行篩分,篩除雜質(zhì)和過粗/過細顆粒,確保后續(xù)煉化效果。
2.濃縮與脫泥
(1)采用浮選或重選方法,去除礦石中的泥沙和無效礦物,提高精礦品位。
(2)加入藥劑(如捕收劑、調(diào)整劑)優(yōu)化浮選效果,回收精礦含量可達60%-85%。
(二)高溫煉化
1.熱解與氣化
(1)將預處理后的精礦送入氣化爐,在高溫(1200-1500℃)和缺氧環(huán)境下進行熱解反應。
(2)通過水蒸氣或氧氣輔助氣化,生成合成氣(主要成分為CO和H?),產(chǎn)氣率可達500-800m3/t原料。
2.熔融還原
(1)在轉(zhuǎn)爐或豎爐中,利用碳或還原劑將礦石中的金屬氧化物還原成金屬熔體。
(2)控制溫度(1500-1800℃)和還原時間(1-3小時),確保金屬回收率高于90%。
(三)產(chǎn)物分離與提純
1.冷卻與結(jié)晶
(1)將金屬熔體通過水冷或風冷裝置快速冷卻,形成金屬塊或顆粒。
(2)結(jié)晶過程中去除雜質(zhì),純度可達到99%-99.5%。
2.氣體凈化
(1)合成氣經(jīng)洗滌塔脫除焦油和硫化物,凈化后的CO和H?用于化工生產(chǎn)。
(2)尾氣通過石灰石吸收塔進行脫碳處理,減少溫室氣體排放。
三、設備配置
(一)核心設備
1.破碎篩分系統(tǒng)
-顎式破碎機(處理能力:100-500t/h)
-旋風篩(篩孔尺寸:0.5-10mm)
2.氣化爐
-多噴嘴氣化爐(熱負荷:500-2000kW)
-豎爐(容積:20-50m3)
3.還原設備
-轉(zhuǎn)爐(公稱容量:5-20噸)
-礦熱爐(功率:1000-5000kW)
(二)輔助設備
1.除塵系統(tǒng)
-布袋除塵器(處理風量:50000-200000m3/h)
-濕式除塵塔(脫塵效率:99%)
2.自動控制系統(tǒng)
-PLC溫控系統(tǒng)(精度:±5℃)
-氣體成分分析儀(檢測范圍:0-100%)
四、操作步驟
(一)生產(chǎn)準備
1.檢查設備狀態(tài)
(1)確認破碎機、篩分機等設備運行正常。
(2)檢查氣化爐、還原爐的耐火材料和冷卻系統(tǒng)。
2.配置原料
(1)測量精礦品位,調(diào)整藥劑添加量。
(2)預熱還原劑(如焦炭),控制水分含量低于5%。
(二)生產(chǎn)執(zhí)行
1.破碎篩分
(1)啟動顎式破碎機,逐步加入原料。
(2)通過篩分機分離合格顆粒,不合格料返回破碎。
2.高溫煉化
(1)加熱氣化爐至1200℃,通入水蒸氣啟動氣化。
(2)監(jiān)控合成氣產(chǎn)量和成分,調(diào)整氧煤比。
3.產(chǎn)物處理
(1)金屬熔體自然冷卻至600℃,進行破碎。
(2)合成氣經(jīng)洗滌塔凈化,CO含量穩(wěn)定在30%-40%。
(三)收尾工作
1.設備清洗
(1)清理氣化爐內(nèi)殘渣,防止結(jié)焦。
(2)沖洗篩分機篩網(wǎng),保持透氣性。
2.數(shù)據(jù)記錄
(1)記錄各環(huán)節(jié)能耗和產(chǎn)出數(shù)據(jù)。
(2)分析雜質(zhì)含量,優(yōu)化工藝參數(shù)。
五、安全規(guī)范
(一)高溫作業(yè)防護
1.佩戴隔熱手套和面罩,避免燙傷。
2.使用紅外測溫儀監(jiān)控設備溫度,超限立即停機。
(二)氣體泄漏處理
1.安裝可燃氣體探測器,報警時疏散人員。
2.定期檢查管道密封性,防止CO泄漏。
(三)應急措施
1.配備滅火器(類型:干粉或二氧化碳),覆蓋氣化爐出口。
2.制定金屬熔體泄漏應急預案,使用沙土覆蓋冷卻。
六、效益分析
(一)經(jīng)濟性
1.精礦回收率提升至75%,年節(jié)約原料成本約200萬元。
2.合成氣直接用于制甲醇,產(chǎn)值為500-800元/噸。
(二)環(huán)保性
1.脫硫率高于95%,SO?排放量減少60%。
2.余熱回收利用率達50%,降低能耗支出。
(三)可擴展性
1.可配套建設化工深加工線,延伸產(chǎn)業(yè)鏈。
2.改造氣化爐為多聯(lián)產(chǎn)模式,提高資源綜合利用效率。
一、概述
煤炭礦石煉化工藝生產(chǎn)方案是指通過物理和化學方法,將煤炭礦石轉(zhuǎn)化為可用能源或化工原料的系統(tǒng)性流程。該方案涉及原料預處理、高溫煉化、產(chǎn)物分離與提純等關鍵環(huán)節(jié),旨在提高資源利用率、降低環(huán)境污染并優(yōu)化生產(chǎn)效率。本方案從工藝流程、設備配置、操作步驟及安全規(guī)范等方面進行詳細闡述,為相關生產(chǎn)活動提供技術指導。特別強調(diào),本方案中的“煤炭礦石”是指以煤炭為主要成分,并含有一定比例礦物雜質(zhì)的固體原料,其處理方式側(cè)重于資源化利用,而非傳統(tǒng)意義上的煤炭燃燒。
二、工藝流程
(一)原料預處理
1.破碎與篩分
(1)設備選擇與參數(shù)設定
-初級破碎(粗碎):采用顎式破碎機進行。進料粒度應控制在最大500mm以內(nèi),以保護后續(xù)設備。設定排料口間隙,初步控制產(chǎn)品粒度在250mm左右。需配備破碎機間隙調(diào)整裝置,以適應不同硬度原料。
-二級破碎(中碎):將粗碎后的物料送入旋回破碎機或圓錐破碎機??刂婆帕峡冢巩a(chǎn)品粒度達到50-80mm,為篩分做準備。
-三級破碎(細碎/制粉,如需):若后續(xù)工藝要求細顆粒原料,則采用反擊式破碎機或錘式破碎機進行。目標粒度通常為10-25mm,需根據(jù)球磨機或氣化爐要求精確控制。
(2)篩分操作
-使用多層振動篩進行篩分作業(yè)。根據(jù)粒度要求配置不同孔徑的篩網(wǎng)(常用孔徑范圍:10mm、6mm、3mm、0.5mm)。
-確保篩分機篩網(wǎng)安裝平整,無損壞,并定期清理篩孔堵塞物。篩上物返回破碎系統(tǒng),篩下物進入下一工序。
-關鍵控制點:篩分效率(通常要求>90%),通過調(diào)節(jié)振動頻率和振幅優(yōu)化。
(3)除塵與輸送
-破碎和篩分過程產(chǎn)生大量粉塵。在破碎機進料口、出料口、篩分機上方設置布袋除塵器或靜電除塵器,處理風量需匹配設備產(chǎn)氣量,除塵效率不低于98%。
-精礦或合格粒度物料通過皮帶輸送機、刮板輸送機或氣力輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)運至儲倉或后續(xù)工序。輸送系統(tǒng)需封閉,防止粉塵外逸。
2.濃縮與脫泥
(1)浮選工藝(適用于礦物成分的精礦回收)
-調(diào)漿:將篩分后的精礦加入攪拌槽,加入水調(diào)節(jié)濃度(約50%-60%),并加入調(diào)酸劑(如硫酸)控制pH值(通常4-10),使礦物表面疏水性增強。
-藥化:按比例加入捕收劑(如黃藥類)、起泡劑(如松醇油)和調(diào)整劑(如抑制劑,如氰化物,需注意安全環(huán)保替代品),混合均勻。
-浮選:將調(diào)好漿的物料送入浮選柱或浮選機。空氣通過充氣裝置分散成微泡進入槽內(nèi),礦物顆粒附著在氣泡上上浮形成泡沫層,由刮泡機收集。
-尾礦處理:未附著氣泡的脈石礦物沉入槽底作為尾礦,定期排放至尾礦庫。浮選精礦送往濃縮工序。
-指標控制:精礦品位(目標>65%有效成分)、回收率(目標>80%)。通過調(diào)整藥劑種類和用量、充氣量、刮泡速度等參數(shù)優(yōu)化指標。
(2)重選工藝(適用于密度差異明顯的組分分離)
-跳汰選礦:利用礦粒在介質(zhì)(水或空氣)中按密度分層原理進行。將物料給人跳汰機,通過周期性壓縮和膨脹的礦漿對礦粒進行分選,重礦物沉到底層,輕礦物隨礦漿上浮。
-密度分離機(如螺旋分選機):適用于細粒物料分離,通過離心力和重力作用,實現(xiàn)不同密度礦物的分層和收集。
(3)脫泥與壓濾
-浮選或重選后的精礦常含有細小泥沙,需進行脫泥處理。采用濃縮機(如帶式濃縮機)初步脫除水分,或加入凝聚劑(如聚丙烯酰胺)后進行沉降分離。
-脫水后的泥漿送入板框壓濾機或螺旋壓榨機進行壓榨脫水,得到泥餅。泥餅可根據(jù)情況進行資源化利用(如制磚)或無害化處置。
(二)高溫煉化
1.熱解與氣化
(1)氣化爐類型選擇與操作
-固定床氣化爐(如水煤漿氣化):將煤磨成細粉,與水混合成漿料,噴入高溫爐膛(>1400℃)進行部分氧化反應。
-操作步驟:
1.啟動燃燒器,將爐膛溫度升至設定值(如1450℃)。
2.將煤粉、水、穩(wěn)定劑(如氫氧化鈉)按比例計量后送入氣化噴嘴。
3.控制空氣(或氧氣)流量,維持合適的氧碳比(通常<0.3),防止完全燃燒。
4.實時監(jiān)測合成氣(CO+H?)產(chǎn)量(目標:>600m3/t煤)、組成(CO:25-35%,H?:25-35%,N?:<5%)和溫度(出口:800-1000℃)。
-流化床氣化爐(如干煤粉氣化):將煤磨至極細(<75μm),在高溫(1100-1300℃)下用空氣或氧氣吹掃,使煤粉顆粒呈流化狀態(tài)進行反應。
-操作步驟:
1.啟動空氣/氧氣風機,建立流化狀態(tài)。
2.將煤粉通過給料器均勻加入爐膛。
3.控制入爐煤粉量、空氣流量和爐膛溫度,防止結(jié)渣(通過調(diào)整操作參數(shù)如停留時間、溫度分布)。
4.監(jiān)測合成氣指標(CO:30-40%,H?:25-35%)。
(2)合成氣凈化
-一級凈化(除塵脫焦油):氣化出口氣體首先通過旋風除塵器去除大顆?;曳郑ǔ龎m效率>95%),然后進入文丘里洗滌器或噴淋洗滌塔,用循環(huán)黑水洗滌,脫除焦油和酸性氣體(H?S,COS)。洗滌液經(jīng)處理循環(huán)使用。
-二級凈化(脫硫脫硝):
-脫硫:采用濕法石灰石-石膏法或胺法脫硫。石灰石漿液噴淋洗滌煙氣,生成石膏;胺法用堿性胺溶液吸收H?S,再生后循環(huán)。脫硫效率要求>98%。
-脫硝(如需):若合成氣用于制氨,可能需脫除NOx??刹捎眠x擇性催化還原(SCR)或選擇性非催化還原(SNCR)技術,使用還原劑(如氨水)在催化劑或高溫下將NOx還原為N?。
2.熔融還原
(1)直接還原工藝(如豎爐直接還原)
-原料準備:將預處理并篩分的礦石(如鐵礦石,或含鐵煤矸石)與還原劑(如焦炭、天然氣轉(zhuǎn)化氣H?/CO)按比例混合,加入適量黏結(jié)劑(如白云石粉)制成料球。
-操作步驟:
1.將料球從豎爐頂部加入。
2.熱源(通常是還原劑燃燒或來自上部煙氣)從豎爐側(cè)面或底部供熱,使料球在下降過程中逐步加熱至還原溫度(1000-1200℃)。
3.還原劑(H?,CO)與礦石中的氧化物發(fā)生反應,生成金屬熔體和爐渣。
4.金屬熔體和爐渣在重力作用下分層,在爐底或通過專門的排渣口排出。
5.排出的金屬熔體經(jīng)冷卻、結(jié)晶、破碎后得到金屬塊。
-關鍵控制:溫度分布均勻性、還原劑流量與分布、料層透氣性。
(2)間接還原工藝(如費托合成用鎳基催化劑還原)
-原理:利用氫氣(H?)或一氧化碳(CO)在催化劑作用下將金屬氧化物還原。
-操作步驟:
1.將礦石與催化劑(如鎳基催化劑)混合。
2.在反應器中,通入還原氣體(H?或CO),控制溫度(通常400-700℃)和壓力(常壓或微正壓),進行還原反應。
3.產(chǎn)物金屬混合物通過冷卻、磁選或化學浸出分離。
(三)產(chǎn)物分離與提純
1.金屬提純與精煉
(1)冷卻與凝固
-將高溫金屬熔體倒入金屬水口或鑄模中,自然冷卻或強制冷卻(水冷/風冷)。
-控制冷卻速度,防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。根據(jù)金屬種類和需求,形成金屬錠、鑄棒或顆粒。
(2)精煉處理
-火法精煉(如吹煉):對粗金屬進行氧化脫雜。例如,向金屬熔體吹入空氣或富氧空氣,使雜質(zhì)形成氧化物浮于表面去除。需精確控制吹煉溫度和吹煉時間。
-濕法精煉(如電解):將粗金屬溶解于電解液中,通過電解過程在陰極沉積純金屬。例如,電解熔融鹽法制鋁或電解水溶液法制銅。
-真空精煉:在真空環(huán)境下進行精煉,降低沸點,去除易揮發(fā)雜質(zhì)。
(3)成品制備
-將精煉后的金屬進行切割、軋制、擠壓或拉拔,制成所需形狀的金屬產(chǎn)品(如板材、線材、管材)。
2.氣體產(chǎn)物提純與利用
(1)合成氣(CO+H?)的進一步純化
-變壓吸附(PSA):利用不同氣體在吸附劑上吸附能力的差異,分離空氣中的N?,或分離CO?/CO,得到高純度H?或CO。
-水煤氣變換反應:若需要更高的H?/CO比(如合成氨或甲醇),可通過水煤氣變換反應(CO+H?O=CO?+H?)調(diào)整。
(2)化工產(chǎn)品合成
-合成氨:高純H?與N?按比例(3:1)在催化劑作用下合成氨(Haber-Bosch法)。
-甲醇合成:CO和H?按比例(1:2)在催化劑作用下合成甲醇(Syntroleum法或MTO法)。
-其他化學品:可用于合成烯烴、芳烴、醇類、酸類等基礎化工原料。
3.灰渣處理與資源化
(1)灰渣物理性質(zhì)
-包括氣化爐灰、熔融還原爐渣、除塵灰等。成分主要為硅、鋁、鐵、鈣、鎂氧化物及未燃碳。
(2)處理方法
-水力輸送與沉淀:部分灰渣通過水力系統(tǒng)輸送至灰?guī)旎虺恋沓亍?/p>
-干法收集與儲存:通過氣力輸送系統(tǒng)收集,送入封閉式灰?guī)靸Υ妗?/p>
(3)資源化利用途徑
-水泥生產(chǎn):作為水泥原料或摻合料。
-建材產(chǎn)品:制備水泥摻合料、燒結(jié)磚、陶粒、道路基層材料等。
-提取有價組分:從高品位含鐵灰渣中提取氧化鐵或金屬鐵。
-土地復墾:用于礦區(qū)回填或土地改良。
4.液體產(chǎn)物處理
(1)黑水處理:氣化或還原過程產(chǎn)生的洗滌廢水(黑水)含有堿、鹽、有機物和懸浮物。需進行中和、絮凝沉淀、生化處理等步驟,實現(xiàn)回用或達標排放。
(2)金屬浸出液處理:濕法精煉或浸出過程產(chǎn)生的廢液,需回收金屬,處理酸性/堿性廢水,去除重金屬離子,實現(xiàn)資源化。
三、設備配置
(一)核心設備
1.顎式破碎機
-型號示例:PE600x900,處理能力:150-250t/h,進料口最大寬度:600mm,排料口調(diào)整范圍:40-160mm。
2.旋回破碎機
-型號示例:900x1800,處理能力:400-800t/h,進料口直徑:900mm,排料口調(diào)整范圍:30-190mm。
3.振動篩
-型號示例:3YK1840,篩分面積:8.4m2,最大處理能力:150t/h,篩孔尺寸:0-50mm可調(diào)。
4.浮選機
-型號示例:XFD-36,有效容積:0.36m3,處理能力:6-15m3/h,適用于粗粒級精礦回收。
5.氣化爐
-類型:水煤漿氣化爐(如GE多噴嘴氣化爐)或干煤粉氣化爐(如Shell氣化爐)。
-規(guī)模:單臺日處理煤量:100-1000噸/天。
-關鍵參數(shù):熱輸入:15-30MW,出口溫度:800-1000℃,合成氣產(chǎn)量:>500m3/t煤。
6.除塵器
-型號示例:CLT/N型,處理風量:50,000-200,000m3/h,除塵效率:>99%,適用溫度:150-600℃。
7.豎爐
-型號示例:處理能力:100-500噸/天,爐高:30-60米,直徑:2-4米。
8.精煉爐/電解槽
-火法精煉爐(如轉(zhuǎn)爐、電爐),電解槽(如鋁用預焙陽極電解槽、銅用精煉電解槽)。
9.反應器(化工合成)
-合成氨反應器(列管式固定床)、甲醇合成反應器(管殼式)。
(二)輔助設備
1.輸送設備
-皮帶輸送機(帶寬:650-1400mm,長度:50-500米),斗式提升機(處理量:50-500t/h),氣力輸送系統(tǒng)(處理風量:10000-50000m3/h)。
2.凈化設備
-噴淋洗滌塔(處理能力:100-1000m3/h),文丘里洗滌器,石灰石-石膏反應器,胺液再生塔。
3.水處理設備
-反滲透水處理裝置(產(chǎn)水量:10-100m3/h),離子交換器,生化反應器。
4.自動控制系統(tǒng)
-DCS或PLC控制系統(tǒng),包括溫度、壓力、流量、液位、成分(在線分析儀)的監(jiān)測與控制模塊。
-SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
(三)環(huán)保與安全設備
1.環(huán)保設備清單
-布袋/靜電除塵器(覆蓋破碎、篩分、氣化、還原等環(huán)節(jié)),脫硫脫硝裝置,廢水處理站,灰渣儲存庫/綜合利用設施,噪聲控制裝置(消聲器、隔聲罩)。
2.安全設備清單
-消防系統(tǒng)(滅火器、消防栓、滅火泡沫站),緊急切斷閥,安全泄壓裝置(安全閥、爆破片),可燃/有毒氣體檢測報警器(CO、H?、O?、可燃氣體等),緊急停機按鈕,個體防護用品(防護服、呼吸器、手套、安全鞋)。
四、操作步驟
(一)開停車程序
1.開車步驟(以氣化系統(tǒng)為例)
-準備階段
(1)檢查所有設備(氣化爐、泵、風機、壓縮機、管道、閥門)狀態(tài)正常,無泄漏。
(2)系統(tǒng)吹掃,用氮氣或蒸汽置換管道內(nèi)的空氣。
(3)檢查燃料(煤粉/水煤漿)、原料(礦石)、助燃劑(空氣/氧氣)供應正常。
(4)啟動輔助系統(tǒng)(水、電、汽、儀表風)。
-升溫階段
(1)啟動燃料供應系統(tǒng),開始向氣化爐內(nèi)噴入少量燃料并緩慢升溫。
(2)監(jiān)控爐膛溫度,逐步升高至目標溫度(如1450℃)。
(3)檢查耐火材料溫度,確保無異常。
-投料與穩(wěn)定運行
(1)當爐膛溫度達到設定值,調(diào)整燃料流量和空氣/氧氣流量,開始正式進料。
(2)持續(xù)監(jiān)測合成氣產(chǎn)量、成分、爐膛溫度、壓力等關鍵參數(shù),逐步優(yōu)化操作條件。
(3)啟動凈化系統(tǒng),確保出口氣體指標合格。
2.停車步驟(以氣化系統(tǒng)為例)
-正常停車
(1)減少燃料供應,降低爐膛溫度。
(2)停止向氣化爐進料。
(3)關閉空氣/氧氣供應,繼續(xù)通入氮氣保護,使爐溫緩慢降至安全溫度。
(4)停止凈化系統(tǒng)運行。
(5)關閉相關泵、風機。
-緊急停車
(1)立即切斷燃料供應。
(2)快速切斷空氣/氧氣供應,或啟動緊急泄壓措施(如爆破片)。
(3)啟動應急冷卻和吹掃程序。
(4)觀察設備狀況,確認無危險后方可進行后續(xù)操作。
(二)日常操作要點
-原料管理
(1)每班檢查原料質(zhì)量(粒度、水分、成分),確保符合要求。
(2)調(diào)整給料機轉(zhuǎn)速,控制進料量穩(wěn)定。
-參數(shù)監(jiān)控
(1)每小時記錄關鍵工藝參數(shù)(溫度、壓力、流量、成分)。
(2)通過DCS/PLC界面監(jiān)控設備運行狀態(tài)和報警信息。
-設備巡檢
(1)每日對主要設備(泵、風機、電機、熱交換器、反應器)進行外觀檢查,聽聲音,摸溫度。
(2)檢查密封點,防止泄漏。
-維護保養(yǎng)
(1)按計劃進行設備潤滑、緊固、清潔。
(2)定期校驗儀表(溫度、壓力、流量、分析儀表)。
(三)異常工況處理
1.氣化爐結(jié)渣處理
-現(xiàn)象:爐膛溫度異常升高,合成氣產(chǎn)量下降,壓力升高。
-措施:
(1)降低燃料供應速率。
(2)提高爐膛操作溫度(在允許范圍內(nèi))。
(3)調(diào)整噴嘴角度或更換噴嘴。
(4)增加吹掃
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