危险化工工艺及**控制详解- 煤气化及煤化工新工艺

反应类型

放热反应

重点监控单元

煤气化炉

工艺简介

煤气化是煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生化学反应，将固体煤转化为含有CO、H₂、CH₄、CO₂等气体的过程。煤气化工艺主要包括水煤浆气化和粉煤气化。煤化工新工艺主要包括煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制甲烷气等工艺。

工艺危险特点

煤气化工艺：

（1） 煤粉制备或输送过程中煤粉泄漏，如遇明火或其它火源，可引起煤粉燃烧或爆炸；

（2）气化反应时，氧煤比例失当，氧气量偏高，可能引发气化炉超温、爆炸；

（3）煤气化工艺为高温、高压过程，气化炉的煤粉加料、灰渣出料及飞灰出料均为间歇操作，一旦阀门、管道或设备发生磨损或故障，极易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸事故；

（4）水冷壁循环冷却水流量低，可造成气化炉超温、爆炸；

（5）合成气氧含量高，导致后续除尘、洗涤工序发生爆炸；

（6）停车时，如氧气继续进入气化炉，与炉内存留的可燃物相遇，可能引起设备内部爆炸。

煤化工新工艺：

（1）反应介质涉及甲醇等易燃液体，甲烷、乙烯、丙烯等易燃气体，具有燃爆危险性；

（2）反应过程多为高温、高压过程，易发生工艺介质泄漏，引发火灾、爆炸和CO中毒事故；

（3）反应过程可能形成爆炸性混合气体；

（4）多数煤化工新工艺反应速度快，放热量较大。

典型工艺

煤气化工艺：

粉煤气化工艺；

水煤浆气化工艺。

煤化工新工艺：

甲醇制烯烃工艺；

合成气制乙二醇工艺；

费-托合成油工艺；

煤制甲烷气等工艺；

甲醇脱水制二甲醚工艺。

重点监控工艺参数

煤气化工艺：

磨煤系统氧含量；氧煤比；水氧比；气化炉温度和压力；进料介质压力与流量；进料管线与气化炉压差；烧嘴冷却水流量、温度；渣池液位；反应段蒸汽产量；合成气中二氧化碳含量；合成气冷却器出口温度；气化炉环形空间温度；煤浆槽液位；激冷水流量、温度；氨冰机出口气体温度。

煤化工新工艺：

反应器温度和压力；料位；液位；进料介质温度、压力与流量；外取热器蒸汽温度与压力；风压和风温；烟气压力与温度；压降；H₂/CO比；NO/ O₂比；NO/ 醇比；H₂、H₂S、CO₂含量；亚硝酸甲酯浓度。

**控制的基本要求

煤气化工艺：

磨煤系统氧含量控制与联锁；水氧比控制；氧煤比控制与联锁；烧嘴冷却水温度和流量的报警联锁；防倒流压差联锁；进料介质压力联锁；渣池液位控制与联锁；事故进料紧急切断阀；气化炉环形空间温度联锁；合成气冷却器出口温度联锁；气化炉压力控制与报警；有毒气体回收及处理系统；激冷水流量与温度报警联锁；紧急冷却系统；**泄放系统；可燃和有毒气体检测报警装置；双电源供电等。

煤化工新工艺：

反应器温度、压力报警与联锁；进料介质流量控制与联锁；反应系统紧急切断进料联锁；料位控制回路；液位控制回路；H₂/CO比例控制与联锁；NO/O₂比例控制与联锁；外取热器蒸汽热水泵联锁；主风流量联锁；可燃和有毒气体检测报警装置；紧急冷却系统；**泄放系统。

宜采用的控制方式

煤气化工艺：

将氧煤比、进料介质压力、粉煤流量与气化炉进料系统设立联锁，联锁动作后，局部紧急切断进料，并自动吹扫；将氧气总管与气化炉压差、渣池液位、合成气冷却器出口温度、气化炉环形空间温度与气化炉进料系统、紧急泄压系统、紧急吹扫系统形成联锁关系，设立紧急停车系统；气化、锁斗、黑水处理、耐硫变换、低温甲醇洗、甲烷化等各系统之间设置紧急切断阀；设置煤浆管线高温联锁；设置激冷室低液位停车联锁；设置激冷室出口原料气高低温报警与联锁；设置烧嘴冷却水流量低停车联锁；设置锁斗系统高压联锁；设置气化炉排水高温联锁；粗合成气流量报警与联锁。

**设施，包括**阀、防爆膜、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断阀等。

煤化工新工艺：

将进料流量、外取热蒸汽流量、外取热蒸汽包液位、H₂/CO比例与反应器进料系统设立联锁关系，一旦发生异常工况启动联锁，紧急切断所有进料，开启事故蒸汽阀或氮气阀，迅速置换反应器内物料，并将反应器进行冷却、降温。

**设施，包括**阀、防爆膜、紧急切断阀及紧急排放系统等。