⑸三废流化混燃炉是隔离燃烧，集中分离，集中热量回收，根本不存在锅炉排管的磨损和冷热不均产生应力而导致设备损坏的问题，因此三废流化混燃炉运行周期较长，生产稳定性突出，节能效果明显。
2.5.4脱硫装置的特点 2.5.4.1流程的优化
因脱硫系统是粗煤气初步净化的过程，系统中含有大量的煤灰及焦油、硫磺、富盐等多种杂质，为确保煤制氢装置的长周期连续稳定运行，脱硫系统采用两套双塔串联流程装置，正常作业方式为并联运行，单套装置的设计负荷按总负荷的75%设计；开双塔时可脱高硫，开单塔可脱低硫，这样既可以有计划的按作业周期的长短安排每套装置的检修和系统清理，又可以提高整个装置的操作弹性。由于设计中采用了双塔串联流程，可以脱除用高硫煤制取的水煤气H2S至设计指标，使该装置对煤种的适应性较强，另外高硫煤与低硫煤之间存在一定的差价，可以节约原料成本，具有较好的经济效益。 2.5.4.2 PDS—600脱硫的工艺特点
⑴脱硫原理：
气体中的H2S溶于脱硫液后，首先与脱硫液中的碱反应 H2S + Na2CO3 == NaHS + NaHCO3
在催化剂作用下，生成的NaHS又与溶液中的氧发生氧化析硫反应，生成单质硫和碳酸钠。在脱硫塔内由于煤气中氧含量不足，溶液中生成的单质硫是不多的，所以当溶液吸收了足量的H2S后，溶液就失去了继续吸收的能力。
⑵再生原理：
为恢复溶液吸收H2S的能力，就必须对溶液进行再生，再生过程主要发生氧化析硫反应： NaHS + NaHCO3 == S + Na2CO3 + H2O。同时，由于气（空气）液相的相对剧烈运动，使析出的单质硫相互凝聚，并随上升气流浮出，离开循环脱硫液，从而使脱硫液双重新具有吸收H2S的能力。
⑶催化原理：
在脱硫过程中PDS—600催化剂最本质的作用是将气体或液体中的氧迅速地结合在催化剂分子上，同时又迅速地促使结合的氧与液体中的硫氢化钠反应，使化合态的硫转化成单质硫。由于催化剂的这一作用，大大降低了化学反应的活化能，从而极大地加快了化学反应速度。
⑷脱硫效率高：
本工艺采用以纯碱为碱源的PDS—600脱硫方法，可将煤气是的H2S脱除至100mg/m3以下，脱除率大于97%。PDS—600脱硫工艺再生过程中生成的硫泡沫采用连续熔硫专利技术实现硫磺的回收。煤气脱硫装置将H2S转化成副产品硫磺，既满足了环保要求，又可用做生产硫酸的原料。
⑸脱硫及再生速度快
该催化剂不仅对脱硫过程与再生过程均有催化作用，而且可以比传统的ADA、栲胶、KCA等催化剂快1000倍以上的速率将液相中的硫氢酸根氧化成硫氢酸根氧化成单质硫，从而使液相中的硫化氢对气相的分压值大幅下降，进而大幅度增加煤气中的H2S溶解于液相中的速率，实现其高效脱除煤气中硫化氢的目的，同时，该催化剂对脱硫液所接触的设备、管道均具有明显的缓腐蚀作用。
⑹脱硫塔采用新型的聚丙烯格栅填料，格栅填料板片之间距离较大，空隙高，气体和固体有固定的走向，板间通道分布均匀，板间距的设计底部板间距离较大，随着气流的上升，板间距逐渐减小。下塔底部气体进口H2S浓度高，吸收推动力大，板间距大，析出硫泡沫多，塔不易堵塞；气体出口H2S浓度低，吸收推动力小，板间距小，传质面积大，传质效率高，保证了气体净化的同时，塔阻力较小，析出硫泡沫多，塔不易堵塞。格栅填料不易持液，允许较高的液泛速度，可以设计较高的空塔气速，同样生 -- 5 --
产能力的条件下，设备尺寸较小，节省投资。
⑺采用目前最先进的连续熔硫专利技术。
2.5.5变换装置的特点
2.5.5.1采用技术成熟的全低温变换工艺流程，依据变换工艺参数的要求，设置四段变换，出口CO的指标控制在0.8%以下，该工艺流程具有工艺设备体积小、CO变换率高、蒸汽消耗量低等优点。 2.5.5.2在循环热水回路的最佳位置排污和加入软水
饱和塔出来的热水在整个热水循环回路中温度最低，总固体含量最高，热水循环回路的排污由此引出，可减少系统热损失，同时降低循环水的固体杂质，有利于减少设备腐蚀和保护触媒。饱和塔消耗的软水由软水总管分流下来，加入到饱和塔热水出口管的排污管接口之后进入热水塔的热水管上，可降低热水塔的入口水温，从而有效地提高了热水塔的热回收效果。 2.5.5.3采用两级循环水热量回收流程，有效地降低了蒸汽的消耗
循环热水从热水塔开始，依次经过一水加、调温水加逐级提高水温，回收CO变换反应热量，最后卷入饱和塔转化为CO变换所需要的蒸汽。工艺计算表明，该流程饱和塔出口的汽气比R值达到0.18左右，占总汽气比的31.6%，从而有效地降低了CO变换所需的工艺蒸汽用量。
2.5.5.4采用增湿器段间喷化水冷激，降低一段、二段出口变换气的温度，进一步降低蒸汽消耗。通过喷水冷激回收的蒸汽其汽气比达到0.26左右，占总汽气比的45.6%，每小时减少蒸汽9吨左右，大大降低了外供蒸汽的用量，外供蒸汽其汽气比仅为0.13左右，占总汽气比的22.8%。 2.5.5.5油分离炉过滤工艺很好地保护了CO变换触媒
更换CO变换触媒不仅耗用购买触媒的资金，更重要的是耽误装置的生产时间，所以保护好触媒，使触媒长期处于高活性状态，延长触媒使用寿命具有巨大的经济效益。本装置中采用油分离炉过滤工艺彻底清除了从煤气和蒸汽带进触媒层的各种盐类、胶体和固体微粒对触媒表面活性中心的污染与覆盖，能够十分有力的保证触媒长期保持最佳的催化活性，这是直接从氮肥厂引进的CO变换触媒最佳保护工艺。
2.5.5.6为提高装置操作的可靠性，确保装置长周期安全运行，宜选用成熟可靠的抗毒、耐硫低变催化剂。
2.5.6变脱、精脱装置的特点
变换后的流程增加了变脱、干法脱硫装置，装置出口变脱气中H2S降至0.1ppm以下，脱碳放空气中的H2S远低于国家排放标准，利于环保。
变脱工序在传统工艺流程的基础上增加了闪蒸装置，一方面回收了溶解在脱硫液里面的有效气体（CO和H2），H2的产率可提高0.5%，降低了制氢成本；另一方面降低了氧化再生槽顶部解析气中的可燃有毒介质的浓度，改善了操作环境，利于装置的安全运行。
2.5.7变压吸附装置的特点
采用PSA净化技术，简化了制氢装置流程，提高了氢气的质量，降低了装置的能耗。
⑴本装置采用10—2—5VPSA工艺流程，即：装置的10个吸附塔中有两个吸附塔始终处于同时进料吸附的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续5次均压降压、逆放、抽真空、连续5次均压升压和产品气升压等步骤组成。
⑵本方案较传统流程多一次均压过程，可更有效地回收产品氢气，提高了产品氢回收率（可达98%）。
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⑶变压吸附工艺过程采用DCS控制系统，具有运转平稳、操作可靠的特点。并且具有在事故状态下，能自动或手动由十床操作切换到九、八、七、六、五床操作的功能。
⑷ PSA程序控制阀是变压吸附装置的关键设备。本装置选用华西公司的专利产品——气动程控阀，该阀具有体积小，重量轻，运行准确、平稳，开关速度快（小于2秒），开启速度可调、阀门密封性能好（ANSI六级），寿命长（100万次），自带阀位显示等特点。
2.5.8造气脱硫循环水装置的特点 2.5.8.1流程设计特点：
由于造气循环水与脱硫循环水水质不同，造气及脱硫循环水分开设置，自成体系；每套系统实现闭路循环，满足了环保要求，同时减小了全厂污水处理系统的负担。
造气循环水与脱硫循环水均设置了加药装置，消除水中的各种杂质，并适当补水，以满足对水质的基本要求。 2.5.8.2主要设备
⑴冷却塔
设计中选用WGPL无填料喷雾冷却塔，该种类型的冷却塔采用分散冷却理论，即在大幅降低塔系统阻力、提高风量的情况下，将水在较低的压力下喷射成雾状，与轴流风机抽吸的冷风在极大的表面下进行充分（较长时间）的热交换，极大地提高了冷却塔的冷却能力。因WGPL无填料喷雾冷却塔无填料的存在，不存在填料堵塞情况，塔体载荷大大减小，如采用混凝土结构，则不需更多支撑梁，可节约土建投资。
⑵斜管澄清器
造气循环水处理系统采用的固液分离设备选用组合式斜管澄清器，该设备主要运用浅池沉淀理论，利用斜板间距，迅速缩短沉淀时间，达到快速固液分离的效果。主要特点表现为以下几个方面：
① 采用组合设计，利于灵活分布，合理利用土地。 ② 可灵活设计设备备用率，启、停、检修方便。
③ 配置气力提升装置，取代传统的泥浆泵，操作维护简单，可实现计算机程序控制。 ④ 比传统的辐射式沉淀池出泥泥浆浓度大，可节省浓缩面积。
第二章 工艺原理及生产流程简述
1 煤储运工序
1.1任务：为制气工序输送合格的原料煤。 1.2工艺流程：
当造气炉上部的煤仓需要上煤时，由电动抓斗桥式起重机将煤卸入下煤斗，经往复式给煤机、1#带式输送机、2#带式输送机、3#带式输送机输送至筛分楼。在筛分楼内，经振动筛筛分，合格料（≥13mm）
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直接进入4#带式输送机,不合格料（＜13mm）进入粉煤贮斗，由转运车送至三废炉作为燃料用煤。进入4#带式输送机的合格块煤，通过计量皮带机计量后送入5#带式输送机，5#带式输送机通过卸料车送入造气炉上部的煤仓，保证输煤系统的正常运行。
2 造气工序
2.1任务与工艺原理：
2.1.1任务： 采用固定层间歇式常压气化法，以块煤为原料，在高温下，交替与空气和过热蒸汽进行气化反应，制得合格的水煤气供后工序连续生产的需要。 2.1.2工艺原理
采用空气和过热蒸汽交替与灼热的炭层进行反应，以制得合格的水煤气，同时保持了炉子的自热平衡，使生产得以连续进行。
用空气吹风蓄热时，发生下列反应：
C ＋ O2 = CO2 ＋Q ??????????????????????? (1) 2C ＋ O2 = 2CO ＋Q ??????????????????????? (2) 2CO ＋ O2 = 2CO2 ＋Q ??????????????????????? (3) CO2 ＋ C = 2CO -Q ?????????????????????? (4)
吹风的目的是为了提高炉温，在反应过程中，由于炉温的逐渐提高，增加了二氧化碳的还原反应，见反应式(4)，对主反应进行不利。所以，生产中用提高空气流速，采用强风短吹来缩短接触时间，抑制二氧化碳还原反应的进行。 用蒸汽制气时，发生下列反应：
C ＋ H2O = CO ＋ H2 -Q ??????????????????????? (5) C ＋ 2H2O = CO2 ＋ 2H2 -Q ??????????????????????? (6) C ＋ CO2 = 2CO -Q ???????????????????????? (7) CO ＋ H2O = CO2 ＋ H2 ＋Q ???????????????????? (8) C ＋ 2H2 = CH4 ＋Q ??????????????????????? (9) 以蒸汽为气化剂的目的是为了得到氢气和一氧化碳。因此，就必须提高反应温度，并增加反应接触时间，使二氧化碳充分还原成一氧化碳，以提高有效气体成分。 2.2 煤气发生炉原料层的区分和各层次的作用
煤气发生炉内燃料层自上而下可分为干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层五个区域。其中氧化层和还原层是煤气炉气化反应的主要原料层，常称为气化层，是工艺操作的主要控制部位。
干燥层
加入的原料煤由于下层高温燃料和炉壁的辐射热以及下面的高温气流的导热，使煤的水份蒸发形成干燥。
干馏层
干燥层的下面温度高，在高温条件下煤发生分解，放出烃类气体（挥发份），煤的本身逐渐碳化。 还原层
空气是从下面进入炭层的，在还原层下面的氧化层已含有各种气体成分，并积蓄了大量的热量，而
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在这个区层更主要的是进行CO2的还原反应以及水蒸汽的分解。
氧化层
从下在来的空气与碳反应，生成碳的氧化物，因为氧化速度较快，其厚度比还原层厚，此反应为放热反应，热量被积蓄在炭层中。
灰渣层
氧化层的下面全部都是灰渣层，没有化学反应发生，起着预热和均匀分布自炉底进入的气化剂及保护炉箅的作用。 2.3工艺流程简述
固定床间歇气化工艺是在计算机程序控制下通过周期性的开关吹风空气阀、吹风烟囱阀、上行和下．．．．．．．．．．．．．．．．行蒸汽阀、上行和下行煤气阀来实现工艺过程切换，达到煤气化的目的。其主要工艺过程分为吹风蓄热．．．．．．．．．．．．．
阶段和蒸汽制气两个阶段组成。但为了节约原料，保证水煤气质量，正常操作和安全生产，还必须包括一些辅助阶段，故制造水煤气工作循环由六个阶段组成： 2.3.1吹风阶段
由于煤的气化是吸热反应，所以煤制气的第一过程是将煤加热到能够进行气化反应的温度以上。具体工艺过程是将空气（通常称为吹风空气）通过离心鼓风机升压到25kPa左右，经过空气管路从炉底加入炉内，空气经过炉篦的分布作用自下而上穿过灰渣层进入氧化层，空气中的氧气与氧化层中的碳元素迅速反应生成CO2，同时放出大量的热量将炭层和氮气加热到1000℃以上。气体在向上流动中又先后将热量带到还原层、干馏层和干燥层。将热量传给炉内炭层后，气体（此后称为吹风气）温度降到250~300℃左右离开炭层，在炉内上部空间分离出大的尘粒后，从煤气炉上部出口经上行煤气管道进入旋风除尘器，在离心力的作用下分离出90%以上的粉尘后，送吹风气余热回收锅炉与VPSA解析气一起进行二次燃烧，产生的热量生产蒸汽，燃烧烟气经布袋除尘后送动力站脱硫系统。在制水煤气条件下吹风时间通常占间歇制气循环周期的25%左右。在吹内阶段结束时，工艺要求气化层温度要提高到气化用煤的T2即软化点温度，固定床气化炉进入制气阶段。 2.3.2蒸汽吹净阶段：
通过计算机程序控制操作油压系统关闭入炉空气的吹风阀，同时打开上吹蒸汽阀和吹风气回收阀（或烟囱阀），这样由造气夹套锅炉和热管锅炉副产的饱和蒸汽通过热管锅炉的过热段过热到220℃左右，与吹风气余热回收工序三废混燃炉产生的过热蒸汽混合、缓冲后，由炉底进入煤气炉将炉内及管道内的残余吹风气吹出，送三废炉燃烧或由烟囱直接放空（在三废炉故障条件下），以免这部分吹风气在下一阶段混入水煤气系统，以保证水煤气质量。 2.3.3一次上吹制气阶段：
一次上吹制气阶段已经在蒸汽吹净阶段后，上吹蒸汽阀继续保持打开，同时关闭吹风气回收阀（或烟囱阀），打开上行煤气阀。蒸汽通过炉篦和灰渣层进入气化层，同时蒸汽温度也上升到与炭层相同的温度时，水蒸汽与炽热的碳元素进行水煤气反应：H2O+C＝CO+H2。生成的水煤气从煤气炉上部的上行煤气总管出来经旋风分离器除去粉尘后，进入蒸汽过热器和热管式显热回收器移出热量，将温度降至135℃左右送洗气塔，煤气进入洗气塔后与塔顶喷淋下来的冷却水逆流接触，在洗掉煤气中的粉尘的同时将煤气温度降到常温后经管道进入气柜，这是主要的制气阶段。由于蒸汽与炭层的水煤气反应的进行和气流上升的移热作用，下部气化层温度逐渐下降，上部气化层、干馏层、干燥层温度不断上升，致使出炉煤气温度也将大副上升而带出大量的热量。为减少煤气带出的热量，制气工艺转入后面的下吹制气阶段。 2.3.4下吹制气阶段：
下吹制气阶段关闭上吹蒸汽阀和上行煤气阀，同时打开下吹蒸汽阀和下行煤气阀，过热蒸汽从炉子上部入炉，在气化层生成的水煤气从煤气下部出来，下行煤气经下行除尘器除去粉尘后经热管式显热回
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