贵州大学本科毕业设计 基地位于黄河东畔,中心区距黄河仅35公里左右,2003年底开工建设的宁东供水工程,预计2005年5月建成通水,总供水量为15970万立方米,能为基地提供充足的水源保障。
c.交通优势
四通八达的道路交通是基地的一大突出优势,银川-青岛高速公路及307国道横贯基地;大古铁路连接包兰、宝中铁路与京包、陇海线连通可辐射全国,已建设完成的‘太原-中卫-银川’铁路又形成一条横穿基地的外运大通道;银川河东机场距基地中心区仅30公里,每日航班达50余次,通往北京、上海、广州、西安、太原、济南、青岛、兰州等重要城市。
d.土地资源优势
基地处于荒山丘陵地带,地形平缓,地势开阔,有成片的发展用地,为工业建设提供了广阔的土地资源。
e.区位优势
基地位于陕、甘、宁、蒙毗邻地区,西与自治区首府银川市隔黄河相望,东与开发中的陕北能源重化工基地毗邻,易形成产业互补,资源共享,其生产、生活条件俱佳。
f.电力优势
宁夏目前无拉闸限电之虞,2004年宁夏电网统调装机容量达到366万千瓦,而且基地规划建设的八大电厂将形成千万千瓦级的火电基地,这些都将为基地提供充足的电力供应。
气候特点:宁东能源化工基地地处大陆腹地,远离海洋,属中温带大陆性干旱气候区,其特点表现为冬长夏短,降水量小,春秋多风沙,蒸发量大,日照时数长。
要气象资料如下:
年平均气温 8.8℃ 极端最高气温 41.4℃ 极端最低气温 -28.0℃ 年平均相对湿度 57% 年平均降水量 203.4mm
贵州大学本科毕业设计 一日最大降水量 95.4mm 年最低蒸发量 911.9mm 年平均蒸发量 1774.4mm 年平均大气压 89.0kPa 最大积雪深度 130mm 多年最大冻土深度 年平均风速 最大风速 冬季主导风向 夏季主导风向 全年最小频率风向 平均雷暴日数 最多雷暴日数 平均沙尘暴日数 最多沙尘暴日数 1090mm 2.6m/s 18m/s N ES EN 15.8d 30d 6.8d 50d
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1.5 合成氨厂工艺路线选择
1.5.1 煤气化炉的选择
以煤为原料生产合成氨工艺中,煤气化所消耗的能源约占合成氨全部能耗的70% ,因此应择优选择适合企业情况及当地煤源情况的煤气化工艺。
煤气化是以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤的气化类型可归纳为五种基本类型:自热式的水蒸气气化、外热式水蒸气气化、煤的加氢气化、煤的水蒸气气化和加氢气化结合制造代用天然气、煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气。
(1)固定床煤气化工艺技术
我国固定床煤气化工艺主要为常压固定床间歇气化、常压固定床富氧连续气化和鲁奇加压气化技术。
a.常压固定床间歇气化技术
该技术是我国目前合成氨企业应用最广泛的煤气化技术,要求原料条件较为苛刻,以块状无烟煤或焦炭为原料,气化剂为空气和水蒸气,在常压下生成原料气。该技术建设投资少、工艺控制简单、运行稳定,但存在原料利用率低、能耗高、单炉产气量低以及吹风气对周围环境污染严重等问题,为逐步淘汰的落后工艺。国家不主张新建企业采用此煤气化技术。
b.常压固定床富氧连续气化技术
该技术是从常压固定床间歇气化技术发展过来的。其特点是,采用富氧为气化剂,原料为8mm-10mm小粒度无烟煤或焦炭以及各种粉煤加工而成的型煤和劣质煤,提高了进厂原料利用率,具有流程简单、生产稳定、设备维修量低、宜于操作、对大气污染小的优点,是国家提倡发展的煤气化技术。据相关资料显示,采用富氧连续气化的“l8·30”工程,设计吨氨耗焦炭[w(c)=70%]1.314t,比间歇气化技术下降0.2t-0.3t;排渣含炭量由20%-25%降至10%左右,单炉产量提高1倍,吹风气不外排,无污染。但该技术需要富氧,一次性投资较高,增加电耗。目前,国内采用该技术生产合成氨的企业有安徽淮化集团公司、河南平顶山化肥
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厂、福建三明化工有限公司等。
c.鲁奇加压气化技术
该技术采用移动床,气固相逆流接触,炉体采用水夹套式,产生的蒸汽作为气化剂的一部分返回气化炉。气化剂为蒸汽和氧气。原料可以采用褐煤、弱黏结性和不黏结煤,炉径可达5000 mm。该工艺要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高;产生的煤气发热量高,焦油及杂质含量高(质量分数约为1%),甲烷质量分数约10%,而且废水治理较复杂,不适合用于制合成气,适合用于制城市煤气和燃料气。目前,国内应用该技术的有山西化肥厂。
(2)流化床煤气化工艺技术 a.灰熔聚流化床粉煤气化技术
该技术由中国科学院山西煤炭化学研究所开发,具有自主知识产权。灰熔聚流化床核心设备--气化炉结构简单,在炉内一次实现煤的破黏、脱挥发分、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解,具有气化强度高、炭利用率高、产品气中不含焦油和酚等优点。该技术煤种适应性宽,可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦和6mm--8mm以下的碎煤,但气体CH4含量较高。
b.恩德炉粉煤气化技术
该技术是在德国温克勒煤气化技术的基础上进行改进完善后形成的实用新型技术。其装置特点是,气化强度较大,取消了炉算,以喷嘴代之布风喷入气化剂,使粉煤沸腾流化,流化床内气固相接触较好,强化了传热和传质过程;适应煤种宽,可气化褐煤和长焰煤,要求原料为不黏结和弱黏结,可气化高灰熔点的煤,气化温度可达1050℃左右,且炉内温度分布均匀,在900~950℃以上;原料中挥发分受热迅速分解,焦油和高碳氢化合物等裂解比较完全,煤气中焦油、酚类含量较低。目前,该技术在黑龙江宁安化肥厂、通辽梅花生物科技有限公司等企业应用。
(3)气流床煤气化工艺技术 a.德士古粉煤气化技术
德士古水煤浆加压气化过程属于气流床并流反应过程。德士古气化炉的特点是,单炉生产能力大,能使用除褐煤以外的各种灰渣的黏度一温度特性合适的粉煤,适用煤种较宽;本法所制得的煤气中甲烷及烃类含量极低,最适宜用作合成
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气;德士古气化法系在加压下操作,它可配不同的合成工艺进行等压操作;工艺过程中所产生的“三废”较其他工艺少,且易于处理。若用本法气化高灰熔点的煤,需添加助燃剂,克服排渣困难,且增加耗氧量。德士古气化法可使用较多的煤种,但需制成水煤浆进行气化,其优点是加料方便和稳定,缺点是与干法加料相比氧耗高。褐煤、高灰分煤不适用此法。目前,国内山东兖矿鲁南化肥厂、盘锦中润化工有限公司等l0余家企业应用该技术。
b.多喷嘴对置式水煤浆气化技术
该技术属气流床气化技术,由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂共同开发,具有自主知识产权。该工艺煤种适应性强,对煤种的灰分和含硫量没有特殊要求,只要求灰熔点≤1350℃。经过20多年的开发研究,现已完全成熟,工艺指标先进,易于大规模化。目前,我国鲁南化肥厂、渭河化肥厂、淮南化肥厂应用该技术生产合成氨和甲醇。
c.壳牌干煤粉加压气化技术
该煤气化工艺简称SCGP,是第2代煤气化技术。该技术对煤种适应性广泛,可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦及高灰熔点的煤,人炉煤为干粉煤。该气化炉采用水冷壁,气化温度l400℃~1600℃,气化压力3.0 MPa,可以气化高灰熔点的煤,但需添加助溶剂。该技术在国外用于联合循环发电。我国引进该技术用于合成氨和甲醇,但是生产不太稳定,而且投资是德士古气化装置的2倍,维修费用较大,废热回收较复杂。目前,岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、云南沾化有限责任公司、柳州化学工业集团引进该技术生产合成氨。
d.GSP干煤粉加压气化技术
该技术属于气流床加压气化技术,人炉煤为干粉煤。据介绍,可气化高灰熔点的煤,但需要添加助剂。目前,只有气化褐煤的业绩,没有长期气化高灰熔点、高灰分煤的业绩。
e.四喷嘴对置式干粉煤和两段式干粉煤加压气化技术
四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术是由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司合作开发的具有自主知识产权的煤气化技术。两段式干粉煤加压气化技术是西安热工研究院有限公司开发成功的,也是具有自主知识产权的煤气化技术。