煤气净化与脱硫

一、设计指导思想和主要设计原则

1、设计满足用户生产需要及技术要求。

2、工艺设计满足当地环保要求。

3、工艺流程简单流畅，工艺布局合理有效，便于生产及维修作业。

4、工艺设计保证系统安全、稳定、连续运行。

5、本着少投入效果佳的原则，优化工艺设备技术方案，实现技术进步、节能降耗、装置配套合理。

二、工程概述

1、工程名称及内容

1.1工程名称：

4000Nm3/h气化煤气净化与脱硫工程的设备制作及安装工程，本工程范围为净化与脱硫系统的方案设计、设备制作（包括：设备、电气、自控、仪表、站内煤气管道）、设备安装、调试及技术培训服务。其中：不含土建、公用工程施工，但提供土建施工条件图。

本方案设计范围包括从旋风除尘器入口经由净化系统至湿法脱硫塔入口及脱硫系统的附属设备最后至干法脱硫塔出口，煤气管路为旋风除尘器入口至干法脱硫塔出口一米处。系统正常运行所必需具备的工艺系统设计、设备选型、制作、培训等。

1.2工程内容：

本工程规模为处理量4000Nm3/h煤气净化与脱硫系统，进入净化与脱硫系统的煤气焦油含量：≤6000-8000mg/Nm3，粉尘含量：≤50mg/Nm3，温度：≤250℃，H2S含量约30000mg/Nm3，出口煤气H2S含量低于20mg/Nm3。

土建、设备、电气、给排水等按此规模设计

1.2.1按照设计要求组织土建施工条件图的设计。

1.2.2平面布置及工艺安装图的设计。

1.2.3非标设备的设计。

1.2.4电气仪表控制系统的设计。

1.2.5生产用水循环系统的设计、蒸汽系统的设计（不含站区给排水系统）。

1.2.6设备安装工程竣工资料的组织设计。

1.2.7设备操作说明书及岗位责任制度的编制。

2、工程地点：

用户指定厂区内。

3、买方向卖方提供的工艺参数以及技术要求如下：

3.1处理气量：4000Nm3/h

3.2煤气温度：≤450℃

3.3煤气组成：煤气

3.4煤气压力：≤20000Pa

3.5煤气水分含量：200-300g/Nm3

3.6煤气焦油含量：6000-8000mg/Nm3

3.7煤气粉尘含量：≤50mg/Nm3

3.8进口硫化氢含量：≤30000mg/Nm3

3.9要求出口硫化氢：≤20mg/Nm3

三、工艺简介

1、工艺流程简介

1.1气体流程：

由于自前工段来的煤气温度比较高，焦油和粉尘含量也很高，因此在脱硫前，必须进行降温、除尘、除焦。煤气首先经过旋风除尘器除去大颗粒的粉尘，然后进入双竖管，利用油水混合液清洗降温后，除去大部分灰尘、焦油，煤气再经过洗涤塔对煤气进行二次降温，保证出口温度在60℃左右，之后煤气进入静电除焦器进一步净化，除去细小尘埃和部分轻油，达到很高的净化程度，经过煤气加压机加压后进入脱硫系统。

煤气进入干法脱硫塔进行精脱硫，最终煤气中的H2S≤20mg/Nm3。

四、主要系统简介

1、工艺专业

煤气净化与脱硫安装工程的工艺系统包括煤气管 系统、冷却降温、除焦系统、脱硫系统、电气控制系统。

2、煤气系统

整个煤气系统采用将前工段输送过来的含H2S气体进入干法脱硫塔进行精脱硫。最后供用气点使用。

3、干法脱硫塔

活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，活性炭的催化活性很强，煤气中的H2S在活性炭的催化作用下，与煤气中少量的O2发生氧化反应，反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时，脱硫效率明显下降，必须进行再生或更换。

H2S +1/2O2= S+H2O

4、电气系统

4.1采用PLC联合控制，实现对脱硫系统生产过程的实时控制及对设备运行状态的在线监视。

4.2对生产过程参数进行实时显示、超限 警、连锁控制等功能。

五、电气仪表控制

1、自控系统的总体方案及自动化水平

煤气净化与脱硫系统设置独立的系统控制室，控制室内设置仪表盘柜、PLC控制器，对系统主要设备进行远程操作及数据显示、 警、控制等。净化与脱硫设备配备现场开关箱，能现场就地、集中操作。自动化系统主要由PLC、操作员站、检测仪表等组成。数据采集主要由PLC、现场检测仪表、传感器等完成；PLC可实现设备操作方式选择、逻辑/连锁控制等功能。操作员站实现实时监控，显示系统工作状态，实现对系统生产过程的实时控制及对设备运行状态的在线监视。

2、控制系统主要功能

人工干预功能：指令由按键与现场开关按钮来完成，实现脱硫系统部分设备的手动控制，对部分设定值进行修改/确认。

实时曲线：显示脱硫系统主要工艺参数和实时趋势曲线。

故障 警管理：实现故障 警的实时控制及管理，可声光提示。

故障诊断：通过对标签变量及PLC控制器 I/O点状态的监控，程序能实现快速故障诊断。

安全管理：通过对操作员站的操作人员、管理人员、系统维护人员设置安全密码，从而实现分层次的安全管理。

3、控制系统选型原则

PLC控制器采用S7-300系列，控制的实时性强，系统的开放性好，性能的价格比优，操作简单，编程简易，可在线修改或调整系统的运行参数。且在脱硫自控系统里有大量应用实例和工程经验的厂家。

考虑到控制系统的安全及可靠性,所有的输入及输出组件均可在线插拔、信号光电隔离及具有自动寻检并故障 警功能。

4、自动化仪表选型原则

4.1温度仪表采用符合IEC标准的热电阻、热电偶。

4.2压力仪表采用带就地显示的压力变送器。

4.3液位测量一般选用压力变送器。

4.4仪表的信号制为4~20mA。

4.5所有现场仪表选用国优或合资以上产品。

5、电气、系统接地

5.1低压供电系统采用三线五线制。

5.2自动化、仪表系统接地采用独立接地方式。

5.3系统接地符合国家规范对接地电阻要求。

5.4防雷接地系统符合国家规范设计。

5.5电气控制箱、柜、开关应按使用环境，确定其安全防护等级，并能满足国家规范。