中华人民共和国国家标准城镇燃气设计规范GB 50028-2006 2
4.2.20 当熄焦使用生化尾水时,其水质应符合下列要求:
酚≤0.5mg/L;
CN-≤0.5mg/L;
CODCT≈350mg/L。
4.2.21 焦炉的焦台设计宜符合下列要求:
1、每两座焦炉宜设置1 个焦台;
2、焦台的宽度,宜为炭化室高度的2倍;
3、焦台上焦炭的停留时间,不宜小于30min;
4、焦台的水平倾角,宜为28°。
4.2.22 焦炭处理系统,宜设置筛焦楼及其储焦场地或储焦设施。
筛焦楼内应设有除尘通风设施。
焦炭筛分设施,宜按筛分后的粒度大于40mm、40~25mm、25~10mm 和小于10mm,共4 级设计。
注:生产冶金、铸造焦时,焦炭筛分设施宜增大于60mm 或80mm 的一级。生产铁合金时,焦炭筛分设施宜增加10~5mm 和小于5mm 两级。
4.2.23 筛焦楼内储焦仓总容量的确定,应符合下列要求:
1、直立炉的储焦仓,宜按10~12h 产焦量计算;
2、焦炉的储焦仓,宜按6~8h 产焦量计算。
4.2.24 储焦场的地面,应做人工地坪并应设排水设施。
4.2.25 独立炼焦制气厂储焦场的操作容量应按焦炭销售运输方式不同采用15~20d 产焦量。
4.2.26 自产的中、小块气焦,宜用于生产发生炉煤气。自产的大块气焦,宜用于生产水煤气。
4.3 煤的气化制气
4.3.1 本节适用于下列炉型的煤的气化制气;
1 煤气发生炉;两段煤气发生炉;
2 水煤气发生炉;两段水煤气发生炉;
3 流化床水煤气炉。
注:1 煤气发生炉、两段煤气发生炉为连续气化炉;水煤气发生炉、两段水煤气发生炉、流化床水煤气炉为循环气化炉。
2 鲁奇高压气化炉暂不包括在本规范内。
4.3.2 煤的气化制气宜作为人工煤气气源厂的辅助(加热)和掺混用气源。当作为城市的主气源时,必须采取有效措施,使煤气组分中一氧化碳含量和煤气热值等达到现行国家标准《人工煤气》GB 13612质量标准。
4.3.3 气化用煤的主要质量指标宜符合表4.3.3的规定。
表4.3.3 气化用煤主要质量指标指标项目 煤气发生炉 两段煤气 发生炉 水煤气 发生炉 两段水煤 气发生炉 流化床 水煤气炉
粒度( mm ) -- -- -- -- --
1 无烟煤 6~13, 13~25, 25~50 -- 25~100 - 0~13 其中 1 以下 <10% 大于 13<15%
2 烟煤 - 20~40, 25~50, 30~60 - 20~40, 25~50, 30~60
3 焦炭 6~10, 10~25, 25~40 - 25~100 -
质量指标 -- -- -- -- --
1 灰分 (干基) <35% (气焦) <25% (烟煤) <33% (气焦) 25% (烟煤) --
<24 (无烟煤) -- <24% (无烟煤) -- <35% (各煤)
2 热稳定性 (TS)+6 >60% >60% >60% >60% >45%
3 抗碎强度 (粒度大于 25mm) >60% >60% >60% >60% --
4 灰熔点 (ST) >1200℃ (冷煤气) >1250℃ >1300℃ >1250 ℃ >1200℃
>1250℃ (热煤气) -- -- -- --
5 全硫(干基) <1% <1% <1% <1% <1%
6 挥发分(干基) -- >20% <9% >20% --
7 罗加指数(R.I) -- ≤20 -- ≤20 <45
8 自由膨胀序数 (F.S.I) -- ≤2 -- ≤2 --
9 煤的化学 反应性(a) -- -- -- -- >30% (1000℃时)
注:1 发生炉入炉的无烟煤或焦炭,粒度可放宽选用相邻两级。
2 两段煤气发生炉、两段水煤气发生炉用煤粒度限使用其中的一级。
4.3.4 煤场的储煤量,应根据煤源远近,供应的不均衡性和交通运输方式等条件确定,宜采用10~30d 的用煤量;当作为辅助、调峰气源使用本厂焦炭时,宜小于1d 的用焦量。
4.3.5 当气化炉按三班制时,储煤斗的有效储量应符合表4.3.4 的要求。
表4.3.5 储煤斗的有效储量备煤系统工作班制 储煤斗的有效储量
一班工作 20~22h 气化炉用煤量
二班工作 14~16h 气化炉用煤量
注:1、备煤系统不宜按三班工作。
2、用煤量应按设计产量计算。
4.3.6 煤气化后的灰渣宜采用机械化处理措施并进行综合利用。
4.3.7 煤气炉煤气低热值应符合下列规定:
1 煤气发生炉应不小于5MJ/m3;
2 两段发生炉,上段煤气应不小于6.7MJ/ m3;
下段煤气应不大于5.44MJ/m3。
3 水煤气发生炉不应小于10MJ/m3。
4 两段水煤气发生炉,上段煤气不应小于13.5MJ/m3;
下段水煤气不应大于10.8MJ/m3。
5 流化床水煤气炉宜为9.4~11.3MJ/m3。
4.3.8 气化炉吨煤产气率指标,应根据选用的煤气发生炉炉型、煤种、粒度等因素综合考虑后确定。对曾经用于气化的的煤种,应采用其平均产气率指标;对未曾用于气化的煤种,应根据其气化试验报告的产气率确定。当缺乏条件时,可参照表4.3.8 选用。
4.3.8 气化炉煤气产气率指标原料 产气率( m3 /t )(干基) 灰份含量
煤气发生炉 两段煤气 发生炉 水煤气发生炉 两段水煤气发生炉 流水床水煤气炉
无烟煤 3000~3400 -- 1500~1700 -- 900~1000 15%~25%
烟煤 -- 1900~2300 -- 800~1100 18%~25%
焦炭 3100~3400 -- 1500~1650 -- 13%~21%
气焦 2600~3000 -- 1300~1500 -- 25%~35%
4.3.9 气化炉组工作台数每1~4 台宜另设一台备用。
4.3.10 水煤气发生炉、两段水煤气发生炉、每3 台宜编为1 组;流化床水煤气炉每2 台宜编为1 组;合用一套煤气冷却系统和废气处理及动力设备。
4.3.11 循环气化炉的空气鼓风机的选择,应符合本规范第4.4.9 条的要求;
4.3.12 循环气化炉的煤气缓冲罐宜采用直立式低压储气罐,其容积宜为0.5~1 倍煤气小时产气量。
4.3.13 循环气化炉的蒸汽系统中应设置蒸汽蓄能器,并宜设有备用的蒸汽系统。
4.3.14 煤气排送机和空气鼓风机的并联工作台数不宜超过3台,并应另设一台备用。
4.3.15 作为加热和掺混用的气化炉冷煤气温度宜小于35℃,其灰尘和液态焦油等杂质含量应小于20mg/m3;气化炉热煤气至用气设备前温度不应小于350℃,其灰尘含量应小于300mg/m3。
4.3.16 采用无烟煤或焦炭作原料的气化炉,煤气系统中的电气滤清器应设有冲洗装置或能连续形成水膜的湿式装置。
4.3.17 煤气的冷却宜采用直接冷却。
冷却用水和洗涤用水应采用封闭循环系统。
冷循环水进口温度不宜大于28℃,热循环水进口温度不宜小于55℃。
4.3.18 废热锅炉和生产蒸汽的水夹套,其给水水质应符合现行的国家标准《工业锅炉水质标准》GB 1576中关于锅壳锅炉水质标准的规定。
4.3.19 当水夹套中水温小于或等于100℃时,给水水质应符合现行的国家标准《工业锅炉水质标准》GB 1576中关于热水锅炉水质标准的规定。
4.3.20 煤气净化设备、废热锅炉及管道应设放散管和吹扫管接头,其位置应能使设备内的介质吹净;当净化设备相联处无隔断装置时,可仅在较高的设备上装设放散管。
设备和煤气管道放散管的接管上,应设取样嘴。
4.3.21 放散管管口高度应符合下列要求:
1 高出管道和设备及其走台4m,并距地面高度不小于10m;
2 厂房内或距厂房10m以内的煤气管道和设备上的放散管管口,应高出厂房顶4m。
4.3.22 煤气系统中应设置可靠的隔断煤气装置,并应设置相应的操作平台。
4.3.23 在电气滤清器上必须装有爆破阀。洗涤塔上应设有爆破阀,其装设位置应符合下列要求:
1 装在设备薄弱处或易受爆破气浪直接冲击的位置;
2 离操作面的净空高度小于2m 时,应设有防护措施;
3 爆破阀的泄压口不应正对建筑物的门或窗。
4.3.24 厂区煤气管道与空气管道应架空敷设。热煤气管道上应设有清灰装置。
4.3.25 空气总管末端应设有爆破膜。煤气排送机前的低压煤气总管上,应设爆破阀或泄压水封。
4.3.26 煤气设备水封的高度,不应小于表4.3.26 的规定。
表4.3.26 煤气设备水封有效高度最大工作压力( pa ) 水封的有效高度( mm )
<3000 最大工作压力(以 Pa 表示)×0.1+150 但不得小于250
3000~10000 最大工作压力(以 Pa 表示)×0.1×1.5
>10000 最大工作压力(以 Pa 表示)×0.1+500
注:发生炉煤气钟罩阀的放散水封的有效高度应等于煤气发生炉出口最大工作压力(以Pa表示)乘0.1加50mm。
4.2.27 生产系统的仪表和自动控制装置的设置应符合下列规定:
1、宜设置空气、蒸汽、给水和煤气等介质的计量装置;
2、宜设置气化炉进口空气压力检测仪表;
3、宜设置循环气化炉鼓风气的压力、温度测量仪表;
4、宜设置连续气化炉进口饱和空气温度及其自动调节;
5、宜设置气化炉进口蒸汽和出口煤气的温度压力检测仪表;
6、宜设置两段炉上段出口煤气温度自动调节;
7、宜设置汽包水位自动调节;
8、应设置循气化炉的缓冲气罐的高、低位限位器分别与自动控制机和煤气排送机联锁装置,并应设报警装置;
9、应设置循环气化炉的高压水罐压力与自动控制机联锁装置,并应设报警装置;
10、应设置连续气化炉的煤气排送机(或热煤气直接用户如直立炉的引风机)与空气总管压力或空气鼓风机联锁装置,并应设报警装置;
11、应设置当煤气中含氧量大于1%(体积)或电气滤清器的绝缘箱温度低于规定值、或电气滤清器出口煤气压力下降到规定值时,能立即切断高压电源装置,并应设报警装置;
12、应设置连续气化炉的低压煤气总管压力与煤气排送机连锁装置,并应设报警装置;
13、应设置气化炉的加煤的自动控制、除灰加煤的相互联锁及报警装置;
14、循环气化系统应设置自动程序控制装置。
4.4 重油低压间歇循环催化裂解制气
4.4.1 重油制气用原料油的质量,宜符合下列要求:
碳氢比 (C/H)<7.5;
残碳 <12%;
开口闪点 >120℃
密度 900~970kg/m3。
4.4.2 原料重油的储存量,宜按15~20d 的用油量计算,原料重油的储罐数量不应少于2 个。
4.4.3 重油低压间歇循环制气应采用催化裂解工艺,其炉型宜采用三筒炉。
4.4.4 重油低压间歇循环催化裂解制气工艺主要设计参数宜符合下列要求:
1、反应器液体空速:宜为0.6~0.65m3/m3·h;
2、反应器内催化剂层高度:宜为0.6~0.7m;
3、燃烧室热强度:宜采用5000~7000MJ/m3·h;
4、加热油用量占总用油比例:宜小于16%;
5、过程蒸汽量与制气油量之比值:宜为1.0~1.2(质量比);
6、循环时间:8min;
7、每吨重油的催化裂解产品产率可按下列指标采用;
燃气:1100~1200m3(低热值按21 MJ/m3 计);
粗苯:6%~8%;
焦油:15%左右;
8、选用含镍量为3%~7%的镍系催化剂。
4.4.5 重油间歇循环催化裂解装置的烟气系统应设置废热回收和除尘设备。
4.4.6 重油间歇循环催化裂解装置的蒸汽系统应设置蒸汽蓄能器。
4.4.7 每2 台重油制气炉应编为1 组,合用1 套冷却系统和动力设备。
冷却系统和动力设备的能力应按1 台炉的瞬时流量计算。
4.4.8 燃气冷却宜采用间接式冷却设备或直接-间接-直接三段冷却流程。冷却后的燃气温度不应大于35℃,冷却水应循环使用。
4.4.9 空气鼓风机的选择,应符合下列要求:
1、风量应按空气瞬时最大用量确定;
2、风压应按油制气炉加热期的空气废气系统阻力和废气出口压力之和确定;
3、每1~2 组炉应设置1 台备用的空气鼓风机;
4、空气鼓风机应有减震和消声措施。
4.4.10 油泵的选择,应符合下列要求:
1、流量应按瞬时最大用量确定;
2、压力应按输油系统的阻力和喷嘴的要求压力之和确定;
3、每1~3 台油泵应另设1 台备用。
4.4.11 输油系统应设置中间油罐,其容量宜按1d 的用油量确定。
4.4.12 燃气系统应设备缓冲罐,其容量宜按0.5~1h的产气量确定。缓冲气罐的水槽,应设置集油、排油装置。
4.4.13 在炉体与空气系统连接管上应采取防止炉内燃气窜入空气管道的措施,并应设防爆装置。
4.4.14 油制气炉宜露天布置。主烟囱和副烟囱高出油制气炉炉顶高度不应小于4m。
4.4.15 控制室不应与空气鼓风机室布置在同一建筑物内。控制室应布置在油制气区夏季最大频率风向的上风侧。
4.4.16 油水分离池应布置在油制气区夏季最小频率风向的上风侧。对油水分离池及焦油沟,应采取减少挥发生气体散发的措施。
4.4.17 重油制气厂应设污水处理装置,污水排放应符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB 8978 的规定。
4.4.18 自动控制装置的程序控制器设计,应符合下列要求:
1、能动手和自动切换操作;
2、能调节循环周期和阶段百分比;
3、设置循环中各阶段比例和阀门动作的指示信号;
4、主要阀门的检查和联锁装置,在发生故障时应有显示和报警信号,并能恢复到安全状态;
4.4.19 自动控制装置的传动系统设计,应符合下列要求:
1、传动系统的型式应根据程序控制器的型式和本地区具体条件确定;
2、应设置储能设备;
3、传动系统的控制阀、自动阀和其它附件的选用或设计,应能适应工艺生产的特点。
4.5 轻油低压间歇循环催化裂解制气
4.5.1 轻油制气用的原料石脑油质量,宜符合下列要求:
1、比重(20℃)0.65~0.69;
2、初馏点>30℃;终馏点<130℃;
3、直链烷烃>80%(体积分数);芳香烃<5%(体积分数);烯烃<1%(体积分数);
4、总硫含量1×10-7碳(质量分数),铅含量1×10-7碳(质量分数);
5、碳氢比(质量)5~5.4;
6、高热值47.3~48.1MJ/kg。
4.5.2 原料石脑油储存应采用内浮顶式油罐,储罐数量不应少于2 个,原料油的储存量宜按15~20d 的用油量计算。
4.5.3 轻油低压间歇循环催化裂解制气装置宜采用双筒炉和顺流式流程。加热室宜设置两个火焰监视器,燃烧室应采取防止爆燃的措施。
4.5.4 轻油低压间歇循环催化裂解制气工艺主要设计参数宜符合下列要求:
1、反应器液体空间速度:0.6~0.9m3/( m3·h);
2、反应器内催化剂高度:0.8~1.0m;
3、加热油用量与制气用油量比例,宜小于29/100;
4、过程蒸汽量与制气油量之比值宜为1.5~1.6(质量比);有CO变换时比值增加为1.8~2.2(质量比);
5、循环时间:2~5min;
6、每吨轻油的催化裂解煤气产率:2400~2500m3(低热值按15.32~14.70MJ/ m3 计)。
7、催化剂采用镍系催化剂。
4.5.5 制气工艺宜采用CO变换方案,两台制气炉合用一台变换设备。
4.5.6 轻油制气增热流程宜采用轻质石脑热增热方案,增热程度宜限制在比燃气烃露点低5℃。
4.5.7 轻油制气炉应设置废热回收设备,进行CO变换时应另设置废热回收设备。
4.5.8 轻油制气炉应设置蒸汽蓄能器,不宜设置生产用汽锅炉。
4.5.9 每2 台轻油制气炉应编为一组,合用一套冷却系统和鼓风设备。
冷却系统和鼓风设备的能力应按瞬时最大流量计算。
4.5.10 燃气冷却宜采用直接式冷却设备。冷却后的燃气温度不宜大于35℃,冷却水应循环使用。
4.5.11 空气鼓风机的选择,应符合本规范第4.4.9 条的要求,宜选用部分自产蒸汽透平风机,空气风机入口宜设空气过滤装置。
4.5.12 原料泵的选择,应符合本规范第4.4.10 条的要求,宜设置断流保护装置及联锁。
4.5.13 轻油制气炉宜设置防爆装置,在炉体与空气系统连接管上应采用防止炉内燃气窜入空气管道的措施,并应设防爆装置。
4.5.14 轻油制气炉应露天布置。
烟囱高出制气炉炉顶高度不应小于4m。
4.5.15 控制室不应与空气鼓风机布置在同一建筑物内。
4.5.16 轻油制气厂不可设工业废水处理装置。
4.5.17 自动控制装置的程序控制器的设计,应符合本规范第4.4.18 条的要求,宜采用全冗余,且宜设置手动紧急停车装置。
4.5.18 自动控制装置的传动系统的设计,应符合本规范第4.4.19 条的要求。
4.6 液化石油气低压间歇循环催化裂解制气
4.6.1 液化石油气制气用的原料,宜符合本规范第3.2.2条第2款的规定,其中不饱和烃含量应小于15%(体积分数)。
4.6.2 原料液化石油气储存宜采用高压球罐,球罐数量不应小于2 个,储存量宜按15~20d 的用气量计算。
4.6.3 液化石油气低压间歇循环催化裂解制气工艺主要设计参数宜符合下列要求:
1 反应器液体空间速度宜为0.6~0.9m3/(m3·h);
2 反应器内催化剂高度宜为0.8~1.0m;
3 加热油用量与制气用油量比例,宜小于29/100;
4 过程蒸气量与制气油量之比宜为1.5~1.6(质量比),有CO 变换时比值增加为1.8~2.2(质量比)。
5 循环时间宜为2~5min;
6 每吨液化石油气的催化裂解产品产率:
2400~2500m3(低热值按15.32~14.70MJ/m3 计算)
4.6.4 液化石油气宜采用液态进料,开关阀宜设置在喷枪前端。
4.6.5 制气工艺中CO 变换工艺的设计应符合本规范第4.5.5 条的要求。
4.6.6 制气炉后应设置废热回收设备,选择CO 变换时,在制气后和变换后均设置废热回收设备。
4.6.7 液化石油气制气炉应设置蒸汽蓄能器,不宜再设置生产用汽锅炉。
4.6.8 冷却系统和动力设备的设计应符合本规范第4.5.9 条的要求。
煤气冷却设备的设计应符合本规范第4.5.10 条的要求。
空气鼓风机的选择,应符合本规范第4.5.11 条的要求。
4.6.9 原料泵的选择,应符合本规范第4.5.12 条的要求。
4.6.10 炉子系统防爆设施的设计,应符合本规范第4.5.13 条的要求。
4.6.11 制气炉的露天布置要求,应符合本规范第4.5.14 条的要求。
4.6.12 控制室不应与空气鼓风机室布置在同一建筑物内。
4.6.13 液化石油汽催化裂解制气厂可不设工业废水处理装置。
4.6.14 自动控制装置的程序控制系统设计,应符合本规范第4.4.18 条的要求。
4.6.15 自动控制装置的传动系统设计应符合本规范第4.4.19 条的要求。
4.7 天然气低压间歇循环催化改制制气
4.7.1 天然气改制制气用的天然气质量,应符合现行国家标准《天然气》GB 17820二类气的技术指标。
4.7.2 在各个循环操作阶段,天然气进炉总管压力的波动值宜小于0.01Mpa。
4.7.3 天然气低压间歇循环催化改制制气装置宜采用双筒炉和顺流式流程。
4.7.4 天然气低压间歇循环催化改制制气工艺主要设计参数宜符合下列要求:
1 反应器内改制用天然气空间速度:宜为500~600m3/(m3·h);
2 反应器内催化剂高度:宜为0.8~1.2m;
3 加热用天然气用量与制气用天然气用量比例:小于29/100;
4 过程蒸气量与改制用天然气量之比值:宜为1.5~1.6(质量比);
5 循环时间:2~5min;
6 每千立方米的催化改制产品产率:
改制炉出口燃气:2650~2540m3(高热值按12.56~13.06MJ/m3 计)。
4.7.5 天然气改质燃气增热流程宜采用天然气掺混方案,增热程度应根据燃气热值、华白指数和燃烧势的要求。
4.7.6 天然气改制炉应设置废热回收设备。
4.7.7 天然气改制炉应设置蒸汽蓄热器,不宜设置生产用汽锅炉。
4.7.8 冷却系统和鼓风设备的设计应符合本规范第4.5.9 条的要求。
天然气改制流程中的冷却设备的设计应符合本规范第4.5.10 条的要求。
空气鼓风机的选择,应符合本规范第4.5.11 条的要求。
4.7.9 天然气改制炉宜设置防爆装置,并应符合本规范第4.5.13 条的要求。
4.7.10 天然气改制炉的露天布置要求应符合本规范第4.5.14 条的要求。
4.7.11 控制室不应与空气鼓风机布置在同一建筑物内。
4.7.12 天然气改制厂可不设工业废水处理装置。
4.7.13 自动控制装置的程序控制系统设计应符合本规范第4.5.18 条的要求。
4.7.14 自动控制装置的传动系统设计,应符合本规范第4.5.19 条的要求。
4.8 调 峰
4.8.1 气源厂应具有调峰能力,调峰气量应与外部调峰能力相配合,并应根据燃气输配要求确定。
在选定主气源炉型时,应留有一定的余量的产气能力以满足用气高峰负荷需要。
4.8.2 调峰装置必须具有快开、快停能力,调度灵活,投产后质量稳定。
4.8.3 气源厂的原料和产品的储量应满足用气高峰负荷的需要。
4.8.4 气源厂设计时,各类管线的口径应考虑用气高峰时的处理量和通过量。混合前、后的出厂煤气,均应设置煤气计量装置。
4.8.5 气源厂应设置调度室。
4.8.6 季节性调峰出厂燃气组分应符合现行国家标准《城市燃气分类》GB/T 13611 的规定。
5 净 化
5.1 一般规定
5.1.1 本章适用于煤干馏制气及煤炭气化制气的净化工艺设计。煤炭气化制气及重油裂解制气的净化工艺设计可参照采用。
5.1.2 煤气净化工艺的选择,应根据煤气的种类、用途、处理量和煤气中杂质的含量,并结合当地条件和煤气掺混情况等因素,经技术经济方案比较后确定。
煤气净化主要有煤气冷凝冷却、煤气排送、焦油雾脱除、氨脱除、粗苯吸收、萘最终脱除、硫化氢及氰化氢脱除、一氧化碳变换及煤气脱水等工艺。各工段的排列顺序根据不同的工艺需要确定。
5.1.3 煤气净化设备的能力,应按小时最大煤气处理量和其相应的杂质含量确定。
5.1.4 煤气净化装置的设计,应做到当净化设备检修和清洗时,出厂煤气中杂质含量仍能符合现行的国家标准《人工煤气》GB 13612 的规定。
5.1.5 煤气净化工艺设计,应与化工产品回收设计相结合。
5.1.6 煤气净化车间主要生产场所火灾及爆炸危险区域等级应符合本规范附录B 的规定。
5.1.7 煤气净化工艺的设计应充分考虑废水、废气、废渣及噪音的处理,符合现行国家有关标准和规范的规定。防止对环境造铖二次污染。
5.1.8 煤气净化车间应提高计算机自动监测控制系统水平,降低劳动强度。
5.2 煤气的冷凝冷却
5.2.1 煤气的冷凝冷却宜采用间接式冷凝冷却工艺。也可采用先间接式冷凝冷却,后直接式冷凝冷却工艺。
5.2.2 间接式冷凝冷却工艺的设计,应符合下列要求:
1 煤气经冷凝冷却后的温度,当采用半直接法回收氨以制取硫铵时,宜低于35℃;当采用洗涤法回收氨时,宜低于25℃;
2 冷却水宜循环使用,对水质应进行稳定处理;
3 初冷器台数的设置原则,应当其中1 台检修时,其余各台仍能满足煤气冷凝冷却的要求。
4 采用轻质焦油除去管壁上的萘。
5.2.3 直接式冷凝冷却工艺的设计,应符合下列要求:
1 煤气经冷却后的温度,低于35℃;
2 开始生产及补充用冷却水的总硬度,小于0.02mmol/L;
3 洗涤水循环使用。
5.2.4 焦油氨水分离系统的工艺设计,应符合下列要求:
1 煤气的冷凝冷却为直接式冷凝冷却工艺时,初冷器排出的焦油氨水和荒煤气管排出的焦油氢水,宜采用分别澄清分离系统;
2 煤气的冷凝冷却为间接式冷凝冷却工艺时,初冷器排出的焦油氨水和荒煤气管排出的焦油氨水的处理,当脱氨为硫酸吸收法时,可采用混合澄清分离系统;当脱氨为水洗涤法时,可采用分别澄清分离系统;
3 剩余氨水应除油后再进行溶剂萃取脱酚和蒸氨;
4 焦油氨水分离系统的排放气应设置处理装置。
5.3 煤气排送
5.3.1 煤气鼓风机的选择,应符合下列要求:
1 风量应按小时最大煤气处理量确定;
2 风压应按煤气系统的最大阻力和煤气罐的最高压力的总和确定;
3 煤气鼓风机的并联工作台数不宜超过3 台。每1~3 台,宜另设1 台备用。
5.3.2 离心式鼓风机宜设置调速装置。
5.3.3 煤气循环管的设置,应符合下列要求:
1 当采用离心式鼓风机时,必须在鼓风机的出口煤气总管至初冷器前的煤气总管间设置大循环管。数台风机并联时,宜在鼓风机的进出口煤气总管间,设置小循环管;
注:当设有无级调速装置,且风机转速的变化能适应输气量的变化时可不设小循环管。
2 当采用容积鼓风机时,每台鼓风机进出口的煤气管道上,必须设置旁通管。数台风机并联时,应在风机出口的煤气总管到初冷器前的煤气总管间,设置大循环管,并在风机的进出口煤气总管间设置小循环管。
5.3.4 用电动机带动的煤气鼓风机,其供电系统应符合现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052 的"二级负荷"设计的规定;电动机应采取防爆措施。
5.3.5 离心式鼓风机应设有必要的联锁和信号装置。
5.3.6 鼓风机的布置,应符合下列要求:
1 鼓风机房安装高度,应能保证进口煤气管道内冷凝液排出通畅。当采用离心式鼓风机时,鼓风机进口煤气的冷凝液排出口与水封槽满流口中心高差不应小于2.5m(以水柱表示):
2 鼓风机机组之间和鼓风机与墙之间的通道宽度,应根据鼓风机的型号、操作和检修的需要等因素确定;
3 鼓风机机组的安装位置,应能使鼓风机前阻力最小,并使各台初冷器阻力均匀;
4 鼓风机房宜设置起重设备;
5 鼓风机应设置单独的仪表操作间:仪表操作间可毗邻鼓风机房的外墙设置,但应用耐火极限不低于3h 的非燃烧体实墙隔开,并应设置能观察鼓风机运转的隔音耐火玻璃窗。
6 离心鼓风机用的油站宜布置在底层,楼板面上留出检修孔或安装孔。油站的安装高度应满足鼓风机主油泵的吸油高度。鼓风机应设置事故供油装置。
7 鼓风机房应设煤气泄漏报警及事故通风设备。
8 鼓风机房应作不发火花地面。
5.4 焦油雾的脱除
5.4.1 煤气中焦油雾的脱除设备,宜采用电捕焦油器。电捕焦油器不得少于2 台,并应并联设置。
5.4.2 电捕焦油器设计,应符合下列要求:
1 电捕焦油器应设置泄漏爆装置、放散管和蒸汽管,负压回收流程可不设泄爆装置;
2 电捕焦油器宜设有煤气含氧量的自动测量仪;
3 当干馏煤气中含氧量大于1%(体积分数)时应进行自动报警,当含氧量达到2%或电捕焦油器的绝缘箱温度低于规定值时,应有能立即切断电源措施。
5.5 硫酸吸收法氨的脱除
5.5.1 采用硫酸吸收进行氨的脱除和回收时,宜采用半直接法,当采用饱和器时,其设计应符合下列要求:
1 煤气预热器的煤气出口温度,宜为60~80℃;
2 煤气在饱和器环形断面内的流速,应为0.7~0.9m/s;
3 饱和器出口煤气中含氨量应小于30mg/m3;
4 循环母液的小时流量,不应小于饱和器内母液容积的3 倍;
5 氨水中的酚宜回收。酚的回收可在蒸氨工艺之前进行;蒸氨后的废氨水中含氨量,应小于300mg/L。
5.5.2 硫铵工段布置应符合下列要求:
1 硫铵工段可由硫铵、吡啶、蒸氨和酸碱储槽等组成,其布置应考虑运输方便;
2 硫铵工段应设置现场分析台;
3 吡啶操作室应与硫铵操作室分开布置,可用楼梯间隔开;
4 蒸氨设备宜露天布置并应布置在吡啶装置一侧。
5.5.3 饱和器机组布置宜符合下列要求:
1 饱和器中心与主厂房外墙的距离,应根据饱和器直径确定,并宜符合表5.5.3-1 的规定;
2 饱和器中心间的最小距离,应根据饱和器直径确定,并宜符合表5.5.3-2 的规定;
表5.5.3-1 饱和器中心与主厂房外墙的距离饱和器直径 (mm) 6250 5500 4500 3000 2000
饱和器中心与主厂 房外墙距离( m ) >12 >10 7~10
表5.5.3-2 饱和器中心间的最小距离饱和器直径 (mm) 6250 5500 4500 3000
饱和器中心距 ( m ) 12 10 9 7
3 饱和器锥形底与防腐地坪的垂直距离应大于400mm;
4 泵宜露天布置。
5.5.4 离心干燥系统设备的布置宜符合下列要求:
1 硫铵操作室的楼层标高,应满足下列要求:
1)由结晶槽至离心机母液能顺利自流;
2)离心机分离出母液能自流入饱和器。
2 2 台连续式离心机的中心距不宜小于4m。
5.5.5 蒸氨和吡啶系统的设计宜符合下列要求:
1 吡啶生产宜负压操作;
2 各溶液的流向宜保证自流。
5.5.6 硫铵系统设备的选用和设置宜符合下列要求:
1 饱和器机组必须设置备品,其备品率为50%~100%;
2 硫铵系统宜设置2 个母液储槽;
3 硫铵结晶的分离应采用耐腐蚀的连续离心机,并应设置备品;
4 硫铵系统必须设置粉尘捕集器。
5.5.7 设备和管道中硫酸浓度小于75%时,应采取防腐蚀措施。
5.5.8 离心机室的墙裙、各操作室的地面、饱和器机组母液储槽的周围地坪和可能接触腐蚀性介质的地方,均应采取防腐蚀措施。
5.5.9 对酸焦油、废酸液等应分别处理。
5.6 水洗涤法氨的脱除
5.6.1 煤气进入洗氨塔前,应脱除焦油雾和萘。进入洗氨塔的煤气含萘量应小于500mg/m3。
5.6.2 洗氨塔出口煤气含氨量,应小于100mg/m3。
5.6.3 洗氨塔出口煤气温度,宜为25~27℃。
5.6.4 新洗涤水的温度应小于25℃;总硬度不宜大于0.02mmol/L。
5.6.5 水洗涤法脱氨的设计宜符合下列要求:
1 洗涤塔不得少于2 台,并应串联设置;
2 两相邻塔间净距不宜小于2.5m;当塔径超过5m 时,塔间净距宜取塔径的一半;当采用多段循环洗涤时,塔间净距不宜小于4m;
3 洗涤泵房与塔群间净距不宜小于5m;
4 蒸氨和黄血盐系统除泵、离心机和碱、铁刨花、黄血盐等储存库外,其余均宜露天布置;
5 当采用废氨水洗氨时,废氨水冷却器宜设置在洗涤部分。
5.6.6 富氨水必须妥善处理,不得造成二次污染。
5.7 煤气最终冷却
5.7.1 煤气最终冷却宜采用间接式冷却。
5.7.2 煤气经最终冷却后,其温度宜低于27℃。
5.7.3 当煤气最终冷却采用横管式间接式冷却时,其设计应符合下列要求:
1 煤气在管间宜自上向下流动,冷却水在管内宜自下向上流动。在煤气侧宜有清除管壁上萘的设施;
2 横管内冷却水可分为两段,其下段水入口温度,宜低于20℃;
3 冷却器煤气出口处宜设捕雾装置。
5.8 粗苯的吸收
5.8.1 煤气中粗苯的吸收,宜采用溶剂常压吸收法。
5.8.2 吸收粗苯用的洗油,宜采用焦油洗油。
5.8.3 洗油循环量,应按煤气中粗苯含量和洗油的种类等因素确定。循环洗油中含苯量宜小于5% 。
5.8.4 采用不同类型的洗苯塔时,应符合下列要求:
1 当采用木格填料塔时,不应少于2 台,并应串联设置;
2 当采用钢板网填料塔或塑料填料塔时,宜采用2 台并宜串联设置;
3 , 当煤气流量比较稳定时,可采用筛板塔。
5.8.5 洗苯塔的设计参数,应符合下列要求:
1 木格填料塔:煤气在木格间有效截面的流速,宜取1.6~1.8m/s;吸收面积宜按1.0~1.1m2/(m3·h)(煤气)计算;
2 钢板网填料塔:煤气的空塔流速,宜取0.9~1.1m/s;吸收面积宜按0.6~0.7 m2/(m3· h)(煤气)计算:
3 筛板塔:煤气的空塔流速,宜取1.2~2.5m/s。每块湿板的阻力,宜取200Pa。
5.8.6 本系统必须设置相应的粗苯蒸馏装置。
5.8.7 所有粗苯储槽的放散管皆应装设呼吸阀。
5.9 萘的最终脱除
5.9.1 萘的最终脱除,宜采用溶剂常压吸收法。
5.9.2 洗萘用的溶剂宜采用直馏轻柴油或低萘焦油洗油。
5.9.3 最终洗萘塔,宜采用填料塔,可不设备用。
5.9.4 最终洗萘塔,宜分为两段。第一段可采用循环溶剂喷淋;第二段应采用新鲜溶剂喷淋,并设定时定量控制装置。
5.9.5 当进入最终洗萘塔的煤气中含萘量小于400mg/m3 和温度小于30℃时,最终洗萘塔的设计参数应符合下列要求:
1 煤气的空塔流速,宜取0.65~0.75m/s;
2 吸收面积宜按大于0.35m2/(m3· h)(煤气)计算。
5.10 湿法脱硫
5.10.1 以煤或重油为原料所产生的人工煤气的脱硫脱氰宜采用氧化再生法。
5.10.2 氧化再生法的脱硫液,应选用硫容量大、副反应小、再生性能好、无毒和原料来源比较方便的脱硫液。
5.10.3 当采用氧化再生法脱硫时,煤气进入脱硫装置前,应脱除油雾。
当采用氨型的氧化再生法脱硫时,脱硫装置应设在氨的脱除装置之前。
5.10.4 当采用蒽醌二磺酸钠法常压脱硫时,其吸收部分的设计应符合下列要求:
1 脱硫液的硫容量,应根据煤气中硫化氢的含量,并按照相似条件下的运行经验或试验资料确定:
注:当无资料时,可取0.2~0.25kg(硫)/m3(溶液)。
2 脱硫塔宜采用木格填料塔或塑料填料塔;
3 煤气在木格填料塔内空塔流速,宜取0.5m/s;
4 脱硫液在反应槽内停留时间,宜取8~10min;
5 脱硫塔台数的设置原则,应在操作塔检修时,出厂煤气中硫化氢含量仍能符合现行的国家标准《人工煤气》GB 13612 的规定。
5.10.5 蒽醌二磺酸钠法常压脱硫再生设备,宜采用高塔式或喷射再生槽式。
1 当采用高塔式再生设备时,其设计应符合下列要求:
1)再生塔吹风强度宜取100~130m3/m2·h。空气耗量可按9~13m3/kg(硫)计算;
2)脱硫液在再生塔内停留时间,宜取25~30min;
3)再生塔液位调节器的升降控制器,宜设在硫泡沫槽处;
4)宜设置专用的空气压缩机。入塔的空气应除油。
2 当采用喷射再生设备时,其设计宜符合下列要求:
1)再生槽吹风强度,宜取80~145m3/(m2·h);空气耗量可按3.5~4m3/m3 (溶液)计算;
2)脱硫液在再生槽内停留时间,宜取6~10min。
5.10.6 脱硫液加热器的设置位置,应符合下列要求:
1 当采用高塔式再生时,加热器宜位于富液泵与再生塔之间。
2 当采用喷射再生槽时,加热器宜位于贫液泵与脱硫塔之间。
5.10.7 蒽醌二磺酸钠法常压脱硫中硫磺回收部分的设计,应符合下列要求:
1 硫泡沫槽不应少于2 台,并轮流使用。硫泡沫槽内应设有搅拌装置和蒸气加热装置;
2 硫磺成品种类的选择,应根据煤气种类、硫磺产量并结合当地条件确定;
3 当生产熔融硫时,可采用硫膏在熔硫釜中脱水工艺。熔硫釜宜采用夹套罐式蒸气加热。
硫渣和废液应分别回收集中处理,并应设废气净化装置。
5.10.8 事故槽的容量,应按系统中存液量大的单台设备容量设计。
5.10.9 煤气脱硫脱氰溶液系统中副产品回收设备的设置,应按煤气种类及脱硫副反应的特点进行设计。
5.11 常压氧化铁法脱硫
5.11.1 脱硫剂的选择应根据当地资源条件确定。可选用藻铁矿、钢厂赤泥、铸铁屑或与铸铁屑有同样性能的铁屑。
藻铁矿脱硫剂中活性氧化铁含量宜大于15%。当采用铸铁屑或铁屑时,必须经氧化处理。
配制脱硫剂用的疏松剂宜采用木屑。
5.11.2 常压氧化铁法脱硫设备可采用箱式或塔式。
5.11.3 当采用箱式常压氧化铁法时,其设计应符合下列要求:
1 当煤气通过脱硫设备时,流速宜取7~11mm/s;当进口煤气中硫化氢含量低于1.0g/m3 时,其流速可适当提高;
2 煤气与脱硫剂的接触时间,宜取130~200s。
3 每层脱硫剂的厚度,宜取0.3~0.8m;
4 氧化铁法脱硫剂需用量不应小于下式的计算值:
V=(5.11.3)
f·ρ
式中:V-每小时1000m3 煤气所需脱硫剂的容积(m3);
Cs-煤气中硫化氢含量(体积百分数);
f-新脱硫剂中活性氧化铁含量,可取15%~18%;
ρ-新脱硫剂密度(t/m3)。当采用藻铁矿或铸铁屑脱硫剂时,可取0.8~0.9。
5 常压氧化铁法脱硫设备的操作设计温度,可取25~35℃。每个脱硫设备应设置蒸汽注入装置。寒冷地区的脱硫设备,应有保温措施;
6 每组脱硫箱(或塔),宜设有一个备用。连通每个脱硫箱间的煤气管道的布置,应能依次向后轮环输气。
5.11.4 脱硫箱宜采用高架式。
5.11.5 箱式和塔式脱硫装置,其脱硫剂的装卸,应采用机械设备。
5.11.6 常压氧化铁法脱硫设备,应设有煤气安全泄压装置。
5.11.7 常压氧化铁法脱硫工段应设有配制和堆放脱硫剂的场地区性;场地应采用混凝土地坪。
5.11.8 脱硫剂采用箱内再生时,掺空气后煤气中含氧量应由煤气中硫化氢含量确定。但出箱时煤气中含氧量小于2%(体积分数)。
5.12 一氧化碳的变换
5.12.1 本节适用于城镇煤气制气厂中对两段炉煤气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气及其混合气体等人工煤气降低煤气中一氧化碳含量的工艺设计。
5.12.2 煤气一氧化碳变换可根据气质情况选择全部变换或部分变换工艺。
5.12.3 煤气的一氧化碳变换工艺宜采用常压变换工艺流程,根据煤气工艺生产情况也可采用加压变换工艺流程。
5.12.4 用于进行一氧化碳变换的煤气应为经过净化处理后的煤气。
5.12.5 用于进行一氧化碳变换的煤气,应进行煤气含氧量监测,煤气中含氧量应不大于0.5%,当煤气中氧含量达0.5~1.0%时应减量生产,当氧含量大于1%时应停车置换。
5.12.6 变换炉的设计应力求做到触煤能得到最有效的利用、结构简单、阻力小、热损失小、蒸汽耗量低。
5.12.7 一氧化碳变换反应宜控制采用中温变换、中温变换反应温度控制在380~520℃之间。
5.12.8 一氧化碳变换工艺的主要设计参数宜符合下列要求:
1 饱和塔入塔热水与出塔煤气的温度差宜为:3~5℃;
2 出饱和塔煤气的饱和度宜为:70~90%;
3 饱和塔进、出水温度宜控制为:85~65℃;
4 热水塔进、出水温度宜控制为:65~80℃;
5 触媒层温度宜控制为:350~500℃;
6 进变换炉蒸汽与煤气比宜为:0.8~1.1(体积分数);
7 变换炉进口煤气温度宜为:320~400℃;
8 进变换炉煤气中氧气含量应控制:≤0.5%;
9 饱和塔、热水塔循环水杂质含量应:≤5×10-4;
10 一氧化碳变换系统总阻力宜为:≤0.02MPa;
11 一氧化碳变换率宜为:85%~95% 。
5.12.9 常压变换系统中热水塔应叠放在饱和塔之上。
5.12.10 一氧化碳变换工艺所用热水应采用封闭循环系统。
5.12.11 一氧化碳变换系统应设予腐蚀器除酸;
5.12.12 循环水量应保证完成最大限度地传递热量,应满足喷淋密度的要求,并应使设备结构和运行费用经济合理。
5.12.13 一氧化碳变换炉、热水循环泵及冷却水泵宜设置为一开一备。
5.12.14 变换炉内触媒应分为三段装填。
5.12.15 一氧化碳变换工艺过程中所产生的热量应进行回收。
5.12.16 一氧化碳工艺生产过程应设置必要的自动监控系统。
5.12.17 一氧化碳变换炉应设置超温报警及联锁控制。
5.13 煤气脱水
5.13.1 煤气脱水宜采用冷冻法进行脱水。
5.13.2 煤气脱水工段宜设在压送工段后。
5.13.3 煤气脱水宜采用间接换热工艺。
5.13.4 工艺过程中的冷量应进行充分回收。
5.13.5 煤气脱水后的露点温度应低于最冷月地面下1 米处平均地温3~5℃。
5.13.6 换热器的结构设计应易于清理内部杂质。
5.13.7 制冷机组应选用变频机组。
5.13.8 煤气冷凝水应集中处理。
5.14 放散和液封
5.14.1 严禁在厂房内放散煤气和有害气体。
5.14.2 设备和管道上的放散管管口高度应有符合下列要求:
1 当放散管直径大于150mm 时,放散管管口应高出厂房顶面、煤气管道、设备和走台4m 以上。
2 当放散管直径小于或等于150mm 时,放散管管口应高出厂房顶面、煤气管道、设备和走台2.5 m 上以。
5.14.3 煤气系统中液封槽液封高应符合下列要求:
1 煤气鼓风机出口处,应为鼓风机全压(以Pa表示)乘0.1加500mm;
2 硫铵工段满流槽内的液封高度和水封槽内液封高度应满足煤气鼓风机全压(以Pa表示)乘0.1要求:
3 其余处均应为最大操作压力(以Pa表示)乘0.1加500mm 。
5.14.4 煤气系统液封槽之补水口严禁与供水管道直接相接。
6 燃气输配系统
6.1 一般规定
6.1.1 本章适用于压力不大于4.0Mpa(表压)的城镇燃气(不包括液态燃气)室外输配工程的设计。
6.1.2 城镇燃气输配系统一般由门站、燃气管网、储气设施、调压设施、管理设施、监控系统等组成。城镇燃气输配系统设计,应符合城镇燃气总体规划,在可行性研究的基础上,做到远、近斯结合,以近期为主,经技术经济比较后确定合理的方案。
6.1.3 城镇燃气输配系统压力级制的选择,门站、储配站、调压站、燃气干管的布置,应根据燃气供应来源、用户的用气量及其分布、地形地貌、管材设备供应条件、施工和运行等因素,经过多方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的文案。
城镇燃气干管的布置,应根据用户用量及其分布,全面规划,宜按逐步形成环状管网供气进行设计。
6.1.4 采用天然气做气源时,平衡城镇燃气爱逐月、逐日的用气不均匀性,应由气源方(即供气方)统筹调度解决。
需气方对城镇燃气用户应做好用气量的预测,在各类用户全年的综合用气负荷资料的基础上,制定逐月、逐日用气量计划。
6.1.5 平衡城镇燃气逐小时的用气不均匀性,除应符合6.1.4 条要求外,城镇燃气输配系统尚应具有合理的调度供气措施,并应符合下列要求:
1 城镇燃气输配系统的调度气总容量,应根据计算月平均日用气总量、气源的可调量大小、供气和用气不均匀情况和运行经验等因素综合确定。
2 确定调度气总容量时,应充分利用气源的可调量(如主气源的可调节供气能力,调峰气源能力和输气干线的调峰能力等措施)。采用天然气做气源时,平衡小时的用气不均所需调度气量宜由供气方解决,不足时由城镇燃气输配系统解决。
3 储气方式的选择应因地制宜,经方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的方案。对来气压力较高的天然气系统宜采用管道储气的方式。
6.1.6 城镇燃气管道应按燃气设计压力(P)分为7 级,并应符合表6.1.6 的要求。
表6.1.6 城镇燃气设计压力(表压)分级名称 压力( Mpa )
高压燃气管道 A 2.5<P≤4.0
B 1.6<P≤2.5
次高压燃气管道 A 0.8<P≤1.6
B 0.4<P≤0.8
中压燃气管道 A 0.2<P≤0.4
B 0.01≤P≤0.2
低压燃气管道 P<0.01
6.1.7 燃气输配系统各种压力级制的燃气管道之间应通过调压装置相连。当有可能超过最大允许工作压力时,应设置防止管道超压的安全保护设备。
6.2 燃气管道计算流量和水力计算
6.2.1 城镇燃气管道的计算流量,应按计算月的小时最大用气量计算。该小时最大用气量应根据所有用户燃气用气量的变化叠加后确定。
独立居民小区和庭院燃气支管的计算流量宜按本规范第10.2.9 条规定执行。
6.2.2 居民生活和商业用户燃气小时计算流量(0℃和101.325KPa),宜按下式计算:
(6.2.2-1)
(6.2.2-2)
式中:Qh-燃气小时计算流量(m3/h);
Qa-年燃气用量(m3/a);
n-年燃气最大负荷利用小时数(h)
Ka-月高峰系数。计算月的日平均用气量和年的日平均用气量之比;
Kd-日高峰系数。计算月中的日最大用气量和该月日平均用气量之比;
Kh-小时高峰系数。计算月中最大用气量的小时最大用气量和该日小时平均用气量之比。
6.2.2 居民生活和商业用户用气的高峰系数,应根据该城镇各类用户燃气用量(或燃料用量)的变化情况,编制成月、日、小时用气负荷资料,经分析研究确定。
工业企业和燃气汽车用户燃气小时计算流量,宜按每个独立用户生产的特点和燃气用量(或燃料用量)的变化情况,编制成月、日、小时用气负荷资料确定。
6.2.4 采暖通风和空调所需燃气小时计算流量,可按国家现行的标准《城市热力网设计规范》CJJ 34有关热负荷规定并考虑燃气采暖通风和空调的热效率折算确定。
6.2.5 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失应按下式计算:
(6.2.5)
式中: △P-燃