连续气化合成氨生产工艺介绍和原理培训教材.doc

第一章 设计基础资料
一、装置能力
1、总体说明
本装置为HT-L粉煤气化炉气化装置，包括1500、1600、1700、1800单元：其中1500单元为磨煤及干燥装置，1600单元为煤加压及进煤装置，1700单元为气化及合成气洗涤装置，1800单元为渣及灰水处理装置。
1500单元设置三套磨煤机系统，正常运行二开一备，1600单元为粉煤输送，1700单元设置二台气化炉及合成气洗涤塔系统，1800单元为二级闪蒸及灰水处理。
2、装置能力
本装置日消耗原料煤约1600吨，制备成5～90μm粒度的粉煤，在4.0MPa下气化为粗煤气，经洗涤，最终97417Nm3／h的煤气(干)送变换工段
二、原料煤、氧气规格及化学品规格
1、设计煤种原料煤规格
煤质分析报告如下表所示，其中工业分析值和灰熔点 元素分析值为推测值：
要求基准
分析项目
空气干燥基
干燥基
干燥无灰基
收到基
全水
wt%

水分
wt%
4.79

灰分
wt%
14.11
14.82

挥发分
wt%
29.74
31.24
36.67

固定碳
wt%
51.36*
53.94

焦渣特征
CRC
2
全硫
%
0.40
0.42

高位发热量
MJ/kg
26.54
27.88

高位发热量
cal/g
6347
6667

低位发热量
MJ/kg

24.42
低位发热量
cal/g

元素分析

碳
wt%
66.83
70.19

氢
wt%
4.06
4.26

氮
wt%
0.83
0.90

氧
wt%
8.95
9.41

哈氏可磨性指数
HGI
54
灰熔融性
℃
变形温度
1230
软化温度
1260*
半球温度
1280
流动温度
1300
灰成分
wt%
SiO2
49.47
Al2O3
18.78
Fe2O3
7.20
TiO2
0.72
CaO
14.70
MgO
1.13
K2O
1.50
Na2O
0.31
SO3
3.24
P2O5
0.64
灰黏度
Pa.s
1450℃
1.4-
1400℃
-6.1
1350℃
-28.0
1300℃
-

2、氧气
温度：34℃
压力：5.0MPaG(在气化界区)
纯度：≥99.8%
Ar：≤0.2%
3、化学品
（1）阳离子絮凝剂
型号 BC-644或相当
类型 阳离子
状态 固体粉状
（2）分散剂
型号 WL-626或相当
状态 液态
PH 2.0～3.0
比重 1.15±0.05
固含量 ≥30%
三、公用工程条件
1、高压锅炉给水
悬浮物：≤5 mg/L 总硬度：≤2.0 μmol/L
pH值（25℃）≥8.8～9.3 含油量：≤0.3 mg/L
含氧量：≤7 μg/L 含铁量：≤30 μg/L
含铜量： ≤5 μg/L 含联氨：≤10～50 μg/L
二氧化硅：≤5 μg/L
2、循环冷却水
供水 温度 34℃
压力 0.30Mpa(G)， 泵出口压力 0.48Mpa(G)
回水 温度 42℃
压力 0.20Mpa(G)
污垢热阻 3.44×10-4m2.k/w
PH值 7~8
腐蚀余度 <0.125mm(碳钢)
<0.005mm(不锈钢)
3、脱盐水
硬度 ≈0μmol/l
电导率（25℃） ≤0.3μS/cm
SiO2 ≤20ppb
温度 30~40℃
4、蒸汽
（1）9.8Mpa(G)高压蒸汽
温度 535℃
压力 8.83 MPa(G)
（2）5.29Mpa(G) 次高压蒸汽
温度 465℃
压力 4.8 MPa(G)
（3）2.5Mpa(G) 饱和蒸汽
（4）1.27Mpa(G) 饱和蒸汽
（5）0.5Mpa(G) 低压蒸汽
5、仪表空气（含工厂空气，并由空分装置提供）
温度 　　　　　　　　　　　≤40℃
压力　　　　　　　　　　　　　0.7Mpag（1）
露点　　　　　　　　　　　　　-40℃
含油量 　　　　　　　　　　　<10mg/m3
含尘量 　　　　　　　　　　 ≤1mg/m3 (含尘粒径≤3微米)
四、工厂空气
温度 40℃
压力 0.7MPa(G)
含尘 ≤3μm
含油 ≤10ppm(wt)
五、高压氮气
温度 ＞40℃
压力 8.1MPaG
纯度 ≥99.99%
O2 ≤10ppm
六、低压氮气
温度 40℃
压力 0.7MPaG
纯度 ≥99.99%
O2 ≤10ppm
七、高压二氧化碳
温度 80℃
压力 8.12MPaG
组成 CO2≥98.5%
八、电
电源
(1) 10kV供电
电压 35kV/10kV (±10％)
频率 50Hz(±1％)
相数 三相三线，中性点不接地
(2) 380V供电
电压 380/220V(±5％)
频率 50Hz(±1％)
相数 三相四线，中性点接地
(3) 事故供电
电压 380/220(±5％)
频率 50Hz(±3％)
相数 三相
九、燃料气
开车燃料气来自煤化工一公司的半水煤气或合成甲烷气。
第二章 生产工艺介绍
一、生产工艺原理
主装置包括磨煤及干燥、煤加压及进煤、气化及合成气洗涤、灰水处理。
HT-L粉煤气化工艺是一种以干煤粉为原料，采用激冷流程生产粗合成气的工艺。HT-L粉煤气化工艺采用了盘管式水冷壁气化炉，顶烧式单烧嘴，粉煤干法进料及湿法除渣，在较高温度(1500～1700℃)及压力(4.0Mpa)下，以纯氧及少量水蒸气为气化剂在气化炉中对粉煤进行气化，产生以CO、H2为主的湿煤气，经激冷和洗涤后，饱和了水蒸汽并除去细灰，送入变换系统。
气化产生的粗渣脱水后运走，含有细灰的205℃左右的黑水经两级闪蒸，回收热量和冷凝液，作为气化洗涤水而循环利用。
二、生产工艺流程叙述
1、磨煤及干燥单元 （1500单元）
来自原料煤贮仓的碎煤送入到磨煤机中，被轧辊在研磨台上磨成粉状，并由来自惰性气体发生器的高温惰性气体进行干燥和输送。惰性气体进入磨煤机的温度为150～300℃，出磨煤机时的温度为100～110℃。由惰性气体输送的干燥的粉煤进入粉煤分离过滤器（袋式过滤器）进行分离后，粉煤经旋转下料阀送及粉煤螺旋输送机送至粉煤贮罐，分离出的惰性气体部分排放至大气，剩余部分经循环风机进入惰性气体发生器循环使用。惰性气体发生器的燃料气正常情况下采用合成驰放气，并用燃烧空气鼓风机提供助燃空气（提供量和规格）。
磨煤及干燥单元设有两条线，每条线的处理能力为设计煤量的100%，从而使得一条线在操作中的同时，另一条线可进行维修。
磨煤及干燥单元主要要控制煤的颗粒尺寸（粒径分布）和粉煤的水分含量(<2% wt)。粉碎煤的典型粒径分布为：
（1）颗粒尺寸≤90μm 占90%(重量)；
（2）颗粒尺寸≤5μm 占10%(重量)。
2、煤加压及进煤单元 （1600单元）
该单元采用锁斗来完成粉煤的连续加压及输送。
在一次加料过程中，常压粉煤贮罐内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗(V-1602)。粉煤锁斗(V-1602)内充满粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后进行加压，当其压力升至与粉煤给料罐(V-1603)压力相同时，且粉煤给料罐(V-1603)内的料位降低到足以接收一批粉煤时，打开V-1602与V-1603之间平衡阀门进行压力平衡，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤锁斗卸料完成后，通过将气体排放至粉煤贮罐过滤器（S-1601）进行泄压，泄压完成后重新与粉煤贮罐经压力平衡后联通，此时，一次加料完成。
V-1602加压是通过充入高压二氧化碳(开工时为氮气)完成的，高压二氧化碳经充气锥、充气笛管、管道充气器和锁斗高压CO2过滤器(S-1602)直接进入V-1602。
为了保证到烧嘴的煤流量的稳定，在粉煤给料罐(V-1603)和气化炉之间通过控制粉煤给料罐的压力保持一个恒定的压差（0.7-0.8 Mpag），此压差的设定值取决于气化炉的负荷。
3、气化及合成气洗涤单元 （1700单元）
该单元是HT-L加压粉煤气化的核心。主要由氧气系统、粉煤进料系统、气化系统、气化汽水系统、合成气洗涤系统及排渣系统组成。
（1）氧气系统
来自空分单元的氧气（约25℃，5.0 MPag）进入氧气缓冲罐，经氧气预热器加热至180℃后与中压过热蒸汽（约420℃，4.9 MPag）混合后作为氧化剂经烧嘴的氧气/蒸汽通道送入气化炉。在开车点火及气化炉预热阶段，通过一条管线将常温氧气送至烧嘴的点火氧气通道对烧嘴进行点火及对气化炉进行升温预热。
氧气流量与粉煤流量为比例控制，以防止气化炉超温。
（2）粉煤进料系统
来自1500单元的粉煤用高压二氧化碳(开车时为氮气)通过三条粉煤输送管线采用密相输送方式，送入气化炉烧嘴的煤粉通道。煤粉的流量通过粉煤管线上的温度、压力、悬浮密度、速度的测量仪表以及特殊的粉煤流量调节阀进行控制。
（3）气化系统
氧气/蒸汽及粉煤通过烧嘴进入气化炉(F-1701)内，在气化炉内粉煤与氧气/蒸汽充分混合并在高温高压下（约1500℃，4.0 MPag）进行氧化反应。
气化炉由上部的水冷壁辐射燃烧反应室和下部的激冷室组成。在气化炉反应室内，在1500℃左右和4.0 Mpag条件下发生气化反应。反应室为表面覆盖耐火材料的盘管式水冷壁结构，在水冷壁和气化炉压力容器之间的环腔内连续通入保护气（高压二氧化碳），气化炉承压外壳的温度保持在大约200℃左右。水冷壁向火侧有密集的抓钉，用来固定碳化硅耐火层，由于有水冷壁的冷却作用，耐火层表面温度低于灰渣的凝固温度，因而会在耐火层表面形成稳定的凝固渣层，对耐火层起到保护作用。固化渣层的保温作用也使热损降到最低限。
粗合成气的主要成分为氢气和一氧化碳，少量的其它组分(包括二氧化碳，氯化物，硫化物，氮，氩和甲烷)以及液态炉渣和细固体颗粒。这些物质离开反应室向下进入激冷室，经激冷环后流过下降管进入激冷室水浴，渣在水中固化并沉到气化炉的底部；合成气通过和水的直接接触，其中携带的大多数的细颗粒被洗涤进入了水中，同时粗合成气也被水冷却、饱和。冷却后的合成气向上流过破泡板后离开气化炉。
激冷水通过下降管顶部的激冷环，沿下降管壁面向下流进激冷室。
激冷室中的激冷水含有少量的固体，在液位控制下连续排出送到渣及灰水处理单元的高压闪蒸罐对热量进行回收，并对水系统的固体含量进行控制。
在启动和停车的阶段，来自激冷室的激冷水可以直接送到气化炉、渣池(V-1811)中，从而建立激冷室的预热水循环。
烧嘴是通过在其水夹套内通入冷却水来进行超温保护的，水在水夹套中连续循环流动。烧嘴冷却水系统包含一个烧嘴冷却水缓冲罐，烧嘴冷却水泵(P-1702A/B)和烧嘴冷却水冷却器(E-1708)。
开工时，使用点火和开工烧嘴对气化炉进行点火及升温升压，在升温阶段开工引射器利用蒸汽在气化炉中形成部分真空，将烟气通过开工引射器(Z-1703)排向大气。一旦气化炉中的氧气含量降至可接受的范围（≤0.5%），立刻将烟气排向火炬，同时气化炉进入升温升压阶段，待气化炉的压力升至10 barg，温度达到粉煤的点火温度后，即可将氧气和粉煤引入气化炉进行煤烧嘴点火，然后加入蒸汽。
（4）气化汽水系统
为了保护气化炉压力容器及水冷壁盘管，水冷壁盘管内通过中压汽包水循环泵维持强制的水循环。管内流动的水吸收炉内部分氧化反应产生的热量，部分汽化，在中压汽包内进行汽液分离后产出3.0-5.0 MPag的饱和蒸汽，气化炉产出的中压饱和蒸汽经减压后送入厂内2.5 Mpag蒸汽管网。
（5）排渣系统
在气化炉底部的激冷室中收集的粗渣被破渣机(H-1701)破碎，然后通过渣锁斗系统排至捞渣机。
为了确保顺利排渣，在气化炉激冷室和渣锁斗之间设有一台锁斗循环泵，使渣水在渣锁斗和气化炉激冷室之间进行循环。
在渣锁斗与气化炉激冷室联通后，经过一段预定的时间，一般约为30分钟后，锁斗卸料程序将会启动。首先关闭锁斗进口阀，将锁斗泵循环阀门打开，再将锁斗循环泵进口阀关闭，然后通过锁斗泄压阀对锁斗进行泄压。泄压后，打开锁斗出口阀，将渣和水送入捞渣机，卸料过程约2分钟。在渣锁斗卸料过程中，通过锁斗冲洗水罐对锁斗进行冲洗，保证在卸料过程中锁斗始终充满水。经过预先设定的时间或者在锁斗冲洗水罐达到低液位后，锁斗出口阀门关闭。当锁斗出口高水位开关被激活后，锁斗冲洗水罐出口阀关闭，锁斗冲洗水罐开始再次补充来自水回收部分的灰水。锁斗利用高压灰水进行加压，当锁斗和气化炉之间的压差小于设定值0.18 MPa时，锁斗进口阀打开。与此同时，从锁斗通向锁斗循环泵进口阀门打开，而锁斗循环泵的循环阀关闭。总的卸料循环过程(降压、卸料、再次注水、加压)时间大约为30分钟。
（6）合成气洗涤系统
从气化炉来的合成气进入文丘里洗涤器(Z-1702)，气体中的固体被完全浸湿后进入合成气洗涤塔(C-1701)，向下经洗涤塔内的下降管进入洗涤塔底部直接冲击液面，大部分夹带的固体从气体中除去。合成气通过下降管周围的环形空间向上经位于洗涤塔上部的两道喷淋塔盘，与来自变换单元的工艺冷凝液通过逆流接触洗去其余的固体颗粒，在经除沫器进行汽液分离后，基本上不含固体颗粒的合成气离开洗涤塔送至变换单元（固体含量＜10 mg/Nm3）。在洗涤塔的合成气出口安装有在线分析仪，对CH4和CO2等组分进行连续监测。在启动和停车阶段，合成气送往火炬燃烧。
由变换单元送来的工艺凝液一部分进入洗涤塔的塔盘，另一部分进入到塔釜，在开工时由锅炉水替代变换工艺凝液。为了降低洗涤塔底水中的固体浓度及微量组分的富集，洗涤塔底部部分的水和固体在流量控制下被排放到黑水闪蒸系统。同时为了补充由合成气带走的水及由洗涤塔、气化炉排出的水，由洗涤塔给料泵送来的工艺水被补充到洗涤塔塔釜中。
从合成气洗涤塔出来的激冷水经激冷水泵(P-1703)送至气化炉的激冷环及文丘里洗涤器。
4、渣及灰水处理单元 （1800单元）
渣及灰水处理单元包括黑水闪蒸系统和灰渣水处理系统。
（1）黑水闪蒸系统
从气化炉激冷室和合成气洗涤塔(C-1701)底部来的黑水在减压后送入高压闪蒸罐(V-1801)进行闪蒸，闪蒸蒸汽流经高压闪蒸汽提塔换热至高压闪冷凝器进一步冷凝后在高压闪蒸分离罐(V-1803)进行气液分离，分离出来的冷凝液送到除氧器(V-1808)，不凝气体送往火炬。
高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入到真空闪蒸罐(V-1804)。在真空闪蒸罐(V-1804)的黑水进一步进行闪蒸，闪出其中溶解的少量气相组分。真空闪蒸罐顶蒸汽经过真空闪蒸冷凝器(E-1802)冷却，再经真空闪蒸分离罐(V-1805)分离后，不凝气由真空闪蒸真空泵(P-1811)排至大气，分离罐底液体进入灰水槽。真空闪蒸罐底部的液体和固体混合物自流进入沉降槽(S-1801)。
（2）灰渣水处理系统
从真空闪蒸罐来的含有固体的水、开工阶段由渣池来的水以及由后续的真空带式过滤机分离出的滤液都进入沉降槽(S-1801)进行重力沉降固液分离。为了促进固体沉降，需通过絮凝剂加药系统向沉降槽中加入絮凝剂来促进沉降作用，在沉降槽还安装了一个缓慢转动的刮泥机(A-1802)把沉降下来的固体送到沉降槽底部的出口。在沉降槽底部沉降出的稠化的渣浆通过沉降槽底流泵(P-1804)送至真空带式过滤机 (S-1802)进行过滤，过滤机滤出的滤饼用汽车送出界区，滤液经沉渣池由沉渣池泵输送返回沉降槽。从沉降槽(S-1801)顶部溢流出来的水自流进入到灰水罐(T-1801)。
灰水罐（T-1801）是整个气化装置水系统的缓冲罐，整个系统均返回到灰水罐。为了维持整个气化工艺水系统的微量组分及固体含量的稳定，其中一小部分回收的水作为废水送至厂内污水处理厂，其余大部分水作为工艺水循环使用。
灰水罐回收的灰水由低压灰水泵送出，一小部分经废水冷却器冷却后送至污水处理厂，其余的一部分作为锁斗冲洗水送至锁斗冲洗水冷却器冷却后进入锁斗冲洗水罐，一部分送入除氧器。为了防止在洗涤塔和下游的水系统中出现结垢，在泵的入口加入分散剂。
为了避免在洗涤塔及气化炉激冷室发生氧腐蚀，系统中设置了除氧器，来除去进入洗涤塔及气化炉的水中的氧气。
除了来自低压灰水泵的灰水进入除氧器进行处理外，为了补充系统损失的水，还要向除氧器补充部分脱盐水。为了控制腐蚀，各种水流入除氧器(V-1808)中，用自管网的低压蒸汽除去氧气。低压蒸汽和闪蒸汽可以在需要的时候通过压力控制加入。
除氧器(V-1808)的灰水经除氧水泵送至高压闪蒸汽提塔与高压闪蒸气换热后经洗涤塔给料泵(P-1806)加压，送到合成气洗涤塔、渣锁斗进行加压和文丘里洗涤器。
5、气化装置二氧化碳、氮气系统
（1）高压二氧化碳、氮气系统
高压氮气主要用于在开车阶段输送粉煤、升压及吹扫等，在正常操作时由高压二氧化碳代替。
来自二氧化碳压缩单元的8.12 MPa(G)、80℃高压二氧化碳（开车阶段为来自空分装置的高压氮气）进入高压二氧化碳（氮气）缓冲罐中，然后减压至5.10 MPa(G)送入气化二氧化碳（氮气）管网，由二氧化碳（氮气）分配系统送往各个用户。
（2）低压氮气系统
低压氮气主要用于开停车时的吹扫置换及磨煤单元的磨煤干燥。来自空分的0.7 MPa(G)、50℃的低压氮气进入低压氮气缓冲罐，再经低压氮气管网送往各用户。
6、其它
装置中所用的新鲜水、脱盐水、工艺空气、仪表空气、化学品等由公用工程系统和空分装置统一供给。副产外送的中压蒸汽并入蒸汽管网。
7、火炬系统
（1） 火炬的设置
① 火炬设置的目的和原则
a、为满足正常生产和事故状态下各工艺装置的排放物安全可靠地得到燃烧，不对大气环境造成污染，本工程设置了火炬装置。
b、为节省投资，本工程将煤气化及净化装置排放的火炬气在外管廊合并成一根火炬气管道送入火炬系统。采用先进可靠的技术保证同时满足环境保护和节能的要求。
c、火炬的燃烧能力按装置最大事故排放量的110%设计。
d、为保证火炬设施点火的绝对安全可靠，本设计考虑了高能点火自动遥控/手动点火和现场地面内传焰点火两种点火设施。
（2）火炬的布置及流程简述（参考）
①火炬的布置
火炬区域占地23×24米，其间布置了火炬塔架、气液分离液封罐、火炬气凝液泵、地面内传焰点火装置等设备和设施。
DN700的主火炬布置在火炬塔架上，塔架高60米，呈等边三角形支撑。火炬塔架设置直爬梯，并从标高10.000米处以每间隔10米设置了休息平台，在60米处设置了检修平台。
② 火炬流程简述
煤气化装置排放的气体首先进入气液分离罐V-3101将火炬气携带的液体分离后经水封罐进入主火炬筒体S-3101和分子密封器X-3102，最后通过火炬燃烧器X-3101燃烧处理。
a、氮气
由界外送来的氮气经过自立式调节阀后分别送入主火炬和酸性气体火炬分子密封器X-3102，作为密封用惰性气体。
b、仪表空气
由界外送来的仪表空气除供仪表专业使用外，还将用于地面内传焰点火装置配气用。
c、蒸汽
由界外送来的低压蒸汽主要用作环境温度低时气液分离罐和分子密封器伴热用。蒸汽管道的低点和管道末段设置了疏水设施。
d、液化石油气
由界外送来的液化石油气的主要作用是，当工艺装置事故状态排放的气体热值比较低时火炬无法正常燃烧，此时需向火炬管道内加入液化石油气助燃；此外燃料气还作为长明灯和地面内传焰点火燃料。
第三章 生产工艺原理
一、1500#磨煤与干燥单元
1、任务
磨煤及干燥单元（CMD）的任务是将原料煤经过干燥、研磨、分离等工序制成合格的粉煤。本单元设置3台磨煤机，即3条磨煤干燥生产线，正常生产时二条线运行，另一条线备用。以满足下游配套部分的生产要求。CMD生产线主要满足以下两个要求：
（1）保证干粉煤的安全运行和储存：如惰性气体环境（系统要求O2含量≤8%）。
（2）整个工艺系统能量消耗最小化，如输送和干燥气体的再循环和释放多余气体。
干燥的粉煤满足下列要求：
＞90μm ＜10%（wt）
＞ 5μm ＞90%（wt）
含水量 ＜2%（wt）
2、管辖范围
储罐类共3台（原煤仓V1501A/B/C）；
磨煤机3台（A1501A/B/C，含旋转分离器S1502A/B/C）；
惰性气体发生器3台（F1501A/B/C）；
风机类共10台（燃烧空气鼓风机K1501A/B/C、循环风机K1502A/B/C、密封风机K1503A/B/C、原煤仓排风机K1504A/B/C、稀释风机K1505A/B/C）；
过滤器类共6台（原料煤仓放空过滤器S1501A/B/C、粉煤袋式过滤器S1503A/B/C）；
输送机共15台（称重给煤机X1501A/B/C、振动料斗X1502A/B/C、粉煤螺旋输送机X1503A/B/C、旋转卸料阀X1504 A/B/C、粉煤振动筛X1505A/B/C）。
3、磨煤及干燥原理
从贮存和运输系统送来的原料煤贮存在原料煤贮仓V-1501中，原料煤经振动料斗X-1502及称重给煤机X-1501计量后送到磨煤机A-1501内，经磨煤机的三个磨辊研磨后，被通入磨煤机的150～300℃热惰性气体干燥，并吹送至磨煤机上部的旋转分离器S-1502筛分，细粉吹送去粉煤袋式过滤器S-1503，粗颗粒粉煤从分离器掉回磨辊下重新研磨。
150～300℃热惰性气体由惰性气体发生器F-1501送来。离开磨煤机含细粉煤的惰性气体温度控制在105℃左右。（120℃）
粉煤的粒径由热惰性气体流量、磨煤机磨辊的压力和旋转分离器的转速进行控制。
原料煤贮仓V-1501上装有煤仓排风过滤器S-1501和煤仓引风机K-1504进行除尘排风。
原料煤贮仓V-1501配有氮气分配环以能够熄灭煤的自燃。
为了防止粉煤进入磨煤机内的轴密封和轴承，用来自密封风机K-1503的空气进行压力吹扫。
磨煤机下部设有废料箱以收集排出的因太硬无法磨碎的石块及铁块异物。
（1）惰性气体
加热粉煤的热量来源于惰性气体发生器F-1501。在惰性气体发生器内，合成氨放空气（燃料气）与匹配比例的燃烧空气（3.0～3.5/1.0，空气由燃烧空气鼓风机K-1501送入）进行燃烧并与循环风机K-1502送来的循环惰性气体混合，出口温度在150～300℃。
热惰性气体在磨煤机、粉煤袋式过滤器、惰性气体发生器三个设备间通过循环风机进行循环使用。为保持惰性环境，设计氧含量最大值为8%，可以排除粉煤自燃和爆炸的危险。
为维持磨煤机出口微负压操作，可调节惰性气体放空，为防止系统负压过高可补入氮气。
为防止惰性气体中湿含量超标，可开启稀释风机K-1503，增补入氮气。
（2）粉煤过滤
含粉煤的惰性气体在粉煤袋式过滤器S-1503里进行分离。分离下的粉煤逐步堆集在过滤器底仓，由仓底出口设置的粉煤旋转卸料阀X-1504排出，经粉煤振动筛X-1505、粉煤螺旋输送机X-1503送去煤加压及进煤系统的粉煤贮罐V-1601。
经滤袋过滤的循环惰气（粉煤含量小于10 mg/Nm3）通过循环风机K-1502送去惰性气体发生器。
粉煤袋式过滤器滤袋的清扫需用氮气分箱离线吹扫，可选用压降或定时控制。
取样在粉煤振动筛处，以取样检测粉煤粒度、水分和灰熔点。
4、主要设备工作原理
（1）磨煤机（A1501A/B/C）工作原理
MPS180磨煤机是一种中速辊盘式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。需粉磨的原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础（见图1.1-1）。原煤的碾磨和干燥同时进行，干燥剂通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的粉煤混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被干燥剂带出分离器。

图Error! No text of specified style in document..1-1 磨煤机加载传递系统“受力状态图”
难以粉碎且干燥剂吹不起的较重石子煤、黄铁矿、铁块等通过喷嘴环落到干燥剂室，被刮板刮进排渣箱，由人工定期清理，清除渣料的过程在磨机运行期间也能进行（见图Error! No text of specified style in document..1-2）。
MPS180型磨煤机采用鼠笼型异步电动机驱动。通过立式伞齿轮行星齿轮减速机传递磨盘力矩。减速机还同时承受因上部重量和碾磨加载力所造成的水平与垂直负荷。为减速机配套的润滑油站用来过滤、冷却减速机内的齿轮油，以确保减速机内部件的良好润滑状态。
图Error! No text of specified style in document..1-2磨煤机“沸腾区”示意图
配套的高压油泵站在运行时通过加载油缸对磨煤机进行加载，在磨煤机检修时可以手动操纵提升磨辊。
通常一台磨配有一台密封风机。本工程密封空气用于磨煤机传动盘、拉杆密封、旋转分离器的密封。而对于磨辊的密封由于系统的特殊要求，本工程采用氮气进行密封。
维修磨煤机时，在电动机的尾部连接盘车装置。
（2）惰性气体发生器（F1501A/B）工作原理
运行时，部分循环气体从侧面切向进入燃烧室外层夹套，然后从燃烧室顶部边缘均布的孔中旋流喷出和燃料燃烧的高温烟气进行混合。合成气燃料燃烧的中心温度约为1600℃，惰性循环气体的温度约为80～105℃（最高110℃），当与合成气燃烧烟气量成一定比例的循环气体掺混到燃烧室高温烟气中后，可使燃烧室烟气平均温度降到1000℃以下。由于这部分低温循环气体的流动路线靠近燃烧室内衬，对炉膛衬里形成屏蔽，起到保护内衬的作用。燃烧室设置外层夹套，一方面使循环气体流动均匀并预热，达到预热节能效果，另一方面也可起到惰性气体保温作用，达到减薄炉膛内衬，降低炉壳外表面温度的效果。在夹套壳体内浇注一层轻质保温材料，可保证炉壳外表面温度低于60℃。
混合室的旋流结构可提高混合速度。大部分循环气体从热风炉夹套旋转进入混合段，其旋转的方向和燃烧室高温烟气的旋转方向相反，这样使得混合速度加快。
旋转气流使得循环气体流动趋于均匀，并能在较短时间里与高温烟气相混合，这样一来，不仅保证了烟气炉出口烟温的均匀性，也使得热风炉的总体尺寸有所减小。
助燃空气通过燃烧空气鼓风机送入炉顶的燃烧器，空气管线上设有调节阀，可根据炉子的热负荷调节空气的供给量；燃料气采用合成驰放气。燃烧产生的高温烟气与循环惰性气体均匀混合后作为干燥剂通入磨煤机，干燥煤粉中的水分。
（2）粉煤过滤器（S-1503A/B/C）工作原理
①过滤工作原理
含尘气体从灰斗进入装有滤袋的过滤室，粉尘被阻留在滤袋外面，干净气体透过滤袋，并经净气室，排风管、风机和排气筒部分排入大气中去。
②清灰工作原理
当滤袋外壁的粉尘层逐渐增厚，使除尘器阻力随之增高，在达到设定的压力值或清灰时间后，即逐渐轮流进行脉冲喷吹清灰，清灰开始时，电磁控制阀打开脉冲阀，喷吹管便与气包相通，低压氮气（P=0.15～0.25MPa）经喷吹口喷向滤袋，在喷吹的瞬间低压氮气的高速气流在其周围造成负压，形成引射作用，又可从周围吸入约5～7倍于低压氮气的气体，低压氮气和引射气流一道射入滤袋内部，由于喷射时滤袋发生全面抖动和由里向外的反吹气流作用便可有效地清楚掉附着堆积在滤袋外表的粉尘，掉入灰斗中，如此完成全部滤袋的清灰过程，清灰完毕后，恢复正常过滤状态，同时进入周期间隔，如此循环反复进行，落入灰斗的粉尘由氮气斜槽排除。
二1600#粉煤加压输送单元
1、任务
粉煤加压及进料单元的任务是将来自磨煤及干燥单元的合格粉煤，通过氮气加压输送到气化炉烧嘴。
2、管辖范围
储罐类共9台（粉煤储罐V-1601 A/B/C、粉煤锁斗V-1602 A/B/C、粉煤给料罐V-1603 A/B/C）；
过滤器类9台（粉煤储罐过滤器S-1601 A/B/C、粉煤锁斗过滤器S-1602 A/B/C、高压二氧化碳过滤器S-1603 A/B/C）；
输送机类3台（粉煤旋转卸料阀X-1606 A/B/C）。
管道充气器共6台（X-1600 A/B/C、X-1603 A/B/C）。
3、粉煤输送原理
本系统工艺过程是按顺序循环进行，现叙述如下：
（1）粉煤通过三路粉煤进料管线不断地从V-1603底部送出。通过向该罐的出口充气锥充入二氧化碳/氮气，确保稳定的粉煤流量。通过二氧化碳/氮气的供入和排放，实现粉煤给料罐的压力控制。
（2）一旦V-1603中的粉煤料位下降低于设定的粉煤料位，煤就将通过打开V-1602（假定该罐做好送煤准备）底部阀门从V-1602添加到V-1603。
（3）一旦V-1602达到低料位，该锁斗通过关闭其底部的高压阀而被隔离；通过其减压阀逐步减压，气体排放至S-1601，最后通过打开低压平衡阀使其压力等于低压粉煤贮罐V-1601的压力。
（4）一旦V-1602的压力等于V-1601的压力，V-1602将通过打开V-1601（假定该罐做好送煤准备）底部阀门从V-1601重新充煤。
（5）一旦V-1602充满煤，该锁斗通过关闭其顶部（进口）阀门和低压均衡管阀而被隔离。
（6）一旦隔离完成，V-1602通过供应到底部充气锥和锁斗顶部的高压CO2/N2被重新加压。一旦其压力接近V-1603的压力，在高压压力平衡阀打开后，其压力等于V-1603的压力。
（7）V-1601连续从磨煤及干燥单元进粉煤。
基于上述说明，进料物流为：
（1）来自磨煤及干燥单元的粉煤
（2）高压二氧化碳/氮气和低压氮气
产品物流为：
（1）高压“悬浮”粉煤（给烧嘴进煤）。
（2）CO2/N2放空气体（＜10 mg/Nm3固体）。
进煤装置安装粉煤贮罐过滤器（S-1601），以保证任何排向大气的二氧化碳/氮气的固体含量少于10 mg/Nm3，回收的粉煤通过粉煤旋转卸料阀（X-1606，也作为气锁）排入粉煤贮罐（V-1601）。
粉煤锁斗（V-1602）以循环模式运行，典型的循环时间是30-45分钟(满负荷)。在运行期间，它的“保持（起始）”状态为：通过高压平衡阀与粉煤给料罐保持压力相等，出口和相关切断阀关闭并且保持满煤。安装锁斗高压二氧化碳/氮气过滤器（S-1602）以限制通过控制阀16PV-0116的二氧化碳/氮气中煤的含量。
粉煤从粉煤给料罐（V-1603）不断送至粉煤烧嘴（A-1701）。高压二氧化碳/氮气通过罐底部的充气锥（烧结金属）充入，以维持罐中粉煤的流态化和粉煤流动的稳定，二氧化碳/氮气的流量受到控制，并受最大允许的压差控制（16PdICA-0121~0321）保护。粉煤给料罐的压力是通过压差控制器16PdICA-0128来控制，该压差控制为分程控制。充气流量通常设置为：在满负荷时使粉煤给料罐处于压力稳定状态。
三、1700#气化及合成气洗涤单元
1、任务
本单元任务是将粉煤在高温高压下与纯氧发生不完全燃烧反应，转化成所需要的以有效气“CO＋H2”为主要成份的粗合成气，同时副产中压蒸汽。
2、管辖范围
气化炉F1701、合成气洗涤塔C1701、破渣机H1701、文丘里洗涤器Z1702、开工引射器Z1703、粉煤烧嘴（开工烧嘴、点火烧嘴）A1701、气化炉中压汽包V1702、渣锁斗V1703、渣锁斗冲洗水罐V1704、气化炉密封水罐V1705、引射器分离器V1706、烧嘴冷却水缓冲罐V1707、氧气缓冲罐V1709、加药罐T1701、烧嘴冷却水过滤器S1702、蒸汽过滤器S1703、锅炉给水过滤器S1704、激冷水过滤器S1705 A/B、渣锁斗冲洗水冷却器E1703、烧嘴冷却水冷却器E1708、氧气预热器E1709、取样冷却器E1721/E1722/E1723/E1725/E1726/E1727、中压锅炉水循环泵P1701A/B/C、烧嘴冷却水泵P1702A/B、激冷水泵P1703A/B、渣锁斗循环泵P1704A/B、加药泵P1705A/B、粉煤加料器X1701 A/B/C、粉煤循环下料器X1711 A/B/C、氧气蒸汽混合器X1720、粉煤管取压器X1731 A/B/C、粉煤管取压器X1732 A/B/C、粉煤管吹扫器X1733 A/B/C及上述设备所辖管线、阀门、仪表和各种附件等。
3、气化与合成气洗涤原理
由空分生产出的氧气（5.0 MPaG、25℃）进入氧气缓冲罐V-1709。氧气缓冲罐的功能是协调空分和气化粉煤烧嘴的启动、停车、负荷的增减引起的波动。
氧气由氧气缓冲罐出来先进入氧气预热器E-1709，被中压汽包循环水加热到180℃。（主要是避免低温氧气在氧气/蒸汽混合器中混合时使蒸汽冷凝）。预热后的氧气进入氧气/蒸汽混合器X-1721。
过热蒸汽（4.9 MPaG、420℃）先通过蒸汽过滤器S-1703以确保没有铁锈颗粒（＞10μm）进入不锈钢的氧气管路中，然后按蒸汽与氧的比例控制（通常对应于每种煤是固定的比例，一般取H2O/O2：0.5～0.1，根据具体项目和煤种变化）送入氧/蒸汽混合器进行混合，混合气（4.1 MPaG、197℃）去粉煤烧嘴A-1701。
从粉煤给料罐下部三个充气锥送出来的粉煤（4.7 MPaG、80℃）进入粉煤加料器X-1701A/B/C，由调节阀17FV-0101/0201/0301控制粉煤质量流量，该阀主要由氧/煤比例控制（一般为O2/C：0.6～1.0），并参照合成气中的二氧化碳（一般为3.0～10.0V%，干基）或者甲烷（＜500ppm）的含量进行调节。由调节阀17FV-0102/0202/0302控制加入粉煤加料器的二氧化碳（开车时为氮气）（5.1 MPaG、80℃）的流量来调节粉煤悬浮速度。然后悬浮粉煤