1、煤氣化配套空分容量的特大性 大型煤化在氣化爐中的氣化反應(yīng)是煤中碳與氧及水蒸汽反應(yīng)生產(chǎn)CO和H2的過程。吹氧量的多少，直接影響煤的轉(zhuǎn)化率。在煤品種確定的前提下，煤氣化技術(shù)對氧的需求量，取決于氧煤比（氧氣與煤量）或比氧耗（氧氣量與合成氣量比）。目前成熟的煤氣化技術(shù)以水煤漿德士古（Texaco）工藝、魯奇工藝、干粉謝爾（Shell）法為代表。德士古工藝是水煤漿氣化技術(shù)，由上世紀(jì)八十年代引進中國，它的轉(zhuǎn)化率較高，煤氣的有效成分CO+H2可達到78-80%，謝爾技術(shù)于上世紀(jì)九十年代引進中國，其轉(zhuǎn)化率更高，煤氣有效成分達90-92%。近年來，我國中科院山西煤化所開發(fā)了先進的灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)。典型的煤化技術(shù)的氧煤比列于下表。
表中可見氧煤比一般在0.5~0.9之間。
目前，煤氣化向著大型化發(fā)展，德士古爐最大處理煤量達1000噸/天，謝爾爐最大處理煤量達2500噸/天。經(jīng)計算年產(chǎn)100萬噸/年甲醇采用GE水煤漿氣化技術(shù)每小時耗氧量120000m3/h；100萬噸/年煤制油，采用Shell粉煤氣化，小時耗氧量250000m3/h；60萬噸/年甲醇制烯烴，采用謝爾氣化技術(shù)，小時耗氧量230000m3/h。年產(chǎn)20億m3/年的天然氣，采用BGL粉煤氣化，耗氧量160000m3/h。顯然所配套空分裝置，都是大于30000m3/h的特大型空分,甚至需要十萬等級的空分。
特大型空分不是簡單的配套設(shè)備和機組的放大，而要解決許多關(guān)鍵技術(shù)問題。在塔器等靜設(shè)備首先是要解決運輸問題：
（1）限制直徑，并且塔高度不能太高，這就必須加強單元截面上的傳熱和傳質(zhì)，例如上下塔采用新型的規(guī)整填料，篩板塔加大開孔率等；
（2）氣、液分配方面的換熱器問題，急需新型的塔內(nèi)件開發(fā)應(yīng)用；
（3）配管問題等。在換熱器方面需要研制高效換熱器，在12萬等級空分的研制方面，杭氧已做了很多工作，解決了關(guān)鍵的技術(shù)問題。開空在8萬等級空分的研制方面，也做了攻關(guān)。
在動設(shè)備核心問題大型高效率的機組的研制，例如：高效率中壓膨脹機、液體膨脹機、大型空氣壓縮機、增壓機、大型離心式液體泵的研制及選擇。目前基本上都選擇國外進口，若想減少投資，唯一途徑盡量國產(chǎn)化。
2、空分裝置的多樣化 空分裝置的多樣化體現(xiàn)在流程的多樣化和產(chǎn)品的多樣化。
（1）流程的多樣化。
由于煤化工要求氧氣的壓力通常為4.0~8.0MPa，所以煤化工型空分均采用內(nèi)壓縮流程。但是由于采用煤氣化技術(shù)的不同，氧氣壓力等級不同，氮氣產(chǎn)品需求量和規(guī)格不同，而形成空分流程多樣化，必須進行針對性的設(shè)計。
（2）產(chǎn)品的多樣化
煤化工的空分通常要求提供高壓氧氣、高壓氮氣、中壓氮氣、低壓氮氣、儀表空氣、全化工廠用空氣、液氧、液氮、液氬。尤其是對氮氣產(chǎn)品的需求，規(guī)格有的達六種之多。而且用氧量也在大范圍內(nèi)變化，甚至當(dāng)后續(xù)工藝停機時，短時間內(nèi)用氮量增加幾倍，這樣的要求對設(shè)計、運行以及吸附劑的選擇方面都是挑戰(zhàn)。
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