煤制甲烷气生产工艺风险评估与安全设计毕业论文
2021-12-28 08:12
论文总字数：19816字
摘 要
本设计针对煤制甲烷气危险工艺，围绕产量为7000Nm³/h甲烷气生产工艺装置项目进行风险评估和安全设计，通过对煤制甲烷气生产工艺的比对，最终选用鲁奇碎煤加压气化工艺和托普索甲烷化循环工艺作为工艺生产方法。本设计介绍了煤制甲烷气生产工艺流程，通过设计计算主要设备，对甲烷化工段进行物料衡算及热量衡算；展开消防安全设计，分析辨识工艺中的危险有害因素，进行重大危险源辨识；使用蒙德法对煤制甲烷气生产单元进行风险评估，提出对应的安全对策措施，来达到降低煤制甲烷气生产项目的火灾爆炸危险性，提高工艺及装置设备的可靠性和安全性。
关键词：煤制甲烷气；本质安全；危险有害因素；风险评估
Risk Assessment and Safety Design of Coal-to-Methane Gas Production Process
Abstract
According to the dangerous process of coal-to-methane gas, this design carries out risk assessment and safety design around the project of methane gas production process equipment with a production capacity of 7000Nm³/h . Through the comparison of coal-to-methane gas production processes, Lurgi crushed coal pressurized gasification process and Topsoe methanation cycle process are finally selected as process production methods. This design introduces the production process of coal-to-methane gas. Through designing and calculating the main equipment, the material balance and heat balance are carried out for the methane chemical section. Launch fire safety design, analyze and identify hazardous and harmful factors in the process, and identify major hazard sources; The Mond method is used to carry out risk assessment on the coal-to-methane gas production unit, and corresponding safety countermeasures are put forward to reduce the fire and explosion risks of the coal-to-methane gas production project and improve the reliability and safety of the process and equipment.
Keywords：Coal to Methane Gas；Intrinsically safe；Dangerous and harmful factors；Risk assessment
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 引言 1
第二章 煤制甲烷气生产工艺 2
2.1 煤的气化 2
2.2 粗气处理 3
2.2.1一氧化碳变换工艺简介及选择 3
2.2.2 酸性气体脱除工艺简介及选择 4
2.3 合成气甲烷化 5
第三章 固定床托普索甲烷化生产工艺 7
3.1 固定床托普索甲烷化生产工艺流程 7
3.2 原料与产品规格 8
3.3 主要生产设备简介与选型 9
3.4 主要生产设备设计及计算 11
第四章 物料衡算与热量衡算 14
4.1 物料衡算 14
4.2 热量衡算 15
第五章 消防安全设计 17
5.1 消防建设 17
5.2 消防系统 18
5.3 安全及报警装置 19
第六章 生产工艺危险有害因素辨识 20
6.1 物料及装置的危险性分析 20
6.2生产工艺过程危险性分析 21
6.3 重大危险源辨识 23
第七章 蒙德法 25
7.1 确定评价单元 25
7.2 物质系数计算及指标确定 25
7.3 初期评价结果的计算 27
7.4 单元危险性的补偿评价 28
7.5 最终评价结果 29
第八章 安全技术对策措施 30
8.1 防火、防爆对策措施 30
8.2 防中毒、防腐蚀对策措施 31
8.3 其它安全对策管理措施 31
第九章 结论 32
参考文献 33
第一章 引言
近年来，我国天然气消费量一直在增长，作为贫油、少气、富煤之国，天然气供需矛盾严重影响着我国的能源安全和社会经济发展问题[32]。多渠道、多方面地提高天然气资源的供给，降低对外依存度，是优化我国能源结构的重要战略。煤制甲烷气，是液化石油气和天然气的替代和补充，能有效缓解国内天然气供应短缺的局面[3]，并且可以解决目前我国煤炭传统利用模式存在的问题，这对保障我国能源安全有重要意义[3]。
煤制甲烷气是将煤经过气化、净化后，通过甲烷化反应生成天然气的过程。整个生产工艺过程伴随着易燃易爆，高温高压，有毒有害的危险性，属于重点监管的危险化工工艺[17]，合成产品为甲烷，属于甲A类易燃气体，与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸事故。
因此，本次课题将围绕煤制甲烷气生产工艺装置项目进行风险评估与安全设计，主要研究方向为大型工业化节能降耗的煤制甲烷气工艺。
第二章 煤制甲烷气生产工艺
煤制甲烷气是煤气化生成粗合成气，粗合成气通过变换和净化后，通过甲烷化反应生成天然气的过程[12]。
2.1 煤的气化
1、煤的气化工艺简介
煤的气化工艺主要分为三种：固定床、流化床和气流床[10]。
表2-1 三种煤的气化工艺简介
气化工艺 | 简介 | 典型工艺 |
固定床煤气化工艺 | 原料煤从炉顶加入，经过干燥层、干馏层，然后进入气化层、燃烧层[9]，气化剂从炉底进入燃料层，从下往上进行逆流气化，从上部排出生成的粗煤气，炉箅将灰渣排入灰锁。 | ①鲁奇碎煤固定床纯氧干法排灰气化工艺 ②BGL煤气化工艺 |
流化床煤气化工艺 | 以粉煤为原料，用气化剂进行床层的流化，流化状态的碎煤在一定温度和压力下与气化剂反应生成煤气。 | ①KBR气化技术 |
气流床煤气化工艺 | 一种并流式气化工艺，气化剂与煤粉或煤浆经喷嘴并流进入气化炉，在气化炉内进行充分的混合、燃烧以及气化反应。 | ①Shell粉煤气化工艺 请支付后下载全文，论文总字数：19816字
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