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1、项目六项目六项目六项目六 煤气化过程的安全与环保煤气化过程的安全与环保煤气化过程的安全与环保煤气化过程的安全与环保煤气化工艺及设备煤气化工艺及设备2023/3/21化学工业出版社化学工业出版社 项目六项目六 煤气化过程的安全与环保煤气化过程的安全与环保 任务任务任务任务1 1 熟知煤气化过程的安全熟知煤气化过程的安全熟知煤气化过程的安全熟知煤气化过程的安全任务任务任务任务2 2 煤气化过程的废水处理煤气化过程的废水处理煤气化过程的废水处理煤气化过程的废水处理任务任务任务任务3 3 煤气化过程的废渣处理煤气化过程的废渣处理煤气化过程的废渣处理煤气化过程的废渣处理2023/3/22化学工业出版社1
2、.能查找相关资料，了解煤气化的安全生产，了解生产安能查找相关资料，了解煤气化的安全生产，了解生产安全对企业的影响。全对企业的影响。2.会描述煤气化过程对废水、废气以及废渣处理。会描述煤气化过程对废水、废气以及废渣处理。3.能与他人合作，进行有效沟通交流。能与他人合作，进行有效沟通交流。4.能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行总结和反思。行总结和反思。5.能运用网络、教材、参考书等渠道，查找安全生产知识。能运用网络、教材、参考书等渠道，查找安全生产知识。2023/3/23化学工业出版社学习目标学习目标任务任务1 1 熟知煤气化过程的安
3、全熟知煤气化过程的安全 2023/3/24化学工业出版社煤气化生产系统有什么特点？煤气化生产的危险因素有哪些？煤煤气化生产系统有什么特点？煤气化生产的危险因素有哪些？煤气化生产中需要注意哪些安全事项？气化生产中需要注意哪些安全事项？2023/3/25化学工业出版社情境引入情境引入一、煤气化生产系统的特点一、煤气化生产系统的特点1.易燃易爆、有毒有害和强腐蚀性物质多易燃易爆、有毒有害和强腐蚀性物质多2.生产工艺复杂生产工艺复杂3.物料封闭，难以直接观察物料封闭，难以直接观察4.规模大、密度高规模大、密度高 煤化工生产呈现物耗、能耗的集中化和扩大化趋势。近年煤化工生产呈现物耗、能耗的集中化和扩大化
4、趋势。近年来，生产一次加工能力不断提高，年加工能力在数百万吨来，生产一次加工能力不断提高，年加工能力在数百万吨的装置依次投产，生产中的能耗、物耗在不断集中化和扩的装置依次投产，生产中的能耗、物耗在不断集中化和扩大化。一旦发生事故，其后果的严重程度大大增加。大化。一旦发生事故，其后果的严重程度大大增加。二、煤气化生产中的易燃易爆物质和有毒有害物质二、煤气化生产中的易燃易爆物质和有毒有害物质 1.易燃易爆物质易燃易爆物质 煤气化工业企业中存在煤气化工业企业中存在CO、H2、甲醇、二甲醚、乙醇等、甲醇、二甲醚、乙醇等易燃易爆物质，这些物质在生产、使用和储存过程中存在易燃易爆物质，这些物质在生产、使用
5、和储存过程中存在火灾、爆炸事故的风险。火灾、爆炸事故的风险。2.有毒有害物质有毒有害物质 煤气化工业企业产品及附属产品如煤气化工业企业产品及附属产品如CO、H2S属于有毒气体，属于有毒气体，其最广泛的产品氨、甲醇为有毒物质。这些有毒物质在生其最广泛的产品氨、甲醇为有毒物质。这些有毒物质在生产、使用和储存过程中存在泄漏后扩散产生毒害事故的风产、使用和储存过程中存在泄漏后扩散产生毒害事故的风险。险。三、煤气化生产中的风险源三、煤气化生产中的风险源1.气化炉气化炉气化炉是煤气化工业的主体设备，气化炉通常是高温高压状气化炉是煤气化工业的主体设备，气化炉通常是高温高压状态下运转，其中存在大量态下运转，其
6、中存在大量CO、H2等易燃易爆物质及等易燃易爆物质及H2S等等有毒气体。若因运行不正常，则极易发生火灾爆炸和泄漏有毒气体。若因运行不正常，则极易发生火灾爆炸和泄漏事故。事故。2.储罐储罐煤气化工业的产品或中间产品如甲醇、液氨等物质，常常因煤气化工业的产品或中间产品如甲醇、液氨等物质，常常因安全需要在储罐内储存或运输。由于压力、腐蚀等作用，安全需要在储罐内储存或运输。由于压力、腐蚀等作用，极易发生泄漏进而引起火灾爆炸等事故。极易发生泄漏进而引起火灾爆炸等事故。3.辅助设施辅助设施煤气化工业的辅助设施如硫回收装置、水处理系统通常存在煤气化工业的辅助设施如硫回收装置、水处理系统通常存在有毒物质有毒物
7、质H2S和氯气，这些物质若发生事故性泄漏，将会和氯气，这些物质若发生事故性泄漏，将会对周围人员产生毒害作用。对周围人员产生毒害作用。三、煤气化生产中的风险源三、煤气化生产中的风险源四、危险因素及影响分析四、危险因素及影响分析煤气化生产工艺复杂、控制点多，根据煤气化生产工艺特点，煤气化生产工艺复杂、控制点多，根据煤气化生产工艺特点，可能发生的危险及其分析如下表可能发生的危险及其分析如下表6-1。事故事故发发生生环节环节类类 型型原原 因因储储存存泄漏泄漏阀门阀门破破损损、设备设备破破损损、违违章操作、安全章操作、安全阀阀及控制系及控制系统统失灵失灵火灾、爆炸火灾、爆炸泄漏、明火、静泄漏、明火、静
8、电电、摩擦、碰撞、雷、摩擦、碰撞、雷击击生生产产泄漏泄漏加料、放料加料、放料火灾、爆炸火灾、爆炸停停电电、停水、自、停水、自动动控制失控控制失控运运输输泄漏泄漏管管线线破破损损、泵泵密封不佳、密封不佳、车辆车辆事故等事故等火灾火灾泄漏与空气接触，明火、静泄漏与空气接触，明火、静电电、雷、雷击击五、煤气化生产主要安全措施五、煤气化生产主要安全措施1.采用先进的工艺技术和安全联锁报警装置采用先进的工艺技术和安全联锁报警装置2.设置检测装置、安全装置设置检测装置、安全装置3.加强劳动保护加强劳动保护4.加强定期检查加强定期检查5.加强操作工培训加强操作工培训能力训练能力训练请运用网络、教材、参考书等
9、渠道，回答下列问题：请运用网络、教材、参考书等渠道，回答下列问题：1.煤气化生产中主要有哪几类不安全因素？举例说明煤气化生产中主要有哪几类不安全因素？举例说明2.煤气化生产企业如何加强安全管理。煤气化生产企业如何加强安全管理。3.查阅安全管理中的十大定律的内容，对你有哪些启示？查阅安全管理中的十大定律的内容，对你有哪些启示？任务任务2 2 煤气化过程的废水处理煤气化过程的废水处理 2023/3/212化学工业出版社 从煤气化生产工艺入手，想想看煤气化废水的主要来源有哪从煤气化生产工艺入手，想想看煤气化废水的主要来源有哪些？废水中含有哪些污染物？能直接排放吗？些？废水中含有哪些污染物？能直接排放
10、吗？煤气化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产煤气化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。对煤气化废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行
11、对煤气化废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，需要通过由几种方法组成的处理系统，处理，难以达到排放标准，需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。才能达到处理要求的程度。2023/3/213化学工业出版社情境引入情境引入一、煤气化废水处理技术一、煤气化废水处理技术 煤气化废水处理通常可分为一、二级处理和深度处理。煤气化废水处理通常可分为一、二级处理和深度处理。一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元，以除去部一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元，以除去部分灰渣、油类等。一级处理中主要重视有价物质的回收，分灰渣、油类等。一级处理中主要重视有价
12、物质的回收，如用溶剂萃取、汽提、吸附和离子交换等脱酚并进行回收。如用溶剂萃取、汽提、吸附和离子交换等脱酚并进行回收。不仅避免了资源的流失浪费，而且对废水处理有利。煤气不仅避免了资源的流失浪费，而且对废水处理有利。煤气化废水通常萃取脱酚和蒸汽提氨后，废水中挥发酚和挥发化废水通常萃取脱酚和蒸汽提氨后，废水中挥发酚和挥发氨分别能去除氨分别能去除99%和和98%以上，以上，COD也相应去除也相应去除90%左右。左右。二级处理主要是生化法，一般经二级处理后，废水可接近二级处理主要是生化法，一般经二级处理后，废水可接近排放标准，生化法主要有活性污泥法和生物过滤法等。排放标准，生化法主要有活性污泥法和生物过
13、滤法等。煤气化废水普遍应用的深度处理方法是臭氧氧化法和活性煤气化废水普遍应用的深度处理方法是臭氧氧化法和活性炭吸附。炭吸附。二、煤气化废水处理方法二、煤气化废水处理方法1.活性污泥法活性污泥法活性污泥法（图活性污泥法（图6-1）是采用人工曝气的手段，使得活性污泥）是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。的代谢活动。二、煤气化废水处理方法二、煤气化废水处理方法2.生物铁法生物铁法 生物铁法是在
14、曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。部分。3.炭炭-生物铁法生物铁法 炭炭-生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理，老化的活性炭采用生物再生。炭生物吸附、过滤处理，老化的活性炭采用生物再生。该工艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不该工
15、艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不必频繁再生，故可减少处理费用。必频繁再生，故可减少处理费用。二、煤气化废水处理方法二、煤气化废水处理方法4.缺氧好氧（缺氧好氧（A-O）法）法 可去除可去除COD中难降解部分的某些污染物以及氨氮与氟化中难降解部分的某些污染物以及氨氮与氟化物。（物。（A-O）法内循环生物脱氮工艺（图）法内循环生物脱氮工艺（图6-2），即缺氧），即缺氧好氧工艺，其主要工艺路线是缺氧在前，好氧在后，泥水好氧工艺，其主要工艺路线是缺氧在前，好氧在后，泥水单独回流，缺氧池进行反硝化反应，好氧池进行硝化反应，单独回流，缺氧池进行反硝化反应，好氧池进行硝化反应，废水先流经缺氧池
16、后进入好氧池。废水先流经缺氧池后进入好氧池。能力训练能力训练1、分组讨论，煤气化废水处理后，如何循环使用。、分组讨论，煤气化废水处理后，如何循环使用。2、请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅煤气化废水循、请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅煤气化废水循环工艺流程方框图。环工艺流程方框图。任务任务3 3 煤气化过程的废渣处理煤气化过程的废渣处理 2023/3/219化学工业出版社想想看煤气化废渣的主要有哪些？如何综合利用？想想看煤气化废渣的主要有哪些？如何综合利用？2023/3/220化学工业出版社情境引入情境引入一、废渣的污染一、废渣的污染1.对水体的污染对水体的污染 固体废物进入水体，还影响
17、水生生物的生存和水资源的利固体废物进入水体，还影响水生生物的生存和水资源的利用。投弃海洋的废物会在一定海域造成生物的死亡。废物用。投弃海洋的废物会在一定海域造成生物的死亡。废物堆或垃圾填地，经雨水浸淋，渗出液和滤沥会污染土地、堆或垃圾填地，经雨水浸淋，渗出液和滤沥会污染土地、河川、湖泊和地下水。河川、湖泊和地下水。2.对大气的污染对大气的污染 固体废物堆中的尾矿、粉煤灰、干污泥和垃圾中的尘粒会固体废物堆中的尾矿、粉煤灰、干污泥和垃圾中的尘粒会随风飞扬，遇到大风，会刮到很远的地方。许多种固体废随风飞扬，遇到大风，会刮到很远的地方。许多种固体废物本身或者在焚化时，会散发毒气和臭气。物本身或者在焚化
18、时，会散发毒气和臭气。3.对土壤的污染对土壤的污染 固体废物及其渗出液和滤沥所含的有害物质会改变土质和固体废物及其渗出液和滤沥所含的有害物质会改变土质和土壤结构，影响土壤中微生物的活动，有碍植物根系生长，土壤结构，影响土壤中微生物的活动，有碍植物根系生长，或在植物机体内积蓄。或在植物机体内积蓄。二、煤气化的排渣二、煤气化的排渣 煤的气化过程中的可燃成分转化为气体燃料，即产品煤气，煤的气化过程中的可燃成分转化为气体燃料，即产品煤气，灰分则以灰渣的形式出。灰分则以灰渣的形式出。1.煤气化排渣方式煤气化排渣方式（1）固态排渣（）固态排渣（2）加压液态排渣时候采用和料槽阀门相同）加压液态排渣时候采用和
19、料槽阀门相同的方法排灰。的方法排灰。（3）流化床反应器，矸石灰从炉子底部开口排灰，飞灰从）流化床反应器，矸石灰从炉子底部开口排灰，飞灰从粗煤气中分离。粗煤气中分离。（4）气流床反应器，灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部）气流床反应器，灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部开口流出，（前提是气化温度应高于灰渣的熔化温度）。开口流出，（前提是气化温度应高于灰渣的熔化温度）。煤气化过程产生的废渣，全国产生量达几千万吨以上，大煤气化过程产生的废渣，全国产生量达几千万吨以上，大部分储入堆灰场。部分储入堆灰场。二、煤气化的排渣二、煤气化的排渣2.德士古（德士古（Texaco）气化炉排渣）气化炉排渣 从环境保护上讲
20、，德士古煤气化方法优于其他气化方法，从环境保护上讲，德士古煤气化方法优于其他气化方法，不但无废水生成，还可添加其他有机废水制煤浆，气化炉不但无废水生成，还可添加其他有机废水制煤浆，气化炉起焚烧作用。排出灰渣呈玻璃光泽状，不会产生公害。起焚烧作用。排出灰渣呈玻璃光泽状，不会产生公害。3.壳牌（壳牌（shell）气化炉排渣特点）气化炉排渣特点 壳牌技术使煤炭资源得以充分利用，排出的炉渣含碳壳牌技术使煤炭资源得以充分利用，排出的炉渣含碳1%、飞灰含碳飞灰含碳 5%，可以再利用，同时排出的废水少；其中，可以再利用，同时排出的废水少；其中硫化物被还原成纯硫磺，可以作为原料出售给化工行业，硫化物被还原成纯
21、硫磺，可以作为原料出售给化工行业，灰分则被回收为清洁炉渣，用来制造建筑材料。灰分则被回收为清洁炉渣，用来制造建筑材料。三、煤气化废渣的利用三、煤气化废渣的利用1.筑路筑路 在炉渣中加入适量的石灰拌和后，可作为筑路底料。在炉渣中加入适量的石灰拌和后，可作为筑路底料。2.用于循环流化床燃烧用于循环流化床燃烧 气化炉渣含有大量未烧掉的炭，还可掺和煤粉，用作循环气化炉渣含有大量未烧掉的炭，还可掺和煤粉，用作循环流化床锅炉的燃料。流化床锅炉的燃料。3.做建筑材料做建筑材料 炉渣可代替黏土作为生产水泥的原料，或者作为水泥混合炉渣可代替黏土作为生产水泥的原料，或者作为水泥混合材料。将灰渣破碎、煅烧，配以定量
22、的石膏、萤石等混合材料。将灰渣破碎、煅烧，配以定量的石膏、萤石等混合材料，经球磨粉化即成灰渣硅酸盐水泥。还可配以量的生材料，经球磨粉化即成灰渣硅酸盐水泥。还可配以量的生石膏、生石灰、水泥等配料，通过高压制成免烧砖。石膏、生石灰、水泥等配料，通过高压制成免烧砖。4.用作填料用作填料 灰渣中含有约灰渣中含有约60%的的Si02，所以可用作橡胶、塑料、深色，所以可用作橡胶、塑料、深色涂料及胶黏剂的填料涂料及胶黏剂的填料能力训练能力训练请运用网络、教材、参考书等渠道，回答下列问题：请运用网络、教材、参考书等渠道，回答下列问题：1.分组讨论，如何充分利用煤气化中的废渣？分组讨论，如何充分利用煤气化中的废渣？2.列举你知道的煤气化废渣利用实例。列举你知道的煤气化废渣利用实例。能力拓展能力拓展3.查阅危险废物污染防治技术政策的废渣处置方法，对查阅危险废物污染防治技术政策的废渣处置方法，对你有哪些启发？你有哪些启发？