Shell煤气化工艺的评述和改进意见

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壳牌煤气化工艺的经验教训1

壳牌煤气化工艺的经验教训1

壳牌煤气化工艺的经验教训1===================================== 1、煤过于干燥,煤水分降低到1%以下,会导致煤粉流动性极差,输送不太好,并形成桥架。

原因:维修期间煤在料斗或煤仓中用氮气吹扫时间过长。

壳牌工艺设计的标准干燥温度是100-105度,而在某一项目中70度已足够。

措施:(1)、设计适当的干燥温度,使煤粉的水分保持在1-2%。

(2)、煤粉存放10天以上的话要输送走。

2、煤长期存放后的处h理,煤长期存放后流动性不稳定。

原因:煤粉在容器中用氮气吹扫存放时间过长。

措施:超过10天的煤要进行处理。

处理方法待定。

目前暂时接通V1205-V1508的管线。

3、煤粉中的细粉过多(达到10%),会出现煤粉运输中的问题,会导致通风装置可能结诟。

原因:煤粉中有10%以上小于5微米。

措施:煤粉粒度分布曲线要求集中在5-90微米之间。

低于5微米应控制在10%以下,大于90微米的煤粉应控制在10%以下,用户需要调节筛分机的速度与磨辊加载压力。

4、V1201中防暴板动作原因:(1)到V-1201的循环N2过量,导致高压。

(2)由于V1201到S1201之间的管太小导致防暴板动作。

(3)防止V1201到V1204的阀们泄漏。

措施:(1)增加V1201到S1201之间的平衡尺寸,并同时限制去煤烧嘴的循环量。

(2)开车时,煤粉循环应一个一个烧嘴的循环。

5、称重(主要是V1201)的精确度出现问题,称重传感器不精确。

原因:刚性连接安装,安装质量低造成应力。

措施:(1)改善称重仪表准确度。

(2)检查在称重期间的对中情况,并适当调节波纹管。

6、V1204通风装置损坏。

措施:暂时:改变控制逻辑12KS0001,确保通过通风锥和凹槽的氮气均匀分布。

在静止与操作当中保持连续吹扫。

还要限制升压速度,其缺点是耗费时间。

永久性:建议用多孔板代替烧结金属通风装置。

(再不锈钢上钻4MM的孔)7、氮气系统污染,煤粉进入并污染了N2系统原因:通风装置破裂,通气锥、通气板损坏。

壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施

壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施

壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施摘要:近年来,壳牌煤气化装置的生产运行与技改问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述,分析了其工艺流程,并结合相关实践经验,分别从烧结金属设备损坏以及煤烧嘴频繁跳车等多个角度与方面,就运行中出现的问题及应对措施展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。

关键词:壳牌煤气化装置;生产运行;技改;措施1 前言随着壳牌煤气化装置应用条件的不断变换,对其生产运行与技改提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践,并取得理想效果。

基于此,本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2 工艺流程壳牌干粉煤气化工艺由磨煤及干燥、煤加压及输送、气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理、公用工程等8个工段组成。

原料煤经过皮带输送,进入磨煤机制粉后,合格煤粉颗粒进入煤粉仓;经过N2/CO2气体加压输送到气化炉煤烧嘴,在富氧环境下发生化学反应,有效成分转变为CO、H2等粗合成气,固体残渣顺气化炉膜式壁流入渣池,被水激冷后进入除渣工段排出界区。

夹带一定飞灰的粗合成气经过气化炉激冷段被冷却到约900℃后经气体返回室进入合成气冷却器,在此气体中所带潜热被利用,副产 5.0MPa、400℃中压蒸汽,同时被冷却至340℃后进入高温高压飞灰过滤器,经过除灰工段,气体中飞灰含量达到20μg/m3以下,进入湿洗工段进一步洗去粗合成气中的飞灰及其他酸性气体后送出界区。

生产过程中产生的工艺废水进入初步水处理工段进行预处理后送出界区。

公用工程工段主要为煤气化装置提供N2/CO2、点火用LPG、柴油等物料。

3 运行中出现的问题及应对措施3.1烧结金属设备损坏3.1.1原因分析整个壳牌煤气化装置有多套烧结金属设备,这里主要指粉煤加压与输送单元的充气锥、充气器等,特别是粉煤锁斗内的充气笛管和充气锥经常损坏。

其损坏的主要原因有3个:①煤锁斗是疲劳容器,担负充压和通气功能的充气锥、充气器两侧压力经常改变,也存在瞬间超压的情况,造成充气锥、充气器疲劳变形;②进充气锥的气体不洁净,污堵烧结金属孔,通气不畅,导致烧结金属两侧压差超标,损坏设备;③通气设备的强度不够。

浅谈煤气化工艺的优缺点

浅谈煤气化工艺的优缺点

浅谈煤气化工艺的优缺点摘要:本文主要介绍了Texaco、Shell、GSP三个主要的煤气化工艺的原理及优缺点。

关键词:Texaco Shell GSP 原理优缺点一、引言我国煤炭资源相对丰富,而煤化工属“两高一资”产业,其发展必然受到资源、环境和产业政策等制约,因此煤化工发展必须采用新技术,开发新产品。

煤气化技术成熟,只需确定气化技术路线与气化炉配置。

本文主要介绍了Texaco、Shell、GSP三个主要的煤气化工艺。

二、反应原理Texaco气化工艺:采用两相并流型气化炉,氧气和煤浆通过特制的喷嘴混合喷入气化炉,在炉内水煤浆和氧气发生不完全反应产生水煤气,其反应释放的能量可维持气化炉在煤灰熔点温度以上,以满足液态排渣的需要。

Shell气化工艺:煤气化在高温加压条件下进行,煤粉、氧气及蒸汽并流进入气化炉,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理化学过程。

由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,以燃烧反应为主,在氧化反应完后进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主的煤气离开气化炉。

GSP气化工艺:GSP连续气化炉是在高温加压条件下进行,几根煤粉输送管均匀分布进入最外环隙,并在通道内盘旋,使粉煤旋转喷出。

给煤管末端与喷嘴顶端相切,在喷嘴外形成一个相当均匀的粉煤层,与气化介质混合后在气化室中进行气化,反应完后最终形成CO和H2为主的煤气进入激冷室。

三、主要工艺指标对比四、工艺技术优缺点4.1优点Texaco气化工艺:可用于气化的原料范围比较宽;工艺技术成熟,流程简单,过程控制安全可靠,运转效率高,操作性好,可靠程度高;碳转化率高,可达95%以上;合成气质量好,用途广;可供选择的气化压力范围宽(2.6-8.5Mpa),为满足多种下游工艺提供条件,即节省了中间压缩工序,也降低了能耗;单台炉投煤量选择范围大,根据气化压力等级及炉径的不同,单炉投煤量一般在400-2200t/d左右;气化过程污染少,环保性能好。

壳牌煤气化装置技术改造与优化

壳牌煤气化装置技术改造与优化

壳牌煤气化装置技术改造与优化摘要:壳牌煤气化装置采用了粉煤加压气化技术,目前一直是在不断地投入使用,随着技术的创新和优化,壳牌煤气化装置也在不断的改进,现今可运行的时间越来越长。

本文着重讲述的是壳牌煤气化装置的特点,本身自带的技术及工艺方面的问题,煤气化装置的周期现今持续时间较长,但还是可能由于各个原因而变得不能稳定运行,笔者将通过自身的实践操作经历来深层次的剖析技术和工艺方面存在的问题。

一、引言气化装置一般都是使用壳牌的煤气化技术,技术是干粉加压的煤气化技术,而其中煤气化技术的成熟度直接决定了每个使用者工厂的经营状况,而自从投入以来,煤气化装置的问题就在不断地涌现,积灰堵渣的问题很是严重,壳牌煤气化装置在使用过程中,不可避免的会出现一系列的问题,比如跳车、泄露等需要检查维修的故障,这可能直接引起壳牌煤气化装置的停运,笔者也是对此进行了深层次的剖析和探索。

二、壳牌煤气化工艺特点壳牌气化炉按工艺功能由几部分组成搭建,其中有气化熔炉、湿洗激冷、输气管段、气体返回室(GRC)、合成气冷却器等等。

煤粉氧化的反应是在气化炉中产生,条件标准应是1500℃、4Mpa,两者进行燃烧化学反应,最终成为合成气、飞灰等物质,飞灰会不可控的从顶部飘出,这时需要利用湿洗的条件来进入激冷段对刚产生的热合成气进行激冷,将合成气温度降低到900℃左右,合成气会进行传送、气体的返回、冷却器等一系列的部件来将温度降低,直到达到标准线,反应室会有溶渣的产生。

溶渣自然会进入准备好的渣池之中,水浴中激冷并且结成小颗粒状的物质,随之排出气化炉。

三、制约煤气化装置长周期稳定运行因素壳牌煤气化装置现今的运行周期还是很不稳定,使用时间段发生故障的现象时有发生,其中比较重要的几点有:渣口堵渣,气化熔炉无法通气,从而引发设备直接停运;气化炉中的积灰较多,尤其是顶部部件,可能会有小颗粒的出现,从而入口也会被飞灰堵塞,无法进行有效的换热;合成冷却器的温度较高,气化炉不能承载相应的温度,导致超过负荷,限制了气化炉的使用效率;水冷壁的积灰较多,无法进行有效换热,而以上的四个因素就是壳牌煤气化技术的桎梏,如果无法有效的解决,肯定会对企业的效益产生一定的影响,甚至还会影响产品本身的推广,所以,笔者根据自身的经验实践列出措施,解决问题。

SHELL气化炉的工艺特点及现存问题

SHELL气化炉的工艺特点及现存问题

SHELL气化炉的工艺特点及现存问题本文主要介绍了shell粉煤加压气化工艺的特点以及在运行过程中出现的问题。

经过分析得出:shell工艺在煤种稳定的前提下,煤种适用范围才能广泛。

但大部分shell气化炉用户无法满足此要求。

壳牌气化炉在运行过程中,存在堵塞、堵渣、积灰、磨损和磨蚀、烧嘴罩泄露等问题需待解决。

标签:shell气化炉工艺特点存在问题0 引言随着我国经济持续快速稳定的发展,对能源的需求量逐年增加。

而我国能源结构缺油、少气、多煤。

据统计,我国一次能源消费中煤炭约占75%,在今后相当长的一段时间内煤炭仍是我国的主要能源,本世纪初,国家已经把煤炭的高效,洁净利用技术作为煤炭资源的利用的主要手段。

因此,各种先进的煤气化技术在我国均有应用业绩。

为了保护环境,拓宽原料煤种的范围,提高煤炭的综合利用效率,增加气化炉的单炉生产能力,降低煤耗和氧耗,保证气化炉安全稳定运行,国内外研究人员先后成功的开发了一些列先进的煤气化工艺技术,具有代表性的主要有,鲁奇加压固定床气化(Lurgi)工艺,干法粉煤进料的加压气流床SCGP(Shell)气化工艺和Texaco、GSP工艺,常压流化床气化(灰熔聚)工艺。

上述几种煤气化工艺中,Shell 粉煤加压气化工艺其技术经济性具有明显的优势和较强的竞争力,我公司采用了Shell煤气化工艺。

1 Shell气化原理及技术特点原料煤经破碎机破碎后在热风干燥的磨机内磨制成100%<100m的煤粉,由粉煤贮罐,经粉煤喷吹罐,进入给煤罐,再由高压载气N2或者CO2送至气化炉喷嘴。

来自空分的高压氧气经预热后与过热蒸汽混合送入喷嘴。

煤粉、氧气和蒸汽在气化炉高温高压的条件下(气化温度约1400~1600℃)发生碳的部分氧化反应(碳转化率高达99%以上),生成CO+H2大于85%的高温煤气及一定量的飞灰,经废锅回收热量、干法除尘和湿法洗涤后的粗合成气送后序工段。

干法气化工艺具有如下技术特点:1.1 采用干煤粉进料,加压N2/CO2输送,连续性好,气化炉操作稳定。

Shell煤气化技术综述_宋超

Shell煤气化技术综述_宋超

Shell 煤气化技术综述宋超(江苏中能硅业科技发展有限公司江苏徐州221000)一、概述Shell煤气化技术是在原K-T气流床煤气化技术的基础上改进而来。

将粒度为100目、水分<10%的煤粉,纯度为>99%的氧气和水蒸气在喷嘴处混合进入煤气化炉进行气化反应,炉内的气化压力为2.0~4.0MPa,温度为1400~1600℃,气化生成的有效煤气成分含量为90%~94%,碳的转化率约为99%(飞灰再循环的条件下)。

二、Shell 煤气化反应原理Shell煤气化反应原理与K-T常压粉煤气化相同,是以干煤粉作为原料,氧气和水蒸气作为气化剂在气流床内进行的气-固两相流态化反应。

干煤粉由氮气或二氧化碳吹入气化炉,气化炉内的气化反应温度很高,在有氧存在的条件下,以燃烧反应为主,在氧气反应完成后进入气化反应阶段,物料在炉内的停留时间一般为3~10s,气化反应很快就达到平衡。

气化产生的粗煤气经粗煤气冷却器冷却后,最终形成以CO、H2为主的煤气。

反应中产生的煤灰熔化后以液态的形式排出气化反应炉。

带粗煤气冷却器(废热锅炉)流程的特点如下:1.结构复杂,昂贵。

1台废锅,如2000t/d要多1个亿的投资。

2.若用于化工,则后续的调比过程需要大量蒸汽,废锅产生的蒸汽约60-70%用于调比,真正能量回收的好处不大,用高投资的废锅而取得的效益不大。

三、原料要求Shell煤气化工艺对煤种有广泛的适应性,由于采用粉煤进料和高温、加压气化,故对煤的粘结性、机械强度、水分、灰分、挥发分等要求不是十分严格,但从技术角度考虑仍有一定要求。

水分(收到基水分):褐煤6%~10%,其它1%~6%,灰分干基<24%,灰熔点FT<1350℃,粒度<0.15mm的>90%。

1.煤的灰熔点是加压干粉气化选择原料的主要条件,一般选择灰熔融流动温度FT在1400℃以下的烟煤,FT超过1500℃的煤不宜采用。

2.煤的活性要好,一般以烟煤和褐煤为主。

3.灰渣的粘温特性碱性组分含量高,一般碱/酸应大于0.3。

壳牌煤气化装置运行模式及技改措施

壳牌煤气化装置运行模式及技改措施

壳牌煤气化装置运行模式及技改措施摘要:壳牌煤气化装置采用了粉煤加压气化技术,目前一直是在不断地投入使用,随着技术的创新和优化,现今装置可运行的周期正在稳步上涨,而笔者就本装置操作时经常出现的问题进行归纳整理,并给出相应的处理方法。

一、引言壳牌煤气化装置是由干粉煤气化的工艺来组成的,其中包括了几个工艺步骤,磨煤、干燥、加压、输送、气化、除渣、除灰、湿洗、水处理、公用工程等等,煤经过皮带传输到达煤熔炉,经过二氧化碳等气体进行加压,随后再输送到煤烧嘴,和氧气进行化学反应,成分会直接转化成一氧化碳和氢气等成气,固体的残渣会顺着内壁流进底池之中,被冷水覆盖后进入除渣工程,直接过滤渣滓。

成气会经过气化炉段激冷,到达900℃后返回合成冷却器,被潜热利用,同时被冷却到330摄氏度左右经过过滤器、除灰,进入湿洗阶段洗去灰中的杂质和酸性物质,工艺过程中的废水会在处理后直接被送到界区。

二、出现的问题及处理措施壳牌煤气化装置在使用过程中,不可避免的会出现一系列的问题,比如跳车、泄露等需要检查维修的故障,这可能直接引起壳牌煤气化装置的停运,从而影响工程进度,笔者也就对常见的几种故障进行深层次的分析和讨论。

其一,烧结金属设备损坏。

这是壳牌煤气化装置非常常见的故障之一,其原因是壳牌煤气化装置有不少的烧结金属设备,比如粉煤的二氧化碳加压室、传送使用的充气锥、充气器,以及最容易损坏的两个地方,充气笛管和充气锥。

其损坏的原因多样,对于操作者和维修者来讲大致有三种:首先,气锥中多的气体驳杂,对于烧结金属有很大的不利影响,会出现堵塞等情况,从而出现气体不流通的情况,金属的两边压强不同,超过实际使用中的衡量标准,设备甚至会因此引起故障,从而直接停运;其次,设备中的气体一直是在流动的,压强不足,设备气体自然无法流通,从而可能会导致上述故障;最后,煤锁斗是一件很重要的容器,其中包含了充气锥、充气器,而这两者的压强十分容易改变,从而会导致两端的压强差过大,也会有可能出现瞬间压强提升的现象,从而导致部件疲劳,进一步使得机器停运。

壳牌煤气化问题

壳牌煤气化问题

1、Shell煤气化技术开车问题分析Shell粉煤加压气化工艺是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术,国内进口了十多套,其中三套(分别在岳阳,安庆、枝江)干煤粉气化炉,近一段时间开车。

三套干煤粉气化炉刚开车时,出现了严重的问题(按供应商提供操作条件操作):Shell每台气化炉有点火烧嘴一个,开工烧嘴2个,煤粉喷嘴4个。

在气化炉投料运行前需要对气化炉进行烘炉,烘炉是用两个开工烧嘴时进行的,用点火烧嘴对开工烧嘴进行点火。

点火顺序:点火烧嘴—开工烧嘴—煤粉烧嘴;首先点着点火烧嘴,之后开工烧嘴投料,给气化炉升温和升压,当温度和压力达到了工艺要求的工况时,煤粉烧嘴进行化工投料,至此,气化炉进入化工运行阶段。

岳阳,安庆,枝江三家使用Shell气化炉的企业在对点火烧嘴进行开车时都出现了同样的问题:点火不到10秒钟就将其点火烧嘴烧坏;该点火烧嘴的内喷头材质是铜,外壳为不锈钢incolly-800材料。

燃料油从内喷头12个圆孔喷出,与氧气在内喷头与外壳之间的空隙混合,然后自12个槽型孔喷出,喷出之后进行燃烧。

中心通冷却水,对点火烧嘴进行冷却。

在点火烧嘴点火10秒钟后,点火烧嘴的外壳就如同气割一样被切割开了,严重损坏了。

问题①点火烧嘴易损坏,最短时间不大于10秒钟,最多使用不到二十次,厂家是否有改进的措施?②点火烧嘴造价高昂、更换频繁,从技术上能否提高设备寿命?③点火烧嘴是否实现了国产化?造价、寿命如何?。

2、SHELL气化炉、GE废锅气化炉和GE水冷激气化炉①气化炉运行负荷是否能够达到100%?,目前是多少?②连续运行时间是多少?目前有没有突破两个月?③维修项目有哪些?维修时间能否缩短?成本如何?3、煤气化工艺中循环使用的洗涤灰水如何处理效果最佳?4、壳牌煤气化工艺流程中的合成气反吹系统的反吹介质能否用洗涤后的粗合成气改为高温高压氮气?是否满足下游装置的工艺要求?对比节省工程投资是多少?5、壳牌粉煤气化是一种先进成熟的洁净煤气技术,该技术的关键设备是由气化炉、输气管和合成冷却器三大件组成,其中气化炉又是核心,如何将气化炉、输气管和合成气冷却器等设备进行安全可靠合理的配置,实现高转化效率,长周期运行,节省投资?6、废锅造价高,现在是否有降低造价的措施?尤其采用上行废锅形式,煤气激冷、余热回收、去除渣尘使这套系统变得庞大、复杂、昂贵;为了清除渣尘,采用庞大的陶瓷过滤装置,需要定期脉冲反吹。

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Shell煤气化工艺的综述及流程改进意见戴进美(湖南工学院材料与化学工程系应用化工专业0901班)摘要:叙述了Shell煤气化技术的发展过程,介绍了Shell煤气化工艺和主要设备的特点,回顾国内的装置建设情况,坦言一些存在的问题,并提出Shell工艺的改进意见:在为中国设计的制氢气、氨和甲醇化工装置中,将废锅流程改为激冷流程,町以明显降低投资,加快建设周期,提高开车速度,降低运行成本。

关键词:Shell 煤气化工艺废锅流程激冷流程编者按:虽然Shell煤气化工艺是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一,但是这种工艺不是十全十美的国内引进该枝术应用于氢、氨、醇生产的过程中将面临着很多困难,认识上有很多不足。

本文作者结合多年的工程实践经验,坦言Shell煤气化工艺存在的一些问题,并提出Shell工艺的改进意见.可供业界同行参考。

Shell煤气化过程是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。

按学术上的分类,She[1煤气化属气流床气化。

煤粉、氧气及少量水蒸气在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物为以氢气和一氧化碳为主的合成气,二氧化碳的含量很少。

1 Shell煤气化技术的发展历程自20世纪50年代起,壳牌公司就参与了气化技术的开发。

当时,该公司开发r以油为原料的壳牌气化技术(SGP),至今已有150多套SGP没施得到技术转让。

在积累油气化经验后,1972年开始在该公司的阿姆斯特丹研究院(KSLA)进行煤气化技术研究。

1976年,煤气化工艺(SCGP)已达到一定水平并建立一座处理煤量为6t/d的试验厂,利用该装置一共试验了30多个不同的煤种。

1978年,在汉堡附近的哈尔堡炼油厂建设一座处理煤量为150t/d的工厂,公司利用这座装置进行了一系列成功的试验,至1983年该装置停止运转为止,累计运行了6l00h,其中包括超过1 000h的连续运转,顺利完成了工艺开发和过程优化的任务。

在汉堡中试装置成功运行的基础上,1987年,壳牌公司在美同休斯顿附近的DeerPark 石化巾心建设了一座规模较大的上厂,这庠命名为SCGP l的示范进煤量为每天250t高硫煤或每天400t高湿度、高灰褐煤,共积累了15000h的操作经验。

SCGP1试验了约18种原料,包括褐煤乃至石油焦。

这些试验结果充分汪实壳牌煤气化技术在可靠性、原料灵活性、负荷可调性和环保方面都达到了极高水准,该示范装置运行成功。

1988年,荷兰国家电力局决定由其下属的Demkolec公司在荷兰南部的BuGGenun兴建能力净输出为253MW的煤气化联合循环发电厂(IGCC)。

Shell公司为装置提供专利技术及基础设计,其煤气化装置设计能力为单炉日处理2000t煤、气化压力为2.8MPa。

该电厂于1993年底试车1994年初开始为期3年的示范期,在此期间,该装置成功地完成了14个煤种的试验,并对商业化电站规模的可靠性操作、环保、负荷调节及经济方面进行了全面的评估。

该装置的实践表明,碳的转化率可达99%以上,装置负荷可在40%~100%之间调整。

到2001年,气化装置运转率在95%以上,从此Shell公司开始向市场推出壳牌煤气化工艺。

Shell技术进展见表1。

由此可见,Shell煤气化技术的进程从中试开始,到可以商业化巾,前后长达30年。

这说明大型煤气化技术的开发是艰巨的,为我国正在兴起的煤气化技术的开发提供了很好的启示。

表1 SheB技术进展2 Shell煤气化工艺及特点简介2.1 Shell煤气化工艺流程来自煤场的煤和石灰石通过称重给料机按一定比例混和后进入磨煤机混磨,并由热风作为动力带走煤中的水分经过袋式过滤器过滤,干燥的煤粉进煤粉仓中贮存。

束自空分的氧气经氧压机加压并预热后与中压过热蒸汽混合后导入喷嘴。

出煤粉仓的煤粉通过锁斗装置,由氮气加压至4.2MPa并以氮气作为动力送至喷嘴,与蒸汽氧气进入气化炉内燃烧,反应温度约为l500℃~1600℃压力3.5MPa。

出气化炉的气体先在气化炉顶部被激冷压缩机送来的冷煤气激冷至900℃然后经输气管换热器、合成气冷却器回收热量后温度降至350℃,再进入高温高压陶瓷过滤器除去合成气中99%的飞灰。

出高温高压过滤器的气体分为2股,一股进入激冷气压缩机版缩后作为激冷气,另一股进文丘里洗涤器和洗涤塔,经高压工艺水除去其中剩余的灰并将温度降覃150℃后去气体净化装置。

处理后的煤气含尘量小于1mg/m3,然后送后续工序。

在气化炉内产生的熔渣沿气化炉壁流人气化炉底部的渣池,遇水固化成玻璃状炉渣,然后通过收集器、渣锁斗,定时排放至渣脱水槽,再通过捞渣机捞出送至渣场,作为商品出售。

在高温高压过滤器中收集的飞灰经飞灰气提塔气提并冷却至i00℃后进人飞从贮罐,一部分飞灰返回至磨煤机,另一部分作为商品出售。

气化炉膜式壁内和各换热器由泵进行强制水循环,产生的5.4MPa饱和蒸汽进人汽包,经汽水分离进人蒸汽总管,水循环使用。

2.2 Shell煤气化工艺的特点2.2 1 r煤粉进料煤种适应性比较广,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的灰熔融性温度范围的要求比其他气化工艺较宽些,,对于较高灰分、较高水分、较高含硫量的煤种也同样适应。

但是,实际使用时.还是尽量选择比较好的煤为宜。

粉煤用密封料斗法升压(即问断升压),常压粉煤经变压仓升压进人工作仓(压力仓),其压力略高于气化炉,粉煤用氮气或CO。

央带人炉(经喷嘴)。

2 .2.2气化温度高气化温度约l400℃~l 600℃,碳转化率高达99%以上,产品气体相列洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。

高温气化不产生焦、油、酚等凝聚物,不污染环境,煤气质量好。

2.2.3氧耗低氧耗量与煤种有关,本工艺的氧耗比较低,吨煤耗量约为600m3(神府煤),因而与之配套的空分装置投资可减少。

2.2.4 |煤粉下喷式喷嘴,并有冷却保护Shell气化炉使用多个喷嘴,采用成烈对称布置,喷嘴的李气动力学设汁是经过研究计算后确定的。

气化炉喷嘴安放在气化炉下部,对列式布置,数量一般为4个~6个。

喷嘴冷却系统是防止气化炉内高温对喷嘴造成过热损坏。

软水经喷嘴冷却水泵分别打入喷嘴,出喷嘴的冷却水进人冷却器进行冷却后循环使用。

Shell公司专利气化喷嘴设计保证寿命为8 000h,这是一个重要验证。

2.2.5气化炉Shell煤气化炉的单炉生产能力大,本工艺投入运转的单炉气化丝力3.0MPa,日处理煤量已达1 000t一2000t。

,该煤气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,维护量少,运转周期短,无需备炉。

该炉主要由内筒和外筒两部分构成,外筒只承受静压而不承受高温,内什形成气化空间、炉渣收集空间、气体输送空间。

气化炉内筒上部为燃烧窜,下部为激冷室,煤粉及氧气燃烧反应,温度为1600℃左右。

2.2.6高温煤气激冷和冷却气化形成的混合粗煤气气流夹带部分液渣(~40%),为避免液渣在凝吲时粘壁,需用急冷法固化液渣,使炉温瞬间降至灰渣软化温度(ST)以下,在气化炉上部经激冷冷却至900℃左右,使其中夹带的熔融态灰渣颗粒固化。

粗煤气离开气化炉进入废热锅在废热销炉内与脱氧水(4.0MPa,40℃)进行热交换,冷却至300℃左右。

2.2.7废热锅炉采用废锅法(水管式)回收高温煤气显热,要承受高温高压和粉坐的冲刷,操作条件比较恶劣。

由于温差大,如何减少热应力给设备带来的损害也是必须考虑的问题。

废热锅炉的会属外筒为受压容器,温度不高(~350℃)。

内件由圆筒型水冷壁和若干层盘管型水冷壁组成,为消除水冷壁上的积灰,可殴置若干数量的气动敲击除灰装置进行振动除灰。

2.2.8热效率高煤中约83%的热能转化为合成气,约15%的热能被心收为高压或中压蒸汽,总的热效率为98%左右。

2.2.9气化操作采用先进的控制系统,其中包括Shell公司专有的工艺计算机控制技术,为保护设备和操作人员安全.设有必要的DCS、ESD(紧急停车系统)系统,使气化操作在最佳状态下进行。

表2列出壳牌煤气化工艺的主要性能参数。

2.2.10出废热锅炉的粗煤气进入干式除尘器,用高效飞灰过滤器除巾法回收飞灰,飞从经收集并变压后返回常压煤仓(再气化),总的碳转化率较高(~99%),脱除的飞灰进入飞灰收集罐,出飞灰收集罐的飞灰返回气化炉循环使用。

2.2.11气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,对环境影响比较小,气化、污水中含氰化物少,容易处理,自可能做到近零排放。

3 Shell煤气化工艺存在的问题虽然Shell煤气化技术足目前国际上最先进的煤气化技术之一,但是这种工艺不是十全十美的。

3.1这种炉型在同外虽然有成功经验,但那是用在发电上的。

引进该技术应用于氢、氨、醇生产的过程中将面临着很多困难,认识有很多不足。

工艺流程和一些指标数据和优点是根据在发电流程上得到的,并不完全适合于制氢、氨、醇。

在与其他气化技术比较时,比较的数据不是在同等条件下得到的,产生失真。

对这样的新技术,我们要有一个消化吸收的过程,也就足一个客观事实的认识过程。

在这方面,国内的功夫显然下得不够。

何况在设备选型、流程配置、施工管理以及从试车到正常运行等方面,也都要有一个认识过程。

3.2煤气化的关键设备(即煤气化炉、输气导管、废热锅炉)的内件在国外制造,工期较长;喷嘴、煤粉阀、渣阀、灰阀等完全依赖进u;其他大型设备,即飞灰过滤器、高压氮气缓冲罐的运输和吊装比较困难。

3.3Shell公司在设计上比较保守,在选材上很苛刻,要求进口的设备太多。

装置控制的自动化程度很高,采用串级、前馈、分程、比值及顺序控制和逻辑控制,通过DCS、ESD、PLC实现生产过程的集中控制和管理。

有20多个停车联锁,一旦操作中出现问题就联锁停车,因此对配套工程、操作、殴备检修、设备性能的要求很高。

3.4为保持水冷壁管的水量均匀分布,有的水冷壁管内径仪7mm,对钠炉给水的水质要求高,同时对水汽系统配管、设备安装及试车的要求也高。

3.5国内相关设备的制造厂家都是第一次制作配套设备,存在一个熟悉的过程。

3.6高压氮气和超高压氮气的用量过太,部分抵消了其节能的优势。

3.7煤质要求研究表明,并不是所有的煤种都适于Shell气化法。

要选用灰熔融性温度低、活性好、灰分含量较低的适于Shell气化的好煤种,能够确保长周期安全稳定运行,可操作性强。

实际运行表明,灰分质量分数在8%一15%为最佳。

同时,必须通过试烧,方能准确地进行工业装置的设计。

这与一些报道不一样,应该引起注意。

3.8除尘问题Shell煤气化工艺中陶瓷除尘器的能力问题,目前是一个焦点问题。

据称,陶瓷除尘器后,气体中的微粒不大于2um。

对于发电来说,这个问题影响不是很严重,但是对于化工来说,这个问题很严重。

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