德士古气化炉
德士古气化炉仪表
德士古（TEXACO）气化炉与壳牌（SHELL）气化炉仪表安装工程特点分析及对比随着近年来煤化工的不断发展，公司施工的煤化工项目越来越多，而煤化工项目的核心装置气化炉最常用的技术有两种，一种是德士古（TEXACO）技术气化炉、一种是壳牌（SHELL）技术气化炉，为了便于以后大型煤化工气化装置仪表安装工程的施工，现对两种气化炉的仪表安装工程特点进行分析和对比。
1 工艺流程简介德士古（TEXACO）煤气化装置采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化，水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。
气化炉主要结构是水煤浆单喷下喷式,并采用耐火砖炉壁，大部分是采用水激冷工艺流程，操作压力大多为4MPa、6.5MPa，少数项目也已达到8.7MPa。
壳牌（SHELL）煤气化装置以干煤粉为原料，采用粉煤加压部分氧化的方法转化生产粗合成气（煤气）。
气化炉主要结构是干煤粉多喷嘴上行废锅气化并采用水冷炉壁，冷煤气回炉激冷热煤气，煤气冷却采用废锅流程。
2 各类仪表设备的选用及安装特点2.1 温度仪表的选用及安装特点德士古（TEXACO）气化炉采用耐火砖炉壁，故其炉内温度是通过高温热电偶直接测量，且热电偶的安装位置需在炉内砌砖时预留好。
由于气化炉内温度高达1300多度，故热电偶保护套管必须选用耐高温陶瓷管（易碎、安装时要特别小心），且为了保证高压（炉内压力高达80多MPa）密封，热电偶保护套管（陶瓷）与热电偶法兰（不锈钢）连接需采用特殊瓷环密封技术。
而高温热电偶是散装运输到达现场，故需在现场进行组装，组装时要特别注意组装顺序及组装方式，尤其是特殊高压密封瓷环的安装，如果安装顺序及安装方式错误则很可能导致密封瓷环压碎或压坏，则导致整套高温热电偶报废（其价格相当昂贵）。
另外，由于气化炉外壳与耐火砖的受热后膨胀系数不同发生相互剪切，很容易损坏热电偶，尤其是气化炉烘炉和气化炉预热升温期间，更容易损毁热电偶。
因气化炉烘炉和预热升温期间还没有进料，炉膛内是微负压，故可进行热电偶的更换，但高温下热电偶套管（陶瓷）已与炉壁耐火砖粘到一起，更换前需准备特殊钻类工具才能将损坏的热电偶彻底除去。
煤炭气化方法—德士古气化工艺流程及工艺条件和气化指标(煤气化技术课件)
在加压下操作，可 配合不同合成工艺
进行等压操作
三废排放有 害物质少
气化炉结 构简单
碳转化率高
合成气质量好 煤种适应较广
优点
单炉产气能力大 开停车方便
需助溶剂 氧耗高 粉碎耗能大
需热备用炉
气化炉耐火材 料寿命短
缺点
工艺烧嘴寿命短
除褐煤因煤浆浓度 低不宜作原料外， 高灰分煤也不适用， 因难于磨碎和氧耗 太高
③氧煤比:提高氧煤比可使碳的转化率明显上升。
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图 氧煤比与气化温度的关系
气化压力2.45MPa（表压）；入炉煤量 （干）1.00~1.05t/h；煤浆质量分数为 60%；铜川煤
图 氧煤比与碳转化率的关系
气化压力2.45MPa（表压）； 气化温度 1380℃；入炉煤量（干）1.00~1.05t/h； 煤浆质量分数为60%
专业类：化工技术
知识点
1 2
+ -结构
O2 冷却水入口
喷嘴 冷却水出口 气化炉
耐火砖衬
水入口 渣出口
图 德士古气化炉
气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容 器，炉膛内壁衬以高质量的耐火材 料，以防热渣和粗煤气的侵蚀。 气化炉近似绝热容器，故热损失 很少。
炉内无结构件，维修简单，运行 可靠性高。
• 由于高温下反应，有相当多的热量 随煤气以显热的形式存在。因此煤 气化的经济性必然与副产蒸汽相联 系。
采用废热锅炉的 间接冷却法
辐射式废热锅炉
对流式废热锅炉
700℃
300℃
进一步冷却至300℃，回收显热和 生产蒸汽。
熔渣粒固化、分离，落入下面的 淬冷水池，后经闭锁渣斗排出。
③煤气的冷却净化及三废处理
④气化压力
Texaco气化炉知识学习
三、Texaco工艺缺点
➢ 水煤浆气化氧耗高。比氧耗一般都在400m3/1000m3 (CO+H2)以上,而Shell粉煤气化一般在330 m3/1000 m3 (CO+H2)左右。
➢ 水煤浆进料，限制了原料适应性，增加了煤耗与氧 耗，限制了合成气有效气组份。
➢ 气化炉耐火材料寿命短。我国多选用法国砖（沙佛 埃耐火材料公司），其寿命为1～1.5年。其中渭河 化肥厂开车一年，三台气化炉向火面砖全改换过， 一炉砖需75万美元，而且换一炉砖周期长，影响生 产二个月。目前，我们国内正研制价廉、耐高温侵 蚀，而且使用寿命长的耐火材料
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表2 Texaco气化炉在中国的运用
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
名称 鲁南化肥 上海焦化 陕西渭河
浩良和 淮南化工 金陵大化 南京大化 神木化工 兖矿榆林 上焦二期
南化 兖矿国宏
惠生 上焦三期
齐鲁 神木化工二期
大化集团 新奥
➢在美国中部田纳西州的Kingsport以激冷流程生 产CO及其下游产品醋酐
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图1 德士古气化炉
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图2 德士古气化炉剖面图
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厂名 Eastman
Ube 鲁化 上焦 渭化 淮化 Tampa 浩化 *德州恒升 *山东国泰 金陵石化 南化公司 榆林化工 渭化 上焦
表1 目前世界上在运行的水煤浆气化装置概况
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3、煤中的氮、砷含量
➢氮含量决定着 灰水处理系统的pH值和氨的生成,pH 值高能减轻 对系统的腐蚀，但同样使得水中的Ca、 Mg 绝大 ➢部分以碳酸盐的形式存在引起结垢，反之酸度高， 对管道和设备的腐蚀也很严重，水中pH尽可能保 持 在7左右;过多的氨，能和系统中生成的CO 反 应形成 碳酸氢铵，在低温下能堵塞变化工序的管 道。砷能 使变换系统中的Co-Mo催化剂中毒，造成触媒粉化。
德士古气化技术
德⼠古⽓化技术Texaco Texaco（（德⼠古德⼠古））⽓化技术德⼠古⽓化是⼀种以⽔煤⽓为进料的加压⽓流床⽓化⼯艺。
⼀、德⼠古⽓化的基本原理德⼠古⽓化的基本原理德⼠古⽔煤浆加压⽓化过程属于⽓化床疏相并流反应，⽔煤浆通过喷嘴在⾼速氧⽓流的作⽤下，破碎、雾化喷⼊⽓化炉。
氧⽓和雾状⽔煤浆在炉内受到耐⽕砖⾥的⾼温辐射作⽤，迅速经历预热、⽔分蒸发、煤的⼲馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的⽓化等⼀系列复杂的物理、化学过程，最后⽣成⼀氧化碳，氢⽓⼆氧化碳和⽔蒸⽓为主要成分的湿煤⽓，熔渣和未反应的碳，⼀起同向流下，离开反应区，进⼊炉⼦底部激冷室⽔浴，熔渣经淬冷、固化后被截流在⽔中，落⼊渣罐，经排渣系统定时排放。
煤⽓和饱和蒸汽进⼊煤⽓冷却系统。
⽔煤浆是⼀种最现实的煤基流体燃料,燃烧效率达96~99%或更⾼,锅炉效率在90%左右,达到燃油等同⽔平。
也是⼀种制备相对简单,便于输送储存,安全可靠,低污染的新型清洁燃料。
具有较好的发展与应⽤前景。
⽔煤浆的⽓化是将⼀定粒度的煤颗粒及少量的添加剂在磨机中磨成可以泵送的⾮⽜顿型流体,与氧⽓在加压及⾼温条件下不完全燃烧,制得⾼温合成⽓的技术,以其合成⽓质量好、碳转化率⾼、单炉产⽓能⼒⼤、三废排放少的优点⼀直受到国际社会的关注。
⼆、Texaco Texaco（（德⼠古德⼠古））⽓化炉技术特点德⼠古⽓化炉是⼀种以⽔煤浆进料的加压⽓流床⽓化装置，⽔煤浆由⽓化剂夹带由专门的喷嘴喷⼊炉内，瞬间⽓化。
优点优点：：（1）甲烷含量低，利于甲醇与氨的合成（2）设备结构简单，内件很少；理论上可以⽤于任何煤种（3）具有较长的实际运⾏经验，操作危险性⼩，可⽤率达80%-85%（4）利⽤⽔煤浆便于⾼压泵送的特点，可以制备压⼒很⾼的粗煤⽓（5）能充分利⽤⼀切污⽔源制作⽔煤浆（6）⽓化炉的运⾏费⽤较低（7）后续的除灰系统⽐较简化缺点缺点：：对煤质要求⽅⾯，要求活性好，灰熔点低，由于其⼯艺原料是⽔煤浆（含碳60%左右）要求流动性、成浆性、灰熔点、可磨性、灰份要求严格必须试烧认可，改变煤种也需要经过试烧认可。
GE德士古气化炉
德士古气化炉1.德士古气化炉概况德士古水煤浆加压气化工艺简称TCGP ,是美国德士古石油公司TEXACO 在重油气化的基础上发展起来的。
1945 年德士古公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。
国外已建成投产的装置有6套，15台气化炉；国内已建成投产的装置有8套，24台气化炉，正在建设、设计的装置还有4套，13台气化炉。
已建成投产的装置最终产品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氢气、一氧化碳、燃料气、联合循环发电。
我国自鲁南化肥厂第一套水煤浆加压气化装置（2台气化炉）1993年建成投产以来，相继建成了上海焦化厂气化装置（4.0 MPa气化，4台气化炉，于1995年建成投产），渭河化肥厂气化装置（6.5 MPa气化，3台气化炉，于1996年建成投产），淮南化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3台气化炉，于2000年建成投产），金陵石化公司化肥厂气化装置（4.0 MPa气化，3, , , , 台气化炉,于2005年建成投产），浩良河化肥厂气化装置（3.0～4.0 MPa气化，3台气化炉，于2005年建成投产），南化公司气化装置（8.5 MPa气化，2006年建成投产），南京惠生气化装置（6.5 MPa气化，2007年建成投产）等装置。
由于我国有关生产厂的精心消化吸收，已掌握了丰富的连续稳定运转经验，新装置一般都能顺利投产，短期内便能连续稳定、高产、长周期运行。
并且掌握了以石油焦为原料的气化工艺技术。
水煤浆和99. 6 %纯氧经德士古烧嘴呈射流状态进入气化炉,在高温、高压下进行气化反应,生成以CO +H2 为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂,一般认为气化分三步进行:(1) 煤的裂解和挥发份的燃烧水煤浆和氧气进入高温气化炉后,水份迅速蒸发为水蒸汽。
德士古气化炉操作规程总结
德士古气化炉操作规程总结目录1、岗位任务............................................................ - 0 -2、工艺描述............................................................ - 0 -3、联锁系统............................................................ - 4 -4、工艺指标........................................................... - 18 -5、主要设备一览表..................................................... - 19 -6、开车............................................................... - 19 -7、停车............................................................... - 37 -8、倒系统............................................................. - 45 -9、正常操作要点....................................................... - 45 -10、不正常现象及事故处理 .............................................. - 47 -11、巡回检查制度...................................................... - 56 -12、基本操作.......................................................... - 56 -1、岗位任务磨煤工序生产的合格水煤浆与空分生产的氧气在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，产生以CO、H2、CO2为主要成分的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，粗渣及细渣送出界外。
德士古气化炉流程
德士古气化炉流程In the process of desulfurization and gasification in coal-fired power plants, the use of a De-SOx unit is essential to remove sulfur dioxide (SO2) from the flue gas. 德氧方式通过还原硫酸盐将SO2转变为硫的气体态，用于气化炉和气态燃料生产。
This process is crucial for reducing air pollution and minimizing the environmental impact of coal combustion. 对于环保和可持续发展来说，气化炉的流程和操作至关重要。
The De-SOx unit typically works in conjunction with other pollution control devices, such as electrostatic precipitators, to ensure that emissions meet stringent environmental standards. 德氧单元通常与其他污染控制设备配合工作，如静电除尘器，以确保排放物符合严格的环境标准。
Proper maintenance and operation of the De-SOx unit are critical to its effectiveness in reducing SO2 emissions and keeping the gasification furnace running smoothly. 德氧单元的正确维护和操作对于降低SO2排放、保持气化炉平稳运行至关重要。
In the process of desulfurization, the flue gas enters the De-SOx unit where it comes into contact with a chemical reagent, typically a lime slurry or limestone slurry, which reacts with the sulfur dioxide to formsolid calcium sulfite or sulfate. 在脱硫的过程中，烟气进入德氧单元，与化学试剂接触，通常是石灰浆液或石灰石浆液，这些试剂与二氧化硫反应，形成固体的亚硫酸钙或硫酸钙。
德士古气化炉
提高生产能力 减少带出物损失
气流床气化
加压粉煤气化
德士古 水煤浆气化
干法进料 提高压力 是有限度的
湿法加压气化
IGCC电站
大化肥装置
渭河化肥厂
鲁南化肥厂
Байду номын сангаас 齐鲁 化肥厂
神木 化工
神华 CTO
淬冷型德士古气化炉
全热回收型德士古气化炉
动画
淬冷型德士古气化炉
鲁南
渭河
淮南 上海 焦化
全热回收型德士古气化炉
成浆性 限制
德士古水煤浆 气化工艺
神木 华亭
气化 压力 高
碳转 化率 高
技术 成熟
对环境 影响较
小
了解淬冷型和全热回收型两种德士 古气化炉的优缺点
掌握两种德士古气化炉的气化过程 原理及炉体结构
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德士
古气
化炉
1、
简述
德士古气化炉如今已有五十多年的历史，是美国德士古公司的专利技术，采用水煤浆加压气化工艺。
目前国内大化肥装置较多采用德士古气化炉，并且世界范围内IGCC电站多采用德士古式气化炉。
2、典型代表产品
我厂制造过的德士古气化炉典型的产品有：渭河气化炉、恒升气化炉、神木气化炉、神华气化炉等。
1992年为渭河研制的德士古气化炉是国际80年代的新技术，制造技术为国内先例，该气化炉获1995年度国家级新产品奖。
它的研制成功为化工设备实现国产化，替代进口做出了重要贡献。
3、德士古气化炉技术特点
德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，水煤浆由气化剂夹带由专门的喷嘴喷入炉内，瞬间气化。
优点：
●甲烷含量低，利于甲醇与氨的合成
●设备结构简单，内件很少；理论上可以用于任何煤种
●具有较长的实际运行经验，操作危险性小，可用率达80%-85%
●利用水煤浆便于高压泵送的特点，可以制备压力很高的粗煤气
●能充分利用一切污水源制作水煤浆
●气化炉的运行费用较低
●后续的除灰系统比较简化
4、哈锅的优势
哈锅具有压力容器分析设计资质，可以承担以下几方面的应力分析和校核工作：
●应考虑各种有关结构负载的所有最苛刻情况组合方式，以确定最大设计应力条件。
●气化炉供货厂商应从耐火材料供货商获得有关耐火材料重量及热膨胀应力数据，校核气化炉的炉体设计；考虑气化炉正常操作温度及设计温度两种情况下，气化炉耐火内衬发生纵向及径向热膨胀产生的许用应力。
●气化炉炉体最大复合应力，不能超过有关压力容器规范中规定的最大许用应力。
●气化炉炉体标定通过计算确定的最大允许工作压力，而并非假定气化炉炉体最大允许工作压力等同于气化炉炉体设计压力
●气化炉有关支撑载板、挡板、隔板及其它部件设计，应最大限度减少产生的膨胀应力。
●设计的气化炉承载板，要承受承载耐火材料自身产生的全部载荷，以及耐火材料自身产生的全部载荷，以及耐火材料发生纵向膨胀造成的相应负载。
气化炉的承载板设计，还应考虑气化炉燃烧室与激冷室之间压差达到3kg/cm2的情况。
该压差作用于气化炉激冷室全部内径处。