粉煤三通阀在Shell粉煤气化中的应用及国产化改进

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Shell煤气化煤粉加压输送系统运行问题的处理优化

宋金荣，王治华，李海宾
（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯０１７２０９）
摘要：介绍了Ｓｈｅｌｌ煤气化工艺煤粉加压输送系统的工艺原理和工艺流程，总结了神华煤直接液化项目煤粉加压输送系统
ＧａｓｉｉｃｆａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＳｅｖｅｒａｌｅｍｅｒｇｉｎｇｉｓｓｕｅｓｏｆＰｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｐｒｅｓｓｕｒｉｓａｔｉｏｎａｎｄｆｅｅｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆ
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Shell煤化工锁斗阀国产化改造

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
Shell 煤化工锁斗阀国产化改造
中原大化集团甲醇装置气化锁斗阀原先采用进口品牌球阀，浮动球阀，金属密封。

由于煤粉锁斗阀的高压差，高冲刷工作环境造成阀体，阀球及密封冲蚀严重，使得阀门极易损坏，阀门更换频繁严重影响生产。

真空技术网(chvacuum/)认为SHELL 炉锁斗阀国产化改造势在必行。

1、阀门故障原因分析
(1)在煤粉的输送中，煤粉由于硬度高的原因，球容易被煤粉包裹，频繁
开启容易破坏金属密封，导致泄露等问题的出现，此时，在高压差情况下，阀体及密封面极易冲蚀，因此通常的球阀使用寿命非常短，据了解采用国内的硬密封球阀，最频繁的情况下一周要更换一次。

2010 年6 月气化煤粉锁斗阀12xv0223 阀球受损情况：阀球已被冲蚀，阀体密封面也受损严重。

2010 年6 月12xv0133 受损情况：阀门密封面受损。

(2)引起球阀损坏的其他原因还存在高温、阀体腐蚀及流通通道穿孔等。

另外阀门在开关的过程中，介质必然会进入阀的中腔，随着中腔物料的积累，阀门的开关扭矩变大，尤其是超细硅粉的堆积，最终导致阀门的损坏。

2、解决方法
(1)使用高硬度耐磨球阀或最好带有剪切自洁功能的球阀，如：耐莱斯-詹姆斯博雷。

(2)目前在煤化工项目中，在操作频繁的位置首推盘阀，其密封面为平面
结构，且每开关一次，阀盘自动旋转一个角度，即使磨损也为均匀磨损，相对球阀来说，可靠性要高很多。

盘阀以前只有美国的EVERLAST。

Shell粉煤气化装置运行情况总结

Shell粉煤气化装置运行情况总结胡益民（岳阳中石化壳牌煤气化公司，湖南岳阳 414003）1 装置简介空分装置：采纳林德公司的空分技术和进口[wiki]设备[/wiki]，氧气产量48000 m3／h，同时生产超高压氮气28360 m3/h，中压氮气27530 m3／h和低压氮气32500 m3/h。

装置要紧由空气压缩和预冷系统、分子筛、氮气循环压缩机、制冷系统、精馏系统、液氧内压缩系统、氮气产品压缩机系统和液氮后备系统。

要紧设备为主空压机和氮气循环压缩机并由1台汽轮机驱动、分子筛装置、空冷塔、冷箱、膨胀机、液氧泵、氮气压缩机等。

磨煤装置：由中国华电集团设计，采纳中速磨磨煤，粉煤在氮气气氛中输送和干燥，氧含量小于8％，粉煤粒径大于5 μm而小于90 μm的占80％，小于5 μm的和大于90 μm 的各占10％。

该装置共有3条独立的磨煤能力为43 t／h的磨煤干燥系列，2开1备运行，其中2条线制粉煤能力能满足气化炉100％负荷要求。

装置要紧由原煤仓、称重给磨煤机、循环风机、密封风机、惰性气体发生炉、燃烧风机、螺旋输送机、粉煤罐、石灰石卸料、储存和加入系统、过滤器、皮带等组成。

粉煤气化装置：采纳壳牌粉煤加压气化技术，特点是采纳较高的气化温度（1400～1600 ℃），转化率高、残碳含量低、煤的使用范畴较宽（但要求在相对时刻内煤的组成稳固）。

装置设计处理煤（灰分含量17.6％）2000 t／d，最大设计处理煤（灰分含量25％）2500 t／d，粗合成气产量142000 m3/h［以100％（CO＋H2）计］，粗合成气中有效气组成89％（CO＋H2）。

该装置共有7个单元，即粉煤加压和给料系统、气化系统、渣系统、飞灰系统、湿洗涤系统、废水汽提和澄清系统以及公用工程系统（氮气、液化气、冷却水、工艺水、蒸汽／冷凝液、外表空气／工厂空气、酸碱系统）。

要紧设备有气化炉、合成气冷却器、陶瓷过滤器、粉末放料罐和给料罐、渣收集罐、洗涤塔、捞渣机、汽提塔、澄清池、各类容器、机泵、管道、[wiki]阀门[/wiki]、外表、电气设备等。

Shell煤气化技术及其在国内的应用推广

Shell煤气化技术及其在国内的应用推广摘要：自Shell煤气化技术进入国内市场以来，为我国煤炭深加工技术做出了重大的贡献。

经过不断的发展和完善，Shell煤气化装置的稳定化及长周期运行已能基本实现。

这项洁净能源生产技术装备适用范围还不是很宽泛，并且设备制造难度大，对操作员的技术要求较高等限制了Shell煤气化的发展和推广。

但该技术的引进对生态环境的改善是有益的，并且Shell煤气化设备成功运行后可为企业带来很好的经济效益，值得推广。

关键词：Shell煤气化技术；技术特点；推广一、Shell煤气化技术概述我国煤炭资源储备十分丰富，但煤炭资源的直接利用会对环境造成严重的污染，不利于生态环境的绿色可持续发展。

Shell煤气化技术就是将煤炭转化成富含氢气和一氧化碳的合成气，该合成气能作为原料加工成各种化工产品，实现的煤炭资源的深度利用。

Shell煤气化技术是第一代煤气化技术的改进，改变了传统的使用块煤或小颗粒制气方式，以水煤浆和干煤粉为制气原料，属于比较先进的气流床气化的第二代煤气化技术。

Shell煤气化技术简称SCGP，其工艺过程的主要原理是将煤粉、氧气和少量水蒸汽在反应炉内进行一系列的挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理化学反应，生成成分一般为ＣＯ65%、Ｈ230%、Ｎ2+Ａｒ3.1%、ＣＯ21.6%、Ｈ2Ｓ+ＣＯＳ0.3%、ＣＨ4微量的合成气。

图一Shell煤气化装置流程图二、Shell煤气化技术的工艺流程原料煤和石灰石按一定比例混合进入磨煤机，在惰性条件下(O2体积分数小于10%)由循环风机提供循环气将干燥的合格煤粉(粒度小于100μm，占总煤量的90%)送入袋式过滤器，经粉煤贮仓、进入煤锁斗；氧气与中压过热蒸汽混合后进入气化炉烧嘴，合格的粉煤以高压N2或CO2为输送介质进入气化炉烧嘴，与O2和蒸汽一起在气化炉内燃烧，温度在1 500～1 600℃，并发生C的转化反应。

反应后的气体为以H2和CO为主的合成气，合成气经输气管、合成气冷却器回收热量后进入HTHP飞灰过滤器，除去合成气中的飞灰。

煤气化工艺里关键阀门的国产化探讨

煤气化工艺里关键阀门的国产化探讨煤化工及煤制油项目首先要进行煤气化，煤气化装置的排渣系统条件非常苛刻，对阀门的要求非常严格，要求阀门具有高耐磨、耐冲刷、防结垢、防结疤、快速切断等功能。

特别是锁渣阀，高压、高温、介质（煤渣）硬度非常高、启闭频繁、启闭速度快、密封性能要好，可靠性要高。

一、目前煤化工工艺里使用的阀门品牌有：氧气： PEERIN，ARUCS，VELAN，EDWARD，上海开维喜，中核苏阀煤浆：德国PEERIN，ARUCS，荷兰NELES锁渣阀：NELES，德国PEERIN，ARUCS，上海弘盛，开维喜渣水管道：上海弘盛，开维喜，NELES，浙江超达，兰高二、煤化工中某些环节的阀门已经基本完全国产化，比如λ黑水管线，工况温度100~220℃，压力0.01~0.5Mpa,对应的0.5”-12”，150Lb的闸阀，截止阀，止回阀，金属硬密封球阀等能满足基本要求，且全部已国产化。

λ循环激冷水管线，工况温度150~220℃，压力3.5~6.5Mpa,对应的0.5”-12”，600Lb闸阀，截止阀，止回阀，金属硬密封球阀等能满足基本要求，且全部已国产化。

λ煤气管线，工况温度150~220℃，压力3.5~4.5Mpa, 对应的0.5”-28”，600Lb闸阀，截止阀，止回阀，金属硬密封球阀等能满足基本要求，且全部已国产化。

λ激冷水管线，工况温度150~225℃，压力~6.0Mpa, 对应的0.5”-28”，600Lb闸阀，截止阀，止回阀，金属硬密封球阀等能满足基本要求，且全部已国产化。

三、煤化工中特殊工况（尤其是粉煤加压输送、氧气管道的阀门和渣水系统的阀门）用阀门部分已经国产化, 比如鲁奇，GSP工艺，关键的锁渣阀，锁斗阀国内国产化的厂商有：上海开维喜阀门有限公司，上海弘盛特种阀门有限公司、浙江五洲阀门有限公司、重庆白市驿锻造阀门研究所和浙江超达阀门股份有限公司6个阀门厂家涉足了锁渣阀的国产化工作以上数据全部由本人统计，编辑，本想作为公司培训资料或论文，以后陆续将更准确和详实的资料发表供大家探讨。

shell煤气化技术特点及国内应用概况_马海腾

能源是社会存在和发展的必需品，也是国家经济的命脉，而世界 30％的能源[1]由煤炭提供。我国属于“缺油，少气，富煤”的国家，对于能源结构上的不平衡，煤化工弥补了这方面的不足，煤制油、煤制气、煤制甲醇等大批煤化工项目在我国兴起。发展煤化工的核心在于煤气化技术，目前国际上具有代表性的有 Texaco、GSP、Shell 等煤气化技术。我公司年产 25 万吨甲醇项目就引进了 shell 煤气化技术。
被冷却的合成气被送至除灰系统，通过高温高压陶瓷过滤器除去里面的飞灰，洁净的合成气从过滤器顶部出来。分两路送出，一路送往湿洗系统，另外少量的合成气被送至激冷压缩机。飞灰经过气提和冷却被送至灰库。经过湿洗系统的合成气被进一步的湿洗和冷却后，分两路送出，一路被送往变换，一路被送往激冷压缩机，第三路被送至合成气缓冲罐作为燃料气使用。
河南义马
1100
大唐国际发电股份有限公司
内蒙古多伦
3×4000
天津渤海化工集团天津碱厂
天津临海
2×2000
贵州天福化工有限公司
贵州福泉
2000
鹤壁煤电责任有限公司
河南鹤壁市
2700
河南龙宇煤化工有限公司
河南永城
2100
大同煤矿集团
山西大同
2700
云南云天化股份有限公司
16
2013 年第 9 期
ｓｈｅｌｌ煤气化技术特点及国内应用概况
马海腾 1，马雪莲 2 ，周亚涛 1 （1.义煤集团河南开祥化工有限公司河南三门峡 2.内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头
472300； 014010）
摘要：shell 煤气化技术是目前国际上最先进的煤气化技术之一，其先进的设计理念为我国改善当前的环境问题、

Shell粉煤气化工艺运行问题探讨及改进思路

Shell 粉煤气化工艺运行问题探讨及改进思路吴国祥（神华鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯017209）摘要：简单介绍了Shell 粉煤气化工艺的流程，重点阐述了Shell 粉煤气化工艺在运行过程中出现的问题及相应的解决措施，并根据这些运行问题对Shell 粉煤气化工艺提出了一些改进思路关键词：Shell ；粉煤气化；运行问题；改进思路Discussion of Running Problems and Improving Ideason Shell Coal Gasification ProcessWU Guo －xiang（Branch of ShenHua Ordos Coal Liquefaction Corporation ，Inner Mongolia Ordos 017209，China ）Abstract ：The flow of Shell coal gasification process was simply introduced．It highlightedly expounded the problems aroused during the running process of Shell coal gasification process and solution measures relevant．Based on these run-ning problems ，some improving ideas on Shell coal gasification process were advanced．Key words ：Shell ；coal gasification ；running problems ；improving ideas作者简介：吴国祥（1981－），男，大学本科，助理工程师，2003年毕业于安徽理工大学，现主要从事Shell 粉煤气化装置工艺技术管理工作。

介绍壳牌粉煤气化技术应用情况

SHELL粉煤加压气化技术的发展进程
并且， SCGP工艺很快应用于工业生产，相继在下列三个厂家得到检验： • KVA，汉堡，德国。(投煤150T/D，1978年) • SCGP-1，Houston，美国。
(投煤220-360T/D，1983年) • Demkolec，Buggenum，荷兰。
(投煤约2000T/D，1989年)
SHELL煤气化技术在国内应用情况简介
与壳牌签订的19个合同中。第一批，五家5套：双环、柳州和中石化三套；第二批，六家7套：中原、永煤一期等；其余为第三批。前两批均已于去年之前投产。第三批今年年底有望部分投产。
• 第一批引进的Shell气化装置，最早于2006年5月开车成功，到目前最长运行周期都在100天以上，最好的120天，负荷100%。
SHELL粉煤加压气化技术特点和不足
7、对环境影响小。气化过程无废气排放。渣池收集并通过锁斗系统降压送出的渣和干洗除尘中被过滤除去又经气提及冷却后送出的飞灰含碳低，可作为水泥等建筑材料，堆放时也无污染物渗出，对环境不会造成污染。气化污水不含焦油、酚等，容易处理，需要时可作到零排放。
8、自动化程度高，操作方便，调节稳定、灵活。
SHELL粉煤加压气化技术的发展进程
2、发展进程壳牌的气化技术可以追溯到20世纪50年代，
当时第一套气化装置是用油作原料，为SGP工艺，现在全世界已拥有150多台SGP气化炉。
在油气化经验基础上，壳牌从1972年开始发展煤气化技术。1976年，煤气化工艺SCGP已达到一定水平，并建立一套处理煤量为6T/D的试验厂，利用该装置一共试验了30多个煤种。
敲击器
炉 V-1302
V-1301
合成气

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行时，用直通出口向气化炉烧嘴管线输送粉煤；使
系统开、车时，停使用旁路出口使煤粉经循环管线
返回粉煤仓。由于开启和关闭位置之间的角度为
３０。
，
股份有限公司（下简称柳化公司）Ｓｅｌ以在ｈｌ粉煤气化装置中使用的粉煤三通阀系从国外进口，２０自０７年初开工以来，使用过程中频繁在
Ｐｒｃｉｅｈｓｓｏｈｔｔｅｉａｔｃａｈｗｎｔａｈｍｐｒｖｍｅｔｈｓｓｌｅｆｃｅｔｙｔｅｐｏｌｍｓｏｈａｖｃｕｒｎｎｏｅｎａｏｖｄｅｉｎｌｈｒｂｅｆｔｅｖｌｅｏｃｒｉｇｉｉｔｅｃａｅｄｎｎｎｓｒｄｔａｅａｄｓａｌｐｒｔｏｆｔｅｕｉｆｒａｌｎｅｏｈｏｌｆｅｉｇａｄｅｕｅｈｅｓｆｎｔｂｅｏｅａｉｎｏｈｎｔｏｏｇｐｒｄ．ｉＫｅｗｏｄｓＳｅｌｐｕｖｒｚｄｃａａｉｅｐｌｅｉｅｏｌｔｒｅｗａａｖＣｈｉｓｄｅｙｒｈｌｌｅｅｏｌｇｓｆｒｉｉｕｖｒｚｄｃａｈｅ－ｙｖｌｅｎｅｅｍｏ
关键词Ｓｅ粉煤气化ｈｌｌ粉煤三通阀国产化
ＵｓｆＦｉａｅｏｎｅＣｏｌＴｈｒｅＷａｌｅｉＳｈｌｎｅＣｏｌＧａｉｅｎｅ・ｙＶａｖｎｅｌＦｉａｓｆｒａｄｉＩｐｒｖｍｅｔｏｍｏｅｎｎＣｈｉｓ－ｏｅＥｑｐｅｔｎｅｅＭｄｕｉｍｎ
ｓｒｔｒｔｕｃｕｅ，ｆｕｔａａｙｉａｌｎｌｓｓ，ａｄｉｓｕｓｎｄｔｃｎｃｌｆａｕｅｆｅｍｐｏｅｎｎｔｅＣｈｉｅｅｖｒｉｎ．ｎｔｅａｅｈｉａｅｔｒｓａｔｒｉｒｖｍｅｔｉｈｎｓｅｓｏ
粉煤三通阀（称粉煤换向阀）Ｓｅｌ又是ｈｌ粉
煤气化工艺的关键控制设备之一，装于气化安炉烧嘴前，于控制粉煤在循环管道与投煤管用道之间切换流动，粉煤输送至气化炉烧嘴。将
第３８卷
第３期
化肥工业
２１年６月０１
粉煤三通阀在Ｓｅ粉煤气化中的应用及国产化改进ｈｌｌ
温剑风，以巍龙
（西柳州化工股份有限公司５５０）广４０２
摘要简述Ｓｅ粉煤气化装置开车运行中粉煤三通阀出现开关不到位、塞和阀座卡死的问题，绍粉煤ｈｌｌ阀介
ＡｂｓｒｔＡｉｅｃｏｎｓｉｅｏｈｅｔｒ— ｐａｄｏｅａｉｎｏｈｅｌｕｖｒｚｄｃａｔａｃｂｒｆａｃｕｔｉ；ｇｖｎｆｔｓａｔｕｎｐｒｔｆｔｅＳｈｌｏｐｌｅｉｅｏｌｇｓｆｅａｉｒ，ｉｃｕｄｎｈｐｎｎｎｌｓｎｆｔｕｖｒｚｄ．ｏｌｔｒｅｗａａｖｎｔｉｌｃｉｎｌｉｇｔｅｏｅｉｇａｄｃｏｉｇｏｈｅｐｌｅｉｅｃａｈｅ — ｙｖｌｅｏｎｐａｅ，ａ原理和特点
粉煤三通阀由阀体和阀塞组成，阀塞上有１个入口和２个出口，内部结构见图１其。正常运
通过阀门的介质是由４ＭＰａ氮气输送的粒度为
０００１ｍ的粉煤，作温度为８．５～．０ｍ操０℃ ，门阀最大允许关闭压差达５８ＭＰ。广西柳州化工．ａ
Ｗｅｉｎｅｇ，ＬｎｗｅｎＪａｆｎｏｇＹｉｉ
（ｍｍｎａＰａｔｆｉｚｏｈｍｉｌｎｕｔｏ，Ｌｄｆｕｎｘ５５０）ＡｏｉｌｕｈｕＣｅｃｄｓｙＣ．ｔ．ｏａｇｉ４０２ｎｏＬａＩｒＧ
ｊｍｎｆｈａｖｌｇａｄｖｌＩｓａ．Ｔｅｗｒｒｃｌｏｅｖｌｅｉｄｓｒｅ，ｓｅｓｉａｍｉｇｏｅｖｌｐｕｎａｅｅｔｈｏｋｐｎｉｅｆｈａｓｅｃｉｄａｌａｓｔｅｖｉｐｔｖｂｗｌｔ
三通阀的工作原理、构和故障分析以及国产化改进后的粉煤三通阀的使用情况和技术特点。实践证明，结国产
化改进有效解决了Ｓｅ粉煤气化在投煤过程中粉煤三通阀出现的问题，障了装置的长周期安全稳定运行。ｈｌｌ保