Shell煤氣化技術(shù)

第32卷第2期化工設計通訊Vol 32 No. 22006年6月Chemical Engineering Design CommunicationsJun.2006Shel煤氣化技術(shù)吳迎(中國五環(huán)化學(xué)工程公司武漢430079)摘要炌介紹氣化效率高、有利于環(huán)保、具有一定競爭力的She!煤氣化工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)及關(guān)鍵設備。建議盡快實(shí)現關(guān)鍵技術(shù)和設備的國產(chǎn)化。關(guān)鍵詞She煤氣化江藝原理技術(shù)特點(diǎn)莊要設備中圖分類(lèi)號:TQ54文獻標識碼:A文章編號:1003-6490(200602-0001-03概述2 Shell煤氣化工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)及主要設備謝爾粉煤加壓氣化工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)She煤氣化工藝)是荷蘭殼牌公司開(kāi)發(fā)的一種先進(jìn)的煤氣化技術(shù),2.1Shl!煤氣化工藝原理與先進(jìn)的德士古 Texaco冰煤漿加壓氣化技術(shù)相比,Shell煤氣化過(guò)程是在高溫高壓下進(jìn)行的 ShellShell煤氣化具有對煤質(zhì)要求低合成氣中有效組分煤氣化屬氣流床氣化。粉煤、氧氣及水蒸汽在加壓條αO+H>90%浛量高原煤和氧氣消耗低環(huán)境污件下并流進(jìn)入氣化爐,在極為短暫的時(shí)間(3~10s)染小和運行費用低等特點(diǎn)已成為近年來(lái)國內外設計內完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系單位和生產(chǎn)廠(chǎng)家首選的氣化工藝列物理和化學(xué)過(guò)程其工藝流程如圖1所示氣化工我國正在設計和建設中的洞庭氮肥廠(chǎng)、柳州化學(xué)藝指標如表1所示。工業(yè)公司等廠(chǎng)家已將該技術(shù)應用于合成氨生產(chǎn)。湖助氨冷氣循環(huán)北化肥廠(chǎng)和安慶化肥廠(chǎng)也準備將該技術(shù)用于本廠(chǎng)的〃油改煤"制氨流程。湖北雙環(huán)科技股份有限公司引壓蒸汽進(jìn)Shll公司基礎設計由我院做工程設計正在建設氧氣規模為800/(相當于20萬(wàn)t/a的工業(yè)示范裝置即中壓蒸汽L斑爆化合成氣將投運。 Shell煤氣化技術(shù)是我國建設大型煤化工項確酸飛灰[濕洗]凈化目或中氮肥改造的主要方向。 Shell工藝雖屬先進(jìn),但投資偏高一般企業(yè)不易接受建議盡快實(shí)現關(guān)鍵氧氣處理][堿同以技術(shù)和設備的國產(chǎn)化。中國煤化工CNMHG圖1Shll煤氣化工藝流程示意圖收稿日期2005-11-10作者簡(jiǎn)介吳巡1973-),女1906年畢業(yè)于武漢化工學(xué)院工程師。從事管道設計及化學(xué)工程工藝系統工作?；ぴO計通訊第32卷表1Shl煤氣化工藝指標用渣層的隔熱功能以渣抗渣以渣護爐壁使氣化爐序號項目工藝特點(diǎn)熱損失減少到最低以提高氣化爐的可操作性和氣化140-160效率。環(huán)形空間位于壓力容器外殼和膜式水冷壁之耗氧量(OO+H2m(標ykm(標)330-360間即內簡(jiǎn)與外筒之間有空隙氣層,設計環(huán)形空間的碳轉化率/%目的是為了容納水/蒸汽的輸入/輸出管和集氣管同冷煤效率/%80-85時(shí)環(huán)形空間還有利于檢查和維修。其內筒僅承受微小壓差。氣化爐燒嘴是Shel煤氣化工藝的關(guān)鍵設備合成氣OO+H2y%90及核心技術(shù)之一,與其它氣化爐不同的是 Shell氣化2.2技術(shù)特點(diǎn)爐采用側壁燒嘴根據氣化爐能力由4~8個(gè)燒嘴呈a.煤種適應性廣。中心對稱(chēng)分布。氣化爐外殼為壓力容器一般小直徑從無(wú)煙煤、煙煤、褐煤到石油焦化均可氣化對煤氣化爐用鎢合金鋼制造其它用低鉻鋼制造。由于氣的灰熔融性適應范圍寬即使高灰分、高水分、高含硫化爐的特殊設計,保證了Shl煤氣化工藝指標先進(jìn)量的煤種也同樣適應?？煽?。b.氣化溫度約1600℃碳轉化率高達99%以上產(chǎn)品氣體潔凈不含重烴,甲烷含量低煤氣中有效氣體CO+H2高達90%以上。c.氧耗低單爐生產(chǎn)能力大。氧氣消耗低比水煤漿氣化工藝低15%-25%,因而配套的空分裝置投資相對降低;目前已投入運轉的單爐氣化壓力3.0MmPa,日處理煤量已達2000t因此單爐生產(chǎn)能力大,目前更大規模的裝置正在工業(yè)d.熱效率高排渣易處理。煤中約83%的熱能轉化為合成氣約15%的熱能被回收為高壓或中壓蒸汽總的熱效率為98%其氣化爐高溫排岀的熔渣經(jīng)激冷后成玻璃狀顆粒性質(zhì)穩定對環(huán)境幾乎無(wú)影響氕氣化污水含氰化物少易處理e.S}hell氣化爐關(guān)鍵部件燒嘴的設計壽命為8000h已有使用4a仍未更換的記錄;另外控制系統安全可靠設有必要的安全聯(lián)鎖,使氣化操作始終處于最佳狀態(tài)下運行。f.Shel氣化爐爐壁采用水冷壁結構無(wú)耐火磚襯里維護量少氣化爐內無(wú)傳動(dòng)部件運轉周期長(cháng),無(wú)需備爐。2.3主要設備Shel氣化裝置的核心設備是氣化爐和廢熱鍋中國煤化工爐。氣化爐結構如圖2所示CNMHGShel!煤氣化爐由內筒和外筒兩部分組成,包括膜式水冷壁、環(huán)形空間和高壓容器外殼。內筒采用水冷壁結構僅在向火面有一層薄的耐火材料涂層其圖2 Shell煤氣化爐結構簡(jiǎn)圖為了減少熱損失淇二主要是為了掛渣,充分利(下轉第10頁(yè))化工設計通訊第32卷力小觸媒溫度分布合理能耗低等特點(diǎn)。是一種先進(jìn)成熟的氨合成塔內件。表2部分運行參數表時(shí)間系統壓力循環(huán)塔頂溫塔壁溫度/℃C口二層入口三層入口/MPa含量/%含量/%甲烷/%H/N度/℃上中08下溫度/溫度/溫度/C005,1112.70.193,4918.815.316.452,3682005.1212.50.183.3918.915.516.502.4155375359006.0111.80.17317.313.956.608M剛15916015806,0212,00.193,4018.114.76,48l55375觸媒層溫度/℃005,114334654334344374814783683773793772006.014334294763772006.02431468434435436481480365375觸媒層溫度/℃39841440937349345344005,1237141340937435034941341037637(上接第2頁(yè))體為可調的先進(jìn)加壓氣化技術(shù)十分重要。Shl氣化廢熱鍋爐用于回收高溫煤氣的顯熱其內件由圓技術(shù)代表當今氣化工藝發(fā)展方向適合我國大多數煤筒形水冷壁和若干層盤(pán)管形水冷壁組成,盤(pán)管形水冷灰熔融性溫度偏高的囯情該工藝是我國建設大型煤壁各層之間密封分隔。為消除水冷壁上的積灰、設置化工項目或中氮肥改造的主要方向。 Shell工藝雖屬了氣動(dòng)敲擊除灰裝置定期或不定期進(jìn)行振動(dòng)除灰。先進(jìn)但投資偏高一般企業(yè)不易接受降低造價(jià)的辦氣化爐和廢熱鍋爐頂部用導氣管連接導氣管內部也法是采用國內專(zhuān)利技術(shù)走國產(chǎn)化道路。建議在引進(jìn)為水冷壁結構和改進(jìn) Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù)和 Shell粉煤加壓氣化技術(shù)的同時(shí),盡快實(shí)現關(guān)鍵技術(shù)和設備的國3結語(yǔ)產(chǎn)化。[參考文獻]煤氣化技術(shù)是煤炭潔凈、高效和綜合利用的基礎[11鄭振安、S煤氣化技術(shù)(SCP特點(diǎn),煤化工200(2)7技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)其應用領(lǐng)域極為廣泛。因此大力開(kāi)發(fā)煤種適應性強單爐生產(chǎn)能力高煤氣成本低氣[2]汪壽建Sl煤氣化關(guān)鍵設備.化工設計通訊20032X3)34(上接第6頁(yè))6與相關(guān)生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行橫向交流共同探討有關(guān)問(wèn)題2加大吸收塔排氯口的排放量和排放頻率減少酸中的(-防止貴金屬的溶解和系統過(guò)大的腐蝕。13待探討的問(wèn)題3丶證循環(huán)水系統無(wú)泄漏發(fā)生防止鉻酸鹽進(jìn)入酸系統中國煤化工銨呈現人肉眼可以觀(guān)4腔制工藝條件減少亞硝酸的生成防止亞硝察到紅CNMHG探究基鐵鹽的形成從紅色硝酸銨中提取紅色物質(zhì),進(jìn)行定性分5加大氨系統排油的排放頻率防止引入鈷離子。析找出紅色化合物的基本組成