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.2006Shell煤氣化技術(shù)吳迎(中國五環(huán)化學(xué)工程公司武漢430079)摘要介紹氣化效率高、 有利于環(huán)保、具有-定競爭力的Shell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Shell煤氣化江藝原理技術(shù)特點(diǎn);主要設備中圖分類(lèi)號:TQ54文獻標識碼 A文 章編號:1003- 6490( 2006 )02- 0001- 031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)Shell 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)，2.1 Shell 煤氣化工藝原理與先進(jìn)的德士古( Texaco )水煤漿加壓氣化技術(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(CO+ H2>90% )含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)的劑: 高壓蒸汽”油改煤”制氨流程。湖北雙環(huán)科技股份有限公司引進(jìn)Shell公司基礎設計,由我院做工程設計,正在建設中壓蒸汽規模為800t/d相當于20萬(wàn)t/a )的工業(yè)示范裝置,即[進(jìn)煤]化幫合戚氣將投運。Shell煤氣化技術(shù)是我國建設大型煤化工項銷(xiāo)酸飛友一[濕洗]+[凈化]目或中氮肥改造的主要方向。Shell 工藝雖屬先進(jìn),T~ T但投資偏高-般企業(yè)不易接受建議盡快實(shí)現關(guān)鍵氨氣[爐速[水處理堿回收]↓技術(shù)和設備的國產(chǎn)化。飛灰循環(huán)鹽賊圖1 Shell 煤氣化工藝流程示意圖2化工設計通訊第32卷表1 Shell 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氣化溫度/C1 400~-1 600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( CO+ H2 )mr(標)Ykm(標)330~ 360間即內筒與外筒之間有空隙氣層，設計環(huán)形空間的目的是為了容納水/蒸汽的輸入/輸出管和集氣管,同碳轉化率/%-99時(shí)環(huán)形空間還有利于檢查和維修。其內筒僅承受微冷煤效率/%80-85小壓差。氣化爐燒嘴是Shell煤氣化工藝的關(guān)鍵設備合成氣(0O+ H2)Y%~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,-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Shell 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1 600C ,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3.0MPa ,日處理煤量已達2 000t因此單爐生產(chǎn)能力大,目前更大規模的裝置正在工業(yè)化。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%其氣化爐高溫排出的熔渣經(jīng)激冷后成玻璃狀顆粒,性質(zhì)穩定對環(huán)境幾乎無(wú)影響氣化污水含氰化物少易處理。e.Shell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. Shell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Shell氣化裝置的核心設備是氣化爐和廢熱鍋爐。氣化爐結構如圖2所示。Shell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。內筒采用水圖2 Shell 煤氣化爐結構簡(jiǎn)圖