IGCC改造項目中TRIG煤氣化技術(shù)的設備布置特點(diǎn)及其與Shell煤氣化技術(shù)的比較

第51卷第1期化肥設計Feb. 20132013年2月Chemical Ferilizer Design設計技術(shù)IGCC改造項目中TRIG煤氣化技術(shù)的設備布置特點(diǎn)及其與Shell煤氣化技術(shù)的比較林靜,姜華,郭廣軍(中國五環(huán)工程有限公司.湖北武漢430223)摘要:國內某ICCC改造項目的煤氣化裝置采用TRIG謀氣化技術(shù),這是TRIG煤氣化技術(shù)在全球的首個(gè)工業(yè)應用項目。介紹了TRIC煤氣化技術(shù)的工藝流程和工藝特點(diǎn);從設備布置的角度對比分析了TRIG 煤氣化技術(shù)在煤粉加壓給料系統、煤氣化系統、廢鍋系統、顆?？刂葡到y、粗灰和細灰連續減壓裝置及配套裝置等方面與殼牌煤氣化技術(shù)的異同點(diǎn),以期優(yōu)化TRIC煤氣化裝置的工程設計。關(guān)鍵詞: TRIC煤氣化技術(shù);Shell煤氣化技術(shù);IGCC改造項目;煤氣化裝置;布置設計doi:10. 3969/j. issn. 1004 - 8901.2013.01. 003中圖分類(lèi)號: TQ564. 4文獻標識碼:A文章編號:1004 - 8901(2013)01 - 0009 -03Equipment Layout Feature for TRIG Coal Gasification Technology inIGCC Reformation Project and Its Comparison with Shell Coal Gasification TechnologyLIN Jing ,JIANG Hua ,CUO Guang-jun( China Wuhuan Engineering Company Ld.，Wuhan Hubei 430223 China)Abstract: TRIG coal gasification technology was used in the coal gasification plant of an IGCC refomation project in China; it was the first applica-tion prjet in industry in the word for the TRIC coal gasification technology. Author has intoduced the process flow and process features for the TRICcoal gasification technology; has compared and analyzed the identical and diferenet points in aspects of pesurized feed system for pulverized coal, coalgasification system, waste heal boilr system, granule control sytem, continuous pressure decreasing units for both coarse ash and fine ash as well as itscorollary unit ele. from point of view of equipment layout, in order to optimize engineering design of the TRIC coal gasifcation plant.Key words :TRIC coal gasification technology ; Shell coal gasification lchnology; IGCC refomation project; coal gasification plamt; layout designdoi:10. 3969/j. issn. 1004 - 8901.2013. 01. 003根據國家關(guān)于加大力度實(shí)施“節能減排降碳”了處理煤量50V/d的中試裝置。的戰略要求,為尋求符合可持續發(fā)展戰略的潔凈煤TRIG煤氣化技術(shù)的主要特點(diǎn)是循環(huán)比(循環(huán)發(fā)電技術(shù),廣東省東莞天明電力有限公司出資建設煤灰量與加入的新鮮煤粉的比值)高達50 ~ 100:1東莞市中科煤氣化有限公司煤氣化及配套工程,該的固體灰渣在循環(huán)氣的輸送下在床內不斷進(jìn)行循工程煤氣化裝置采用了美國KBR公司的“TRIC煤環(huán),在較長(cháng)時(shí)間內與加人的氣化劑(空氣或氧氣以氣化技術(shù)”,筆者以下重點(diǎn)闡述在IGCC改造項目中及蒸汽)進(jìn)行反應并生成粗合成氣,粗合成氣在旋.TRIG煤氣化技術(shù)的設備布置特點(diǎn)及其與Shell 煤氣風(fēng)分離器的作用下實(shí)現氣固分離,氣體送出氣化化技術(shù)的比較。爐,固體循環(huán)回氣化爐。TRIC提升管氣化反應器(氣化爐)與傳統的的1 TRIG煤氣化技術(shù)工藝循環(huán)流化床相比,其固體循環(huán)速率和氣體速度要快TRIG煤氣化技術(shù)基于KBR的流化催化裂化很多,提升管密度要高很多、因此具有較高的生產(chǎn)(FCC)技術(shù),已有70多年的成功商業(yè)運行經(jīng)驗，能力和碳轉化中國煤化工。1994年KBR公司在美國休斯頓建成了處理煤量1HCNM HG,作者簡(jiǎn)介:林靜( 1soc年-),義,何用制夕八,cww年畢業(yè)于中國礦2 Vd的小試裝置, 1996年在PSDF實(shí)驗裝置上建成業(yè)大學(xué),工程師.從事化工工I程項目工藝管道布置專(zhuān)業(yè)的設計工作?；试O計2013年第51卷1.1 TRIG煤氣化技術(shù)工藝流程表1 TRIG 煤氣化技術(shù)與Shell煤氣化技術(shù)的比較TRIG煤氣化技術(shù)與Shell煤氣化技術(shù)很相似，項目TRIGShellTRIC煤氣化工藝由磨煤及干燥、煤粉加壓及給1氣化爐特點(diǎn)循環(huán)流化床,固態(tài)氣流床，液態(tài)料、煤氣化、粗灰脫除、細灰脫除等單元構成?？偱挪?。體流程為:原料煤(水分30%以下)經(jīng)過(guò)磨煤及干2氣化煤種褐煤、次煙煤等低褐煤、煙煤、 石油焦。燥單元生產(chǎn)粒度300μm左右,水分20%以下的煤3氣化壓力/MPa~4.02.0-4.0粉經(jīng)過(guò)鎖斗給料系統送人煤氣化爐,與氣化劑反氣化溫度/ C900~1 0s01 400~1 600應產(chǎn)生的900~1000 C左右的粗合成氣經(jīng)過(guò)廢鍋氣化劑氧氣/空氣+蒸汽氧冷卻副產(chǎn)中壓蒸汽回收熱量后,降溫到340 C左進(jìn)料方式干煤粉右經(jīng)過(guò)過(guò)濾器除灰后送出煤氣化裝置。從氣化爐氧氣消耗330 ~400330~360.排出的粗灰以及過(guò)濾下來(lái)的細灰均通過(guò)帶有內部/km'(CO + H2)盤(pán)管的冷卻器和連續減壓裝置后約150C送到灰8 碳轉化率/%對褐煤可達≥99倉存儲。98以上1.2 TRIG煤氣化技術(shù)工藝特點(diǎn)9冷煤氣效率/%78 ~8378~83(1)尤其適合于高灰分和高水分的低階煤,如)煤氣中~80(干基、純氧 ~90褐煤、次煙煤等。C0+H2/%氣化時(shí))(2)加壓氣化技術(shù),溫和的操作溫度。操作壓1 煤氣中CH,/%2~4:0.1力3.4~4 MPa,操作溫度- -般在 900~1 000心。2 對環(huán)境影響低(3)氣化爐采用碳鋼外殼加耐火材料設計,無(wú)13 氣化爐備爐不需要內部件、膨脹節和煤燒嘴,無(wú)任何易損件。結構簡(jiǎn)單,制造費用低廉。作為2種先進(jìn)的煤氣化技術(shù),其工藝技術(shù)都有(4)低成本、高壽命的耐火材料,設計使用壽命其獨特的方面,但TRIG的獨特優(yōu)勢是其能在空氣10年以上。和氧氣2種狀態(tài)下工作:①空氣模式適用于ICCO(5)較低的水耗量和氧耗量。發(fā)電用途;②氧氣模式提供合成氣,適用于多種化(6)清潔的合成氣產(chǎn)品,不含焦油和酚類(lèi)。學(xué)品和燃料的生產(chǎn)。另外, TRIG煤氣化技術(shù)采用(7)不產(chǎn)生任何黑水。固態(tài)排渣,大大減少了水的用量。(8)廢熱鍋爐副產(chǎn)大量高品位的過(guò)熱高壓2.2.2與 Shell氣化爐結構及布置的比較蒸汽。Shell氣化爐結構:氣化爐為立式壓力容器,爐內為水冷壁組成的氣化室,煤氣化燒嘴位于氣化室2 IGCC 改造項目TRIG煤氣化裝置特點(diǎn)中下部,燒嘴2個(gè)1組對稱(chēng)布置。由煤氣化燒嘴噴2.1磨煤與干燥及 煤粉加壓給料系統人的煤粉、氧及蒸汽的混合物在1500 C高溫下，瞬整個(gè)磨煤與千燥及煤粉加壓給料系統的基本間完成煤的氣化反應,生成CO +H2含量很高且?jiàn)A原理與Shell煤氣化的煤粉制備、煤粉加壓給料系帶飛灰的粗煤氣,由下向上從氣化爐頂排出。為防統相同，但也存在以下不同:①千燥煤粉的收集采止飛灰黏結在后序設備,在爐出口處噴人循環(huán)返回用一級袋式過(guò)濾器,而Shell煤氣化技術(shù)采用二級的低溫煤氣,將其急冷至900 C,使飛灰成為固態(tài)，袋式過(guò)濾器;②煤粉加壓給料系統采用4個(gè)系列,而再進(jìn)人合成氣冷卻器回收熱量,煤氣溫度降至Shell煤氣化采用2個(gè)系列;③煤粉加壓給料系統增350 C左右進(jìn)入后序設備。高溫粗煤氣的大量顯加臟氮氣回收罐,對系統中氮氣進(jìn)行回收利用。熱,在氣化爐的水冷壁和合成氣冷卻器內得到回.整個(gè)磨煤與干燥及煤粉加壓給料系統的布置收,根據蒸汽平衡,可產(chǎn)生高壓、中壓的飽和蒸汽或與Shell煤氣化的布置原理基本相似。過(guò)熱蒸汽。為保證上述設備的運行安全,氣化爐水2.2 煤氣化系統冷壁及合成氣冷卻器均采用循環(huán)泵強制循環(huán)操作。2.2.1與 Shell煤氣化技術(shù)的比較TRIC煤TH中國煤化工某氣化氣化爐TRIG煤氣化技術(shù)與Shell煤氣化技術(shù)的比較見(jiàn)結構相對簡(jiǎn)CN MH G層是普通的表1。碳鋼結構,正常的表面溫度約為180C,中間層為保