浅谈壳牌气化中节能技术
浅谈壳牌气化中节能技术
梁宝剑，苏志强
（河南龙宇煤化工有限公司，河南
永城476600）
摘
要：对壳牌煤气化装置在运行过程中的节能技术进行了系统介绍。主要包括甲醇合成弛放气回收用于气化热风炉作为燃
料气使用；低温甲醇洗工序放空的二氧化碳气体回收后经压缩送至气化用作粉煤输送；渣水、灰水中滤出“煤泥”重新掺入原料煤中使用。并以我公司50万吨甲醇装置为例对各节能技术进行了相应的经济分析和经济效益核算。
关键词：Shell 煤气化；节能；CO 2；甲醇弛放气；煤泥
The Technology of Energy Saving in the Plant with Shell Coal Gasification Process
LIANG Bao －jian ，SU Zhi －qiang
（Henan Longyu Coal Chemical Co.，Ltd.，Henan Yongcheng 476600，China ）
Abstract ：The technology of energy saving in the plant with Shell coal gasification process was introduced ，which
contained the vent gas of methanol synthesis recovery as fuel gas ，CO 2recovery form the rectisol process for acid gas re-moval unit and the thickened and dried sludge added to the raw coal.The corresponding economic analysis and economic accounting were got for the various energy －saving technologies.
Key words ：Shell coal gasification process ；energy saving ；CO 2；vent gas of methanol synthesis ；sludge
作者简介：梁宝剑（1982－），男，助理工程师，本科学历，毕业于中国矿业大学，河南龙宇煤化工有限公司气化厂技术员。E －mail ：lbjcumt@https://www.sodocs.net/doc/0a4368893.html,
近年来，壳牌气化技术在全国各合成氨或甲醇装置中得到
了广泛应用，
但是Shel1工艺和废锅流程捆绑在一起后并不适合制氢气、氨和甲醇过程［1］
。本文作者认为现在壳牌煤气化虽然
存在许多问题，但是其气化炉碳的转化率高及热量的高利用率，安全环保的设计理念，先进的控制系统，从煤气化技术上说的确代表着气化技术前进的方向。所以目前对运行Shell 气化炉的厂家来说，紧要的任务是如何开好，如何去改进工艺中的不足之处从而达到稳定高效的状态。
我公司是年产50万吨甲醇的大型化工企业，引进Shell 煤气化技术，是我国利用Shell 加压气化工艺的大型煤气化装置之一。该装置使用永城无烟粉煤为原料，其灰熔点和灰分含量均较高，根据原料特点，采用Shell 干煤粉气化技术，即气流床加压
气化、液态排渣［2］。本文将装置运行过程中节能技术及其实际
应用中的
“减排增效”进行介绍，并以我公司50万吨甲醇装置为例，系统介绍壳牌气化节能技术在装置运行中的应用。
1甲醇合成弛放气回收节能可行性的探讨与经济分析
1.1
工艺概况
为保证甲醇合成塔的反应压力（根据催化剂的活性而变，控制在8.1MPa 以下），出合成塔的反应气经粗甲醇分离器分离后的气体：一部分作为循环气返回压缩工段，另一部分排放至氢回收工段。经过氢回收工段回收氢后的排放气，就是合成弛放气。合成弛放气含有较高的热值，
主要成分为N 2、H 2、CO 、CO 2等，可以直接燃烧。合成弛放气的规格见表1。这部分气体直接排放至火炬造成能源的浪费。如能把这部分放空的废气回收利用，则能起到能源的充分利用，
减少了浪费，达到了减排增效的目的。表1
甲醇合成弛放气规格
项目分子量合成气组分/mol%
H 2O 180.1H 2229.0CO 2814.8CO 244 3.0N 22850.5Ar 40 2.1CH 3OH 320.1CH 4
16
热值/（MJ /Nm 3）
5.179分子量20.9压力/MPa （G ）0.2温度/?
40
1.2甲醇合成弛放气应用可行性工艺探讨及简单核
算
Shell 干煤粉气化技术中磨煤干燥单元，热风炉开车时用以
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82·广州化工2010年38卷第2期
柴油燃料，正常后以粗合成气为燃料，燃烧风机提供助燃风。加热一定量的工艺循环气至设定温度，送给磨煤机以干燥煤粉。按设计要求粗合成气燃烧热值为6.146MJ/Nm3，气化95%负荷时热风炉每小时所需量为2500Nm3/h，热风炉所需热量每小时为：
2500Nm3/h?6.146MJ/Nm3=15365MJ/h
实际运行中每小时甲醇合成弛放气排放量：5000Nm3/h。
根据表1甲醇合成驰放气燃烧热值为：5.179MJ/Nm3。
甲醇合成弛放气每小时回收后能提供热量为：
5000Nm3/h?5.179MJ/Nm3=25895MJ/h
通过运算可知，甲醇合成每小时驰放气排放是能满足热风炉热量需求，但在实际运行当中考虑到稳定运行以及热风炉炉温稳定的因素，故采用少量粗合成气和甲醇合成弛放气掺烧，这样减少了甲醇合成弛放气的排放污染，也达到了节能的要求。1.3经济分析及效益核算
磨煤系统运行正常时（气化95%负荷），合成弛放气投用前后粗煤气及弛放气的用量对比见表2。
表2合成弛放气投用前后粗煤气及弛放气的用量对比
单台热风炉粗煤气耗用量
/（Nm3/h）
弛放气耗用量
/（Nm3/h）
备注
未投用弛放气25000
投用弛放气8002017.4节省量170095%负荷工况下，吨甲醇耗煤气量：2012Nm3/h
气化95%负荷时，磨煤系统基本都是单系列运行，也即为单台热风炉运行，则此工况下：
每小时增产甲醇：1700?2012=0.845吨
每天增产甲醇：0.845?24=20.4吨
每年增产甲醇（按300天算）：20.4?300=6120吨
若按甲醇价格为1800 3000元/吨计算，则通过此项可为公司创造1101.6 1836万元效益，也起到了“增效”的效果。
2低温甲醇洗CO
2
回收送气化循环利用简介与经济分析
2.1工艺概况
Shell煤气化工艺是以氮气作为煤粉加压输送介质，将煤粉
带入气化炉，该工艺生产的合成气适合于燃气发电或合成生产，由于合成气中存在大量氮气，这种工艺不适用于煤制甲醇装置［3］。气化刚开车时煤粉输送载气为空分提供的高压N2，N2在粗煤气中较大比例严重影响到后工段的甲醇产量与品质。因为
N
2
则不参与这些主反应，且最终会在合成系统被排放掉，这样增加了排放量增加了无形能量的消耗，而且排放过程中要有CO、
CO
2
等气体也被排放火炬燃烧后至大气。
2.2低温甲醇洗CO
2
回收工艺简介
低温甲醇洗工段3塔（再吸收塔）出来的CO
2
气体，经换热
器后外送至CO
2
压缩机（五级经往复式压缩机）提压（四级提压到5.2MPa，五级提压至8.1MPa）、换热升温至130?后，送往气
化公用系统。气化公用系统CO
2
压缩气主要用于煤粉输送系统的锁斗充压、给料罐稳压、煤粉输送载气等。这样的话相应减少了后工序排放量，能起到“减排”的作用。
2.3经济分析
气化95%负荷运行正常时，N
2
与CO
2
分别作为煤粉输送载
气时粗煤气的组分比较见表3。
表3N
2
与CO
2
分别作为煤粉输送载气时粗煤气的组分比较组份N2为载气CO2为载气备注
CO/%58.8467.55
H2/%18.7919.60
CO2/% 3.968.32
N2/%16.9 3.90
其他/% 1.510.63
（1）所用煤种一致；
（2）N
2
含量在粗煤气中
组分高时，相应气体成
分中NH3\HCN等会提
高。
2.3.1经济效益核算
由于粗煤气的组分在后续的变换工段会在变换炉里发生一
系列的化学反应，这些反应中CO/CO
2
之间会进行部分转换，而
N
2
则不参与这些主反应，且最终会在合成系统被排放掉，故在计
算中采用N
2
做主要依据核算如下：
A、吨甲醇耗煤气量：2012Nm3/h
B、气化公用系统N
2
/CO
2
使用量：18000Nm3/h
C、根据表3可得到以CO
2
作为载气后，变相增加的粗煤气量大致在：（16.9－3.90）?18000=2340Nm3/h
D、每小时甲醇增产量：2340?2012=1.16吨
E、每天甲醇增加的产量为：1.16?24=27.84吨
F、年增产甲醇量为（按300天算）：27.84?300=8352吨
实际上，在我公司甲醇产品计量中投用CO
2
压缩气后每天的甲醇产量总体上会增加20 35吨，与核算结果大致吻合，起到了“增效”的效果。
若按甲醇市场价格为1800 3000元/吨，则通过此项可为公司创造1503.36 2505.6万元效益。
3渣水、灰水中滤出“煤泥”重新掺入原料煤中使用
3.1工艺概况
煤粉在气化炉中，会出现两种可能：（1）参与反应生成粗煤气、渣及飞灰；（2）未参与反应掉落渣水中成为渣水中固状物成分之一。
渣进入渣水系统，粗煤气及飞灰经飞灰过滤器后在湿洗塔中洗涤时少量飞灰进入到灰水系统。为保证渣水、灰水的循环利用，必须对其中的固状物进行处理，即通过真空过滤机对浓缩的渣水、灰水进行压滤得到初步处理的循环水和“煤泥”。
3.2分析结论
从上述分析可知，煤泥的成分主要为未反应的煤粉、部分渣微粒、少量飞灰微粒等，煤泥随机取样煤质分析数据见表4。
从表4数据上看，煤泥中未参与反应的煤粉成分较高且灰分的灰熔点在气化炉的操作温度（1500? 1700?）之下，故而可以对煤泥晾干后重新按照一定的比例掺入原料煤中回收利用。
3.3经济分析
在气化95%负荷运行的情况下，原煤日消耗量和煤泥日生
·
92
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2010年38卷第2期广州化工
产量见表5。
表4煤泥煤质分析数据
分析项目执行标准分析结果
全水分Mt/%GB/T211－199649空气干燥基水分Mad/%GB/T212－20010.12
空气干燥基灰分Aad/%GB/T212－200152
空气干燥基挥发分Vad/%GB/T212－2001 1.74
空气干燥基固定炭FCad/%GB/T212－200146.14
空气干燥基全硫St，ad/%GB/T213－20030.55
空气干燥基氢含量/%— 2.32收到基低位发热量Qnet，ar/（Cal/g）GB/T213－20031547灰熔点（流动温度）/?—1346
表5气化95%负荷生产数据
项目数据/t备注
原煤日消耗量1800
煤泥日生产量30晾干后折算为16t
3.3.1经济效益核算
表5中可以分析出：每日生产的“煤泥”完全可以全部掺入原料煤中重新利用。由于煤泥的含水量较高，其晾干后大致可折算成每天16吨。
在95%工况下，原料煤按市场价格300 500元/吨计算，则：每天节约生产成本为4800 8000元，每年（按300天算）节约成本为144 240万元。
4结论
无论是弛放气的回收，还是CO
2
的循环利用，都直接减少了化工废气的排放。煤泥的回收则间接保证化工生产废水的再循环利用，避免了大量废水的排放。从上述“减排增效”节能技术应用，不难看出壳牌气化设计的角度上，是十分注重环保及经济效益，随着各合成氨或甲醇装置中壳牌气化的应用与逐步完善，壳牌气化技术还是值得推广的。
当然这些技术的应用过程中也会遇到一些难题，比如倒换
CO
2
初期Shell气化炉温度的波动性大，煤泥的回收对合成器冷却器积灰的影响大。但相信通过不断的技术探讨与相应的技术改进措施的实施，Shell煤气化技术将会成为中国煤气化技术的发展方向。
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32.
（上接第22页）
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03
·广州化工2010年38卷第2期
壳牌气化炉构造说明
主题: 关于气化炉炉体构造的说明 1.气化炉 气化炉炉膛壳体内径为?4630,高～321450mm采用裙式支座支承。上部冷激段直径?3020,高～9550mm。 气化炉内件包括气化段、渣池、激冷段三个部分,它们由气化段园筒水冷壁、气化段锥顶、气化段锥底、渣池锥顶、渣池热筒壁、喷水环、渣斗、激冷管、喷嘴冷却锥、吹风管、正常冷激器与高速冷激器等14个部件组成。 气化炉的设计压力为5、2/F、V MPa, 设计温度3500C;操作压力4、2/4、0 MPa;压力容器壳体的设计温度>200 0C。为了保证气化关键设备使用寿命达到25年以上,设备设计与制造等方面均采取了相应措施。壳体腐蚀裕量5、0mm。 气化空间(包括圆筒膜式壁,炉顶、炉底传热面及其附件)与渣池的顶部渣屏表面,因该区域处于气化反应最高温度区,热流密度最大(达170～230kW/m·K),多数部位又与高温熔融炉渣接触,为了减少传热量,保持反应空间气化反应正常进行,减少内侧金属壁温的增值(基于减少结构内应力与腐蚀对选定材料金属实际壁温的要求与防止熔融炉渣的直接冲刷等),要求对其内壁受火面进行保护。通常采用设置销钉加衬耐火衬里的方法。但设置的耐火衬里层厚度应适当,过薄实施有困难且有可能达不到预期效果,过厚又将由于热阻增加引起气化炉壁凝固的渣层增厚而使排渣产生困难,严重时也有可能危及气化炉的正常操作。 对于气化反应空间其它不能实施耐火衬里保护的冷却传热部件,则有可能由于高热流密度的影响将加快其受火面的损坏。例如煤粉烧咀的锥形护罩,开工喷咀、点火烧咀与火焰观察孔的水夹套等。 为了形成气化空间、渣池与冷激管,气化炉内件采用了多种形式的膜式壁传热面。根据结构形状、载荷条件与制造的可能性,有的采用管－翅－管结构(如圆筒膜式壁与冷激管);有的采用光管制的螺旋管(如顶锥／冷激底传热面,渣池顶部的渣屏,煤烧咀的锥形护罩等);有的则采用双Ω管制的螺旋锥形传热面(如炉底锥形传热面)。为了制作出所需的形状,均采用了板(条)型或圆钢等连接件与管子直接焊接,且在这区域的内件(包括管子、连接板、棒／条)绝大多数选用了焊接性能较好、热传导性能较好的13CrMo44材料。为了保证这些部件达到预期的使用寿命,在操作状态下(特别就是在高硫条件下)结构的最高壁温都希望不超过300℃。因此,控制膜式壁水／汽压力不超过某一特定值,保证金属壁的实际温度始终都能在材料腐蚀允许范围内就成了这种内件结构与用材长周期运行的先决条件。 材料方面基于H2S腐蚀考虑,对于使用不同煤种设计的气化炉,因其炉气中的H2S含量存在较大差异,对可能采用高硫煤种的气化炉膜式壁的水／汽压力应选用低一些(以满足要求的使用寿命为限);对能保证采用低硫煤种的气化炉膜式壁的水／汽压力可相应选用高一些。 ——内件部分: (1) 内件与高温气体接触部分(包括对流管束)均采用冷却效果较好的水冷壁结构。
壳牌煤气化技术简介
主流煤气化技术及市场情况系列展示（之五） 壳牌煤气化技术 技术拥有单位：壳牌全球解决方案国际私有有限公司 壳牌是世界知名的国际能源公司之一。壳牌煤气化技术可以处理石油焦、无烟煤、烟煤、褐煤和生物质。气化炉的操作压力一般在，气化温度一般在1400～1700摄氏度。在此温度压力下，碳转化率一般会超过99%，冷煤气效率一般在80～83%。对于废热回收流程，合成气的大部分显热可由合成气冷却器回收用来生产高压或中压蒸汽；如配合采用低水气比催化剂的变化工艺，在变换单元消耗少量蒸汽即可保证变换深度要求，剩余大量蒸汽可送入全厂蒸汽管网，获得可观的经济效益。 目前，壳牌全球解决方案国际私有有限公司负责壳牌气化技术的技术许可，工艺设计以及技术支持。2007年壳牌成立了北京煤气化技术中心，2012年初，壳牌更是将其全球气化业务总部也从荷兰移师中国，这充分体现了壳牌对中国现代煤化工蓬勃发展的重视，同时壳牌也能更好地利用其全球气化技术能力，贴近市场，为中国客户提供更加快捷周到的技术支持。目前，在北京的壳牌煤气化技术团队可提供从研发、工程设计、培训、现场技术支持以及生产操作和管理的全方位技术支持和服务。 一、整体配套工艺 根据不同的煤质特性以及用户企业的不同生产需求和规划，壳牌开发了下面3种不同炉型： 壳牌废锅流程是当前工业应用经验最丰富的干粉气化技术。它的效率和工艺指标的先进性已经得到了验证和认可，而且在线率也在不断创造新的世界纪录，大部分客户已实现满负荷、长周期、安全、稳定运转。如果业主比较关注热效率,全厂能效和环保效益的话，采用壳牌废锅流程并配合已成功应用的低水气比变换技术应该是最合适稳妥的方案。 壳牌上行水激冷流程特别适合处理有积垢倾向的煤种；适合大型项目，此外投资低，可靠性高。对于比较关注在线率和低投资的业主，采用壳牌上行水激冷流程应该是最合适稳妥的方案。
壳牌煤气化
工艺原理 壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO 等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。 工艺流程 目前，壳牌煤气化装置从示范装置到大型工业化装置均采用废锅流程，激冷流程的壳牌煤气化工艺很快会推向市场。 原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90%<100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900 ℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量副产高压、中压饱和蒸汽或过热蒸汽后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1 mg/m3送后续工序。 湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。 在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。 技术特点 （1）煤种适应性广 对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。 （2）单系列生产能力大 目前已投人生产运行的煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000 t/d 以上。
壳牌气化炉的现场组焊技术
石油化工建设10. 03 图1气化炉整体模型 1气化炉概况 近年来，随着煤化工的兴起，煤液化技术、煤制甲醇、油改煤在国内大批推进，其中壳牌气化炉（以下简称：气化炉）是采用最多的设备之一，如神华煤制油、中原大化50万t 甲醇装置、大唐多伦168万t 甲醇46万t 煤基烯烃均采用壳牌专利技术。壳牌气化炉一律为专利设备整体引进，并由外商进行总体设计，其壳体部分大致分由两个国家制造：西班牙、印度L ＆T 公司；内件部分由荷兰SEG 公司设计，分别由西班牙和L ＆T 公司制造；其结构形式为膜式水冷壁结构。1.1气化炉总体介绍 气化炉主要由壳体和内件组成。其中壳体分为反应器（Re-actor ）＋激（急）冷管（Quench Pipe ）（位号：V1301），合成气冷却器（Syngas Cooler ）＋气体返回室（Gas Return Chamber ）（位号：V1302），输气管（Transfer Duct ）（位号：V1303）。内件分为渣池（位号：V1401）、激冷管中压蒸汽发生器（位号：E1301）、输气管中压蒸汽发生器（位号：E1302）、合成气冷却器中压蒸汽发生器（位号：E1303）、气化炉反应器中压蒸汽发生器（位号：E1320）以及气体返回室内的立管（主管）和斜管（支管）等七部分。1.2设备材料及设备规格 气化炉整体重量约1300t 。壳体主要材质为SA387GR11CL2；在反应器段、合成气冷却器段有一部分材质为复合材料SA387GR11CL2＋NO8825；最大壁厚285mm ；壳体最大内径Φ4630mm ；需要现场组对焊缝处的壁厚为65～90mm ；整体长段50.2m 。气化炉整体模型如图1所示。1.3设备分段（以2000t 炉子为例） 为了满足设备内陆道路运输及组焊吊装要求，在初步设计期间，技术方案的讨论必须有制造厂商参加，他们必须充分考虑 管口方位、外壳外部尺寸等因素，并按照以下尺寸和重量极限进 行设计分段： （1）组件高度最高5.1m ；（2 ）组件宽度最大7m ；（3）组件长度最长25.00m ；（4）组件重量 最大150t 。 具体的设备分段情况列表如表1、表2所示：（注大唐3000t 炉子分段的几何尺寸及重量略大些） 壳牌气化炉的现场组焊技术 ■肖晓磊 中国化学工程第十一建设公司河南开封 475002 摘 要通过与壳牌公司技术交流，借鉴国外压力容器组焊的先进经验，在国内中石化油改煤工程投料调试的经验基础上， 结合大型气化炉组焊技术的工程实例，阐述一项成熟的气化炉现场组焊技术。本文着重于描述施工程序（组装流程） 、组对与焊接、内件安装。对于无损检测、消除应力热处理、液压试验、衬里等仅做一般性介绍。关键词壳牌技术气化炉现场组对 焊接 中图分类号TG44 文献标识码B 文章编号1672-9323（2010）03-0035-08 35
壳牌煤气化技术(DOC2)(1)
壳牌煤气化技术 在世界所需要的基本能源中，接近30%由煤炭提供。世界所需要的电量之中，近40%是用煤炭生产的。在目前已探明储量的能源之中，煤炭是蕴藏量最丰富、分布最广泛燃料，而且煤炭的价格相对石油与天然气也是最低的。中国是属于“缺油少气”的国家，但是煤炭储量却占有世界煤资源总量的1/3。按照同等热值计算，中国已探明的石油储量还能够使用不到20年，天然气约为30年，而煤炭则至少为200年。天然气比替代能源如石油和煤炭更为洁净，但是目前只能满足不到3%的能源需求，主要还是依赖煤炭与石油，煤炭满足了中国超过70%的能源需求。 但是，煤炭燃烧排放的污染却越来越引起人们对环境保护的关注。传统用煤的方式只有直接燃烧，燃烧后的废物，包括二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等会直接进入大气层。 煤气化是一种最洁净的煤炭利用技术，能够避免煤直接燃烧的污染。另外，煤气化方式利用煤的能源效率高。原料煤所含的能量之中，约80%到83%以合成气形式回收，另外14%到16%以蒸汽形式回收，总之，96%以上的煤能源都能够被利用。 壳牌煤气化技术采用干燥方式，用氮气将煤粉送到气化炉，最后生成合成气，即一氧化碳和氢的混合物。合成气中含有原煤中约80%的能量，另外15%的有效能量以蒸汽的形式获得。整个气化过程只有5%的能量流失。合成气可以用来制造纯氢，生产合成氨、甲醇、含氧化合物，以及尿素及合成氢燃料等衍生物。该合成气还可用于电厂供热、蒸汽和发电的燃料，并可作为城市用气。 壳牌煤气化技术使煤炭得以充分利用。其中，硫化物被还原成纯硫磺，可以作为原料出售给化工行业；灰份则被回收为清洁炉渣，用来制造建筑材料。整个工艺的用水量极低，废水也很容易净化。壳牌煤气化技术的另一个优势在于它适用于不同种类的煤，包括劣质的次烟煤和褐煤。 日前，壳牌煤气化技术在中国已取得了重大进展: -壳牌已在XX省XX建立了一个合资厂，其中壳牌与中石化各持有50％的股份。 该合资厂日处理煤2000吨，为中石化巴陵化肥厂提供合成气作为原料。工厂建 设目前正顺利进行。 -壳牌以授权方式向中国六家大型化肥厂提供煤气化技术, 用于生产合成气。
壳牌煤气化问题
1、Shell煤气化技术开车问题分析 Shell粉煤加压气化工艺是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术，国内进口了十多套，其中三套（分别在岳阳，安庆、枝江）干煤粉气化炉，近一段时间开车。三套干煤粉气化炉刚开车时，出现了严重的问题（按供应商提供操作条件操作）：Shell每台气化炉有点火烧嘴一个，开工烧嘴2个，煤粉喷嘴4个。在气化炉投料运行前需要对气化炉进行烘炉，烘炉是用两个开工烧嘴时进行的，用点火烧嘴对开工烧嘴进行点火。点火顺序：点火烧嘴—开工烧嘴—煤粉烧嘴；首先点着点火烧嘴，之后开工烧嘴投料，给气化炉升温和升压，当温度和压力达到了工艺要求的工况时，煤粉烧嘴进行化工投料，至此，气化炉进入化工运行阶段。岳阳，安庆，枝江三家使用Shell气化炉的企业在对点火烧嘴进行开车时都出现了同样的问题：点火不到10秒钟就将其点火烧嘴烧坏；该点火烧嘴的内喷头材质是铜，外壳为不锈钢incolly-800材料。燃料油从内喷头12个圆孔喷出，与氧气在内喷头与外壳之间的空隙混合，然后自12个槽型孔喷出，喷出之后进行燃烧。中心通冷却水，对点火烧嘴进行冷却。在点火烧嘴点火10秒钟后，点火烧嘴的外壳就如同气割一样被切割开了，严重损坏了。 问题①点火烧嘴易损坏，最短时间不大于10秒钟，最多使用不到二十次，厂家是否有改进的措施？ ②点火烧嘴造价高昂、更换频繁，从技术上能否提高设备寿命？ ③点火烧嘴是否实现了国产化？造价、寿命如何？。
2、SHELL气化炉、GE废锅气化炉和GE水冷激气化炉 ①气化炉运行负荷是否能够达到100%？，目前是多少？ ②连续运行时间是多少？目前有没有突破两个月？ ③维修项目有哪些？维修时间能否缩短？成本如何？ 3、煤气化工艺中循环使用的洗涤灰水如何处理效果最佳? 4、壳牌煤气化工艺流程中的合成气反吹系统的反吹介质能否用洗涤后的粗合成气改为高温高压氮气？是否满足下游装置的工艺要求？对比节省工程投资是多少？ 5、壳牌粉煤气化是一种先进成熟的洁净煤气技术,该技术的关键设备是由气化炉、输气管和合成冷却器三大件组成，其中气化炉又是核心，如何将气化炉、输气管和合成气冷却器等设备进行安全可靠合理的配置，实现高转化效率，长周期运行，节省投资？ 6、废锅造价高，现在是否有降低造价的措施？尤其采用上行废锅形式，煤气激冷、余热回收、去除渣尘使这套系统变得庞大、复杂、昂贵；为了清除渣尘，采用庞大的陶瓷过滤装置，需要定期脉冲反吹。能否采用下行水激冷工艺设备？ 7、气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，能否综合利用？ 8、合成气中的粉尘含量的标准是多少？检测措施是什么？如果合成气粉尘超标将直接影响合成气的质量，对下游工艺流程有什么影响？
SCGP(壳牌)煤气化工艺
SCGP（壳牌）煤气化工艺 1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。 1.1工艺原理。 SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。典型的SCGP煤气成分见表1。 1.2工艺流程。 目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。 原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸
汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。 湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。 在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。 1.3技术特点。 1.3.1煤种适应性广。 SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。 1.3.2单系列生产能力大。 煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。 1.3.3碳转化率高。 由于气化温度高，一般在1400～1600℃，碳转化率可高达99％以上。 1.3.4产品气体质量好。 产品气体洁净，煤气中甲烷含量极少，不含重烃，CO＋H2体积分数达到90％以上。 1.3.5气化氧耗低。 与水煤浆气化工艺相比，氧耗低15％～25％，可降低配套空分装置投资和运行费用。 1.3.6热效率高。
壳牌气化炉用煤分析
煤气化近期用煤分析 一、近期用煤及调整情况 1、煤气化双炉在2017年2月7日及以前用煤主要为： 白羊墅贫瘦煤：东川蒙煤：瑞丰蒙煤=23%：14%：63%。 2、受配煤后煤质波动较大影响在2月8日开始双炉上煤按1:1加配了（汽运阳泉贫瘦煤：瑞丰蒙煤=20%：80%），因此煤气化上煤调整为： （白羊墅贫瘦煤：东川蒙煤：瑞丰蒙煤=23%：14%：63%）：（汽运阳泉贫瘦煤：瑞丰蒙煤=20%：80%）=1：1。 3、因近期煤气化消耗较高，为排除相关煤粉指标（如CaO、热值等）对气化炉消耗的影响，自2月14日起煤气化上煤1#炉没变，2#炉改为： 阳泉贫瘦煤:东川大砭窑混蒙煤:大砭窑蒙煤=24%:40%:36% 4、1#炉因前一种煤用完，自2月18日起煤气化1#炉上煤改为： 阳泉贫瘦煤：瑞丰蒙煤：东川蒙煤=18%：64%：18% 二、煤质分析 1、灰分 根据下图1、2#炉用煤灰分可以看出（主要看中采），本月上旬灰分波动较大，上煤时调整为1:1后灰分趋于稳定；2#炉换煤后灰分较同期1#炉要稳定。
2、低位热值 从下图可以看出，双炉低位发热量变化同灰分变化相同，双炉上旬波动较大，中采热值在5700左右；中旬经过两次换煤后双炉热值都有所提高在5800左右。
3、硅铝比 从下图可以看出，本月上煤2月7日调整后硅铝比略有下降，从2.1降到2.0左右；2月14日2#炉第二次调整后从2.0涨到2.2左右；2月18日1#炉调整后硅铝比有所上涨。
4、CaO变化 从下图可以看出本月上旬双炉中采CaO含量基本在6%左右，但波动较大，经双炉上煤调整后波动有所好转；2#炉14日换煤后稳定在6%-7%；1#炉18日换煤后有上涨趋势（受数据较少只供参考）。
壳牌气化炉构造说明
主题：关于气化炉炉体构造的说明 1.气化炉 气化炉炉膛壳体内径为4630，高～321450mm采用裙式支座支承。上部冷激段直径3020，高～9550mm。 气化炉内件包括气化段、渣池、激冷段三个部分，它们由气化段园筒水冷壁、气化段锥顶、气化段锥底、渣池锥顶、渣池热筒壁、喷水环、渣斗、激冷管、喷嘴冷却锥、吹风管、正常冷激器和高速冷激器等14个部件组成。 气化炉的设计压力为MPa, 设计温度3500C；操作压力MPa；压力容器壳体的设计温度>200 0C。为了保证气化关键设备使用寿命达到25年以上，设备设计和制造等方面均采取了相应措施。壳体腐蚀裕量。 气化空间（包括圆筒膜式壁，炉顶、炉底传热面及其附件）和渣池的顶部渣屏表面，因该区域处于气化反应最高温度区，热流密度最大（达170～230kW/m·K），多数部位又与高温熔融炉渣接触，为了减少传热量，保持反应空间气化反应正常进行，减少内侧金属壁温的增值（基于减少结构内应力和腐蚀对选定材料金属实际壁温的要求和防止熔融炉渣的直接冲刷等），要求对其内壁受火面进行保护。通常采用设置销钉加衬耐火衬里的方法。但设置的耐火衬里层厚度应适当，过薄实施有困难且有可能达不到预期效果，过厚又将由于热阻增加引起气化炉壁凝固的渣层增厚而使排渣产生困难，严重时也有可能危及气化炉的正常操作。 对于气化反应空间其它不能实施耐火衬里保护的冷却传热部件，则有可能由于高热流密度的影响将加快其受火面的损坏。例如煤粉烧咀的锥形护罩，开工喷咀、点火烧咀和火焰观察孔的水夹套等。 为了形成气化空间、渣池和冷激管，气化炉内件采用了多种形式的膜式壁传热面。根据结构形状、载荷条件和制造的可能性，有的采用管－翅－管结构（如圆筒膜式壁和冷激管）；有的采用光管制的螺旋管（如顶锥／冷激底传热面，渣池顶部的渣屏，煤烧咀的锥形护罩等）；有的则采用双Ω管制的螺旋锥形传热面（如炉底锥形传热面）。为了制作出所需的形状，均采用了板（条）型或圆钢等连接件与管子直接焊接，且在这区域的内件（包括管子、连接板、棒／条）绝大多数选用了焊接性能较好、热传导性能较好的13CrMo44材料。为了保证这些部件达到预期的使用寿命，在操作状态下（特别是在高硫条件下）结构的最高壁温都希望不超过300℃。因此，控制膜式壁水／汽压力不超过某一特定值，保证金属壁的实际温度始终都能在材料腐蚀允许范围内就成了这种内件结构和用材长周期运行的先决条件。 材料方面基于H2S腐蚀考虑，对于使用不同煤种设计的气化炉，因其炉气中的H2S含量存在
壳牌煤气化装置(SCGP)操作规程精品完整版
壳牌煤气化装置(SCGP)操作规程 1、煤气化装置各岗位的岗位职责 1.1 磨煤岗位 本岗位的职责是将电厂燃料车间送来的碎煤贮存在碎煤仓V-1101A/B中，石灰石贮存在V-1102A/B中，两者混合配比加入到中速磨A-1101A/B中，〉在微负压和惰性气体条件下被磨粉干燥，干燥所需的热量由热风炉F-1101A/B中燃烧合成气或柴油提供，出来的煤粉要求直径范围0.005mm〈 D〈0.09mm，煤粉被输送到袋滤器S-1103A/B，之后送往低压粉仓V-1201A/B。 1.2 现场岗位 本岗位的主要职责是做好现场巡查工作，,做好开车前后设备的运行、调试,让每件现场设备具备一次开车成功能力；在开车期间,协助中控岗位做好设备的运行监护,准确无误的做好数据记录，并对未运行设备进行维护、保养,使设备随时处于可备用状态。(现场设备包括压缩机，汽包，破渣机，火炬系统,各种高低压泵等)。 1.3 分析岗位 本岗位的职责是对煤气化工艺所需各种原料进行及时准确的分析,对正常生产中的气体,液体,固体进行取样分析,并把分析结果及时反馈给中控岗位,以协助中控岗位控制好整个煤气化装置的运行。 1.4 中控岗位 本岗位的职责是维持磨煤系统(U-1100),煤给料系统(U-1200),气化系统(U-1300),除渣系统(U-1400),干法除尘系统(U-1500),湿法除尘系统(U-1600).初级水处理系统(U-1700)及公共系统(U-3000至3600)的正常运行，并协调与电厂燃料车间,氨厂净化车间,空分车间的生产关系。 磨煤系统(U-1100)的职责是与现场磨煤岗位的协调,将合格的粉煤送往煤给料系统。 煤给料系统(U-1200)由2套完全相同的锁斗加压系统组成,本系统的职责是将磨煤送来的粉煤经煤锁斗加压,再送往气化炉的四个煤烧嘴。 气化系统(U-1300)的职责是将加压后的粉煤以及氧蒸汽混合物通过2对相对的煤烧嘴送入气化炉,使粉煤和氧蒸汽混合物在一定条件发生反应,同时控制好炉内的温度,压力,出口合成气的温度及气化炉内的渣层厚度.并将产生的中压饱和蒸汽导入管网。 除渣系统(U-1400)的职责是将气化炉口流出的液态渣冷却,粒化并排至渣收集槽T-1401,然后捞渣机及渣输送带送往渣场. 干法除尘系统(U-1500)的职责是除去来自合成气中的干灰(通过过滤器和锁斗系统),同时将飞灰中的有毒微量气气提,然后将飞灰输送到筒仓,或送至磨煤系统。 湿法洗涤系统(U-1600)的职责是将经过干法除尘后的热合成气在湿洗塔里洗涤激冷,以脱除粗合成气中所含的氯化氢,氢氟酸和微量固体.最后将合格的合成气送往净化车间。 初级水处理系统(U-1700)的职责是将除渣系统,湿洗系统及其它装置送来的废水,进行初级处理、回收、再利用。 公共系统包括氮气系统(U-3000),燃料和火炬系统(U-3100),冷却水系统(U-3200),工艺水系统(U-3300),蒸汽/冷凝液系统(U-3400),酸碱系统(U-3600)。该系统为各单元提供服务,满足各单元对氮气,各种用水,蒸汽,酸碱等需要。 2、煤气化装置各岗位的岗位管辖范围 2.1 U-1100 磨煤与干燥系统 A-1101A/B 磨煤机2台
壳牌气化简介
煤气化装置技术
目录 第一章煤气化装臵概况 第一节壳牌煤气化工艺简介............................................................................. 第二节工艺流程方框图.................................................................................... 第三节生产工段设臵........................................................................................ 第二章磨煤与干燥系统 第一节磨煤和干燥装臵的目的和作用.............................................................. 第二节工艺介绍................................................................................ .................. 第三章粉煤加压及输送系统 第一节煤加压及输送的目的和作用.....................................................................第二节工艺介绍................................................................................ ........... ..........第四章气化系统和水、汽系统 第一节气化系统和水、汽系统的目的和作用...................................................第二节工艺介绍................................................................................ ........................第五章渣水处理系统 第一节除渣系统的目的和作用............................................................................第二节工艺介绍................................................................................ ................. 第六章干法除灰系统 第一节干法除灰系统目的和作用.......................................................................... 第二节工艺介绍......................................................................................................第七章湿洗系统
壳牌煤气化技术
壳牌煤气化技术 在世界所需要的差不多能源中，接近30%由煤炭提供。世界所需要的电量之中，近40%是用煤炭生产的。在目前已探明储量的能源之中，煤炭是蕴藏量最丰富、分布最广泛燃料，而且煤炭的价格相对石油与天然气也是最低的。中国是属于“缺油少气”的国家，然而煤炭储量却占有世界煤资源总量的1/3。按照同等热值运算，中国已探明的石油储量还能够使用不到20年，天然气约为30年，而煤炭则至少为200年。天然气比替代能源如石油和煤炭更为洁净，然而目前只能满足不到3%的能源需求，要紧依旧依靠煤炭与石油，煤炭满足了中国超过70%的能源需求。 然而，煤炭燃烧排放的污染却越来越引起人们对环境爱护的关注。传统用煤的方式只有直截了当燃烧，燃烧后的废物，包括二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等会直截了当进入大气层。 煤气化是一种最洁净的煤炭利用技术，能够幸免煤直截了当燃烧的污染。另外，煤气化方式利用煤的能源效率高。原料煤所含的能量之中，约80%到83%以合成气形式回收，另外14%到16%以蒸汽形式回收，总之，96%以上的煤能源都能够被利用。 壳牌煤气化技术采纳干燥方式，用氮气将煤粉送到气化炉，最后生成合成气，即一氧化碳和氢的混合物。合成气中含有原煤中约80%的能量，另外15%的有效能量以蒸汽的形式获得。整个气化过程只有5%的能量流失。合成气能够用来制造纯氢，生产合成氨、甲醇、含氧化合物，以及尿素及合成氢燃料等衍生物。该合成气还可用于电厂供热、蒸汽和发电的燃料，并可作为都市用气。 壳牌煤气化技术使煤炭得以充分利用。其中，硫化物被还原成纯硫磺，能够作为原料出售给化工行业；灰份则被回收为清洁炉渣，用来制造建筑材料。整个工艺的用水量极低，废水也专门容易净化。壳牌煤气化技术的另一个优势在于它适用于不同种类的煤，包括劣质的次烟煤和褐煤。 日前，壳牌煤气化技术在中国已取得了重大进展: -壳牌已在湖南省岳阳建立了一个合资厂，其中壳牌与中石化各持有50％的股份。该合资厂日处理煤2000吨，为中石化巴陵化肥厂提供合 成气作为原料。工厂建设目前正顺利进行。 -壳牌以授权方式向中国六家大型化肥厂提供煤气化技术, 用于生产合成气。
壳牌气化装置开工烧嘴
热诚欢迎各位专家光临 视察指导 西安航天远征 流体控制股份有限公司 XIAN AEROSPACE YUANZHENG Fluid Control Technology Co.,Ltd. Fl id C t l T h l C Ltd
Shell粉煤加压气化炉 一键启动式开工解决方案“一键启动式”开工解决方案 西安航天远征流体控制股份有限公司 XIAN AEROSPACE YUANZHENG Fluid Control Technology Co.,Ltd.
概述 本篇论述我将抛去旁枝末节，直奔主体，提出我们举办本次交流会的主要宗旨。 在座的除了我们本公司成员和壳牌中国成员外，基本都是shell煤气化直接或间接的用户单位的各级领导，相信或大或小都为气化炉开车问题所困扰过，甚至正在被困扰着，我很高兴地在这里向不堪其扰的各位领导专家报告这个好消息：shell气化炉一键式启动如今成为了现实，各位用户从此不必再为开车问题而烦心了！ 西安航天远征流体控制股份有限公司 XIAN AEROSPACE YUANZHENG Fluid Control Technology Co.,Ltd.
11. 我公司研制SUB的源起 Shell粉煤加压气化炉一向以其煤种适应广、碳转化率高、氧耗低、热效率高、低污染等突出优点在众多的煤气化工艺中占据优势。而其投资成本大成为工艺推广的瓶颈。我们公司也正是瞅准了Shell粉煤加压气化炉工艺这些优势，利用我方作为国家唯一的火箭发动机研制单位几十年研制积累的燃烧技术优势，帮助Shell实现设备国产化，降低成本，提高市场竞争力。 西安航天远征公司自2006年便与SHELL公司接恰，受SHELL委托进行SUB的国产化工作。当时确定的思路是远征公司制作1：20缩尺的方案，并通过实际热试考验，满足大气环境下火焰稳定性前提下，再投入模拟背压，考验方案在有背压环境下产品的安全性。在上述试验均合格情况下，建造全流量试验件，进行全流量件在大气环境下的燃烧热试验。最终再交付实际工厂使用，满足用户实际需要为最终成功。 西安航天远征流体控制股份有限公司 XIAN AEROSPACE YUANZHENG Fluid Control Technology Co.,Ltd.
壳牌气化炉构造说明
.. .. 主题：关于气化炉炉体构造的说明 1.气化炉 气化炉炉膛壳体径为4630，高～321450mm采用裙式支座支承。上部冷激段直径3020，高～9550mm。 气化炉件包括气化段、渣池、激冷段三个部分，它们由气化段园筒水冷壁、气化段锥顶、气化段锥底、渣池锥顶、渣池热筒壁、喷水环、渣斗、激冷管、喷嘴冷却锥、吹风管、正常冷激器和高速冷激器等14个部件组成。 气化炉的设计压力为5.2/F.V MPa, 设计温度3500C；操作压力4.2/4.0 MPa；压力容器壳体的设计温度>200 0C。为了保证气化关键设备使用寿命达到25年以上，设备设计和制造等方面均采取了相应措施。壳体腐蚀裕量5.0mm。 气化空间（包括圆筒膜式壁，炉顶、炉底传热面及其附件）和渣池的顶部渣屏表面，因该区域处于气化反应最高温度区，热流密度最大（达170～230kW/m·K），多数部位又与高温熔融炉渣接触，为了减少传热量，保持反应空间气化反应正常进行，减少侧金属壁温的增值（基于减少结构应力和腐蚀对选定材料金属实际壁温的要求和防止熔融炉渣的直接冲刷等），要求对其壁受火面进行保护。通常采用设置销钉加衬耐火衬里的方法。但设置的耐火衬里层厚度应适当，过薄实施有困难且有可能达不到预期效果，过厚又将由于热阻增加引起气化炉壁凝固的渣层增厚而使排渣产生困难，严重时也有可能危及气化炉的正常操作。 对于气化反应空间其它不能实施耐火衬里保护的冷却传热部件，则有可能由于高热流密度的影响将加快其受火面的损坏。例如煤粉烧咀的锥形护罩，开工喷咀、点火烧咀和火焰观察孔的水夹套等。 为了形成气化空间、渣池和冷激管，气化炉件采用了多种形式的膜式壁传热面。根据结构形状、载荷条件和制造的可能性，有的采用管－翅－管结构（如圆筒膜式壁和冷激管）；有的采用光管制的螺旋管（如顶锥／冷激底传热面，渣池顶部的渣屏，煤烧咀的锥形护罩等）；有的则采用双Ω管制的螺旋锥形传热面（如炉底锥形传热面）。为了制作出所需的形状，均采用了板（条）型或圆钢等连接件与管子直接焊接，且在这区域的件（包括管子、连接板、棒／条）绝大多数选用了焊接性能较好、热传导性能较好的13CrMo44材料。为了保证这些部件达到预期的使用寿命，在操作状态下（特别是在高硫条件下）结构的最高壁温都希望不超过300℃。因此，控制膜式壁水／汽压力不超过某一特定值，保证金属壁的实际温度始终都能在材料腐蚀允许围就成了这种件结构和用材长周期运行的先决条件。 材料方面基于H2S腐蚀考虑，对于使用不同煤种设计的气化炉，因其炉气中的H2S含量存在较大差异，对可能采用高硫煤种的气化炉膜式壁的水／汽压力应选用低一些（以满足要求的
壳牌气化炉构造说明
.. . . 主题：关于气化炉炉体构造的说明 1.气化炉 气化炉炉膛壳体径为?4630，高～321450mm采用裙式支座支承。上部冷激段直径?3020，高～9550mm。 气化炉件包括气化段、渣池、激冷段三个部分，它们由气化段园筒水冷壁、气化段锥顶、气化段锥底、渣池锥顶、渣池热筒壁、喷水环、渣斗、激冷管、喷嘴冷却锥、吹风管、正常冷激器和高速冷激器等14个部件组成。 气化炉的设计压力为5.2/F.V MPa, 设计温度3500C；操作压力4.2/4.0 MPa；压力容器壳体的设计温度>200 0C。为了保证气化关键设备使用寿命达到25年以上，设备设计和制造等方面均采取了相应措施。壳体腐蚀裕量5.0mm。 气化空间（包括圆筒膜式壁，炉顶、炉底传热面及其附件）和渣池的顶部渣屏表面，因该区域处于气化反应最高温度区，热流密度最大（达170～230kW/m·K），多数部位又与高温熔融炉渣接触，为了减少传热量，保持反应空间气化反应正常进行，减少侧金属壁温的增值（基于减少结构应力和腐蚀对选定材料金属实际壁温的要求和防止熔融炉渣的直接冲刷等），要求对其壁受火面进行保护。通常采用设置销钉加衬耐火衬里的方法。但设置的耐火衬里层厚度应适当，过薄实施有困难且有可能达不到预期效果，过厚又将由于热阻增加引起气化炉壁凝固的渣层增厚而使排渣产生困难，严重时也有可能危及气化炉的正常操作。 对于气化反应空间其它不能实施耐火衬里保护的冷却传热部件，则有可能由于高热流密度的影响将加快其受火面的损坏。例如煤粉烧咀的锥形护罩，开工喷咀、点火烧咀和火焰观察孔的水夹套等。 为了形成气化空间、渣池和冷激管，气化炉件采用了多种形式的膜式壁传热面。根据结构形状、载荷条件和制造的可能性，有的采用管－翅－管结构（如圆筒膜式壁和冷激管）；有的采用光管制的螺旋管（如顶锥／冷激底传热面，渣池顶部的渣屏，煤烧咀的锥形护罩等）；有的则采用双Ω管制的螺旋锥形传热面（如炉底锥形传热面）。为了制作出所需的形状，均采用了板（条）型或圆钢等连接件与管子直接焊接，且在这区域的件（包括管子、连接板、棒／条）绝大多数选用了焊接性能较好、热传导性能较好的13CrMo44材料。为了保证这些部件达到预期的使用寿命，在操作状态下（特别是在高硫条件下）结构的最高壁温都希望不超过300℃。因此，控制膜式壁水／汽压力不超过某一特定值，保证金属壁的实际温度始终都能在材料腐蚀允许围就成了这种件结构和用材长周期运行的先决条件。 材料方面基于H2S腐蚀考虑，对于使用不同煤种设计的气化炉，因其炉气中的H2S含量存在较大差异，对可能采用高硫煤种的气化炉膜式壁的水／汽压力应选用低一些（以满足要求的
16万方每小时合成气壳牌气化工艺设计毕业设计
16万方每小时合成气壳牌气化工艺设计毕业设计 目录 1总论 (1) 1.1设计概况 (1) 1.1.1企业与项目概况 (1) 1.1.2投资背景 (2) 1.1.3 产品介绍 (3) 1.1.4 简要结论 (4) 1.1.5 设计基本原则 (5) 1.1.6 厂址方案 (5) 1.1.7 总平面布置 (6) 1.2煤气化技术 (6) 1.2.1煤气化的应用及重要性 (6) 1.2.2煤气化技术的现状及发展趋势 (7) 1.2.3煤气化基本原理 (8) 1.2.4气化工艺选择 (10) 1.3 壳牌气化工艺流程说明 (19) 1.3.1壳牌气化工艺特点 (19) 1.3.2 shell煤气化的原理 (22) 1.3.3 原料要求 (22) 1.3.4 工艺流程及主要设备 (24) 1.3.5环境评价 (29) 2.气化工艺设计及计算 (31) 2.1计算参数 (31) 2.2工艺计算 (32) 2.2.1基本数据计算 (32) 2.2.2气化过程平衡计算 (33) 2.2.3合成气制造总过程的热量平衡 (35) 2.3设备选型 (36) 2.3.1磨煤机选型 (36) 2.3.2气化炉选型 (39) 2.3.3炉气输送管及蒸汽过热器 (39)
2.3.4合成气冷却器 (42) 2.3.5循环气压缩机 (43) 2.3.6捞渣机选型 (45) 2.3.7二氧化碳压缩机选型 (47) 2.3.8氧气预热器 (49) 2.3.9洗气塔的选型 (54) 2.3.10各种泵的选型 (60) 3.非工艺部分设计 (59) 3.1公用工程 (59) 3.1.1 采暖与通风设计 (59) 3.1.2控制系统设计 (59) 3.1.3电力供应设计 (63) 3.1.4给排水设计 (64) 3.2道路与绿化设计 (65) 3.3建筑设计情况 (66) 3.4人员组织 (66) 4.二期总经济概算 (67) 4.1 基础数据 (67) 4.1.1 产品方案及生产规模 (67) 4.1.2 项目投资与资金来源 (67) 4.1.3 经济计算期与建设期 (68) 4.1.4 资金使用规划 (68) 4.1.5 固定资产折旧费与无形递延资产摊销费 (69) 4.1.6 产品价格及税率 (69) 4.2 财务分析 (69) 4.2.1 成本估算 (69) 4.2.2 销售收入、利润及税金 (70) 4.2.3 投资利税率与投资利润率 (70) 4.2.4 偿还贷款能力与偿还贷款年限 (70) 4.2.5 现金流量及评价指标 (70) 4.3不确定性分析 (71) 4.3.1 敏感性分析 (71) 4.3.2 盈亏平衡分析 (69) 4.4 经济概算小结 (72) 参考文献： (73) 附录 (74) 设备一览表 (74) 致谢 (76)
壳牌煤气化与德士古煤气化工艺对比
壳牌煤气化与德士古煤气化工艺对比 前言 壳牌加压气化法与德士古水煤浆加压气化法均为目前世界上较先进的气化技术，同属气流床加压气化法。其共同特点是工艺对煤的适应范围较宽，可利用粉煤，单台气化炉生产能力较大，气化操作温度高，液态排渣。碳转化率高，煤气质量好，甲烷含量低，不产生焦油、萘、酚等污染物，炉灰渣可以用作水泥的原料和建筑材料，“三废”处理简单，易于达到环境保护的要求，生产控制水平高，易于实现过程自动化及计算机控制。但两种气化技术在许多方面有着各自鲜明的特点，本文从以下几个方面对比壳牌（SHELL）和德士古(TEXACO)的气化技术。 一、壳牌（SHELL）和德士古（TEXACO）工艺比较 Shell煤气化的基本思路是: (1)夹带物流;( 2)纯氧作气化剂; (3)夹套水冷壁; (4)液态排渣; (5)对称切向进料喷嘴; (6)干粉进料。 流程简述:原料煤输送至磨煤机,磨煤机把原料煤粉碎至合适有效的气化尺寸(质量分数为90 %的颗粒小于100μm) ,煤粉碎的同时用惰性气体干燥,把蒸发后的水蒸气带走,经内部分离器分级后,合格的煤粉被收集在沉降池里,气化所需要的氧气由空气装置提供,空分装置来的氮气经压缩后为输煤系统提供低压氮气和高压氮气。干燥后的合格的煤粉被氮气输送至煤加压及供料系统,加压后的煤粉、氧气和蒸汽通过成对喷嘴进入气化炉,气化炉的操作压力为3. 0M Pa～4. 0M Pa,反应温度高达1 400℃～1700℃,熔渣自气化炉的下部流出,与水接触,形成固体颗粒通过灰锁排出。温度为1500℃的出口气体与冷激气混合后,降至900℃进入废锅,经废热锅炉回收热量,合成气温度降至250℃,再经陶瓷过滤器将合成气中的粉尘降至3 m g/m3～5 m g/m3,进入水洗塔,使合成气中的粉尘含量进一步降至1 m g/m3送后工序。 工艺特点:具有操作弹性大、原料适用性强、环保性能好等,煤种适应范围广,碳转化率> 99. 5 %,气体成分中(CO + H2)的体积分数> 90%,冷煤气效率高，达
壳牌煤气化技术及国内引进的19套SCGP装置共23台炉现状
国内引进的19套SCGP装置基本情况 序号企业名称建设地点日投煤量/t 气化炉/台产品名称签约或生效日期投产日期 1 湖北宜化双环化工集团有限公司湖北应城 900 1 合成氨2001-5 2006-5 2 广西柳州化工股份有限公司广西柳州 1100 1 合成氨2003-9 2007-1 3 中石化岳阳壳牌煤气化有限公司湖南岳阳 2200 1 合成氨2003-9 2006-12 4 中石化湖北化肥分公司湖北枝江 2200 1 合成氨2003-9 2007-1 5 中石化安庆分公司安徽安庆2200 1 合成氨2003-9 2006-11 6 云天化集团天安化工有限公司云南安宁 2700 1 合成氨2004-1 2008-5 7 云南云维集团大为制氨有限公司云南曲靖 2700 1 合成氨2004-2 2008-5 8 辽宁大化集团有限责任公司辽宁大连 1100 1 甲醇 2004-2 2009-11 9 永城煤电(集团)有限责任公司河南永城 2100 1 甲醇 2004-9 2008-4 10 河南中原大化有限公司河南濮阳 2100 1 甲醇 2004-6 2008-5 11 河南开祥化工有限公司河南义马 1100 1 甲醇 2004-9 2008-7 12 中国神华内蒙古煤制油有限公司内蒙古鄂尔多斯4400 2 氢气 2004-5 2008-9 13 大唐国际发电股份有限公司内蒙古多伦 8400 3 甲醇 2005-11 在建 14 天津渤海化工集团天津碱厂天津临海 4400 2 合成氨2006-3 在建 15 贵州天福化工有限责任公司贵州福泉 2000 1 合成氨2006-7 2010-12 16 河南鹤壁煤电责任有限公司河南鹤壁2700 1 甲醇 2007-12 在建17河南永城煤电龙宇煤化工有限公司河南永城 2100 1 甲醇 2008-7 在建 18 山西大同煤矿集团有限责任公司山西大同 2700 1 甲醇 2008-9 在建 19 云南云天化集团公司云南水富 1100 1 甲醇 2008-11 在建