科|技|論|壇科技信息殼牌煤氣化技術(shù)及其工程應(yīng)用馬景春賴佰柱(黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司,黑龍江伊春153000)摘要;重點(diǎn)介紹了 殼牌煤氣化技術(shù)及其應(yīng)用的特殊性。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化技術(shù);特殊性;應(yīng)用1煤氣化技術(shù)概況蒸汽混合后導(dǎo)人煤燒嘴。煤粉、氧氣及蒸汽在氣燒嘴 ,不僅有利于粉煤的氣化，同時(shí)生產(chǎn)負(fù)荷的煤的液化技術(shù)近20年來(lái)雖有很大進(jìn)展,但化爐高溫加壓條件下發(fā)生碳的氧化及各種轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)更為靈活，范圍也更寬。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為目前還沒(méi)能形成大規(guī)模化的煤制化學(xué)品的工業(yè)反應(yīng)。 氣化爐頂部約1500C的高溫煤氣經(jīng)除塵40%-100% ,每分鐘可調(diào)節(jié)5%。生產(chǎn)。從煤出發(fā)制取化學(xué)品仍須經(jīng)過(guò)氣化過(guò)程，冷 卻后的冷煤氣激冷至900C左右進(jìn)入合成氣(9)環(huán)境效益好。系統(tǒng)排出的爐渣和飛灰含即將煤炭氣化轉(zhuǎn)化為含有H2和co的粗原料冷卻器。經(jīng)合成氣冷卻器回收熱量后的煤氣進(jìn)人 碳低,可作 為水泥添加劑或其他建筑材料,堆放氣,然后通過(guò)轉(zhuǎn)化凈化、合成等過(guò)程,加工成各干式除塵及濕法洗滌系統(tǒng),處理后的煤氣中含塵時(shí)也無(wú)污染物滲出。 氣化污水量小且不含焦油、種化工產(chǎn)品。量小于1mg/m'送后續(xù)工序。酚等,容易處理,需要時(shí)可實(shí)現(xiàn)零排放。煤氣化技術(shù)從煉焦?fàn)t、煤氣發(fā)生爐和水煤濕洗系統(tǒng)排出的廢水大部分經(jīng)冷卻后循環(huán)3殼牌煤氣化技術(shù)應(yīng)用的特殊性氣爐(以塊煤或小粒煤為原料)起步,經(jīng)過(guò)幾十年使用,小部分廢水經(jīng)閃蒸 、沉降及汽提處理后送由于殼牌煤氣化技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)發(fā)展,在20世紀(jì)70年代發(fā)展到第二代一潔凈 污水處理裝置進(jìn) 一步處理。閃蒸汽及汽提氣可作的煤氣化技術(shù)之- 一， 又是第1次用于生產(chǎn)合成煤氣化技術(shù).煤炭經(jīng)過(guò)潔凈氣化避免了直接燃燒為燃料或送火炬燃燒后放空。氣,而且是首次在中國(guó)使用,可借鑒的經(jīng)驗(yàn)少,具產(chǎn)生的污染。潔凈煤氣化技術(shù)主要采用氣流床反在氣化爐內(nèi)氣化產(chǎn)生的高溫熔渣，自流進(jìn)有非常的復(fù) 雜性挑戰(zhàn)性和特殊性。應(yīng)器,以水煤漿或干煤粉為原料,進(jìn)行加壓氣化，人氣化爐 下部的渣池進(jìn)行激冷.高溫熔渣經(jīng)徽冷(1)流程復(fù)雜。煤氣化裝置流程復(fù)雜,包括并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)?；?。潔凈煤氣化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)后形成數(shù)毫米大小的玻璃體, 可作為建筑材料或磨煤及 干燥煤粉加壓及進(jìn)料、煤氣化除渣、除煤種適應(yīng)性廣、氣化壓力高氣化效率高、單系列用于路基?；覞裣?、初步水處理7大工序和公用系統(tǒng),僅管生產(chǎn)能力大、污染少等。具有代表性的第二代潔23技術(shù)特點(diǎn)道儀表流程圖(PID)就有100余張1#圖紙。流凈煤氣化技術(shù)包括GE水煤漿氣化工藝.殼牌干殼牌干煤粉氣化工藝于1972年開始進(jìn)行程雖然復(fù)雜,但實(shí)踐證明裝 置的開車、停車及運(yùn)煤粉氣化工藝、西門子GSP干煤粉氣化工藝、基礎(chǔ)研究, 1978年投煤量150 t/d的中試裝置行操控均比較容易。BCL煤氣化工.藝(屬固定床工藝,采用小粒煤)。在德國(guó)漢堡建成并投入運(yùn)行。1987 年投煤量(2)控制系統(tǒng)復(fù)雜。煤氣化裝置的控制系統(tǒng)2殼牌煤氣化技術(shù)簡(jiǎn)介250-400Ud的工業(yè)示范裝置在美國(guó)休士頓投比較復(fù)雜.I/O點(diǎn)多達(dá)3000多個(gè),采用串級(jí).前2.1工藝原理產(chǎn)。在取得大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,日處理煤量饋 、分程、比值調(diào)節(jié)及順序控制(15個(gè))和邏輯控殼牌煤氣化過(guò)程是在高溫、加樂(lè)條件下進(jìn)為 2000 t的單系列大型煤氣化裝置于1993年制(50 多個(gè)),通過(guò)分散型控制系統(tǒng)(DCS)、緊急行的,煤粉、氧氣及少量蒸汽在加壓條件下并流在荷蘭 Demkoleo電廠建成，煤氣化裝置所產(chǎn)煤停 車系統(tǒng)(ESD)、可編程邏輯控制(PLC)實(shí)現(xiàn)生進(jìn)入氣化爐內(nèi)，在極為短暫的時(shí)間內(nèi)完成升溫、氣用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，經(jīng)過(guò)3年多示范運(yùn)行于產(chǎn)過(guò)程的集 中監(jiān)控和管理,無(wú)論從規(guī)模還是復(fù)雜揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化等-系列物理和1998 年正式交付用戶使用。生產(chǎn)操作表明,煤氣程度方面在國(guó)內(nèi)化工行業(yè) 單套裝置中均為少見(jiàn)。化學(xué)過(guò)程。由于氣化爐內(nèi)溫度很高,在有氧存在化T藝指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo) ,運(yùn)行穩(wěn)定。殼牌干煤由 于控制系統(tǒng)設(shè)置及組態(tài)工作完美,在已投產(chǎn)的的條件下.碳.揮發(fā)分及部分反應(yīng)產(chǎn)物(H2和CO粉氣化 I藝具有如下特點(diǎn)。殼牌煤氣化項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行中沒(méi)有出現(xiàn)DCS和等)以發(fā)生燃燒反應(yīng)為主,在氧氣消耗殆盡之后(1)煤種適應(yīng)性廣。對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng),從褐ESD控制的問(wèn)題。發(fā)生碳的各種轉(zhuǎn)化反應(yīng),即過(guò)程進(jìn)人到氣化反應(yīng)煤 、次煙煤、煙煤到無(wú)煙煤、石油焦均可使用,也(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤氣化關(guān)鍵設(shè)備氣化階段，最終形成以co和H2為主要成分的煤氣可將 2種煤摻混使用。對(duì)煤的灰熔點(diǎn)適應(yīng)范圍比爐、 輸氣管和合成氣冷卻器在煤氣化框架上呈離開氣化爐。其他氣化工藝更寬,即使是較高灰分、水分硫含“門字形” 連成- -體,3臺(tái)設(shè)備共有200多個(gè)管22工藝流程量的煤種也能使用?？?設(shè)備結(jié)構(gòu)和受力情況復(fù)雜,對(duì)材料要求高,內(nèi)目前，殼牌煤氣化裝置從示范裝置到大型(2)單系列生產(chǎn)能力大。目前已投人生產(chǎn)運(yùn)件組裝對(duì)外殼接管標(biāo)高及方位要求極為嚴(yán)格,設(shè)工業(yè)化裝置均采用廢鍋流程,激冷流程的殼牌煤行的煤氣化裝 置單臺(tái)氣化爐投煤量達(dá)到200/0計(jì) 制造、組裝、運(yùn)輸和吊裝難度大。氣化I藝很快會(huì)推向市場(chǎng)。廢鍋流程的殼牌煤氣以 上,單臺(tái)氣化爐投煤量達(dá)2800/d的煤氣化裝(4)疲勞設(shè)備多。 煤氣化裝置共有13臺(tái)?；に嚭?jiǎn)略流程見(jiàn)圖1。置也正在建設(shè)中。勞設(shè)備.要采用有限元應(yīng)力分析法進(jìn)行疲勞計(jì)算石發(fā)五。(3)碳轉(zhuǎn)化率高。由于氣化溫度高,一般在與設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)備制造也提出了更高的要求。1400- 1600C,碳轉(zhuǎn)化率可高達(dá)9%以上。(5)引進(jìn)設(shè)備和儀表較多。煤氣化關(guān)鍵設(shè)備(4)產(chǎn)品氣體質(zhì)量好。產(chǎn)品氣體潔凈,煤氣中需 要進(jìn)口的主要有氣化爐輸氣管、合成氣冷中甲烷含量極少,不含重?zé)N,CO+H2體積分?jǐn)?shù)達(dá)卻器的內(nèi)件， 飛灰過(guò)濾器的內(nèi)件以及點(diǎn)火燒嘴、到90%。開工燒嘴、煤燒嘴、煤流量控制閥煤三通閥、煤氣化臺(tái)魏(5)氣化氧耗低。 與水煤漿氣化工藝相比，粉流量測(cè)量?jī)x表.煤粉閥、煤灰渣閥硬密封儀表氧耗低15% -25%,可降低配套空分裝置投資和球閥 、鍋爐給水循環(huán)泵(大流量)、恒力吊、激冷氣運(yùn)行費(fèi)用。壓縮機(jī)等,但目前五環(huán)公司正進(jìn)行的項(xiàng)目中已對(duì)(6)熱效率高。 煤氣化的冷煤氣效率可以達(dá)其中部分設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。到809%-83% ,其余15%副產(chǎn)高壓或中壓蒸汽，(6)布置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤氣化框架高超過(guò)n為*總熱效率高達(dá) 98%。90m,為鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu),其中安圖1殼牌煤氣化工藝流程(7)運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，裝設(shè) 備不僅數(shù)量多,且質(zhì)量大,與框架的連接形原料煤經(jīng)破碎由運(yùn)輸設(shè)施送至磨煤機(jī),在牢固可靠 ,無(wú)耐火磚襯里。正常使中國(guó)煤化工元模型從結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、變磨煤機(jī)內(nèi)將原料煤磨成煤粉(90%