壳牌煤气化技术（五环工程，宫德经）

宫经德（中国五环化学工程公司，湖北武汉430223）

1 煤气化技术概况

煤的液化技术近20年来虽有很大进展，但目前还没能形成大规模化的煤制化学品的工业生产。从煤出发制取化学品仍须经过气化过程，即将煤炭气化转化为含有H2和CO的粗原料气，然后通过转化、净化、合成等过程，加工成各种化工产品。

煤气化技术从炼焦炉、煤气发生炉和水煤气炉（以块煤或小粒煤为原料）起步，经过几十年发展，在20世纪70年代发展到第2代——洁净煤气化技术，煤炭经过洁净气化避免了直接燃烧产生的污染。洁净煤气化技术主要采用气流床反应器，以水煤浆或干煤粉为原料，进行加压气化，并实现了大规模化。洁净煤气化技术的优点是对煤种适应性广、气化压力高、气化效率高、单系列生产能力大、污染少等。具有代表性的第2代洁净煤气化技术包括GE 水煤浆气化工艺、壳牌干煤粉气化工艺、西门子GSP干煤粉气化工艺、BGL煤气化工艺（属固定床工艺，采用小粒煤）。

2 壳牌煤气化技术简介

2.1 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。

2.2 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。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。

2.3 技术特点

壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150 t／d的中试装置在德国汉堡建成并投入运行。1987年投煤量250～400 t／d的工业示范装置在美国休士顿投产。在取得大量实验数据的基础上，日处理煤量为2000 t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电，经过3年多示范运行于1998年正式交付用户使用。生产操作表明，煤气化工艺指标达到设计目标，运行稳定。壳牌干煤粉气化工艺具有如下特点。

（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，单台气化炉投煤量达2800 t／d的煤气化装置也正在建设中。

（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。

（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％。

（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。

（6）热效率高煤气化的冷煤气效率可以达到80％～83％，其余～15％副产高压或中压蒸汽，总热效率高达98％。

（7）运转周期长气化炉采用水冷壁结构，牢固可靠，无耐火砖衬里。正常使用维护量小，运行周期长，无需设置备用炉。煤烧嘴设计寿命为8000 h。烧嘴的使用寿命长，是气化装置能够长周期稳定运行的重要保证。

（8）负荷调节方便每台气化炉设有4～6个烧嘴，不仅有利于粉煤的气化，同时生产负荷的调节更为灵活，范围也更宽。负荷调节范围为40％～100％，每分钟可调节5％。

（9）环境效益好系统排出的炉渣和飞灰含碳低，可作为水泥添加剂或其他建筑材料，堆放时也无污染物渗出。气化污水量小且不含焦油、酚等，容易处理，需要时可实现零排放。壳牌煤气化技术应用的特殊性

由于壳牌煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一，又是第1次用于生产合成气，而且是首次在中国使用，可借鉴的经验少，具有非常的复杂性、挑战性和特殊性。（1）流程复杂煤气化装置流程复杂，包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理7大工序和公用系统，仅管道仪表流程图（PID）就有100余张1#图纸。流程虽然复杂，但实践证明装置的开车、停车及运行操控均比较容易。

（2）控制系统复杂煤气化装置的控制系统比较复杂，I／O点多达3000多个，采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制（15个）和逻辑控制（50多个），通过分散型控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程逻辑控制（PLC）实现生产过程的集中监控和管理，无论从规模还是复杂程度方面在国内化工行业单套装置中均为少见。由于控制系统设置及组态工作完美，在已投产的壳牌煤气化项目生产运行中没有出现DCS和ESD控制的

问题。

（3）设备结构复杂煤气化关键设备气化炉、输气管和合成气冷却器在煤气化框架上呈“门字形”连成一体，3台设备共有200多个管口，设备结构和受力情况复杂，对材料要求高，内件组装对外壳接管标高及方位要求极为严格，设计、制造、组装、运输和吊装难度大。（4）疲劳设备多煤气化装置共有13台疲劳设备，要采用有限元应力分析法进行疲劳计算与设计，对设备制造也提出了更高的要求。

（5）引进设备和仪表较多煤气化关键设备中需要进口的主要有气化炉、输气管、合成气冷却器的内件，飞灰过滤器的内件，以及点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴、煤流量控制阀、煤三通阀、煤粉流量测量仪表、煤粉阀、煤灰渣阀、硬密封仪表球阀、锅炉给水循环泵（大流量）、恒力吊、激冷气压缩机等，但目前五环公司正进行的项目中已对其中部分设备实现国产化。

（6）布置结构复杂煤气化框架高超过90 m，为钢筋混凝土和钢结构混合结构，其中安装设备不仅数量多，且质量大，与框架的连接形式复杂。采用有限元模型从结构的动力特性、变形、强度、建筑结构、气化炉及地震对框架的影响等进行了模拟分析。结构施工和安装工作量较大。

（7）项目建设周期和投资相对来讲，壳牌煤气化项目的建设周期较其他煤气化工艺长，投资也较高。

4 壳牌煤气化技术的工程应用

荷兰Demkolec 253 MW煤气化联合循环发电厂采用壳牌煤气化工艺技术，于1990年开始建设，于1993年建成并顺利投产，试运行3年后转给当地的公用事业部门继续运行。实践证明壳牌煤气化工艺技术是先进的、可靠的技术。

壳牌公司与湖北双环科技股份有限公司签订的国内第1套煤气化技术转让协议在2001年6月生效，6年多来已有15家国内企业陆续与壳牌公司签订了技术转让协议（共19台气化炉），生产的产品包括合成氨、甲醇、氢（油品）、聚丙烯、醋酸、聚甲醛等。国内第1

套采用壳牌煤气化技术的生产装置已于2006年5月顺利投产。到目前为止，共有5家采用壳牌煤气化技术企业的生产装置陆续投入生产运行。国内采用壳牌煤气化技术的生产装置概况见表2。

壳牌煤气化装置生产运行概况

国内已投入运行的5套壳牌煤气化装置均是用于生产合成氨的原料气，投产时间最长的湖北双环煤气化装置至今已运行1.5年，投产时间最短的柳化煤气化装置也已运行10个月。由于壳牌煤气化技术是第1次用于生产合成气，又是首次在中国使用，具有非常强的挑战性。第1批煤气化项目在设计、采购、施工、试车等过程中，遇到许多意想不到的困难，但经过各方的共同努力最终都得以圆满解决。这些凝聚了各方智慧的宝贵经验，将为已投产或即将投产的壳牌煤气化项目提供很好的借鉴经验，也将对正在建设或将要建设的壳牌煤气化项目提供更为全面的示范指导作用。

湖北双环煤气化装置在化工投料开车5 h后就并入全厂生产系统，煤气化装置运行不到24 h生产负荷即达到80％，有效气成分（CO＋H2）体积分数达到80％。化工投料开车不到2个月煤气化装置生产负荷达100％，有效成分（CO＋H2）稳定在82％（煤质较差）以上，煤渣中的碳含量在1.6％以下，该期间各项指标见表3。

湖北双环壳牌煤气化装置在如此之短的时间内实现满负荷生产运行，且各项指标达到优良，比起所有煤气化技术的应用实践都堪为令人惊奇的成功。例如，第1套Lurgi煤气化装置在中国折腾了十余年才基本达到设计要求；第1套水煤浆煤气化装置在中国也是经历了几年的阵痛才实现满负荷平稳运行。湖北双环煤气化装置经过1年多的运行，工艺控制逐步优化，各项技术改造逐步完善，生产运行逐步稳定，装置一直在满负荷条件下运行。2007年共停车7次，全部停工时间仅20多天。2007年2月至9月煤气化装置的开工率已达93.5％，装置开工率在中国已投产的5套煤气化装置中最高，并且停车检修的时间也大幅缩短，装置连续运行时间逐步提高。3～4月连续运行53天，5～7月连续运行47天，7～9月连续运行57天。湖北双环在成功实现合成氨原料油改煤项目之后，每天可节约生产成本110余万元，产生了很好的经济效益和社会效益。

中石化壳牌岳阳公司煤气化装置自一次投料开车成功到目前为止，煤气化装置累计开停车13次，装置最长连续运行49天。2007年5月份开始，装置运行明显好转，7月开工率达到62％。

中石化湖北分公司煤气化装置在2007年3月以前运转情况不太理想，大部分时间在进行整改消缺。自从煤烧嘴隔焰罩改造后，装置运行情况发生好转。2007年4月7日投料开车至5月9日，连续运行了32天。6月、7月装置运转率分别达到67.45％和84.62％，装置最长连续运行时间达37天，气化炉最大负荷为77％。

中石化安庆分公司煤气化装置在2007年4月以前，也是大部分时间在进行整改。从2007年4月份开始有了明显好转，截止到10月8日，装置连续运行时间达60天。装置投产以来共经历了13次停工（2007年6次）。从停工分类统计看，外部原因仅占23％，而内部原因占76.92％，是影响装置长周期运行的主要因素。在内部原因引起的停车事故中：①设备问题占60％，问题主要集中在烧嘴隔焰罩泄漏造成堵渣、机泵故障、激冷气压缩机变频器故障或进口压差高、高温高压陶瓷过滤器破损等方面；②操作问题占30％，主要集中在渣水系统液位控制方面；③仪表误动作联锁停工仅1次。负荷受气化炉合成器冷却器积灰超温制约以及后工序影响，气化炉氧负荷基本位于60％～77％的水平。

柳化煤气化装置自2007年1月8日开车以来，经历8次停车，装置最长连续运行时间为30天，停工检修时间较多，运行达到设计满负荷，运行期间生产平稳。

5套已投产的壳牌煤气化装置虽然由于各种原因没能实现长周期平稳运行，装置最长连续运行时间只有2个多月（有几个厂是因为受空分装置和低温甲醇洗装置等出现的问题影响），但随着装置运行所出现的问题已经或正在得到解决，以及生产操作经验积累，煤气化装置满负荷、达标、连续长周期平稳运行的目标可以很快实现。

6 工程应用注意事项

6.1 试车或运行过程出现的问题

中国第1批5套壳牌煤气化装置在8个月内先后投产，各套装置在试车和运行过程中都或多或少出现了一些问题。主要问题为：①磨煤系统的气密性不好；②部分蒸汽伴管／电伴热设备和管道保温效果不佳；③柴油系统不洁净，油系统压力不够和不稳定；④煤粉循环管线上的减压管后异径管易磨穿；⑤外部供电供汽供水系统故障；⑥充气锥堵塞和破裂；

⑦点火烧嘴头损坏；⑧煤烧嘴罩损坏；⑨激冷气压缩机故障，激冷气压缩机系统抗外部波动能力脆弱；⑩锅炉给水循环泵入口过滤器变形和破损；11 煤粉中杂质等因素引起煤粉流量波动或换煤频繁，导致气化炉运行不稳；12 气化炉内渣保护层不稳定，且难以准确直观判断气化炉内壁保护渣层厚度；13 灰水处理系统故障，渣水系统设备、管道堵塞；14 捞渣机断链；15 飞灰过滤器内件损坏；16 气化炉激冷区损坏；17 气化炉水冷壁进水喷嘴被异物堵塞；18 合成气冷却器积灰。

应注意的问题及解决措施

根据对壳牌煤气化技术的了解，通过对已投入运行的5套壳牌煤气化装置生产运行产生问题原因的分析，对于目前已投产壳牌煤气化项目的运行以及后续壳牌煤气化项目的建设和运行应注意解决好以下的问题。

（1）保持煤粉有良好的流动性和输送的稳定性，否则会导致搭桥和充气锥堵塞，还会造成进气化炉O／C难以控制，继而造成一系列的后果。应注意的问题：①控制干煤粉水分在1％～2％之间；②保证煤粉在充氮的容器中贮存时间不要过长（少于10天）；③对干煤粉系统进行良好的保温，保证煤粉温度大于80 ℃；④控制磨后煤粉粒度，保证粒度小于5 μm煤粉量所占比例小于10％；⑤增加纤维筛，以防止煤粉中进入杂物（还可防止煤粉控制阀堵塞）；⑥控制均衡加压，防止V－1204因煤粉压实而导致排料不畅；⑦控制对V－1205缓慢加压至气化炉操作压力＋0.8 MPa，保证V－1205充气锥充气量，防止V－1205煤粉压实；⑧注意煤粉质量流量计的安装和初始校验。

（2）防止充气设备损坏①控制锥部压差，防止压差过高；②对于V－1204，应控制进入充气锥的N2量，或改变其结构，用多孔板结构取代烧结金属结构。

（3）点火烧嘴、开车烧嘴①注意点火烧嘴和开工烧嘴的安装，防止烧嘴的机械性损伤或使气化炉水冷壁损坏；②保持点火烧嘴和开工烧嘴通道的清洁，防止烧嘴头损坏或通道堵塞；③氧气总管应设置气体缓冲罐，避免当第1个煤烧嘴投运后开工烧嘴停车；④注意检查厂商的控制系统与装置控制系统的一致性。

（4）煤粉循环管线上的减压管后异径管易于磨穿，可改为特殊结构异径管。

（5）锅炉给水及循环系统①保证锅炉给水循环泵入口过滤器的有效过滤面积、滤网孔径和压差，以避免损坏；②保证锅炉给水的水质，避免结垢而引起水冷壁管损坏和锅炉给水循环泵损坏；③保证锅炉给水循环泵供电的可靠性，如若突然停电，易造成气化炉底部水冷壁热量无法及时移出而使水冷壁管烧坏；④在设备制造、管道安装、单体试车期间注意保持系统的洁净性，以防止LAMONT孔板嘴堵塞，继而使水冷壁管损坏。

（6）煤烧嘴①为防止煤烧嘴冷却套和膨胀节损坏，在装配时应保证在烧嘴罩上进行双面焊，用耐火材料填充膨胀节；②煤烧嘴冷却水入口和出口增加温度测量，以便于对煤烧嘴的实时监控。

（7）防止煤烧嘴罩损坏①注意煤烧嘴伸入气化炉内的长度；②适当加大烧嘴罩冷却水流量；③保持煤粉输送系统的稳定；④保持煤的品质稳定（若换煤种，必须及时调整各相关工艺控制参数）；⑤关注气化调温蒸汽的加入；⑥适当降低氧煤比；⑦通过助熔剂用量对渣的黏度进行修正。

（8）气化炉温度控制气化炉温度控制改由基于气化炉所产生的蒸汽量（响应时间仅几秒钟），而出口CO2含量只作为备用控制（响应时间5～10 min）。注意为保证气化炉所产生的蒸汽流量测量的准确性和稳定性所应采取的相关措施。

（9）防止气化炉激冷区损坏当激冷气压缩机跳车或激冷气量不足时，要保证有充足的超高压N2吹扫气化炉激冷区（联锁控制），以防止激冷区烧坏。

（10）防渣及渣水系统堵塞①为防止大渣的生成，避免1400系统堵塞，在更换煤种时应测量灰分的组成，通过黏度—温度试验确定加入的石灰石量。②注意1400系统渣池水的

黏度和密度变化，适当加大循环水排放量，以防止渣浆浓度过高而使管道系统堵塞。

（11）设备和管道伴热注意煤粉系统、激冷气压缩系统、飞灰系统设备和管道的良好伴热。

（12）飞灰过滤器陶瓷管为防止飞灰过滤器陶瓷管损坏，应加固文丘里和管板之间的连接，并在文丘里和反吹管口之间安装连接件。

（13）CO2加压和输送对用于生产甲醇的壳牌煤气化项目，由于用CO2取代N2作为煤粉加压和输送的介质，目前还没有可借鉴的经验，应关注由此可能引起的一系列问题。（14）项目建设需关注的其他问题①气化炉的供货和安装是壳牌煤气化项目的最关键路线，处理好与此相关工作最有利于缩短项目建设周期；②增加壳牌煤气化装置关键设备合格认证供货商数量，加快关键设备和仪表国产化进程，加快装置系统的优化工作，有利于降低装置建设投资；③气化炉水汽系统的洁净安装、气化炉内耐火衬里的烘炉、恒力吊的调试、水汽系统的煮炉、仪表和控制系统的单调和联调、装置机械竣工检查等工作均非常重要，应予以特别关注；④磨煤和煤干燥系统应先于其他工序建成，以便首先生产出合格的煤粉，并进行煤粉流量测量系统的校验工作，此举可为气化炉的化工投料创造条件；⑤壳牌煤气化工艺激冷流程用于生产合成氨原料气较废锅流程具有相对优势，相关各方对此应有所期待。

7 结论

（1）壳牌煤气化技术是目前国际上最先进的洁净煤气化技术之一，具有原料利用率高、消耗低、对资源节约、对环境友好等显著优点。

（2）壳牌煤气化技术用于生产合成气的工程实践是成功的，各项主要操作指标基本达到设计要求，装置运行比较平稳，开车、停车操作灵活方便。

（3）壳牌煤气化技术在中国的成功应用，相关各方在项目设计、采购、施工、试车、生产运行过程中积累了一定的经验，将为中国其他在建的壳牌煤气化项目起到很好的借鉴作用。

（4）壳牌煤气化技术在中国的成功应用，使我国的煤气化技术应用上了一个新台阶，壳牌煤气化技术具有良好的发展前景。

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。

三种煤气化炉技术介绍一

三种煤气化炉技术介绍 一、概述 煤气化技术的开发与应用大约经历了200年的发展历史。煤气化技术按固体和气体的接触方式可分为固定床、流化床、气流床和熔融床4种，其中熔融床技术还没有实际应用开发，各种煤气化炉的模式见图1。 1.固定床。固定床气化炉是最早开发出的气化炉，如图1（a）所示，炉子下部为炉排，用以支撑上面的煤层。通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂（氧或空气和水蒸气）则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。特点是单位容积的煤处理量小，大型化困难。目前，运转中的固定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC-鲁奇炉两种。 2.流化床。流化床气化炉如图1（b）所示，在分散板上供给粉煤，在分散板下送入气化剂（氧、水蒸气），使煤在悬浮状下进行气化。流化床气化炉不能用灰分融点低的煤，副产焦油少，碳利用率低。 3.气流床。气流床气化炉如图1（c）所示，粉煤与气化剂（O2、水蒸气）一起从喷嘴高速吹入炉内，快速气化。特点是不副产焦油，生成气中甲烷含量少。气流床气化是目前煤气化技术的主流，代表着今后煤气化技术的发展方向。气流床按照进料方式又可分为湿法进料（水煤浆）气流床和干法进料（煤粉）气流床。前者以德士古气化炉为代表，还有国内开发的多元料浆加压气化炉、多喷嘴（四烧嘴）水煤浆加压气化炉；后者以壳牌气化炉为代表，还有GSP炉以及国内开发的航天炉、两段炉、清华炉、四喷嘴干粉煤炉。 二、三种先进的煤气化工艺 我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化工艺——鲁奇气化炉、壳牌气化炉、德士古气化炉。 1.鲁奇气化炉（结构见图2）属于固定床气化炉的一种。鲁奇气化炉是1939年由德国鲁奇公司设计，经不断的研究改进已推出了第五代炉型，目前在各种气化炉中实绩最好。德国SVZ Schwarze Pumpe公司已将这种炉型应用于各种废弃物气化的商业化装置。我国在20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉并在云南投产。1987年建成投产的天脊煤化工集团公司从德国引进的4台直径3800mm 的Ⅳ型鲁奇炉，先后采用阳泉煤、晋城煤和西山官地煤等煤种进行试验，经过10

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

各种煤气化技术介绍

各种煤气化技术介绍 煤气化是一种将固体煤转化为可燃性气体的技术。煤气化技术主要有 以下几种类型： 1.水煤气化（WGS）：水煤气化是将煤与蒸汽在高温和压力下反应， 生成一种由氢气（H2）和一氧化碳（CO）组成的气体混合物。这种技术可 以用于生产城市燃气、合成油和化肥等产品。水煤气化可分为直接煤气化 和间接煤气化两种方式。 2.鼓风气化（BGC）：鼓风气化是使用氧气和水蒸汽作为氧化剂来煤 气化燃料，产生高能量气体。这种技术可以提高煤气化过程中的热效率， 并减少二氧化碳的排放。鼓风气化适用于煤炭和生物质等多种燃料。 3.催化气化（CGC）：催化气化是在煤气化过程中添加催化剂，以加 速煤炭的气化反应。催化气化可以提高产气效率和气体品质，并减少煤气 化过程中的温度和压力要求。这种技术适用于高烟煤和褐煤等固体燃料。 4.煤幕煤气化（CMCG）：煤幕煤气化是一种将煤炭分散后喷入燃烧室 进行气化的技术。这种技术可以通过提高煤炭表面积和改善反应条件，提 高气化效率和气体品质。煤幕煤气化适用于磨煤和粉煤等细粉状煤炭。 5.地下煤气化（UGC）：地下煤气化是将煤炭直接在地下进行气化的 技术。通过控制煤气化反应的温度和气氛，可以产生一种高能量气体。地 下煤气化适用于无法开采的煤炭资源，可以有效利用地下煤炭储量。 6.溶剂煤气化（CGP）：溶剂煤气化是一种将煤转化为可溶剂的技术。这种溶剂可以用于生产化学品和燃料。溶剂煤气化可以提高煤气化过程中 的产物选择性，并减少废气的排放。

煤气化技术可以有效利用煤炭等石炭资源，减少燃烧排放的污染物。这些技术在能源生产和化工等领域具有广泛的应用前景。

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

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。

煤炭的高效清洁利用煤气化技术

煤炭的高效清洁利用——煤气化技术 煤炭是地球上储量最丰富、分布最广泛的化石燃料，中国富煤贫油少气，加之油价的上涨，能源消费更依赖煤炭。陕西省是煤炭资源储藏量较大的主要省份，而陕北煤炭探明贮量超过2 000亿t，占陕西省煤炭资源的99%，储量大、易开采、质优价廉，可供开采几百年。为此，国家和陕西省政府决定在陕北地区建设大型煤炭能源重化工基地，充分利用陕北的煤炭资源优势带动陕西经济的发展。 从能源供应现状看，合成氨、甲醇和未来的煤直接液化及醇醚燃料大都以煤气化制合成气为基础，在全国范围内，目前仅氨合成和甲醇合成的气化煤量已达4 000万t/a以上；预计今后煤制油所需气化煤量每年将达到亿吨；工业直接燃煤4亿t/a以上，为解决污染问题，其中相当部分须采用先进的煤气化方案，需气化煤量上千万吨每年；炼油工业为提高油品质量每年需耗氢100－200亿m3，煤气化是经济可靠的制氢方案，油品加氢需气化煤量1 000万t/a；在未来20年内，煤制油产量将达数千万吨，需增加1亿kW以上的装机容量，拟采用先进的煤气化技术为基础的联合循环发电系统，需气化煤量总计约1－2 亿t/a。因此，煤的气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术单元和主要手段，是发展现代煤化工、煤造油、燃料煤气等重要工业化生产的龙头。 1 煤气化技术发展现状 1.1 煤气化技术的分类和特点 按煤在气化炉内移动方式分成固定床（移动床）、流化床、气流床，表1列出了各类气化技术的主要特点。 表1 气化技术的主要特性 气化技术固定床流化 床气流床 排灰形式干灰熔渣干灰灰团聚熔渣 原料煤特性块煤块煤粉煤粉煤粉煤/水煤浆粒度/mm 13－50 5－50 0－8 0－8 0.2 灰含量/% ＜20 ＜15 不限不限＜13 灰熔点/℃＞1 250 ＜1 300 不限不限≦1 350 操作压力/MPa 2.24 2.24 1.0 0.03－2.5 2.5－6.5 操作温度/℃400－1 200 400－1 200 900－1 000 950－1 100 1 350－1 700 煤气温度低低中中高 氧气消耗低低中中高 蒸汽消耗高低中中高 代表技术 Lurgi lurgiBGL 恩德粉灰团聚 Shell/Texaco 固定床加压气化（Lurgi）热效率（或冷煤气效率）高，氧耗量低，但适用于弱粘或不粘块煤，且煤气中含焦油、酚等物质，净化处理流程长、投资高，新建气化项目较少采用。 流化床气化以碎煤为原料(小于6 mm)，煤气中几乎不含焦油、酚和烃类，传统流化床为防止床内物料因灰含量高而烧结，必须控制在较低的操作温度(低于950 ℃)，因而只适用于高活性的褐煤或次烟煤。我国开发的灰熔聚流化床气化技术，借选择性排灰提高了床内碳浓度，降低了结渣风险，提高了操作温度（达1 100 ℃），适用煤种已拓宽到烟煤甚至无烟煤。流化床操作温度适中，投资低，

煤气化技术及其应用前景

煤气化技术及其应用前景 煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的过程，该合成气可以用作燃料或化学 原料。煤气化技术在能源领域具有重要的意义，它可以提高煤炭资源的利用效率，减少对传统能源的依赖，并减少环境污染。本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及未来的发展前景。 煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下，将煤炭与氧气或蒸汽反应，产生 合成气。合成气主要由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和少量的甲烷（CH4）组成。这些气体可以通过合成气的净化和转化，得到燃料气、石化产品、化学品等。煤气化技术有多种方法，包括固定床煤气化、流化床煤气化和床内煤气化等。每种方法都有其特点和适用范围，根据煤种和需要的产品，选择适合的煤气化技术是至关重要的。 煤气化技术的应用领域广泛。首先，煤气化技术可以用于发电。合成气可以作 为燃料，直接供给燃气轮机或内燃机发电。与传统燃煤发电相比，煤气化发电可以减少大气污染物的排放，提高发电效率。其次，煤气化技术可以用于石化行业。合成气可以用作合成油、合成烃和合成醇的原料，用于生产汽油、柴油、乙烯等产品。此外，煤气化技术还可以用于化学工业。合成气可以用于合成氨、甲醇、二甲醚等化学品，广泛应用于农药、塑料、合成纤维等领域。 煤气化技术的应用前景看好。一方面，煤气化技术可以提高煤炭资源的利用率。煤炭是我国主要的能源资源之一，但传统的燃煤方式存在能源浪费和环境污染的问题。通过煤气化技术，可以将煤炭转化为合成气，提高能源利用效率。另一方面，煤气化技术可以减少对传统能源的依赖。传统能源如石油和天然气资源有限，而煤炭资源丰富。通过煤气化技术，可以将煤炭转化为替代燃料，减少对进口能源的依赖。此外，煤气化技术还可以减少环境污染。煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体，而煤气化技术可以通过净化和转化，减少这些污染物的排放。

煤气化技术简介

煤气化技术简介 我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家，在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80%以上。近些年，煤化工在全球围得到了迅速发展; 生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但石油焦、石油和天然气在当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富，对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家，煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。煤气化生产的合成气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展，可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。 煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤气化是煤化工的“龙头”，也是煤 化工的基础。煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一，通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品。 一、煤气化技术分类及概况 目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉物料流动方式来划分，主要有三大类：固定床（或称为移动床）、流化床和气流床。其中具 有代表性的煤气化技术如下: 各种气化技术已经发展多年，但在目前的情况下，并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求，从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。 固定床气化的煤质适应围较广，除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外，从褐煤到无烟煤均可气化。固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低，气化装置需要大量的蒸汽。 气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工序流程长,

壳牌煤气化技术

壳牌煤气化技术 壳牌煤气化技术，也称为壳牌合成气技术，是一项重要的能源技术，旨在将多种固体燃料转化为合成气，其中包括煤、石油焦、木材等。壳牌煤气化技术在可持续能源发展、化石能源替代和环境保护方面都有着重要作用。 壳牌煤气化技术的基本原理是利用高温和高压下的化学反应，将固体燃料转变成合成气，合成气主要是由一氧化碳和氢气组成。该技术可以将一些固体燃料转变成可再生干净的能源，同时减少温室气体的排放。合成气可以用于燃料电池、汽车燃料、化学品和石化等领域。 壳牌煤气化技术可以处理多种原料，例如煤、焦炭和生物质等。其中煤是最常见也是最重要的原料。使用煤作为原料，煤的主要成分中的碳和氢被用来生产一氧化碳和氢气，通过化学反应，可以实现碳和氢的分离。相比于传统燃煤工艺，壳牌煤气化技术可以有效的利用煤炭资源，同时减少对环境的影响，是一种有意义的技术。 壳牌煤气化技术的优点是多方面的。它可以有效地利用固体燃料资源，减少对环境的影响，使能源更加可持续。合成气可以作为一种清洁燃料，其低碳排放和高效利用，可以满足日益增长的能源需求，同时改善环境质量。此外，壳牌煤气化技术具有高效性，因为在煤或生物质转化过程中，几乎所有的热量都被利用了。煤气化技术还可以提取一些有价值的化学品，

如甲醇、二甲醚等，这些化学品在工业生产中具有广泛的应用。 在实践中，壳牌煤气化技术的应用逐渐得到扩大。世界各地的许多能源公司都开始利用壳牌煤气化技术来生产可再生能源和化工产品。例如，在中华人民共和国，煤气化技术已经被广泛应用于煤炭加工、天然气替代、化工、燃料电池等领域。在欧洲和北美等地区，生物质气化技术也得到较多的应用，例如利用木材、废弃物和农业残留物生产合成气。 总之，壳牌煤气化技术是一项重要的技术，可以将多种固体燃料转变成可再生的清洁能源，同时减少对环境的影响。该技术在可持续能源发展、化石能源替代和环境保护方面都有着重要作用，今后应当加强研究和应用。

壳牌煤气化技术介绍

壳牌煤气化技术介绍 壳牌煤气化技术是一种将煤转化为天然气（Coal to Gas，简称CTG）的高效能技术。这项技术可以将煤炭以及其他固体燃料转化为可燃气体， 如合成天然气（SNG）或液化石油气（LPG），从而实现煤炭资源的利用和 能源转化。以下是对壳牌煤气化技术的详细介绍。 煤气化是将固体煤炭转化为可燃气体的过程，其主要成分是一氧化碳（CO）和氢气（H2）。壳牌煤气化技术采用了先进的气化反应器和催化剂，在高温和高压下，将煤炭颗粒直接暴露于气化剂中，实现煤炭与气化剂之 间的反应。在气化过程中，煤炭的有机物质被分解为一系列气体和液体的 组分，生成可用于燃烧或化学合成的气体混合物。 壳牌煤气化技术的核心反应器是一种高压气化炉，其结构紧凑而高效。通过加热炉膛中的煤炭颗粒，在气化剂的作用下，煤炭分子内的碳与氧发 生化学反应，生成一氧化碳和氢气。此外，气化剂中的水蒸汽还会与煤炭 产生反应，生成一氧化碳和氢气。通过控制反应器内的温度、压力和气化 剂供给速率，可以调整煤炭的转化率和气化产物的组成。 壳牌煤气化技术的一个重要特点是灵活性。它可以适应不同类型的煤炭，如无烟煤、褐煤和煤矸石等。此外，该技术还可以转化其他固体燃料，如生物质和废物。这使得壳牌煤气化技术非常适用于减少煤炭资源的浪费 和废物的处理。应用这项技术后，废物可以被转化为可用的能源，从而减 少对有限能源资源的需求。 壳牌煤气化技术还具有环保优势。通过气化过程，煤炭中的污染物如 硫和重金属可以被固定在灰渣中，减少了大气污染。此外，煤炭中的二氧

化碳（CO2）也可以进行捕集和储存，减少了温室气体的排放。这有助于应对气候变化和环境污染问题。 总结而言，壳牌煤气化技术是一项高效能、灵活性强、环保的能源转化技术。它可以将煤炭和其他固体燃料转化为可燃气体，减少对有限能源的需求，并降低大气污染和温室气体排放。这项技术在能源转型和可持续发展中具有重要作用，并将在未来得到广泛应用。

壳牌煤气化生产合成氨之变换装置水气比及工艺流程设计探讨

壳牌煤气化生产合成氨之变换装置水气比及工艺流程设计探讨周明灿;李繁荣;陈延林;刘伟;孟强 【摘要】介绍了CO变换工艺高水气比与低水气比的区别与作用；比较了壳牌煤气化生产合成氨的高水气比变换工艺与低水气比变换工艺的工艺流程、操作参数和外供蒸汽消耗；总结了高水气比与低水气比的工艺特点；结果表明，壳牌煤气化生产合成氨的变换装置采用低水气比工艺和高水气比工艺均可，在相同反应器数量条件下，高水气比流程比低水气比流程节约外供蒸汽，同时设置4段变换比3段变换更为合理。%Author has introduced the difference and function between high water/gas ratio and low water/gas ratio for CO shift process ; has compared thc process flow, operating parameters and steam consume outside supplied for high water/gas ratio shift process with low water/gas ratio shift process of ammonia production of Shell coal gasification ; has summarized the process features of high water/gas ratio with low water/gas ratio ; result indicates that adopting both low water/gas ratio and high water/gas ratio can be suitable for shift devices of ammonia production of Shell coal gasification, under condition of equal quantity of reactors, more steam supplied from outside can be saved for high water/gas ratio compared with low water/gas ratio, in meantime ar- ranging four stages of shifts is more rational than arranging three stages of shifts. 【期刊名称】《化肥设计》 【年(卷),期】2012(050)001

壳牌煤气化渣水系统常见问题分析及处理

壳牌煤气化渣水系统常见问题分析及处 理 摘要:壳牌煤气化广泛应用于各类煤化工企业之中，目前影响除渣系统正常运行常见的问题主要有渣水系统堵渣、捞渣机故障、渣水循环泵故障和渣水系统设备管道磨蚀等四个方面，本文主要从前三个方面简要的进行问题分析并提出优化措施。 关键词：壳牌煤气化；除渣系统；常见问题；处理 1前言 SHELL煤气化技术是指将煤粉作为原材料,氮气为载体,氧气和蒸汽为助燃剂,生成合成气的煤气化处理技术，作为能源转换的重要途径,其具有可靠性强、处理成本低以及适应煤种广泛的优势,在具体生产过程中,其必须要经过除渣处理这一环节来降低合成气中的固体物含量,确保合成气的气体组分达到下游工艺的使用要求，本文主要从气化渣水系统在运行过程中常出现的问题来对壳牌除渣系统进行分析，并在分析过程中结合实际操作经验给出相应的解决和优化处理方法。 2气化炉及渣水系统堵渣的形成和处理 壳牌粉煤气化属于液态排渣方式，其最大的工艺特点是以渣抗渣。壳牌煤气化炉没有耐火砖，内部水冷壁主要为耐温原件，由铬钼、铬镍耐热钢制造而成，内部喷涂40mm厚的耐火涂层加约20mm长的炉钉以便于挂渣，炉内挂渣形态主要与炉内的操作温度、灰的含量、灰的化学组成、以及灰熔点有关。固体渣颗粒在罐内主要有两种流动形式：质量流和强制循环形成的渣浆流。质量流是指当收集固体渣粒的罐体放料阀打开后，罐内固体颗粒即以自身重量向下流动，直至罐内物料放完；渣浆流是指当收渣锁斗在收渣时，由循环水泵将渣浆液强制循环，防止在收渣时由于重力而沉积罐底，导致放料阀打开后渣沉积而形成架桥。

2.1渣水系统的工作原理及堵渣的形成 气化炉中产生的高温熔融炉渣依靠自身重力沿着水冷壁向下流入气化炉底部的灰渣激冷罐(渣池)，迅速分解成灰渣小颗粒。灰渣颗粒向下流入渣收集罐中，为防止较大的煤渣颗粒被夹带进水循环系统，约90℃的灰水通过渣水循环泵从收集罐顶部抽出，经水力旋流器和循环水冷却器循环回到灰渣激冷罐，水力旋流器的目的是将激冷循环水中的固体颗粒含量控制在1％～1.5％，而循环水冷却器则利用循环冷却水将渣水冷却至5O℃后渣由收集罐进入渣放料罐，在此过程中，渣水通过渣放料辅助泵循环回到收集罐中，同时系统中补入高压新鲜水以补充由水力旋流器底部排到废水汽提澄清单元的水，当所有的渣进入放料罐后，放料罐即与收集罐隔绝并开始卸压，然后将渣全部排入炉渣脱水仓。低压新鲜水或者循环水通过排放水循环泵送到放料罐中，冲洗、重新注水完成后，用高压氮气加压(表压)至4.0MPa。然后与收集罐重新连通收渣，炉渣脱水仓中的渣由捞渣机捞出．并经送渣皮带送往渣收集仓。整个排渣过程由顺序控制程序自动运行，基本上不需要人工干预，但是在渣收集期间，固体渣颗粒由于在相对静止的状态下沉积，渣颗粒在向下排放时仍有可能形成架桥，固体颗粒在液相介质中的架桥，是指固体颗粒在重力的作用下粘黏在一起，只要两收集罐间存在一定的压力差，就可将其消除。渣颗粒结块是与架桥完全不同的概念，渣结块是指煤烧嘴刚投入运行时气化炉内没挂渣气化炉小室蒸汽产量较高，当煤烧嘴燃烧产生熔融状态下的渣接触到200摄氏度的水冷却后迅速粘附在水冷壁上并迅速固化，随着煤烧嘴运行时间的增长渣层越来越厚，气化炉温度也逐渐随着负荷的提高也不断增加，气化反应产生的大量渣沿着已挂有固定渣层的气化炉内壁呈液态形态流下来，这时如果气化炉的操作有较大波动，会导致大量渣同时落下来形成大的结块而沉积在收集罐底部，从而导致堵渣的形成，除渣系统一旦发生堵渣现象，必须立即采取有效的措施来尽快消除. 2.2堵渣形成的工艺预判断 及时发现气化炉堵渣前兆，可以减少停车的风险。渣池堵渣可从渣的形态、排渣量、渣水循环量、渣水温升、渣口缩径处的差压、收渣罐与渣锁斗罐连通时

先进煤气化节能技术推广实施方案(经典版)

20__《安全管理文档》之先进煤气化节能技术推广实施方案（经典版） 先进煤气化节能技术推广实施方案 一、技术发展及应用现状 （一）煤气化技术概况 煤气化技术是指煤在高温条件下与气化剂反应，使固体燃料转化成气 体燃料的技术。气化剂通常为水蒸气、氧气（或空气）和CO2。气化后的 主要产物是粗煤气，其主要组成有CO、H2、CH4、CO2、H2O等。此外，还 有硫化物、烃类化合物和其他微量成分等副产物。 煤气化技术的发展有着较长的历史，特别是自20世纪70年代石油危 机以来，世界各国广泛开展了煤气化技术的研究。在不同路线的煤气化技 术中，按照煤的进料形态可分为块煤气化、碎煤气化和粉煤（或水煤浆） 气化三大类。一是块煤气化技术。煤从炉顶加入，气化气体从炉底加入， 气流升力不会致使固体煤块相对位置发生变化，因此也被称为固定床造气。这项技术历史悠久，技术成熟，但单炉能力小，副产物多，煤种适应性差。二是碎煤气化技术。气化气体从炉下部进入炉内，与碎煤形成流化状态， 被称为流化床造气。该技术的优点是煤种适应性强，虽然其发展历史很长，但进展并不大，主要原因在于高温流化床一些基本问题尚待解决，且副产 物多。三是粉煤加压气化技术和新型水煤浆气化技术。原料（粉煤、水煤 浆或其他含碳物质等）通过给料装置进入炉内，发生并流式燃烧和气化反应，被称为气流床造气。该技术单炉能力大，副产物少，且煤种适应性强，是当前国内外有关机构都在集中力量研究和发展的煤气化技术。 先进煤气化技术主要指粉煤加压气化技术和新型水煤浆气化技术，亦 称新型煤气化技术。先进煤气化技术既是新型煤化工产业的龙头技术，也 是大幅提升合成氨等传统煤化工产业水平的基础技术之一。与固定床煤气 化技术相比，先进煤气化技术在节能环保、煤种适应性等方面具有十分突 出的优势。以合成氨为例，与传统的常压固定床气化工艺相比，在相同煤 原料下，先进煤气化技术可以使合成氨的吨产品能耗平均降低0.22吨标

Shell煤气化技术

Shell煤气化技术 吴迎(中国五环化学工程公司，武汉 430079) 2006-08-04 1 概述 谢尔粉煤加压气化工艺(简称Shell煤气化工艺)，是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术，与先进的德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术相比，Shell煤气化具有对煤质要求低，合成气中有效组分 (CO+H2>90％)含量高，原煤和氧气消耗低，环境污染小和运行费用低等特点，已成为近年来国内外设计单位和生产厂家首选的气化工艺。 我国正在设计和建设中的洞庭氮肥厂、柳州化学工业公司等厂家，已将该技术应用于合成氨生产。湖北化肥厂和安庆化肥厂也准备将该技术用于本厂的“油改煤”制氨流程。湖北双环科技股份有限公司引进Shell公司基础设计，由我院做工程设计，正在建设规模为800t／d(相当于20万t／a)的工业示范装置，即将投运。Shell煤气化技术是我国建设大型煤化工项目或中氮肥改造的主要方向。Shell工艺虽属先进，但投资偏高，一般企业不易接受，建议尽快实现关键技术和设备的国产化。 2 Shell煤气化工艺原理、技术特点及主要设备 2.1 Shell煤气化工艺原理 Shell煤气化过程是在高温高压下进行的，Shell煤气化属气流床气化。粉煤、氧气及水蒸汽在加压条件下并流进入气化炉，在极为短暂的时间(3～10s)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，其工艺流程如图1所示，气化工艺指标如表1所示。 2.2 技术特点 a.煤种适应性广。

从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦化均可气化，对煤的灰熔融性适应范围宽，即使高灰分、高水分、高含硫量的煤种也同样适应。 b.气化温度约1 600℃，碳转化率高达99％以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量低，煤气中有效气体(CO+H2)高达90％以上。 c.氧耗低，单炉生产能力大。 氧气消耗低，比水煤浆气化工艺低15％～25％，因而配套的空分装置投资相对降低；目前已投入运转的单炉气化压力3.0MPa，日处理煤量已达2000t，因此，单炉生产能力大，目前更大规模的装置正在工业化。 d.热效率高，排渣易处理。 煤中约83％的热能转化为合成气，约15％的热能被回收为高压或中压蒸汽，总的热效率为98％；其气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，对环境几乎无影响，气化污水含氰化物少，易处理。 e.Shell气化炉关键部件烧嘴的设计寿命为8000h，已有使用4a仍未更换的记录；另外控制系统安全可靠，设有必要的安全联锁，使气化操作始终处于最佳状态下运行。 f.Shell气化炉炉壁采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量少，气化炉内无传动部件，运转周期长，无需备炉。 2.3 主要设备 Shell气化装置的核心设备是气化炉和废热锅炉。气化炉结构如图2所示。 Shell煤气化炉由内筒和外筒两部分组成，包括膜式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。内筒采用水冷壁结构，仅在向火面有一层薄的耐火材料涂层，其一，为了减少热损失；其二，主要是为了挂渣，充分利用渣层的隔热功能，以渣抗渣，以渣护炉壁，使气化炉热损失减少到最低，以提高气化炉的可操作性和气化效率。环形空间位于压力容器外壳和膜式水冷壁之间，即内筒与外筒之间有空隙气层，设计环形空间的目的是为了容纳水／蒸汽的输入／输出管和集气管，同时，环形空间还有利于检查和维修。其内筒仅承受微小压差。气化炉烧嘴是Shell 煤气化工艺的关键设备及核心技术之一，与其它气化炉不同的是Shell气化炉采用侧壁烧嘴，根据气化炉能力由4～8个烧嘴呈中心对称分布。气化炉外壳为压力容器，一般小直径气化炉用钨合金钢制造，其它用低铬钢制造。由于气化炉的特殊设计，保证了Shell煤气化工艺指标先进可靠。

煤气化技术及其工业应用

煤气化技术及其工业应用 摘要：我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。本文介绍了我国的煤化工行业的发展现状以及煤气化技术的工业应用。 关键词:煤化工,煤气化技术,工业应用 我国是一个以煤炭为主要能源的国家。近几十年来，煤炭在我国的一次能源消费中始终占据主要地位，以煤为主的能源格局在相当长的时间内难以改变。中国传统的煤炭燃烧技术存在综合利用效率低，能耗高、煤炭生产效率低、成本高、环境污染严重等问题，煤炭气化技术的发展对我国的经济建设和可持续发展都有具有重要意义。 以煤气化为基础的能源及化工系统，不仅能较好的提高煤转化效率和降低污染排放，而且能生产液体燃料和氢气等能源产品，有效缓解交通能源紧张。煤气化技术正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤炭的气化和液化技术、煤气化联合循环发电技术等都已得到工业应用。 煤气化技术包括:备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，其核心是气化炉。按照煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法，必须根据煤的性质和对气体产物的要求选用合适的煤气化方法。 1煤气化工艺概述 煤炭气化是煤洁净利用的关键技术之一，它可以有效的提高碳转化率、冷煤气效率，降低气化过程的氧耗及煤耗。煤气化工艺是以煤或煤焦为原料，氧气(空气、富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为煤气的热化学加工过程。 目前世界正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉也是多种多样，最有发展前途的有10余种。所有煤气化技术都有一个共同的特征，即气化炉内煤炭在高温下与气化剂反应，使固体煤炭转化为气体燃料，剩下的含灰残渣排出炉外。气化剂为水蒸气、纯氧、空气、CO2和H2。煤气化的全过程热平衡说明总的气化反应是吸热的，因此必须给气化炉供给足够的热量，才能保持煤气化过程的连续进行。 煤气化根据供热原理大致可分为3种： （1）热分解(约500-1000℃)：加热使煤放出挥发分，再由挥发分得到焦油和燃气(CO、CO2、H2、CH4)，必须由外部供热，残留的固态炭(粉焦和焦炭等)作它用； （2）部分燃烧气化(约900-1600℃)：煤在氧气中部分燃烧产生高温，并加入气化剂(H2O、CO2等)，产生可燃气(CO、CO2、H2)和灰分；

几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。 一 Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石（助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。 其优点如下： （1）适用于加压下（中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 （2）气化炉进料稳定，由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 （3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。 该技术的缺点是： （1）由于气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 （2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁（一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 （3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。

Shell炉煤气化工艺介绍

Shell炉煤气化工艺介绍 目录 1.概述 1.1.发展历史 1.2. Shell炉煤气化工艺主要特点 2.工艺流程 2.1. Shell炉气化工艺流程简图 2.2.Shell炉气化工艺流程简述 3.气化原理 3.1粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化 3.2.固体颗粒与气化剂(氧气、水蒸气)间的反应3.3.生成的气体与固体颗粒间的反应 3.4.反应生成气体彼此间进行的反应 4.操作条件下对粉煤气化性能的影响 4.1气化压力对粉煤气化性能的影响 4.2氧煤比对粉煤气化性能的影响 4.3蒸汽煤比对粉煤气化性能的影响 4.4.影响加压粉煤气化操作的主要因素 4.5煤组分变化的影响 4.6 除煤以外进料“质量”变化的影响 5.工艺指标 6.Shell炉气化工艺消耗定额及投资估算 7. 环境评价

1.概述 1.1.发展历史 Shell煤气化工艺(Shell Coal Gasfication Process)简称SCGP，是由荷兰Shell国际石油公司(Shell International Oil Products B. V.)开发的一种加压气流床粉煤气化技术。Shell煤气化工艺的发展主要经历了如下几个阶段。 (l)概念阶段20世纪70年代初期的石油危机引发了Shell公司对煤气化的兴趣，1972年Shell公司决定开发煤气化工艺时，对所开发的工艺制定了如下标准: ①对煤种有广泛的适应性，基本可气化世界上任何煤种; ②环保问题少，有利于环境保护; ③高温气化，防止焦油和酚等有机副产品的生成，并促进碳的转化; ④气化装置工艺及设备具有高度的安全性和可靠性; ⑤气化效率高，单炉生产能力大。 根据上述原则，通过固定床、流化床和气流床三种不同连续气化工艺的对比，对今后煤气化工艺的开发形成了如下基本概念: ①采用加压气化，设备结构紧凑，气化强度大; ②选用气流床气化工艺，生产能力大，气化炉结构简单; ③采用纯氧气化，气化温度高，气化效率高，合成气中有效气CO十H2含量高; ④熔渣气化、冷壁式气化炉，熔渣可以保护炉壁，并确保产生的废渣无害， ⑤对原料煤的粒度无特殊要求，干煤粉进料，有利于碳的转化。 (2)小试试验1976年Shell在荷兰阿姆斯特丹建成了规模为6t/d煤的小试装置，该装置的主要任务是进行煤种试验，验证Shell煤气化理论，为工艺模型的开发提供基础数据，并进行材料试验和煤气净化方法试验，收集基本的环保数据。在其主要试验期间(1978-1983年)，先后对21个煤种进行了气化试验。目前该装置仍可根据需要进行特定煤种评价及试验。(3)中试装置在小试试验的基础上，于1978年Shell在原联邦德国的汉堡一哈尔堡(Ham- burg-Harburg)壳牌炼油厂内建设了一套日处理150t煤中试装置。其主要任务是进行不同煤种的气化试验，与小试试验结果关联并验证煤气化数据和工艺模型，进行相关的设备试验，确定煤气化的关键设备(如:气化炉、煤气冷却器、烧嘴、加料及排渣设备及阀门等)的设计原则，为工业化装置的设计提供数据，同时为生产装置积累操作经验、开发安全操作程序。中试装置累计进行了6000h(包括1000h的连续运转)的气化试验，于1983年结束运转。 (4)工业示范装置在汉堡中试的基础上，对气化和煤气冷却系统的设计进行了大幅度的改进，并在美国休斯顿郊区壳牌的Deer Park总厂建设了一套命名为SCGP-1的粉煤气化工业示范装置，该装置于1983年开始设计，1986年开始运转，气化规模为250 - 400t/d煤，气化压力2^-4MPa，约日产32. 5 X 104 m”中热值煤气和16t/h蒸汽。SCGP-1示范装置的主要任务是验证Shell煤气化工艺技术，包括工艺特性及设备可靠性，进一步开发商业化生产的操作技能和经验。SC(aP-1气化装置的示范试验装置累计运行15000h，最长连续运行1500h，气化了大约18种煤(其中包括褐煤和石油焦)，获得了比期望值更好的工艺效果。该示范装置于1991年关闭。 (5)工业化应用1993年采用Shell煤气化工艺的第一套大型工业化生产装置在荷兰布根伦 (Buggenum)市的Demkolec建成，用于整体煤气化燃气一蒸汽联合循环发电，发电量为250MWo设计采用单台气化炉和单台废热锅炉，气化规模为2000t/d煤。煤电转化总(净)