利用shell粉煤气化技术实现合成氨原料油改煤

《利用shell粉煤气化技术实现合成氨原料油改煤》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第35卷增刊2006年lO月利用Shell粉煤气化技术实现合成氨原料“油改煤"彭爱华1，姜涛2(1．湖北双环科技股份有限公司，湖北应城432407；2．壳牌中国公司，北京100004)中图分类号：TQ54文献标识码：A湖北双环科技股份有限公司是以重油为原料生产合成氨，采用联合制碱法生产纯碱和氯化铵的大型联合企业，2005年生产合成氨20万t、纯碱和氯化铵各60万t。由于国际国内市场原油价格的上涨，迫使企业改变原料路线，在经过反复的调查研究和论证的基础上，决定采用Shell煤气化技术实现合成氨原料“油改煤”，并于2001年6月经原国家经贸委批准立项建设，并纳入当年第六批国债

2、项目。1Shell煤气化技术生产合成氨的可行性分析目前，国际国内比较先进的煤气化技术主要有Texaco水煤浆气化技术和Shell粉煤气化技术，Texaco水煤浆气化技术在国内已有多家企业采用，还有一些企业正在投资建设，该工艺经过多年的运行，已经积累了很多的经验，无论是在技术上或者是设备上国内都作了很多的研究，因此采用Texaco水煤浆气化技术是非常成熟可靠的。但该技术也存在着一些缺点：①耐火砖价格高，且使用寿命短，向火面砖必须每年更换一次；②烧嘴寿命短，必须每两个月检查更换一次；③耗氧量高，有效气CO+H2含量仅80％左右，且对煤种有一定的要求；④灰和渣的含碳量较高，处理

3、比较困难oShell公司研究开发的干粉煤气化技术与Texaco水煤浆气化技术相比有以下特点：①采用膜式水冷壁取代了耐火砖，延长了使用寿命；②烧嘴使用寿命长，一般在一年左右；③煤气中有效气CO+H：含量90％，碳转化率>99％；④气化温度高，渣和灰中含碳量低，易处理，不污染环境，对煤种无特殊要求。目前世界上应用该技术生产合成气用于燃气．蒸汽联合循环发电的荷兰Demkolec电厂250MW机组自1993年投入运行以来，煤气化部分稳定运行，发电机组部分的缺陷解决后，于1997年正式投人商业化运营。虽然，到目前为止尚未有应用在合成氨生产上的报道，但是其生产出的粗煤气中的主要成份C

4、O、H：、N：、CO：、H：S等经过适当的净化处理是可以达到合成氨原料气的要求。目前在中国已经有十九套采用Shell粉煤气化技术的装置与Shell公司签定了技术引进合同。分别用于生产甲醇、合成氨及氢气等。除湖北双环El投煤1000t的装置投产外，年内中石化所属的三家日投煤2000t的装置将相继投产。2006年第35卷增刊2Shell煤气化工艺介绍来自煤场的煤和石灰石通过称重给煤机按一定比例混合后，进入磨煤机混磨，并由热风干燥，再经过袋式过滤器过滤，干燥的煤粉进入煤粉仓中贮存。从粉仓中出来的煤粉通过锁斗装置，由氮气加压到4．2MPa，并以氮气作为动力送至烧嘴和蒸汽、氧气一起

5、进入气化炉内进行部分氧化反应，反应温度约为1500～17000(2，压力3．5MPa，出气化炉的气体在气化炉顶部被激冷压缩机送来的冷煤气激冷到900。C，气体然后经过激冷器换热器、输气管换热器、返回室换热器及合成气冷热器回收热量后，温度降至330cC进入高温高压陶瓷过滤器，除去合成气中99％的飞灰，出陶瓷过滤器的气体进入文丘里洗涤器和洗涤塔，用高压工艺水除去其中剩余的灰并将温度降到150。C后去气体净化。出湿洗后的部分气体与出陶瓷过滤器的部分气体混合调温到200。C后进人激冷气压缩机压缩后去激冷。在气化炉内产生的熔渣顺气化炉壁流进气化炉底部的渣池，遇水固化成玻璃状炉渣，然

6、后通过收集器、破渣机、渣锁斗，定时排放到渣脱水槽，再通过捞渣机捞出送到渣场，作为商品售出。高温高压过滤器中收集到的飞灰，经过飞灰气提塔气提并冷却到100。C后进入飞灰贮罐，一部分飞灰返回至磨煤机，另一部分作为商品售出。气化炉膜式壁内和合成气冷却器的水由泵进行强制循环，产生的5．4MPa饱和蒸汽一起进入汽包，经汽水分离后蒸汽进人蒸汽总管，水继续循环。其工艺流程见图1。激冷气压缩机气化合成气冷却器图1Shell煤气化工艺流程简图彭爱华等：利用Shell粉煤气化技术实现合成氨原料“油改煤”1153主要设计技术参数、消耗指标及技术特征我公司设计选用的煤种是河南新密煤，该煤的化学组

7、成成份如下(干燥无灰基组成)：C：88．86％、H-3．95％、O：4．80％、N：1．83％、S：0．55％、C1：O．01％低位热值24．98MJ／kg，灰熔点1410。C装置按年产20万t合成氨，即每小时有效气产量CO+H：55000Nm3／h设计，消耗如下：煤：39．8t／h，石灰石：2．48t／h氧气(纯度99％)：20400Nm3／h超高压氮气(80℃、7．2MPa)：12000Nm3／h高压氮气(40c

8、12、5．2MPa)：7000Nm3／h低压氮气(40℃、0．6MPa)：4500Nm3／h蒸汽(2650C、