shell粉煤气化讲座.ppt

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1、Shell粉煤气化选择Shell粉煤气化工艺的原因低能耗用于发电，能耗比Texaco工艺低20％左右用于合成氨，能耗比Texaco工艺低8％左右进煤能量100％83％冷煤气效率0.8%14%0.2%2.0%水冷壁产蒸汽废锅生产蒸汽残碳热损（渣池、湿洗以及散热等）煤种适应性好烧嘴和水冷壁的寿命长Shell粉煤气化炉操作温度高达1400～1700℃，在此温度下，大部分煤种均能气化。烧嘴设计寿命8000h。Demkolec工厂的烧嘴和水冷壁安全运行至今。SCGP的硫氧化物及粉尘排放量几乎为零废液基本为零排放粉煤灰可外卖作生产水泥原料炉渣可用作道路建筑材料环保磨煤与干燥根据设计煤种和合

2、成氨生产能力，以及可能的煤质变化情况，配磨煤机2台，每套能力为设备设计工况的75％。干燥用燃料设计为炼厂干气，备用燃料为合成回路尾气。磨煤干燥流程指标90%的粉煤粒度＜90μm水分含量＜2％惰性气中的O2含量≤8％控制参数循环气中的水含量约3.0％惰性气体发生装置出口温度150～250℃，磨机出口温度105℃左右。**为保证粉煤能被惰气带走，惰性气循环量＞30Kg/s，固气比约1：2～4（重量）加压通过锁斗来实现，用N2对锁斗进行加压，将粉煤由大气压力加压至所需压力，该压力通常比气化炉压力高8～10kg/cm2。加压进煤粉煤输送主要靠重力自流。采用充气锥防止煤粉架桥加压进煤流程

3、关于粉煤气化的研究始于20世纪50年代初期，直到90年代才建立了第一套工业化示范装置，原因就在于长期以来未能有效解决粉煤输送这个技术难题。干煤粉输送的关键粉煤加压连续输送技术1978年，和Krupp-Koppers公司联合开发出一种粉煤间断升压和加压下连续进料的半连续加煤工艺。粉煤密相输送技术为减少煤气中的N2量，要求提高粉煤输送的固气比，每立方米氮气可输送300～400kg粉煤。干法粉煤气化工艺关键阀门密封料斗系统的各类阀门开闭频繁，磨损严重，故要解决好阀门的结构及材质问题。料斗煤位测量特别在粉煤太湿易架桥的情况下会出现假料位，增加料位测量及输送的难度。目前大多采用Cs137

4、或Co60同位素仪器测量。精确计量气流床部分氧化反应要求入炉物料精确计量，Texaco炉很易做到，而干法气化难以做到精确计量。气化炉进料的精确计量气化炉进料计量主要是煤的质量流量，测得的是混合流量，通过一系列计算换算成煤量，再折算成总热量，因为合成气产量是与进煤热值直接相关的。煤计量有两种：一是测线速度，二是测混合物的密度。测线速度用线速度仪，密度测量是利用γ射线。煤灰呈熔融态顺壁流下，最后以渣的形式从炉底部排出。气化炉底部用水激冷熔渣，渣水循环使用，冷却后的渣经减压由锁斗排出。粉煤和氮气的混合气通过烧嘴进入气化炉，与纯氧、蒸汽进行反应，加入水蒸汽量的多少与煤种有关。炉内温度可

5、达1500℃甚至更高，炭转化率达99％以上。粉煤气化气化炉顶部有冷激器，通过一台循环压缩机将下游的合成气返回到气化炉顶部，使气化炉出口合成气温度由1500多℃降至900℃，合成气中夹带的熔融固体也因而固化成飞灰。冷激后的合成气进入废锅发生蒸汽，气化炉水冷壁也产生蒸汽。蒸汽压力通常比气化炉操作压力高10～15kg/cm2。废锅产汽压力以及蒸汽是否过热取决于用户要求，废锅出口工艺气温度250～350℃。粉煤气化操作控制煤种选择长周期运行存在问题压力：40bar温度：1550℃左右O2/煤（MAF）：0.85～1.1（重量比）蒸汽/煤（MAF)：10～20％蒸汽压力：5.5MPa废锅

6、出口合成气温度：340℃气化炉操作参数主要控制回路根据系统负荷调整氧量，再根据合成气中的CO2含量调整氧煤比，最终确定气化炉的进煤量。氧气/蒸汽比保持恒定顺畅排渣国内外对液态排渣炉的研究指出，灰渣的粘度在25～40Pa.s之间方可保证液态锅炉的顺利排渣。Watt-Fereday等人对灰渣成分与灰渣粘度的关系进行了回归：Logμ＝10**7×m/（t－150）**2＋C其中，μ―――灰渣粘度，pa.st―――温度，℃C＝0.0415SiO2＋0.0192Al2O3＋0.0276Fe2O3＋0.0160CaO－3.92M＝0.00835SiO2＋0.00601Al2O3－0.109

7、Shell关于灰渣粘度与灰分组成之间的关系计算较准确，通常Shell会提供客户一个预测气化炉操作条件的小程序，该程序里就包含有这个关系式。目前国内西北化工研究院在煤质分析与评价方面做了大量的工作，也总结归纳出了灰渣粘度与灰分组成之间的关系公式，但误差为8％左右，尚不能用以指导生产。气化炉操作要点当原料煤质发生变化时，只有及时调整气化炉入口氧碳比，将炉温控制在最佳操作温度区域才能确保顺利排渣和保护水冷壁。由于Shell粉煤气化炉内无测温装置，且目前尚难以做到对入炉粉煤量进行精确计量，特别是原料