殼牌煤氣化技術(shù)

      殼牌是世界知名的國際能源公司之一。殼牌煤氣化技術(shù)可以處理石油焦、無煙煤、煙煤、褐煤和生物質(zhì)。氣化爐的操作壓力一般在4.0MPa，氣化溫度一般在1400～1700攝氏度。在此溫度壓力下，碳轉(zhuǎn)化率一般會超過99%，冷煤氣效率一般在80～83%。對于廢熱回收流程，合成氣的大部分顯熱可由合成氣冷卻器回收用來生產(chǎn)高壓或中壓蒸汽；如配合采用低水氣比催化劑的變化工藝，在變換單元消耗少量蒸汽即可保證變換深度要求，剩余大量蒸汽可送入全廠蒸汽管網(wǎng)，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

      目前，殼牌全球解決方案國際私有有限公司負(fù)責(zé)殼牌氣化技術(shù)的技術(shù)許可，工藝設(shè)計(jì)以及技術(shù)支持。2007年殼牌成立了北京煤氣化技術(shù)中心，2012年初，殼牌更是將其全球氣化業(yè)務(wù)總部也從荷蘭移師中國，這充分體現(xiàn)了殼牌對中國現(xiàn)代煤化工蓬勃發(fā)展的重視，同時殼牌也能更好地利用其全球氣化技術(shù)能力，貼近市場，為中國客戶提供更加快捷周到的技術(shù)支持。目前，在北京的殼牌煤氣化技術(shù)團(tuán)隊(duì)可提供從研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、現(xiàn)場技術(shù)支持以及生產(chǎn)操作和管理的全方位技術(shù)支持和服務(wù)。

一、整體配套工藝

      根據(jù)不同的煤質(zhì)特性以及用戶企業(yè)的不同生產(chǎn)需求和規(guī)劃，殼牌開發(fā)了下面3種不同爐型：

殼牌廢鍋流程是當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最豐富的干粉氣化技術(shù)。它的效率和工藝指標(biāo)的先進(jìn)性已經(jīng)得到了驗(yàn)證和認(rèn)可，而且在線率也在不斷創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，大部分客戶已實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷、長周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。如果業(yè)主比較關(guān)注熱效率,全廠能效和環(huán)保效益的話，采用殼牌廢鍋流程并配合已成功應(yīng)用的低水氣比變換技術(shù)應(yīng)該是最合適穩(wěn)妥的方案。

      殼牌上行水激冷流程特別適合處理有積垢傾向的煤種；適合大型項(xiàng)目，此外投資低，可靠性高。對于比較關(guān)注在線率和低投資的業(yè)主，采用殼牌上行水激冷流程應(yīng)該是最合適穩(wěn)妥的方案。

殼牌下行水激冷流程在煤種的適應(yīng)性方面與市場上其它下行水激冷技術(shù)相似，特別適合處理有積垢傾向的煤種；由于其采用了殼牌廢鍋流程成熟的對置多燒嘴布置，氣化爐內(nèi)流場分布合理，溫度場均勻，使得碳轉(zhuǎn)化率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活。同時采用經(jīng)過工業(yè)驗(yàn)證的豎管式水冷壁設(shè)計(jì)，氣化爐規(guī)模易于放大，能滿足大型項(xiàng)目的需求。

1、工藝簡介

殼牌廢鍋流程工藝流程如下：

      通過帶式輸送機(jī)從煤場取原煤，在磨煤與干煤系統(tǒng)中經(jīng)過研磨和干燥后，然后通過“粉煤加壓與給料”（鎖斗）系統(tǒng)，在一定壓力下，送入氣化爐的煤燒嘴。

      粉煤在氣化爐中與蒸汽稀釋后的氧氣氣流發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生合成氣與（飛灰）渣。從氣化爐頂部出來的合成氣被經(jīng)過濕洗的合成氣激冷到800～900℃，然后在合成氣冷卻器（廢鍋）中進(jìn)一步冷卻。大部分渣在氣化爐底部以熔渣的形式從氣化爐出來，在渣（水）池中被激冷分散成小玻璃狀渣塊（大小平均約2～5mm）。

      合成氣所夾帶的飛灰在干法脫灰單元中由一個高溫高壓過濾器去除并通過灰鎖斗系統(tǒng)排出，經(jīng)過氣提和冷卻后，飛灰送到存儲和處理設(shè)施去。

      基本上不含飛灰的合成氣最后進(jìn)入濕洗單元，灰塵含量降至<1毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，同時濕洗也將合成氣中鹵化物含量降至<<1ppmv。合成氣離開濕洗單元時達(dá)到水汽飽和，到氣化界區(qū)時溫度大約在160～175℃。

      在渣池中收集的渣通過鎖斗系統(tǒng)排放，通過撈渣鏈與水分離，再經(jīng)過傳送帶輸送至界區(qū)外。通過帶有外部冷卻器的渣池水循環(huán)回路，移走渣池中吸收的熱量。

      為防止除渣與濕洗系統(tǒng)中的微量元素累積，兩個系統(tǒng)均配有污水排放。排放水先經(jīng)過汽提脫除硫化氫及其它酸性氣體，并降低水中的氨到環(huán)境可以接受的水平，然后澄清，此過程稱為“初級水處理”。澄清池中的固體物經(jīng)真空帶式過濾器分離，做成濕餅進(jìn)行回收，送至原料煤場，并在“干燥”后加到磨煤機(jī)的進(jìn)料中。通常廢水汽提塔尾氣被送至界區(qū)外的硫回收單元，放空氣被送至火炬系統(tǒng)。

2、技術(shù)特點(diǎn)

      殼牌氣化爐與其他的干粉水冷壁氣化爐相比有兩個獨(dú)特的特點(diǎn)：對置多燒嘴設(shè)計(jì)和豎管水冷壁設(shè)計(jì)。

      對置多燒嘴設(shè)計(jì):流場熱負(fù)荷均勻，峰值熱負(fù)荷低，保護(hù)水冷壁；掛渣均勻，熱疲勞低，熱損少；燒嘴磨損小，水冷壁壽命長；煤氧混合均勻，停留時間長，碳轉(zhuǎn)化率高；單爐氣化能力大，易于放大(4000噸/天單爐)；負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)（單燒嘴條件范圍是40%～120%）。

      豎管式水冷壁的設(shè)計(jì)：直管水冷壁，成熟技術(shù)，故障低，到現(xiàn)在沒出現(xiàn)重大故障；流程短換熱能力大，允許的換熱流程長，爐子的尺寸易于放大；氣化爐水冷壁的使用壽命保證25年；可在環(huán)形空間對水冷壁維修，無須拆出內(nèi)件維修，周期短。

3、技術(shù)優(yōu)勢

高效率、低氧耗、低煤耗、低水耗，符合發(fā)改委設(shè)定的效率及消耗門檻

      隨著國家對煤化工項(xiàng)目更高的能效和環(huán)保要求，擬在建項(xiàng)目應(yīng)綜合考慮運(yùn)行和環(huán)保成本。對于不同的煤化工產(chǎn)業(yè)鏈研究表明，殼牌廢鍋流程都能接近發(fā)改委“十二五”煤炭深加工項(xiàng)目的指標(biāo)的先進(jìn)值。

*計(jì)算基于某典型煤種

煤種適應(yīng)性寬，豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

      殼牌氣化裝置已成功處理國內(nèi)上百種煤作為生產(chǎn)原料，涵蓋無煙煤到褐煤不同煤種（灰分6～36%,水分3.8～35%，灰熔點(diǎn)從1140～到大于1500℃）以及石油焦。由于殼牌掌握煤質(zhì)對氣化影響基礎(chǔ)理論和經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型，無需試燒即可對煤質(zhì)進(jìn)行氣化適應(yīng)性的評價。目前，殼牌已經(jīng)對國內(nèi)用戶進(jìn)行多輪培訓(xùn)使其掌握運(yùn)行訣竅，并提供殼牌專有煤質(zhì)氣化特性分析模型給用戶用于日常生產(chǎn)。

廢水少，渣灰可利用，環(huán)境友好

      廢鍋流程廢水排放量約為0.10噸/千標(biāo)準(zhǔn)立方米有效氣，只相當(dāng)于國內(nèi)干粉水激冷技術(shù)的1/8。而且飛灰和渣可作為建筑材料進(jìn)行銷售和使用。保優(yōu)勢將成為客戶帶來巨大的社會和環(huán)保效益。

成熟的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用

      多家殼牌技術(shù)用戶已實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行百日常態(tài)化和全年累計(jì)運(yùn)行三百日常態(tài)化，運(yùn)行的可靠性和技術(shù)的成熟度已得到了業(yè)內(nèi)的逐漸認(rèn)可。豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以及不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，保證了殼牌是風(fēng)險最小，技術(shù)最成熟的干粉氣化技術(shù)。

【上一篇：焦?fàn)t氣馳放氣作為合成氨部分燃料氣初探 】

【下一篇：利用甲醇馳放氣生產(chǎn)合成氨技術(shù) 】