第47卷第1期化肥設(shè)計(jì)Feb. 20092009年2月Chemical Ferilier Design●21●設(shè)計(jì)技術(shù)IShell煤氣化工藝優(yōu)化之商榷李耀剛,崔廣才(成都華西化工科技股份有限公司,四川成都610031)摘要: 分別從煤氣化過程的8個(gè)系統(tǒng)論述了Shell 堞氣化工藝的系統(tǒng)作用、工藝流程和技術(shù)優(yōu)勢(shì);對(duì)除渣系統(tǒng)、干法除灰系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)以及合成氣冷卻器的取舍等方面提出了工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)方案和建議。比較了Shell 煤氣化工藝與德士古水煤漿氣化工藝,結(jié)果表明,Shell煤氣化技術(shù)煤種適用性更廣,氣化顯熱利用率更高;爐膛和燒嘴使用壽命更長(zhǎng),控制系統(tǒng)和連鎖控制更完善。關(guān)鍵詞: Shell 粉煤氣化;氣化系統(tǒng);連鎖控制;初步水處理中圖分類號(hào): TQ546;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004 - 8901(2009)01 -0021 -06Discussion on Optimizing Shell Coal Gasification Processu Yao-gang, CUl Cuang-cai(Chengdu Huaxi Chemical Eninering Science - Technology Siock Company Ld.，Chengdu 610031 China)Abstract: Author has discussed separately the system role, process flow and technology advantagc for the Shell coal gasifcation process from 8 sy8-tems of coal gaifcation proces; has presented the improvement scheme and proposal for the process design from aspects of slag removal system, dust e-moval sytem by dry mcthod, water treatment sytem and using/ non -using synthesis gas cooler etc. The comparison was made for Shell coal gasificationprocee with Texaco waler coal slumy gaifcation proces . the reult indicates that the sutabilitit of coal kind is wider, the uilization rate of sensible heatis higher; the service life of gaifier chamber and bumer i longer, the contol eyterm and interlock are more complete for the Shell coal gaicationproces.Key words: Shell pulerized coal gaification;n gaifcation system; interlock contol; preliminary water treatment在世界所需的基本能源中,接近30%由煤炭提1978年在德國漢堡建成日處理煤150 t的氣化裝.供。世界所需的電量之中,近40%是用煤炭生產(chǎn)置, 1987年在美國休斯頓建成日處理高硫煙煤250 t的。中國屬于“缺油少氣”的國家,而煤炭?jī)?chǔ)量卻占和日處理高灰分褐煤400 t裝置。SCGP 裝置在荷世界煤炭資源總量的1/3。按照同等熱值計(jì)算,中蘭德姆科列克ICGCC 253 MW發(fā)電廠應(yīng)用Shell煤國已探明的石油儲(chǔ)量還能夠使用不到20年,天然氣化工藝(SCGP),自1998年完成3年示范期迄今氣約可使用30年,而煤炭則至少還可使用200年。已有10年以上的商業(yè)化運(yùn)行記錄,其清楚地表明煤炭滿足了中國超過70%的能源需求?；使I(yè)Shell煤氣化爐的可靠性、原料煤種適用的靈活性、和甲醇燃料工業(yè)同樣依賴大量的煤炭，因此,煤化負(fù)荷跟蹤特性以及環(huán)保性能均已達(dá)到或超過預(yù)期工技術(shù)的應(yīng)用在我國顯得尤為重要。的要求。筆者擬簡(jiǎn)要介紹Shell煤氣化工藝中8大煤氣化技術(shù)是煤化工的核心所在,目前世界范系統(tǒng)的作用和工藝流程,并對(duì)Shell煤氣化工藝提圍內(nèi)先進(jìn)的煤氣化技術(shù)有:荷蘭Shell粉煤氣化工出相關(guān)建議。藝、美國德士古水煤漿氣化工藝德國未來能源CSP工藝德國魯奇固定床加壓氣化工藝。這些技術(shù)都1磨煤與干燥系統(tǒng)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。美國德士古水煤漿工藝、德國魯磨煤和干燥裝置的目的和作用是將≤13 mm奇固定床加壓氣化工藝在中國的運(yùn)用已有20年的以下的碎煤在磨機(jī)中研磨成一定粒度的粉煤并得歷史,其技術(shù)的消化吸收已經(jīng)成熟,并在一些細(xì)節(jié)到干中國煤化工。和環(huán)節(jié)上不斷得到發(fā)展。Shell 煤氣化工藝(SCGP- Shell Coal GasifiYHCN MH G,人，1995年畢業(yè)于鄭州.cation Process)是由Shell阿姆斯特丹研究院于1972工學(xué)院化工工藝專業(yè),工程師.從事煤氣化凈化工藝技術(shù)的開發(fā)和年開發(fā),1976年建成日處理煤6 t的粉煤氣化裝置。技術(shù)管理工作。化肥設(shè)計(jì)2009年第47卷本工段設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩方面因素:①在惰性工況340 C ,產(chǎn)生5.5 MPa.271 C、300 C以及400 C的環(huán)境下(對(duì)于煤粉來說氧含量小于8% )安全操作和蒸汽。干燥存儲(chǔ);②為了達(dá)到最小的能量損失,使用循環(huán)氣化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,不僅與氣進(jìn)行固體輸送和千燥。氣化溫度、壓力、停留時(shí)間有關(guān)，而且還受進(jìn)料組分在磨煤機(jī)中煤和石灰石在惰氣環(huán)境和微負(fù)壓的濃度.溫度及其理化特性影響(如煤的粒度、活條件下被碾磨和干燥。干燥的熱量由燃料氣或柴性灰熔點(diǎn)及粘性等因素),因此可以說氣化反應(yīng)是油在熱風(fēng)爐中燃燒產(chǎn)生的熱工藝氣提供。惰氣流一個(gè)由眾多因素,不同條件相互制約、共同作用的量進(jìn)人磨機(jī)的溫度為140~300C,離開磨機(jī)的溫結(jié)果。度為100~110 C。加壓后的粉煤經(jīng)CO2氣體輸送至煤燒嘴,與氧惰氣輸送被碾磨后的煤粉進(jìn)人旋轉(zhuǎn)分離器,在氣、蒸汽一同被噴人氣化爐的反應(yīng)室,在高溫.高壓這里粗糙的大的顆粒重新返回到磨機(jī)中。煤粉的下瞬間發(fā)生反應(yīng)(爐內(nèi)溫度可達(dá)1 500~1 700 C,粒度由循環(huán)氣流量液壓輥?zhàn)拥膲毫?通常是不變甚至更高), 生成的合成氣由下至上進(jìn)入氣化爐的的)和可變速的旋轉(zhuǎn)分離器控制。原料中比較硬的激冷段,與激冷氣壓縮機(jī)送來的210 C合成氣混煤塊矸石被送到廢物箱中并排出界區(qū)。工藝氣和合,溫度由1500C降至900C,這時(shí)合成氣中夾帶煤粉的分離在1個(gè)袋式過濾器中完成。在分離的的熔融飛灰也因溫度降低而固化。而后合成氣通氣體中固體濃度小于10 mg/m'。過濾后的大部分過輸氣管氣體返回室及合成氣冷卻器的其他換熱氣體被循環(huán),以維持氣體的惰性(低氧含量),多余:段進(jìn)行余熱回收,最后從合成氣冷卻器底部出口排的氣體被排出(帶走水分)。煤粉隨后從袋式收集出,溫度降為340C左右。器中輸送到煤加壓及給料系統(tǒng)。氣化爐及合成氣水汽系統(tǒng)為一強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng),從氣化爐水冷壁、輸氣管、冷卻器及其他換熱器副2煤加壓及輸送 系統(tǒng)產(chǎn)的蒸汽(p=5.5 MPa、t=271 C)被送人汽包,- -煤加壓及輸送的目的是將常壓條件下的粉煤部分通過蒸汽過熱器過熱至400 C后送至界區(qū)外在煤鎖斗內(nèi)加壓,達(dá)到與常高壓條件下的煤粉給料供其他工序使用,另外-小部分送至工區(qū)內(nèi)蒸汽管系統(tǒng)條件,并采用高壓CO2/N2氣體輸送煤粉,控制網(wǎng)供內(nèi)部使用。煤粉流量送至煤燒嘴。為配合整個(gè)氣化系統(tǒng)和水、汽系統(tǒng)的完成,還煤粉中的水含量低于臨界值,可以在1% ~2%有燒嘴冷卻的調(diào)和水系統(tǒng)、氧氣進(jìn)料控制系統(tǒng)和連之間變化,然后被送到氣化爐。煤給料系統(tǒng)由2套鎖控制系統(tǒng)、鍋爐水控制結(jié)垢的加藥系統(tǒng)、高溫合相同的給料系統(tǒng)組成,每套給料系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于對(duì)稱的成氣降溫的激冷氣控制系統(tǒng)和連鎖控制系統(tǒng)。氣2個(gè)燒嘴供料,并配套有2套排放回路。化反應(yīng)的控制是一一個(gè)復(fù)雜的連鎖控制系統(tǒng),粉煤、利用低壓容器和高壓容器之間良好的密封隔氧氣蒸汽的流量、溫度、壓力變化,手動(dòng)、自動(dòng)以及離,通過隔離、充壓、排放泄壓.重新給煤的程序控系統(tǒng)串級(jí)挖制的智能化,對(duì)儀表檢測(cè)系統(tǒng)的要求會(huì)制來完成煤粉的輸送和加壓,從而達(dá)到工藝要求。更高,整個(gè)控制系統(tǒng)參數(shù)的制定必須確保對(duì)原料煤所有的容器都按照與二氧化碳系統(tǒng)相關(guān)的最大壓分析結(jié)果的確認(rèn),然后由Shell 公司給出。氣化系力下設(shè)計(jì)(帶有減壓閥)。連接高壓和低壓給料系統(tǒng)是整個(gè)煤氣化裝置的心臟。統(tǒng)線路均使用2道閥門或者1個(gè)閥加1個(gè)孔板或者4除渣系統(tǒng)增加1個(gè)控制閥。這樣低壓系統(tǒng)按照經(jīng)過孔板或控制閥的最大氣量來設(shè)計(jì),從而保證操作的安全性除渣系統(tǒng)的目的和作用就是將氣化爐產(chǎn)生的和可靠性。高溫熔融灰渣,在50~70C的冷水中激冷淬化后形成細(xì)渣,經(jīng)過降壓操作將細(xì)渣排出系統(tǒng)。3氣化系統(tǒng)及水、汽系統(tǒng)氣化爐渣處理系統(tǒng)是冷卻、造粒和排放。為此氣化及水、汽系統(tǒng)的目的和作用是以粉煤為原中國煤化工i”渣池,位于渣料,高壓過熱蒸汽和純度為99.6 %的氧為氣化劑，池的YH賣提供噴淋水。噴在氣化爐內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成以CO+H2為淋環(huán)c N M H G夾雜進(jìn)渣池空間有效組分的合成煤氣。合成煤氣的顯熱通過水冷的未被氣化的煤粉。1 5009的熔渣在50~70 C的壁、蒸發(fā)器、過熱器交換熱量,將煤氣溫度降低到冷水中經(jīng)激冷被分散成顆粒,在渣粒流到渣收集罐的第1期李耀剛等Shell 煤氣化工藝優(yōu)化之商權(quán)●23●途中,任何連續(xù)成塊的淹均經(jīng)破碎機(jī)給以粉碎。進(jìn)入下一循環(huán)。為避免大量的渣粒進(jìn)人水循環(huán)系統(tǒng),通過噴淋飛灰排放罐排出的飛灰進(jìn)入飛灰氣提/冷卻提供的水在渣收集罐的上部被抽出,這會(huì)引起渣池器。器內(nèi)用80 C的低壓氮?dú)庾韵露蠈?duì)飛灰氣進(jìn)內(nèi)部整體向下移動(dòng),從而促進(jìn)從渣池到渣收集罐的行氣提/冷卻,氣提出飛灰中CO. H2、CO2等氣體。渣輸送。當(dāng)氣體中CO含量達(dá)到控制要求,溫度控制在100 C渣池水循環(huán)回路配有冷卻器,以除去渣冷卻時(shí)左右時(shí),停加低壓氮?dú)?飛灰排至飛灰中間貯倉。產(chǎn)生的熱量。為了維持再循環(huán)水中足夠低的固體飛灰中間貯倉,可保證4~5h的飛灰貯量。當(dāng)濃度,富含固體的一-部分循環(huán)水通過水力旋流器被飛灰中間貯倉料位高時(shí),進(jìn)入飛灰處理系統(tǒng)程序,排放到水處理系統(tǒng)。排放的循環(huán)水用無固體的高即排入飛灰貯倉。它的貯存能力為3. 00 kg/s的飛壓新鮮循環(huán)水來補(bǔ)充,并通過渣池液位進(jìn)行控制。灰收集流量,可滿足24 h的儲(chǔ)存量,根據(jù)需要飛灰氣化爐排渣通過撈渣機(jī)和輸送帶從渣脫水料倉中儲(chǔ)倉中的飛灰可通過罐車外運(yùn)用作水泥原料。除去,剩余的含有細(xì)渣和未燃燒的煤的渣水用泵打6濕洗系統(tǒng)到凈化澄清槽。固體作為泥渣被除去,澄清的水被返回利用。所有渣排放閥的直徑為DN300 mm。濕洗系統(tǒng)的目的是將經(jīng)過千法除灰的合成煤氣進(jìn)一步洗滌,除去殘余細(xì)灰以及合成氣中較易溶5干法除灰系統(tǒng)于水的酸性氣體,以達(dá)到氣體進(jìn)-步清潔的目的。干法除灰系統(tǒng)采用陶瓷過濾器,以將合成氣中從千法除灰系統(tǒng)來的335 C,灰含量低于的飛灰過濾除去,得到潔凈的合成氣,然后對(duì)收集5 mg/m’的合成氣進(jìn)人濕洗系統(tǒng)。首先合成氣進(jìn)入到的飛灰進(jìn)行降壓排灰操作以及進(jìn)行氣提和冷卻，合成氣洗滌系統(tǒng),通過文丘里洗滌器洗滌塔、填料排至飛灰貯藏,定時(shí)清理。床層使循環(huán)水與合成氣充分接觸,-方面除去合成.氣化爐產(chǎn)生的合成氣經(jīng)過激冷段、輸氣管、合氣中的細(xì)灰，使其降低到1 mg/m'以下;另一方面成氣冷卻器后,溫度降低到340C,約有20%的灰合成氣中一些酸性氣體,如CO2.H2S、HF、HCI.NH,分隨合成氣帶出氣化爐。在操作中,干法除灰系統(tǒng)也會(huì)在濕洗過程中被除去,使合成氣的溫度降低到是按照飛灰處理清除程序,氣提/冷卻程序、飛灰排168 C左右。出塔合成氣分成2股, -股去下游甲放以及干灰臨時(shí)儲(chǔ)存程序來完成的。醇變換工段;另一股與干法除灰系統(tǒng)來的部分合成首先,飛灰處理清除程序。HPHT 飛灰過濾器氣混合后去冷激氣壓縮機(jī)。.內(nèi)含陶瓷過濾元件24組,每組有48根過濾元件,過濕洗后的循環(huán)水中含有一定濃度的固體顆粒濾后飛灰含量控制在20 mg/m'以下,一般控制在并呈酸性,故需少量排放。在循環(huán)水泵后設(shè)置1個(gè)5 mg/m'左右。潔凈的煤氣通過過濾器,而灰塵落循環(huán)水pH值在線分析儀,隨時(shí)記錄循環(huán)水中pH值在過濾孔外。由于長(zhǎng)時(shí)間飛灰堆積會(huì)造成過濾器高低。為了防止酸液對(duì)設(shè)備、管線.閥門等整個(gè)系.阻力上升,當(dāng)過濾器前后壓降超過35kPa,在408s統(tǒng)的腐蝕,在循環(huán)水進(jìn)人文丘里洗滌器前加入20%內(nèi)對(duì)24組過濾器反吹1次,以清除積灰,降低壓降。的堿液。在正常工況下pH值控制在6.5~7.0之反吹是利用8.05 MPa的超高壓CO2/N2,通過文丘間。對(duì)從洗滌塔出來的合成氣應(yīng)進(jìn)行在線氣體分里管口對(duì)一組過濾器由內(nèi)向外噴吹,以清除飛灰。析 ,分析內(nèi)容包括H2、CO、CO2、HS、COS、N2、CH4、落下的飛灰通過飛灰收集器進(jìn)入飛灰排放罐內(nèi)。NH, .02等組分。通過分析合成氣中CO2氣體,調(diào)整干凈的合成氣離開飛灰過濾器后分成2股,1股去氣化爐運(yùn)行工況,停開車時(shí)的系統(tǒng)置換也在此進(jìn)行下游濕洗系統(tǒng),另1股去冷激氣壓縮機(jī)。惰性氣體分析。當(dāng)飛灰排放罐內(nèi)料位較高時(shí),操作便進(jìn)入飛灰7初步水處理系統(tǒng)氣提/冷卻程序。此時(shí)飛灰排放罐與飛灰收集器通過2道相同的切斷閥隔開,飛灰排放罐泄壓(氣體初步水處理系統(tǒng)既是將循環(huán)水中的酸性氣體排至鍋爐),飛灰排放罐與飛灰氣提/冷卻器連通排分離出來的過程y縣將灰漿從循環(huán)水中分離出來放飛灰。飛灰排放罐排空后,與飛灰氣提/冷卻器的過中國煤化工再斷開,并用高壓CO2/N2加壓至略高于飛灰過濾HCN M H G的少量排水，既器的操作壓力,與飛灰收集器的壓力平衡后,再打是富含酸性氣體的循環(huán)水,又是含有一定濃度灰分開它們之間的連通,直至飛灰排放罐再次積滿時(shí)再的循環(huán)水。整個(gè)酸性灰漿氣提和漿料濃縮系統(tǒng)可●24●化肥設(shè)計(jì)2009年第47卷分為以下2步。的清液一并隨灰漿 存儲(chǔ)罐溢流的清液打到澄清槽。(1)第1步是酸性灰漿氣提,它是在酸性氣提8公用工程系統(tǒng)塔內(nèi),溫度控制在135 ~140 C ,壓力控制在0.18~0. 20 MPa,低壓蒸汽自下而上,從渣水處理系統(tǒng),濕公用工程系統(tǒng)的目的和作用是為整個(gè)氣化裝洗系統(tǒng)來的循環(huán)水自上而下，在填料床層充分接置提供后勤保障,從原料煤干燥磨粉開始到生產(chǎn)出觸,交換熱量,分離出CO2、H2S.NH,、HCN、HCl等氣合格的合成煤氣送出氣化系統(tǒng),公用工程系統(tǒng)為裝體。通過空冷器換熱器降溫到100C后氣液分離,干置提供系列的輔助手段,以完成必要的操作條件。凈的氣體送入甲醇系統(tǒng)硫回收裝置進(jìn)行處理。公用工程系統(tǒng)分布于氣化系統(tǒng)的各個(gè)地方。(2)第2步是氣提后的循環(huán)水以及從脫水槽來8.1二氧化碳/氮 氣系統(tǒng)的循環(huán)水從澄清槽一側(cè)加人,同時(shí)加入絮凝劑,使二氧化碳/氮?dú)庀到y(tǒng)提供5.2 MPa的CO2/N2,其固體懸浮物濃縮、長(zhǎng)大、自然沉淀,沉降至澄清槽以完成粉煤、飛灰的加壓及輸送;提供8.05 MPa的底部,形成液固分離,干凈的水從澄清槽另一側(cè)溢CO2/N2,以完成反吹和吹掃;提供氮?dú)?以完成設(shè)備出,流入溢流槽,再經(jīng)泵打到分配系統(tǒng)。底部出來的吹掃、系統(tǒng)的置換。的灰漿繼續(xù)濃縮,最后通過真空吸附形成灰漿餅,二氧化碳/氮?dú)庀到y(tǒng)剛開始運(yùn)行時(shí),只有空分含固量達(dá)到50%。裝置提供的0.11 MPa 的N2,當(dāng)?shù)蜏丶状枷囱b置開從水力旋流器來的循環(huán)水灰分含量高,從濕洗車正常后,便可向氣化提供0.11 MPa,3.8萬m'/h系統(tǒng)來的循環(huán)水酸性氣體含量高。為防止在酸性的CO,氣體。LLP0. 11 MPa CO2/N,經(jīng)過二氧化碳?xì)馓崴矊又蠧aO與CO2形成CaCO,沉淀,將酸性壓縮機(jī)五級(jí)壓縮產(chǎn)生8.1 MPa的超高壓CO2/N2 ,分氣提塔設(shè)置為2個(gè)填料床層,從水力旋流器來的循別送至高壓二氧化碳?jí)嚎s機(jī)緩沖罐和超高壓二氧環(huán)水進(jìn)人下部填料層,濕洗系統(tǒng)來的循環(huán)水以及收化碳緩沖罐。通過分配系統(tǒng)送至各個(gè)控制點(diǎn)。集的廢水進(jìn)入上部填料層。8.2 LPG燃料氣和弛放氣火炬系統(tǒng)避免CaCO,出現(xiàn)沉淀物的進(jìn)一步措施是通過火炬系統(tǒng)是將各個(gè)控制點(diǎn)放空的有毒可燃?xì)怏w進(jìn)料比例和pH值增加鹽酸的加人量,鹽酸為15%匯集后在火炬上燃燒,變成無毒氣體排放到大氣中。的稀酸,加人鹽酸后的循環(huán)水pH值約為6. 25 ,分別LPC燃料氣系統(tǒng)作為備用氣源送到各個(gè)用氣點(diǎn)。加在2個(gè)給料罐內(nèi)。在給料罐出口也有一鹽酸加8.3冷卻水系統(tǒng)人管,可起到微調(diào)的作用。冷卻水系統(tǒng)提供0.4 MPa .32 C的冷卻水,對(duì)氣提后的循環(huán)水經(jīng)過空冷器后溫度冷卻到工藝介質(zhì)進(jìn)行換熱降溫?；厮疄?. 25 MPa、40 C。50 C ,然后被送到澄清槽。在灰漿濃縮系統(tǒng),氣提8.4工藝及循環(huán)水 系統(tǒng)后的循環(huán)水及其渣脫水槽來的灰水從沉降槽-側(cè)整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)包括工藝?yán)鋮s水和循環(huán)水系加入，為了促進(jìn)固體顆粒的沉淀,在灰水加入的同統(tǒng)。工藝水包括低壓工藝水、高壓工藝水和事故密時(shí)也加入絮凝劑。絮凝劑的作用是加速懸浮物濃封水系統(tǒng),循環(huán)水系統(tǒng)包括低壓循環(huán)水系統(tǒng)和高壓縮長(zhǎng)大、沉淀的速度,使灰漿與清水分離。干凈的循環(huán)水系統(tǒng)。水從沉降槽另一側(cè)溢流出來進(jìn)人溢流槽,再經(jīng)分配8.5 蒸汽系統(tǒng)及蒸汽冷凝液系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)入各個(gè)工藝控制點(diǎn)。沉淀的灰漿落人澄清高壓蒸汽系統(tǒng)提供開車時(shí)和正常運(yùn)行時(shí)的高槽底部,通過刮灰柵耙將灰漿收集到錐底,再通過壓蒸汽以及蒸汽的分布情況，還有蒸汽冷凝液、鍋底部灰漿泵打到泥漿存儲(chǔ)罐,在泥漿存儲(chǔ)罐內(nèi),灰爐排污水的顯熱回收。漿有時(shí)間進(jìn)--步澄清、沉淀，清液從溢流口流至收8.6 儀表空氣和工廠空氣系統(tǒng)集槽。由于這部分清液中還含有一定濃度的灰粒,儀表空氣主要提供自控系統(tǒng)的動(dòng)力源,工廠空因而通過泵打到澄清槽中繼續(xù)沉淀分離。從泥漿氣系統(tǒng)提供可使用的空氣,用于助燃和設(shè)備吹掃存儲(chǔ)罐底部排出的灰漿含固量一般達(dá)到25%,通過泥漿泵打人真空帶式過濾機(jī),清液通過濾布被抽3.7. 酸和堿系統(tǒng)出,泥漿落在濾布上,刮泥板刮下灰餅,灰餅含固量中國煤化工，以防止CaCO,和達(dá)到50%。這部分灰餅中含有一定的固定碳含量,其他MHCNMHG洗系統(tǒng)提供堿,以因而可輸送到碎煤倉中隨原料煤一起進(jìn)人磨粉系防止?jié)裣粗幸驗(yàn)槿苋舜罅康乃嵝詺怏w,使循環(huán)水呈統(tǒng)。真空過濾機(jī)濾出的清液,以及真空泵吸引抽出酸性而腐蝕設(shè)備、管線、閥門等。第1期李耀剛等Shell 煤氣化工藝優(yōu)化之商榷●25●筆者認(rèn)為可以將除灰器、飛灰倉去除，直接從9對(duì)Shell煤氣化工藝的幾點(diǎn)建議飛灰中間貯倉卸人裝罐車。飛灰 倉的設(shè)計(jì)容積為Shell煤氣化工藝在中國的推廣已有近10年的1 008 m' , Shell原設(shè)計(jì)飛灰倉是考慮到飛灰要返回歷史,第1套Shell煤氣化裝置于2006年5月17日到磨煤系統(tǒng)中去,一旦磨煤系統(tǒng)暫時(shí)不需要飛灰可在湖北雙環(huán)科技股份有限公司一次投料開車成功。以貯存在飛灰倉內(nèi)。在中國的全部設(shè)計(jì)中由于飛這標(biāo)志著Shell粉煤氣化技術(shù)用于生產(chǎn)合成氨的成灰中固定碳含量不足5%,沒必要返回系統(tǒng)中去,因功,在原料消耗、炭轉(zhuǎn)化率、熱效率等方面與其他同此這樣的設(shè)計(jì)就顯得太奢侈,2臺(tái)設(shè)備和10個(gè)特殊類技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì),在同行業(yè)中將起到示范球閥的費(fèi)用為150萬元。雖然將裝罐車設(shè)計(jì)在框效應(yīng)。隨后洞氮、枝江、柳化、安慶也相繼投人運(yùn)架內(nèi)有可能不利于環(huán)境衛(wèi)生和安全需要,但飛灰倉行。這幾套裝置都是煤代油生產(chǎn)合成氨的項(xiàng)目,粉在平面布置上的設(shè)計(jì)也是為磨煤系統(tǒng)服務(wù)的,并且煤的加壓輸送采用氮?dú)狻：幽嫌莱清ш栱?xiàng)目是生排出的飛灰是在達(dá)到氣提/冷卻的要求以后,飛灰產(chǎn)甲醇的裝置,目前已經(jīng)開車成功。粉煤的加壓輸?shù)妮斔图芭懦龆际且訡O2氣體為載體的。筆者認(rèn)送采用CO2輸送,其氣化爐溫度控制系統(tǒng)的難度會(huì)為只要在操作上精心細(xì)致,完全可以達(dá)到環(huán)境和安更大。由于煤氣中CO2含量分析不能直接指導(dǎo)氣93水處理系統(tǒng)全的要求?；癄t的溫度控制,通過蒸汽產(chǎn)量的控制就顯得尤為渣水經(jīng)過酸性氣提后,首先在澄清槽進(jìn)行濃重要,需要在儀表檢測(cè)上確保其準(zhǔn)確性。Shell煤氣化工藝在中國第1批第2批的裝置縮,在絮凝劑的作用下,達(dá)到初步的分離效果,灰水有12家,目前正處于推廣其技術(shù)應(yīng)用的階段,隨著濃度中灰分含量達(dá)到10% ,然后進(jìn)人灰漿貯槽,經(jīng)對(duì)該技術(shù)的不斷深人了解,筆者對(duì)該工藝提出以下過2 h的自然沉淀,灰分含量達(dá)到25% ,再通過泵打人過濾機(jī)灰漿槽、過濾機(jī),得到50%濃度的灰漿。幾項(xiàng)改造建議。由于配置了1臺(tái)水環(huán)式真空泵，可以滿足真空過濾9.1 除渣系統(tǒng)渣經(jīng)過泄壓操作后排入撈渣池,經(jīng)過撈渣機(jī)的的需要。從以往的經(jīng)驗(yàn)中我們知道,過濾機(jī)的維修連續(xù)操作,細(xì)渣裝入渣倉,然后經(jīng)過第1道皮帶很頻繁,一方面真空度不夠,另一方面濾布更換多,(10m)、中轉(zhuǎn)站第2道皮帶(35m)后卸到渣廠,定在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后黏稠的灰漿會(huì)帶來很多麻時(shí)用鏟車裝人卡車?yán)?。這樣的設(shè)計(jì)工藝路線復(fù)煩，直接影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。Shell 煤氣化工藝在雜,一次性投資很大,2條皮帶、中轉(zhuǎn)站的設(shè)備、安裝設(shè)計(jì)時(shí)也沒有考慮備機(jī)的條件。筆者建議在地面上設(shè)計(jì)2套平流沉淀池,2套投資約為150萬元,而且正常的維護(hù)保養(yǎng)投資也不抓泥機(jī),渣水經(jīng)過絮凝槽后,直接用泵打到沉淀槽。少,托軌、皮帶的更換,鏟車的裝車費(fèi),還需要1個(gè)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，第1套沉淀池中的灰漿飽15 m x30 m的場(chǎng)地用來堆積渣。筆者認(rèn)為將撈渣和，將灰水倒入第2套沉淀池中。這時(shí)將第1套沉機(jī)的斜面向后向上延伸,將渣倉抬高,這樣就為改淀池中清水放掉,再用抓泥機(jī)將灰漿抓進(jìn)卡車直接造渣倉提供了條件,按每小時(shí)最大渣產(chǎn)量設(shè)計(jì)渣倉拉走。這樣改造的惟-缺點(diǎn)是占地面積稍大,需要能容納4 ~8 h的容積來設(shè)計(jì),在渣倉錐底安裝1個(gè)1個(gè)20mx40m的場(chǎng)地;優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間有液壓插板閥,定時(shí)將卡車放在渣倉下,打開液壓插保證,且維修費(fèi)用低,運(yùn)行費(fèi)用也很低,一一次性投資板閥,就可以直接將渣裝人卡車,既簡(jiǎn)單實(shí)用投資不大。又少。這樣的設(shè)計(jì)在德士古工藝中有很好的應(yīng)用，9.4初步水處理 氣提系統(tǒng)操作方便,且維護(hù)費(fèi)用很少。所有的灰漿水工藝管道的的材質(zhì)都為雙相鋼9.2干法除灰系統(tǒng)(SA31803),在歐洲-般不銹鋼的價(jià)格和雙相鋼的飛灰經(jīng)過氣提/冷卻合格后,排入飛灰中間貯價(jià)格相當(dāng),由于中國大量建設(shè)化工項(xiàng)目,歐洲出口倉,飛灰中間貯倉的能力為最大飛灰產(chǎn)量的6 h的到中國的雙相鋼價(jià)格提高了近10倍。貯存能力。然后飛灰定量排人除灰器,通過給除灰筆者認(rèn)為,由于初步水處理氣提系統(tǒng)的操作壓器加壓,將飛灰打人飛灰倉,通過飛灰倉底部的插力為作壓力不高的前板閥,由飛灰罐車將飛灰拉走。Shell 工藝在飛灰中提下中國煤化工316L)來代替,可間貯倉的設(shè)計(jì)，上認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)的目的是當(dāng)后續(xù)出.以節(jié)MYHCNMHG現(xiàn)問題需要檢修時(shí)，飛灰中間貯倉可以起到暫時(shí)的9.5 合成氣冷卻器貯存作用。目前國內(nèi)有些研究和設(shè)計(jì)院在Shell煤氣化工化肥設(shè)計(jì)2009年第47卷藝的基礎(chǔ)上開發(fā)了航天爐的設(shè)計(jì)工藝。由于Shell氣冷卻器是不合適的,不科學(xué)的,應(yīng)引起重視。工藝裝置投資大、門檻高,為減低一次投資,將合成0結(jié)語器冷卻器砍去。對(duì)于50萬t/a的裝置能力,合成器冷卻器的造價(jià)約為1億~1.2億元(此價(jià)為2004年Shell粉煤氣化工藝和成熟的德士古水煤漿工物價(jià)估算) ,這樣極大地降低了項(xiàng)目的成本。藝相比,其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。筆者對(duì)此做法持否定意見,例如50萬Va的裝(1)煤的適用性更廣,水煤漿工藝適合的煤置,航天氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫煤氣在氣化爐底部采種為低灰熔點(diǎn)的煙煤,氣化溫度一般在1400 C用噴淋式加水浴式的方式進(jìn)行降溫，而灰水中顯熱以下。利用值很低,幾乎產(chǎn)生不了多少蒸汽。可以進(jìn)行詳(2)爐膛使用壽命更長(zhǎng), Shell氣化爐采用水冷細(xì)的計(jì)算比較,50萬Va的裝置，采用永城無煙粉壁,使用壽命在10年以上,而水煤漿氣化爐采用保煤,氣化爐和合成器冷卻器按照設(shè)計(jì)每小時(shí)產(chǎn)生的溫磚,使用壽命只有2~3年。蒸汽量見表1。(3) Shell 氣化工藝的顯熱利用率更高,水煤漿表1氣化爐和合成 氣冷卻器產(chǎn)蒸汽量工藝只能產(chǎn)生0. 4 MPa的低壓蒸汽。溫度/C壓力/MPa副產(chǎn)蒸汽/1.h-1(4) Shell 燒嘴的使用壽命更長(zhǎng),德士古燒嘴使.0104.8用壽命很難達(dá)到6個(gè)月。(5) Shell 控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高,連鎖控制3.456保護(hù)更趨完善。5.06.48隨著湖北雙環(huán)公司第1套引進(jìn)的Shell 煤氣化產(chǎn)生的400 C .5.0 MPa、104.8 t的過熱蒸汽，.裝置的開車成功,目前已有多家Shell煤氣化裝置除去鍋爐水的成本,該品質(zhì)的蒸汽售價(jià)為100元/t開車成功,無論是用于生產(chǎn)合成氨的半水煤氣,還(此價(jià)為2004年物價(jià)估算),以每年生產(chǎn)8000h計(jì)是用于生產(chǎn)甲醇的水煤氣,Shell煤氣化工藝的發(fā)展算,可創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益為:必然會(huì)逐漸完善,從設(shè)計(jì)方面的國產(chǎn)化，到優(yōu)化工100 x8000x104.8=8 384 (萬元)藝降低成本、提高效益的目標(biāo)都能達(dá)到雙贏的結(jié)以投資1億元的成本每年至少創(chuàng)造8 000萬元果。Shell煤氣化I藝對(duì)國家能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整的經(jīng)濟(jì)效益,具有很高的性價(jià)比。筆者認(rèn)為,Shell有著重要的參考價(jià)值。收稿日期: 2008-07-13工藝應(yīng)在能量利用上力求盡善盡美,因此取消合成(上接第17頁)(5)投資回收期=塔板壽命≈15年,15年長(zhǎng)期33 塔型改造投資效益利率取9%。對(duì)每個(gè)具體塔而言,塔型改造投資收益會(huì)有差4結(jié)語異,但是投資效益都是很高的，年收益率均在80%以上。塔型改造舉例如下。我國是尿素生產(chǎn)大國，尿素裝置的節(jié)能減排工(1)塔徑2.8 m,原有多孔塔板10塊,轉(zhuǎn)化率作任重而道遠(yuǎn)。對(duì)沿用半個(gè)世紀(jì)的軸流型(第1nco, =59% ~60% ,若改造為第2代尿素合成塔,轉(zhuǎn)代)尿素合成塔進(jìn)行塔型改造,進(jìn)一步提高尿素合化率可提高到62% -63%。該廠原塔板使用多年，成轉(zhuǎn)化率,降低蒸汽消耗十分必要和迫切。徑流式因腐蝕減薄需要更換,估算改造總費(fèi)用(設(shè)計(jì)+采(第2代)尿素合成塔是當(dāng)前值得采用的塔型,相信購+制造+安裝)為315萬元。未來會(huì)有更先進(jìn)的塔型(第3代，第4代-.)出現(xiàn),促.(2)轉(zhuǎn)化率提高僅以2%計(jì)算,噸尿素節(jié)約蒸進(jìn)蒸汽消耗再進(jìn)-步降低,節(jié)能減排效益更加顯著。汽116 kg/t,蒸汽單價(jià)100元/1,年產(chǎn)尿素56萬t,年參考文獻(xiàn):節(jié)約蒸汽費(fèi)用為:0.116x 100x56 =649.6 (萬元)。[1]錢鏡清,朱俊彪.陳英明.尿素生產(chǎn)工藝與操作問答[ M].北京: .化學(xué)工業(yè)出版社,1988. 238.(3)投資回收期:2]張中國煤化工工業(yè)出版:,1985.257.315/649.6=0. 484 9(年)=177 (天)[3]1:MHCNMHG第七輯[M].北京:中(4)年收益率:_ 315(1 +0.09x15)\[4]中國實(shí)用新型專利20062009019483 ,2007 -08.150649652) x100%0 =92.4%收稿日期: 2008-10-27