壳牌与德士古煤气化技术比较.pdf

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h,,操作温度1300-1400℃。设计采用某某义马:..煤,煤浆制备选用棒磨机,煤浆浓度为58-62%。实际生产中采用将灰份少、灰融点低的华亭煤占多数与某某义马煤混用的方法进展操作。煤气化装置2000年8月投运,12月17日完成德士古气化装置性能考核。至今装置运行良好并满负荷生产。〔5〕国外装置在国外目前已有多个德士古水煤浆气化装置在运行,包括激冷流程和废锅流程。其中最具代表性的是美国伊斯曼化学公司的气化装置。磨煤机(棒磨机)和气化炉设两系列,气化炉一开一备,激冷流程。,设计日处理干煤量820t,操作压力65MPa,气化温度1360-1380℃,干气产量约60000Nm3/h。所生产的粗煤气用于生产醋酸和醋酐,该气化装置于1983年6月投运,1984年4月装置达到满负荷生产。然后伊斯曼公司对气化装置进展了扩能改造,在不增加气化炉台数并保持送出界区粗煤气温度与压力不变的条件下,通过将气化炉操作压力适当提高〔〕、改造气化炉喷嘴、增加氧气调节阀旁路等措施,将粗煤气的产量提高了30%,于1991年成功地完成了扩能改造工程。日本宇部氨厂原以石脑油为原料生产合成氨〔供下游生:..产已内酰***等〕,由于石油危机,开始改用煤作原料,采用德士古水煤浆技术,由宇部兴产株式会社承包建设。1882年10月完成根底设计,1984年7月正式投产,建成了当时世界上最大的以水煤浆为原料生产合成氨的工业装置。煤浆制备采用棒磨/球磨混用,二开一备。煤浆浓度为60%-65%,煤浆输送采用GEHO隔膜泵。气化炉三开一备〔炉膛内径1676mm〕,-,温度1350-1500℃。单炉干气产量约为38500Nm3/h,干煤气摩尔百分组成:、、、、、。氧耗13000Nm3/h。碳转224化率达98%,冷煤气效率为69%。1983年4月-8月,宇部氨厂进展了100%石油焦气化试验,并最终获得成功。从1996年9月起开始直接使用石油某某为气化原料〔不再掺原料煤〕,至今操作运行情况良好。2、壳牌煤气化装置Shell煤气化工艺从上世纪70年代开始研究开发,共经历了概念、小试、中试、工业化示X和工业化应用5个阶段。1976年Shell在荷兰阿姆斯特丹建成了6t/d煤的小试装置。在小试的根底上,Shell在德国汉堡建设了一套日处理150t煤的中试装置,中试装置累计运行了6000小时。:..1983年Shell开始设计一套命名为SCGP-1的粉煤气化工业示X装置,于1986年在美国休斯顿投运。气化规模为250-400t/d煤,气化压力2-4MPa,累计运行15000小时,最长连续运行1500小时,气化了大约18种煤。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市〔Buggenum〕Demkolec建成,用于煤气化燃气—蒸汽联合循环发电,发电能力(扣除自用电后)为250MW。设计为单台气化炉与废热锅炉,气化规模为日处理煤2000吨。1994年4月首次用煤气化发电。运转初期曾发生过一些问题,主要是大容量燃气轮机方面的问题,以后还发生过合成气冷却器〔废锅〕积灰、泄露、气化炉下部故障等问题。问题在洞庭等项目的设计中都进展了改良。Demkolec工厂使用过包括澳大利亚煤、哥伦比亚煤、印尼煤、南非煤、美国煤、波兰煤等14个煤种进展气化,均能正常生产,从1994年到1999年累计运行23816小时,2000年5月大修后,连续运行了2086小时。很显然,德士古水煤浆气化工艺在国内外具有较多的运行经验,而且国内这十多年来对德士古工艺技术进展了大量的消化、吸收和创新工作,积累了大量的经验,因此试车和达标〔包括产量质量和能耗〕相比照拟容易。〔五〕小结:..1、德士古水煤浆气化的优点:(1)用于气化的原料X围比拟宽,可气化从褐煤到无烟煤的大局部煤种,还可气化石油焦、煤液化残渣、半焦、沥青,城市垃圾等。(2)水煤浆进料与干粉进料相比,具有安全并易控制的优点。(3)工艺技术成熟、流程简单、过程控制安全可靠〔I/O点仅为壳牌粉煤气化的约60%〕。气化炉结构简单,可靠性较高。(4)操作弹性大,负荷调整X围为50-105%。(5)粗煤气质量好,用途广。粗煤气中〔CO+H〕可达80%左右,2不含烃类、酚类和焦油等。产生的粗煤气可用于生产合成氨、甲醇、羰基化学品、醋酸、醋酐、城市煤气与联合循环发电〔〕。(6)可选择的气化压力X围宽。气化压力可以根据下游工艺需要选择,-,。、醋酸等提供了条件,可为下游节省投资、简化工序、降低能耗。(7)单台气化炉投煤量选择X围大。根据气化压力等级与炉径不同,单炉投煤量一般在400-1000t/d〔干煤〕左右,最大:..能力可达2200t/d〔干煤〕。(8)气化过程污染少,环境友好。2、德士古水煤浆气化的缺点:(1)炉内耐火砖侵蚀严重,选用高铬耐火砖也只为1-2年,更换耐火砖费用大,增加了运行本钱。(2)喷嘴使用周期短,一般只能使用60-90天就需更换或修复,需要备用炉,增加了维修量和投资。特别是当气化炉台数太多时,对有计划地安排轮换检修带来困难。(3)水煤浆含水量高,使冷煤气效率和有效气〔CO+H〕成份偏低,氧耗、煤耗均比干法气流床要高。3、壳牌粉煤气化的优点;(1)煤种适应性广,可气化任何煤种,对煤的性质诸如煤的活性、黏结性、机械强度、水份、灰份、挥发份等煤的一些关键理化特性要求不十分严格。(2)能源利用率高。由于采用干法进料,防止了湿法进料消耗在水汽化方面的能量损失〔约占原料煤热量的10%〕,并采用废锅回收煤气和溶渣的显热。加之炉温高,有利于煤的完全转化。其冷煤气效率和有效气〔CO+H〕成份高,氧耗、煤耗均比湿法气流床低。:..(3)气化温度高,粗煤气不含重烃等,煤气品质好。(4)单炉生产能力大,,日处理煤量已达2000t。(5)气化炉无耐火绝热层,维修量小,运转周期长,无需备用炉。(6)生产调幅能力强,连续运转周期长。采用多烧嘴,提高了操作的可靠性和负荷调幅能力。烧嘴设计8000小时,为气化长周期运行提供了保证。(7环境友好。气化炉惰性熔渣对环境无危害,气化污水中含***化合物少,容易处理。4、壳牌粉煤气化的缺点;(1)受加压进料的影响,最高气化压力没有湿法高,不能实现甲醇等下游产品的等压合成,不利于下游的节能与降低投资。(2)粉煤制备投资高、能耗高,且制备环境没有水煤浆好。(3)安全操作性能不如湿法气化。粉煤的加压进料的稳定性不如湿法进料。气化系统控制系统复杂,对操作工技术要求高。(4)气化炉结构复杂,制造难度大,要求高。气化框架高,:..吊装难度大。(5)工业化运行业绩少,缺少操作和维修经验,装置建成后的试车、稳定运行和达标都将需要摸索与积累经验。