Shell煤气化技术

第32卷第2期化工设计通讯Vol.32 No.22006年6月Chemical Engineering Design CommunicationsJun.2006Shell煤气化技术吴迎(中国五环化学工程公司武汉430079)摘要介绍气化效率高、 有利于环保、具有-定竞争力的Shell煤气化工艺原理、技术特点及关键设备。建议尽快实现关键技术和设备的国产化。关键词Shell煤气化江艺原理技术特点;主要设备中图分类号:TQ54文献标识码 A文 章编号:1003- 6490( 2006 )02- 0001- 031概述2 Shell 煤气化工艺原理、技术特点及主要设备;谢尔粉煤加压气化工艺(简称Shell 煤气化工艺)是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术，2.1 Shell 煤气化工艺原理与先进的德士古( Texaco )水煤浆加压气化技术相比,Shell煤气化过程是在高温高压下进行的,ShellShell煤气化具有对煤质要求低，合成气中有效组分煤气化属气流床气化。粉煤、氧气及水蒸汽在加压条(CO+ H2>90% )含量高原煤和氧气消耗低，环境污件下并流进入气化炉,在极为短暂的时间(3~10s)染小和运行费用低等特点,已成为近年来国内外设计内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系单位和生产厂家首选的气化工艺。列物理和化学过程其工艺流程如图1所示，气化工我国正在设计和建设中的洞庭氮肥厂、 柳州化学艺指标如表1所示。工业公司等厂家,已将该技术应用于合成氨生产。湖氨冷气循环北化肥厂和安庆化肥厂也准备将该技术用于本厂的剂: 高压蒸汽”油改煤”制氨流程。湖北双环科技股份有限公司引进Shell公司基础设计,由我院做工程设计,正在建设中压蒸汽规模为800t/d相当于20万t/a )的工业示范装置,即[进煤]化帮合戚气将投运。Shell煤气化技术是我国建设大型煤化工项销酸飞友一[湿洗]+[净化]目或中氮肥改造的主要方向。Shell 工艺虽属先进,T~ T但投资偏高-般企业不易接受建议尽快实现关键氨气[炉速[水处理碱回收]↓技术和设备的国产化。飞灰循环盐贼图1 Shell 煤气化工艺流程示意图2化工设计通讯第32卷表1 Shell 煤气化工艺指标用渣层的隔热功能,以渣抗渣,以渣护炉壁使气化炉序号项目工艺特点热损失减少到最低,以提高气化炉的可操作性和气化气化温度/C1 400~-1 600效率。环形空间位于压力容器外壳和膜式水冷壁之耗氧量( CO+ H2 )mr(标)Ykm(标)330~ 360间即内筒与外筒之间有空隙气层，设计环形空间的目的是为了容纳水/蒸汽的输入/输出管和集气管,同碳转化率/%-99时环形空间还有利于检查和维修。其内筒仅承受微冷煤效率/%80-85小压差。气化炉烧嘴是Shell煤气化工艺的关键设备合成气(0O+ H2)Y%~90及核心技术之一,与其它气化炉不同的是Shell气化2.2 技术特点炉采用侧壁烧嘴根据气化炉能力由4~8个烧嘴呈a.煤种适应性广.。.中心对称分布。气化炉外壳为压力容器,-般小直径从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦化均可气化，对煤气化炉用钨合金钢制造其它用低铬钢制造。由于气的灰熔融性适应范围宽,即使高灰分、高水分、高含硫化炉的特殊设计,保证了Shell 煤气化工艺指标先进量的煤种也同样适应。可靠。b.气化温度约1 600C ,碳转化率高达99%以上产品气体洁净不含重烃,甲烷含量低煤气中有效气体( CO+ H2高达90%以上。c.氧耗低单炉生产能力大。氧气消耗低,比水煤浆气化工艺低15% ~25% ,因而配套的空分装置投资相对降低;目前已投入运转的单炉气化压力3.0MPa ,日处理煤量已达2 000t因此单炉生产能力大,目前更大规模的装置正在工业化。d.热效率高排渣易处理。煤中约83%的热能转化为合成气约15%的热能被回收为高压或中压蒸汽总的热效率为98%其气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定对环境几乎无影响气化污水含氰化物少易处理。e.Shell气化炉关键部件烧嘴的设计寿命为8000h,已有使用4a仍未更换的记录;另外控制系统安全可靠,设有必要的安全联锁,使气化操作始终处于最佳状态下运行。f. Shell气化炉炉壁采用水冷壁结构无耐火砖衬里维护量少气化炉内无传动部件运转周期长,无需备炉。2.3主要设备Shell气化装置的核心设备是气化炉和废热锅炉。气化炉结构如图2所示。Shell煤气化炉由内筒和外筒两部分组成,包括膜式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。内筒采用水图2 Shell 煤气化炉结构简图