壳牌煤气化技术及其在工厂安全稳定中应用

化工设计通讯煤化工与甲醇第42卷第5期Chemical Engineering Design CommunicationsCoal Cemical Methanol2016年5月壳牌煤气化技术及其在工厂安全稳定中应用高宇(同煤广发化学工业有限公司，山西大同037001 )摘要:煤气化技术经过近些 年的发展取得了长足进步，已形成了以GE水煤浆气化工艺、西门子GSP干煤粉气化工艺、壳牌干煤粉气化工艺为代表的第二代洁净煤气技术。其中，壳牌煤气化技术具有适用煤种广、气体质量好、转化效率高等一系列优点，而被广泛关注。简单介绍了壳牌煤气化技术的概念，并结合具体工程应用，从煤气化技术的特点和应用难点等几个方面进行了阐述。关键词:壳牌煤气化技术;技术特点;技术难点中图分类号: TQ546文献标志码 : B文章编号: 1003- -6490 (2016) 05- 0007-02Shell Coal Gasification Technology and its Application inSecurity and Stability in factoryGao YuAbstract : The gasification technology through the development of recent years has made considerable progress，has formed acoal-water slurry gasification technology GE, Siemens GSP dry pulverized coal gasification technology，Shell dry pulverized coalgasification technology as the representative of the second generation clean coal technology.Among them, the Shell coal gasificationtechnology has wide application of coal, gas good quality, high efficiency conversion of some of the advantages of the column，andis widely attention.This paper briefly introduces the concept of Shell coal gasifcation technology, combined with specific engineeringapplications， it is described from several aspects of coal gasification technology features and applications and other difficulties.Key words : shell coal gasification technology ; technical characteristics ; technical difficulties当今社会经济的发展，对环境保护的要求越来越高,因而，气效率通常 为83%左右，其余15%为中压蒸汽或副产高压。清洁能源的应用也越来越广泛。煤气化技术可以将煤炭从一2.4 单系列生产能 力强种污染较大的能源转化为一种洁净的气体资源，不仅绿色环目前已投入使用的壳牌煤化工技术的单台气化炉投煤量保，而且可以提高煤炭的能量转化率。壳牌煤气化技术近些都在2 000t/d以上，单台投煤量在3 000t/d以上的气化炉也正年从国外兴起，传入我国后发展迅速，在一些领域和行业已在 建设中。经有了成功应用的案例。2.5运转周期长1壳牌煤气化技术气化炉采用水冷璧结构，没有火砖衬里，整体牢固可靠。1.1 煤气化技术正常使用情况下，运转周期长，维护量小，不需要备用炉。煤气化技术是指把经过一定处理的煤送入反应器中，在煤烧嘴使用寿命长，设计寿命超过800，这是壳牌煤气化装适当的压力和温度下,通过相应的氧化剂(氧气或空气和蒸气)置 能长期安全运行的重要保障。通常，每台气化炉有5个左右以一定的流动方式( 流化床、携带床或移动床)转化成气体，煤烧嘴， 这样不仅可以使粉煤气化的更彻底，而且便于生产得到粗制水煤汽，然后通过脱碳脱硫等工艺转化为精制的一负荷的调节。氧化碳。煤气化技术最早出现于19世纪中期的德国，20世纪2.6 气化氧耗低、 气体质量好90年代我国引用后，发展迅速。经过壳牌煤气化工技术生产的气体非常洁净，甲烷含量1.2壳牌煤气化技术极低且不含重烃。与传统的水煤浆气化技术相比，壳牌煤化壳牌煤气化的整个过程是在加压和高温的环境中进行的，工技术氧耗低20%左右，大大节省了运行费用。氧气、煤粉和一定比例的蒸汽经过加压后并流进入气化炉，在2.7 绿色环保极短的时间内完成升温、裂解、挥发分脱硫、燃烧和转化等壳牌煤气化系统排出的飞灰和炉渣含碳量低，可作为建一系列化学和物理反应的过程。由于有氧气存在于温度极高筑材料 使用，废渣堆放时无污染物排出。气化污水量小，不的气化炉内，所以碳能充分燃烧，在氧气燃烧殆尽之后，会含酚和焦油，处理简单。发生碳的各种转化反应，此阶段为气体反应阶段，最终转化3 壳牌煤 气化技术安全稳定应用难点为以co和H,为主要成分的煤气然后离开气化炉。目前，壳壳牌煤气化技术是世界上最先进的煤气化技术之一，因牌煤气化装置无论是工业化装置还是示范装置都采用废锅流此，现阶段在应用上具有较大的挑战性、复杂性和特殊性。程，而激冷流程的壳牌煤气化工艺即将推向市场。其中难点及注意事项主要表现为以下几个方面。2壳牌煤气化技术特点3.1在配煤方 面的注意事项2.1 煤种适用广(1)煤粉在注氮环境中贮存时间不得超过10d.壳牌煤气化技术对煤种适应性强，无论是次烟煤、褐煤，(2)干煤粉水分控制在1%~ 2%之间。还是烟煤、无烟煤都可使用，将两种或者两种以上煤掺混也(3)控制粉磨后煤粉粒度，确保煤粉粒度小于5μm的煤可使用。壳牌煤气化技术对煤的灰熔点适应范围更广，含较粉量在8% 以下。高灰分、水分的煤都可使用。(4)保证煤粉有良好的输送稳定性。2.2碳转化率高.2 防渣、防积灰手段由于壳牌煤气化技术温度通常在1500~1 600°C，所以碳(1)为避免形成大渣堵塞系统，在煤种更换时需测量灰转化率可达9%以上。分的组成，加入石灰石的量需经过黏度-温度实验得以确定。2.3 热效率高(2) 时刻关中国煤化工’为防止高浓度壳牌煤气化技术总热效率可达98%，其中，煤气化的冷媒渣浆 堵塞系统，(3)为防止MYHCNMHG管道和设备的良收稿日期: 2016- 05. -15好伴热。作者简介:高宇(1987-)， 男，辽宁钙州人，助理工程师，主要从(下转第10页)事化工安全工作。第42卷第5期煤化工与甲醇化工设计通讯2016年5月Coal Cemical MethanolChemical Engineering Design Communications开展安全性分析和风险评估工作;通过各种渠道积极地向煤时俱进的创新，这种理念体现了以人为本的重要思想。面对化工企业员工宣传安全生产的重要性;应该结合煤化工企业煤化工企业日常生产活动中的各种高度危险，现代安全管理.的日常生产活动，应该注意到员工实际工作的特点。理念能够从根本上保障企业员工的人身安全，使得煤化工企3现代安全管理理念在煤化工企业中的应用价值业安全管理水平得到有效的提高。现代安全管理理念使得煤化工企业的安全管理活动得到现代安全管理理念在煤化工企业安全管理中具体应用时了有效开展，改变了原来单纯依靠防治的模式，使得预防为主应该坚持以人为本的原则，充分深入地了解员工日常工作的的理念得到了彰显，从而将许多灾难扼杀在了萌芽状态，避特点以及潜 在的危险，积极开展安全分析和风险评估工作，免了损失。同时也建立了有效的应急措施，使得企业在灾难并 且通过各种渠道积极地向员工宣传安全生产的重要性，提发生时不再像以前那样束手无措，能够有效地进行救援，从高员工的安全意识。而把灾难的影响程度降低到最小。参考文献现代安全管理理念使得煤化工企业的安全管理变得更有[1]王超.现代安全管理理念在煤化工企业的有效应用[].内蒙古煤炭规划性，更有系统性。从灾难的预防到灾难后的营救工作都经济，2014 (1): 17-18.变得有条不紊，是一种现代化企业管理思维的体现。现代安[2] 姜洪生.现代安全生产管理在煤化工企业的有效应用[黑龙江科全管理理念从一定程度上改变了煤化工企业的安全管理思维，学，2014 (8): 214.改变了以前单独依靠设备而不注重人作用的模式。[3]褚桂云，刘恩勇.现代安全管理理论在煤化工企业的应用[I].内蒙4结束语古石油化工，2013 (1): 16-17. .现代安全管理理念是新时期企业安全管理理论的一种与(. 上接第1页)和频繁的阀门切换，可保证其运行可靠性和稳定性极高。。非渗透气表|氢回收工艺的比较户氢气.工艺。低压蒸变压吸附深冷分离膜分离项目用吸附剂对特定气体利用尾气中氢与其它利用膜对特定气体的吸附和脱附能力组分沸 点不同的性质的选择透过性能)个氢回收率60% ~ 80%0%左右式产晶氢纯度98% ~ 99.99%90~ 95操作压力/MPa-直(ρ入~p出)0.8~ 2.8.2.5~ 10✧-投资回收期a2.8氨水冷凝水取决于分子筛电使用寿命磁阀的使用寿命较长正常为10a图2膜分离法回收氢流程图占较小最小1-水洗塔; 2-高压水泵: 3-软水贮槽: 4-氨水循环泵: 5-加热 器:操作程序及阀门切换复杂复杂简单，静态操作6-气液分离器; 7-膜分离器操作费用较低较高3结论综合比较氢回收三种方法后可知，变压吸附和膜分离均运行费用费用高， 运行不稳定高很低可作为常规选择方案，从投资、设备占地等方面而言，膜分维护很多，如换分子很少筛及电气部分离均占优势;在操作可靠性方面，两者相当。变压吸附由于切换阀动作频繁，因而对其性能要求较高，国内供货厂方保消耗1少量燕汽证其切换阀寿命可达10~l5a;而膜分离法由于无转动设备操作可靠性可靠(.上接第7页)湖北双环科技股份有限公司。2006年，该公司第一台采用壳(4)安装飞灰过滤器陶瓷管，并加固管板和文丘里之间牌煤气化技术的设备 投入生产，该煤气化装置运行不到两个的连接。月，生产负荷达到100%。近几年，我国已先后有几十家公司3.3预防煤烧嘴的损坏与壳牌公司签订了技术转让协议，更多的相关工程项目也正(1)应适时加大煤烧嘴罩内冷却水流量。在建设之中。(2)更换煤种时，及时调整设备相关参数。5结束语(3)适当降低氧煤比。壳牌煤化工技术具有原料利用率高、消耗低、污染小等壳牌煤气化技术的工程应用显著优点，作为世界上最先进的煤气化技术之一一，壳牌煤气4.1 国外应 用案例化技术在国内和国外的实践应用中都可谓表现出色。随着我在国外，壳牌煤化工技术最早应用于荷兰的Demkolec联国在壳牌煤气化技术应用方面经验的积累，相信我们在日后合发电厂，该厂于1990年开工建设，1993 年投入生产，试运的项目设计、 施工、系统运行方面都将更加完善，壳牌煤气行阶段良好，之后转给了当地的事业部门继续使用，运行一化技术在我国的煤中国煤化工要的作用。直良好。壳牌煤气化技术在国外的多处实践应用中经受住了考验，证明其是一项先进的、可靠的技术。[1]付玲，付长亮.YHCNMH(实践[D]. 河南化4.2国内应用现状工，2007, 4 (20) .在我国，第一家与壳牌公司签订技术转让协议的公司是●10●