殼牌煤氣化技術(shù)

      殼牌是世界知名的國(guó)際能源公司之一。殼牌煤氣化技術(shù)可以處理石油焦、無(wú)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(huì)超過(guò)99%，冷煤氣效率一般在80～83%。對(duì)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(lái)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(chǎng)蒸汽管網(wǎng)，獲得可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

      目前，殼牌全球解決方案國(guó)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(guó)，這充分體現(xiàn)了殼牌對(duì)中國(guó)現(xiàn)代煤化工蓬勃發(fā)展的重視，同時(shí)殼牌也能更好地利用其全球氣化技術(shù)能力，貼近市場(chǎng)，為中國(guó)客戶(hù)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(chǎng)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(hù)企業(yè)的不同生產(chǎn)需求和規(guī)劃，殼牌開(kāi)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(xiàn)率也在不斷創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，大部分客戶(hù)已實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷、長(zhǎng)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(chǎng)能效和環(huán)保效益的話(huà)，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(duì)于比較關(guān)注在線(xiàn)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(chǎng)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(duì)置多燒嘴布置，氣化爐內(nèi)流場(chǎng)分布合理，溫度場(chǎng)均勻，使得碳轉(zhuǎn)化率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活。同時(shí)采用經(jīng)過(guò)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(mǎn)足大型項(xiàng)目的需求。

1、工藝簡(jiǎn)介

殼牌廢鍋流程工藝流程如下：

      通過(guò)帶式輸送機(jī)從煤場(chǎng)取原煤，在磨煤與干煤系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)研磨和干燥后，然后通過(guò)“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(lái)的合成氣被經(jīng)過(guò)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(lái)，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(gè)高溫高壓過(guò)濾器去除并通過(guò)灰鎖斗系統(tǒng)排出，經(jīng)過(guò)氣提和冷卻后，飛灰送到存儲(chǔ)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(shí)濕洗也將合成氣中鹵化物含量降至<<1ppmv。合成氣離開(kāi)濕洗單元時(shí)達(dá)到水汽飽和，到氣化界區(qū)時(shí)溫度大約在160～175℃。

      在渣池中收集的渣通過(guò)鎖斗系統(tǒng)排放，通過(guò)撈渣鏈與水分離，再經(jīng)過(guò)傳送帶輸送至界區(qū)外。通過(guò)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(gè)系統(tǒng)均配有污水排放。排放水先經(jīng)過(guò)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(guò)程稱(chēng)為“初級(jí)水處理”。澄清池中的固體物經(jīng)真空帶式過(guò)濾器分離，做成濕餅進(jìn)行回收，送至原料煤場(chǎng)，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(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：對(duì)置多燒嘴設(shè)計(jì)和豎管水冷壁設(shè)計(jì)。

      對(duì)置多燒嘴設(shè)計(jì):流場(chǎng)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(zhǎng)；煤氧混合均勻，停留時(shí)間長(zhǎng)，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(méi)出現(xiàn)重大故障；流程短換熱能力大，允許的換熱流程長(zhǎng)，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(duì)水冷壁維修，無(wú)須拆出內(nèi)件維修，周期短。

3、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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(mén)檻

      隨著國(guó)家對(duì)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(duì)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(guó)內(nèi)上百種煤作為生產(chǎn)原料，涵蓋無(wú)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(duì)氣化影響基礎(chǔ)理論和經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型，無(wú)需試燒即可對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行氣化適應(yīng)性的評(píng)價(jià)。目前，殼牌已經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)用戶(hù)進(jìn)行多輪培訓(xùn)使其掌握運(yùn)行訣竅，并提供殼牌專(zhuān)有煤質(zhì)氣化特性分析模型給用戶(hù)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(guó)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(xiāo)售和使用。保優(yōu)勢(shì)將成為客戶(hù)帶來(lái)巨大的社會(huì)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(hù)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(xiǎn)最小，技術(shù)最成熟的干粉氣化技術(shù)。

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