shell煤气化讲义.doc

第一部分 煤气化工程的构成 了解煤气化装置所处的位置及和周边装置的关系 ?煤气化装置所用的技术和设计基础 ?选择壳牌煤气化技术的理由1.1煤气化工程概况： 1.1.1煤气化项目的构成： 洞庭煤气化项目是巴陵石化合成氨部原料路线改造工程，同时向双氧水部 和己内酰胺部提供氢气源。项目分为两部分，一是合资部分，是由中石化 (SINOPEC)和壳牌(SHELL CHINA)各出资50%组建的岳阳中石化壳牌煤气化 公司，完成煤气化部分；另外是配套部分，由中石化全额出资，完成气体处理和 硫回收部分。图1为煤气化项目结构框图。 煤气化厂（煤处理能力2000 t/d, Demkolec size) 合营公司：中石化出资50%,壳牌出资 气体处理 -配套部分 -中石化全额投资. H2 H2O2 部 煤场 =142,000 Nm3/hr H2S r CO2 尿素部 硫酸厂 图1煤气化项目结构框图 合资企业煤气化装置的构成为：卸煤、煤储存及输煤系统由合资企业建设， 由于原料煤由巴陵石化提供，建成后移交巴陵石化管理；磨煤与干燥系统 (U-1100)，设三条线，按两开一备远行；粉煤加压与给料系统（U-1200)设两 条线对应气化炉两对（四个）烧嘴；煤气化及合成气冷却系统（U-1300);除渣 系统（U-1400)；除灰系统（U-1500)；洗涤系统（U-1600)；初步水处理系统 (U-1700)；公用工程系统(U-3***)；空分系统（U-4000)。图2.煤气化装置方 块图。 1.1.2煤气化装置的设计基础 煤气化技术米用壳牌粉煤气化工艺Shell Coal Gasification Process(SCGP)， 由壳牌提供基础工艺包Basic Design and Engineering Package(BDEP)，由宁波工 程公司做详细设计并进行工程总承包。 装置设计能力为日处理设计煤种（design coal ) 2000T，这是考虑到和荷 兰Demkolec电厂的煤气化装置设计能力相同，减少技术风险。向巴陵石化提供 142000Nm3/h(H2+C〇)有效合成气，其中140640 Nm3/h(H2+CO)用于合成氨和第三 方供氢，剩余部分经过气体处理后返用于煤气化装置；设备设计能力，在使用备 用煤（“worst case” coal)时保证产气量142000Nm3/h(H2+C〇)有效合成气；60% 负荷下，产气量为85200 Nm3/h(H2+CO)。空分氧产量正常为48000 Nm3/h，最大 为 52000 Nm3/h。 对于磨煤与干燥系统（U-1100)，在使用设计煤种产气142000Nm3/h(H2+C〇)有效 合成气时，两开一备；对于粉煤加压与给煤系统（U-1200)，每条线对应气化负 荷的 63%。 图2.煤气化装置方块图 蒸汽产品：过热中压蒸汽（MP steam)： 5.10MPag, 400°C。 其它公用工程条件在这里不作阐述。 壳牌煤气化工艺(SCGP)简概： 从煤场用皮带输送来的原料煤和外购石灰石粉，在磨煤与干燥系统（U-1100) 磨粉与干燥，然后通过粉煤加压与给料系统（U-1200)加压，送到气化炉的四个 烧嘴。 粉煤和被蒸汽稀释的氧气在气化炉内气化形成合成气、飞灰和熔渣，合成气 离开气化炉的顶部，与来自洗涤和除灰系统混合后200C的合成气混合，被激冷 到900C，然后，在合成气冷却器中冷却到340C。大部分的渣从气化炉底呈熔 融状态排出，在装满水的渣池中被激冷而破碎成粒经平均接近1_的玻璃球体。 气化炉是装在压力容器中的膜壁式反应器，壁内保持强制循环水，来吸收热量并 产生中压蒸汽，合成气冷却器是水管型的，由中压蒸汽蒸发和过热段构成。 合成气夹带的飞灰由高温高压陶瓷过滤器收集和储存，通过锁斗系统卸压 排下，再通过气提和冷却后，送至飞灰储糟或外运。 通过文丘里洗涤，使合成气中灰含量降到〈20mg/Nm3，然后经过洗涤塔进 一步洗涤，使灰含量降到〈1mg/Nm3，同时降低卤化物的含量和使气体饱和。 渣池收集的渣通过锁斗系统卸压排下，在捞渣机中通过链刮板脱水，然后 用皮带输送出界外。渣池吸收的热量通过渣水循环回路中的外冷却器排出。 为了防止有害微量组分在除渣和洗涤系统内积累，规定部分水排放，排出 的水经过气提和分级澄清，这个过程叫初步废水处理。固体呈泥状返回到原料煤 储棚，经干燥后送入磨煤。废水和气提气送出界区进一步处理。 1.2煤气化工业路线的选择： 1.2.1煤气化技术的主要评价指标： 煤气化技术的主要评价指标有冷煤气效率、气化效率和炭转化效率等。 冷煤气效率:用于衡量原料中的化学能转化成产品化学能的效率，其定义为： ?冷煤气效率=(产品气体的高或低热值）/(原料的 高或低热值） 气化效