煤氣化車間簡(jiǎn)易流程講解

SHELL煤氣化簡(jiǎn)易流程講解

單位：煤氣化車間主講人：陳明兵時(shí)間：2017-9-14干法除塵濕法洗滌煤粉加壓磨煤/烘干煤灰外賣中壓蒸氣中壓蒸氣爐渣原煤/石油焦激冷氣壓縮機(jī)氣化爐初步水處理1400℃900℃煤灰處理

系統(tǒng)合成氣產(chǎn)品煤氣化裝置方塊圖在N2或CO2的輸送下，粉煤從給料倉(cāng)源源不斷的輸送至氣化爐，同時(shí)空分提供的純氧也輸送至氣化爐，純氧與煤粉在氣化爐內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，爐內(nèi)溫度可高達(dá)1600℃，反應(yīng)的主要產(chǎn)物有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高溫下呈液化狀態(tài)，從而以液態(tài)方式從氣化爐渣口流出。在氣化過(guò)程中，所產(chǎn)生的高溫由膜式壁循環(huán)水帶走，以生產(chǎn)中壓蒸汽。

氣化爐激冷口激冷段輸氣導(dǎo)管渣池冷卻器

3冷卻器1.2冷卻器

1.1冷卻器2氣體返回室

氣化爐操作條件

操作壓力：2.0～4.0Mpa

操作溫度：1400～1600℃

水汽系統(tǒng)操作壓力：5.5Mpa

水汽系統(tǒng)操作溫度：約270℃

氣化原理：

本裝置采用SHELL干粉加壓煤氣化技術(shù)，以無(wú)煙煤為原料，生產(chǎn)以H2、CO為主要成分的粗合成氣。主要反應(yīng)有：C+O2-------->CO22C+O2------2COC+H2O------CO+H2C+CO2------2COCO+H2O-----H2+CO2

氣體經(jīng)下游變換、凈化等工序處理后，作為生產(chǎn)氨、甲醇原料氣，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1、采用二氧化碳/氮?dú)饷芟嗉訅狠斔透擅悍?，氣化溫度約1500～1700℃，碳轉(zhuǎn)換率達(dá)99％以上。2、氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無(wú)耐火磚襯里。3、爐渣可用作水泥滲合劑或道路建材。氣化爐高溫排出的熔渣經(jīng)激冷后成玻璃狀顆粒，性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染小鍋爐水,40-70bar水管>1500°C熔融態(tài)渣向下流動(dòng)固體渣層殼牌煤氣化技術(shù)特點(diǎn)干粉進(jìn)料，煤種適用的靈活性高煤耗低、氧耗低碳轉(zhuǎn)化率高(>99%)合成氣中有效成份(CO+H2)比例高冷煤氣效率高:原煤中能量約82%以合成氣形式回收,另外15%以蒸汽形式回收氣化爐使用多爐嘴,膜式水冷壁設(shè)計(jì)水冷壁壽命長(zhǎng)(25年)，燒嘴壽命長(zhǎng)(>20,000小時(shí))操作彈性大,運(yùn)行費(fèi)用低設(shè)備緊湊（2000t/d裝置占地60x80m)干法除塵，灰水量小、處理簡(jiǎn)單廢水排放量小熔渣和飛灰可作為建材、陶瓷工業(yè)的原料出售一、煤氣化簡(jiǎn)易流程方塊圖澄清水、濾餅合格合成氣磨煤系統(tǒng)粉煤給料系統(tǒng)氣化系統(tǒng)除灰系統(tǒng)合成氣洗滌系統(tǒng)初步水處理系統(tǒng)除渣系統(tǒng)N2、CO2系統(tǒng)(輸送、惰性、流化、加壓、穩(wěn)壓）公共水系統(tǒng)（冷卻、密封、循環(huán)）火炬系統(tǒng)（酸氣、氨尾氣、合成氣）蒸汽系統(tǒng)（伴熱、加熱、升溫、氣化）加藥系統(tǒng)（酸、堿）公用工程系統(tǒng)冷渣碎煤粉煤粉煤純氧蒸汽高溫的渣合成氣、灰蒸汽灰合成氣洗滌水渣水開(kāi)車時(shí)，先用液化氣點(diǎn)火，再用柴油點(diǎn)火，然后才直接投入粉煤和純氧二、磨煤系統(tǒng)磨煤機(jī)熱風(fēng)爐給煤倉(cāng)循環(huán)風(fēng)機(jī)石灰石倉(cāng)大布袋石灰石以調(diào)整粉煤灰熔點(diǎn)碎煤煤粉（進(jìn)入高壓粉煤給料系統(tǒng)）氮?dú)猓ㄑa(bǔ)氮以降低氧含量）惰性循環(huán)氣（起到循環(huán)作用）惰性循環(huán)氣（放空部分，以保證露點(diǎn)）空氣、合成氣或馳放氣或柴油高溫惰性循環(huán)氣旋風(fēng)分離器不合格粉煤合格粉煤及惰性氣體

給煤倉(cāng)中的碎煤與石灰石倉(cāng)中的石灰石按一定的比例加入到磨機(jī)中混合，同時(shí)熱風(fēng)爐燃燒所產(chǎn)生的熱惰性氣也送入磨煤機(jī)種，在磨粉的同時(shí)將干燥后合格粒度的煤粉吹入煤粉袋式過(guò)濾器中，分離出來(lái)的粉煤進(jìn)入高壓煤粉給料系統(tǒng)。而分離后的惰性氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)循環(huán)至熱風(fēng)爐加熱，再送至磨機(jī)中繼續(xù)使用，小部分惰性氣排入大氣。為控制惰性氣體的O2含量（一般<8%）和露點(diǎn)，在系統(tǒng)中設(shè)有O2和H2O在線分析儀，超標(biāo)時(shí)，向系統(tǒng)補(bǔ)充低壓氮?dú)?。系統(tǒng)壓力通過(guò)磨機(jī)出口壓力控制來(lái)維持，磨機(jī)在微負(fù)壓條件下操作。

來(lái)自磨煤?jiǎn)卧勖嘿A存在煤粉倉(cāng)中，當(dāng)煤粉鎖斗處于常壓狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)煤粉鎖斗的上閥，關(guān)閉煤粉鎖斗的下閥，使煤粉貯倉(cāng)的煤粉流入煤粉鎖斗，料滿后關(guān)閉上閥，通入高壓氮?dú)?CO2加壓后打開(kāi)下閥使煤粉自流進(jìn)入煤粉給料倉(cāng)中，卸完料后關(guān)閉下閥，排出氮?dú)?CO2降至常壓再重復(fù)上述流程。穩(wěn)壓給料倉(cāng)中的煤粉由管道輸送至氣化爐噴嘴。穩(wěn)壓給料倉(cāng)粉煤倉(cāng)鎖斗小布袋磨煤?jiǎn)卧獊?lái)粉煤氮?dú)饣駽O2（加壓流化）氮?dú)猓骰┑獨(dú)饣駽O2（穩(wěn)壓流化）氮?dú)猓ǚ€(wěn)壓）氮?dú)狻⒎勖海ㄐ箟海┓勖海ㄐ箟簬С龅姆勖悍祷兀┤ッ簾烊?、粉煤給料系統(tǒng)四、氣化系統(tǒng)

在N2或CO2的輸送下，粉煤從給料倉(cāng)源源不斷的輸送至氣化爐，同時(shí)空分提供的純氧也輸送至氣化爐，純氧與煤粉在氣化爐內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，爐內(nèi)溫度可高達(dá)2000℃，反應(yīng)的主要產(chǎn)物有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高溫下曾液化狀態(tài)（灰分主要是二氧化硅、三氧化二鋁，氧化鐵等），從而以液態(tài)方式從氣化爐渣口流出，部分飛灰隨合成氣輸送至下個(gè)工段。在氣化過(guò)程中，所產(chǎn)生的高溫由膜式壁內(nèi)循環(huán)水帶走，以生產(chǎn)中壓蒸汽。純氧與粉煤（N2或CO2輸送）汽包氣化爐液態(tài)渣合成氣（有飛灰，去除灰系統(tǒng)）鍋爐循環(huán)水鍋爐水水泵蒸汽激冷氣（冷卻高溫氣體）潔凈N2或CO2（用于燒嘴跳時(shí)補(bǔ)入）

殼牌氣化爐水/汽系統(tǒng)是整個(gè)煤氣化裝置的核心部分，當(dāng)高壓煤粉與純氧在氣化室內(nèi)發(fā)生劇烈的非完全燃燒放出高達(dá)1500℃的合成氣時(shí)，汽包中的鍋爐水通過(guò)循環(huán)水泵強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)入氣化室、激冷段、輸氣導(dǎo)管、返混室和蒸發(fā)器1-3的膜式壁中，將合成氣中的熱量以鍋爐水循環(huán)受熱到汽包產(chǎn)生中壓飽和蒸汽的形式換走，使得高溫氣體能夠在合成氣冷卻器出口降至340℃以下，以確保下游裝置的安全穩(wěn)定性。這些膜式壁是由927根特殊材質(zhì)的水管（內(nèi)徑約19.5-32mm）組焊而成，同時(shí)為了均衡每根水管內(nèi)的流量，使得膜式壁換熱效果最佳，高達(dá)887根水管內(nèi)部焊接了限流孔板。綜上所述，水汽系統(tǒng)的清潔度直接影響了膜式壁的壽命和氣化工況的穩(wěn)定性，水汽系統(tǒng)逆循環(huán)沖洗勢(shì)在必行！五、水汽系統(tǒng)六、除渣系統(tǒng)

液態(tài)渣從氣化爐渣口掉入渣池時(shí)，經(jīng)冷卻器來(lái)的冷卻渣水冷淬破裂，而大的渣塊或渣口低溫老渣未能冷淬時(shí)經(jīng)破渣機(jī)破碎，直接排入渣收集槽和鎖斗。渣水泵2打循環(huán)目的是讓渣更好的流動(dòng)，在渣收集到一定時(shí)間時(shí)，程序自動(dòng)的關(guān)閉渣鎖斗隔離閥，渣鎖斗泄壓，然后排渣，在排渣結(jié)束后，渣鎖斗沖水、充壓、連通，繼續(xù)收渣。渣鎖斗渣池渣收集槽冷卻器氣化爐來(lái)的渣

氮?dú)?充壓或泄壓）渣水排至初步水處理系統(tǒng)破渣機(jī)渣水泵1水力旋流器渣外排渣水泵2高壓補(bǔ)水低壓補(bǔ)水渣水渣水（冷淬）（助流）七、除灰系統(tǒng)

來(lái)自氣化爐的合成氣進(jìn)入飛灰過(guò)濾器，99%左右的粉塵被除去，過(guò)濾后的氣體分成二股物流，一股送循環(huán)氣壓縮機(jī)入口作為激冷氣，另一股直接送往濕洗工序?；益i斗間斷的將灰排放至低壓排灰系統(tǒng)，在低壓系統(tǒng)主要是氣提、降溫、轉(zhuǎn)運(yùn)。

去洗滌系統(tǒng)灰中間儲(chǔ)罐陶瓷過(guò)濾器灰氣提槽氣化爐來(lái)高溫氣體（含灰）

高壓氮?dú)?充壓連通收灰）灰鎖斗灰外排除灰后氣體灰轉(zhuǎn)運(yùn)罐灰存儲(chǔ)罐去激冷氣壓縮機(jī)

高壓氮?dú)?泄壓排灰）

氮?dú)?氣提、降溫）

低壓氮?dú)猓呕矣玫蛪号呕蚁到y(tǒng)陶瓷過(guò)濾器內(nèi)部情況

來(lái)自飛灰過(guò)濾器的合成氣在文丘里降溫霧化后進(jìn)入洗滌塔，在洗滌塔內(nèi)進(jìn)一步降溫洗滌。在該系統(tǒng)主要洗滌鹵化物，以減小合成氣對(duì)后續(xù)設(shè)備腐蝕。同時(shí)，系統(tǒng)中加入一定量的堿液，以調(diào)整系統(tǒng)PH值。八、洗滌系統(tǒng)放空（開(kāi)車放空、壓力調(diào)整時(shí)放空）洗滌塔來(lái)自除灰系統(tǒng)合成氣洗滌水洗滌水泵外排洗滌水文丘里洗滌器去變換裝置來(lái)自變換冷凝液或鍋爐水去燃料氣管網(wǎng)（熱風(fēng)爐、火炬用）合成氣去激冷氣壓縮機(jī)（降溫霧化）堿液

該系統(tǒng)主要是將除渣系統(tǒng)、洗滌系統(tǒng)來(lái)的水作氣提處理，氣提掉酸性氣提，泥漿水在冷卻澄清后的水循環(huán)至公用工程用，部分循環(huán)水送至水處理，而經(jīng)過(guò)濾后的濾餅外運(yùn)至熱電鍋爐用。九、初步水處理系統(tǒng)氣提塔來(lái)自除渣系統(tǒng)、洗滌系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、地漏系統(tǒng)污水絮凝劑低壓蒸汽泥漿澄清槽泥漿罐泥漿過(guò)濾裝置溢流澄清水酸性氣體去火炬濾餅?zāi)酀{水泥漿泥漿系統(tǒng)循環(huán)用酸液部分送至污水處理站十、與水處理相關(guān)聯(lián)的物流

1、綜合循環(huán)水重要機(jī)泵冷卻水重要換熱器冷卻水DN700，正常流量約1425M3/H2、工藝污水氣提塔來(lái)自除渣系統(tǒng)、洗滌系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、地漏系統(tǒng)污水絮凝劑低壓蒸汽泥漿澄清槽泥漿罐泥漿過(guò)濾裝置溢流澄清水酸性氣體去火炬濾餅?zāi)酀{水泥漿泥漿系統(tǒng)循環(huán)用酸液部分送至污水處理站系統(tǒng)循環(huán)水用量不大的時(shí)候，會(huì)通過(guò)工藝污水管網(wǎng)排放至水處理污水站。該管路為