SHELL煤氣化簡易流程講解

單位：煤氣化車間主講人：陳明兵時間：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氣化爐初步水處理1400℃900℃煤灰處理

系統合成氣產品煤氣化裝置方塊圖在N2或CO2的輸送下，粉煤從給料倉源源不斷的輸送至氣化爐，同時空分提供的純氧也輸送至氣化爐，純氧與煤粉在氣化爐內發生氣化反應，爐內溫度可高達1600℃，反應的主要產物有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高溫下呈液化狀態，從而以液態方式從氣化爐渣口流出。在氣化過程中，所產生的高溫由膜式壁循環水帶走，以生產中壓蒸汽。

氣化爐激冷口激冷段輸氣導管渣池冷卻器

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℃

水汽系統操作壓力：5.5Mpa

水汽系統操作溫度：約270℃

氣化原理：

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

氣體經下游變換、凈化等工序處理后，作為生產氨、甲醇原料氣，其主要技術特點如下：1、采用二氧化碳/氮氣密相加壓輸送干煤粉，氣化溫度約1500～1700℃，碳轉換率達99％以上。2、氣化爐采用水冷壁結構，無耐火磚襯里。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激冷后成玻璃狀顆粒，性質穩定，對環境污染小鍋爐水,40-70bar水管>1500°C熔融態渣向下流動固體渣層殼牌煤氣化技術特點干粉進料，煤種適用的靈活性高煤耗低、氧耗低碳轉化率高(>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,膜式水冷壁設計水冷壁壽命長(25年)，燒嘴壽命長(>20,000小時)操作彈性大,運行費用低設備緊湊（2000t/d裝置占地60x80m)干法除塵，灰水量小、處理簡單廢水排放量小熔渣和飛灰可作為建材、陶瓷工業的原料出售一、煤氣化簡易流程方塊圖澄清水、濾餅合格合成氣磨煤系統粉煤給料系統氣化系統除灰系統合成氣洗滌系統初步水處理系統除渣系統N2、CO2系統(輸送、惰性、流化、加壓、穩壓）公共水系統（冷卻、密封、循環）火炬系統（酸氣、氨尾氣、合成氣）蒸汽系統（伴熱、加熱、升溫、氣化）加藥系統（酸、堿）公用工程系統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車時，先用液化氣點火，再用柴油點火，然后才直接投入粉煤和純氧二、磨煤系統磨煤機熱風爐給煤倉循環風機石灰石倉大布袋石灰石以調整粉煤灰熔點碎煤煤粉（進入高壓粉煤給料系統）氮氣（補氮以降低氧含量）惰性循環氣（起到循環作用）惰性循環氣（放空部分，以保證露點）空氣、合成氣或馳放氣或柴油高溫惰性循環氣旋風分離器不合格粉煤合格粉煤及惰性氣體

給煤倉中的碎煤與石灰石倉中的石灰石按一定的比例加入到磨機中混合，同時熱風爐燃燒所產生的熱惰性氣也送入磨煤機種，在磨粉的同時將干燥后合格粒度的煤粉吹入煤粉袋式過濾器中，分離出來的粉煤進入高壓煤粉給料系統。而分離后的惰性氣經循環風機循環至熱風爐加熱，再送至磨機中繼續使用，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，在系統中設有O2和H2O在線分析儀，超標時，向系統補充低壓氮氣。系統壓力通過磨機出口壓力控制來維持，磨機在微負壓條件下操作。

來自磨煤單元粉煤貯存在煤粉倉中，當煤粉鎖斗處于常壓狀態時，打開煤粉鎖斗的上閥，關閉煤粉鎖斗的下閥，使煤粉貯倉的煤粉流入煤粉鎖斗，料滿后關閉上閥，通入高壓氮氣/CO2加壓后打開下閥使煤粉自流進入煤粉給料倉中，卸完料后關閉下閥，排出氮氣/CO2降至常壓再重復上述流程。穩壓給料倉中的煤粉由管道輸送至氣化爐噴嘴。穩壓給料倉粉煤倉鎖斗小布袋磨煤單元來粉煤氮氣或CO2（加壓流化）氮氣（流化）氮氣或CO2（穩壓流化）氮氣（穩壓）氮氣、粉煤（泄壓）粉煤（泄壓帶出的粉煤返回）去煤燒嘴三、粉煤給料系統四、氣化系統

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

殼牌氣化爐水/汽系統是整個煤氣化裝置的核心部分，當高壓煤粉與純氧在氣化室內發生劇烈的非完全燃燒放出高達1500℃的合成氣時，汽包中的鍋爐水通過循環水泵強制循環進入氣化室、激冷段、輸氣導管、返混室和蒸發器1-3的膜式壁中，將合成氣中的熱量以鍋爐水循環受熱到汽包產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定性。這些膜式壁是由927根特殊材質的水管（內徑約19.5-32mm）組焊而成，同時為了均衡每根水管內的流量，使得膜式壁換熱效果最佳，高達887根水管內部焊接了限流孔板。綜上所述，水汽系統的清潔度直接影響了膜式壁的壽命和氣化工況的穩定性，水汽系統逆循環沖洗勢在必行！五、水汽系統六、除渣系統

液態渣從氣化爐渣口掉入渣池時，經冷卻器來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經破渣機破碎，直接排入渣收集槽和鎖斗。渣水泵2打循環目的是讓渣更好的流動，在渣收集到一定時間時，程序自動的關閉渣鎖斗隔離閥，渣鎖斗泄壓，然后排渣，在排渣結束后，渣鎖斗沖水、充壓、連通，繼續收渣。渣鎖斗渣池渣收集槽冷卻器氣化爐來的渣

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

來自氣化爐的合成氣進入飛灰過濾器，99%左右的粉塵被除去，過濾后的氣體分成二股物流，一股送循環氣壓縮機入口作為激冷氣，另一股直接送往濕洗工序。灰鎖斗間斷的將灰排放至低壓排灰系統，在低壓系統主要是氣提、降溫、轉運。

去洗滌系統灰中間儲罐陶瓷過濾器灰氣提槽氣化爐來高溫氣體（含灰）

高壓氮氣(充壓連通收灰）灰鎖斗灰外排除灰后氣體灰轉運罐灰存儲罐去激冷氣壓縮機

高壓氮氣(泄壓排灰）

氮氣(氣提、降溫）

低壓氮氣，排灰用低壓排灰系統陶瓷過濾器內部情況

來自飛灰過濾器的合成氣在文丘里降溫霧化后進入洗滌塔，在洗滌塔內進一步降溫洗滌。在該系統主要洗滌鹵化物，以減小合成氣對后續設備腐蝕。同時，系統中加入一定量的堿液，以調整系統PH值。八、洗滌系統放空（開車放空、壓力調整時放空）洗滌塔來自除灰系統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自變換冷凝液或鍋爐水去燃料氣管網（熱風爐、火炬用）合成氣去激冷氣壓縮機（降溫霧化）堿液

該系統主要是將除渣系統、洗滌系統來的水作氣提處理，氣提掉酸性氣提，泥漿水在冷卻澄清后的水循環至公用工程用，部分循環水送至水處理，而經過濾后的濾餅外運至熱電鍋爐用。九、初步水處理系統氣提塔來自除渣系統、洗滌系統、取樣系統、地漏系統污水絮凝劑低壓蒸汽泥漿澄清槽泥漿罐泥漿過濾裝置溢流澄清水酸性氣體去火炬濾餅泥漿水泥漿泥漿系統循環用酸液部分送至污水處理站十、與水處理相關聯的物流

1、綜合循環水重要機泵冷卻水重要換熱器冷卻水DN700，正常流量約1425M3/H2、工藝污水氣提塔來自除渣系統、洗滌系統、取樣系統、地漏系統污水絮凝劑低壓蒸汽泥漿澄清槽泥漿罐泥漿過濾裝置溢流澄清水酸性氣體去火炬濾餅泥漿水泥漿泥漿系統循環用酸液部分送至污水處理站系統循環水用量不大的時候，會通過工藝污水管網排放至水處理污水站。該管路為