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壳牌煤气化

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壳牌煤气化. 大唐国际年产 47 万吨稀烃项目. 煤的成因. 煤的形成. 煤的分类. 煤的种类及用途. 煤气化反应. 全球煤气化的发展. 1000℃ 时煤气组成. 3MPa 下煤气组成. 煤气化分类. 三种煤气化工艺的比较.

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PowerPoint Slideshow about '壳牌煤气化' - tacita


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Presentation Transcript
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壳牌煤气化

大唐国际年产47万吨稀烃项目

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三种煤气化工艺的比较
  • 煤气化技术视炉内气-固状态和运动形式,主要分为三大类∶以块煤(10~50mm)为原料的固定床;以碎煤(小于6mm)为原料的流化床;以粉煤(小于0.1mm)为原料的气流床。为提高单炉能力和降低能耗,现代气化炉均在适当的压力(1.5~4.5MPa)下运行,相应地出现了增压固定床、增压流化床和增压气流床技术。我国绝大多数正在运行的气化炉仍为水煤气或半水煤气固定床。
  • 1.固定床气化工艺  先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表,其主要优点包括:可以使用劣质煤气化;加压气化生产能力高;氧耗量低,是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法;鲁奇炉是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳效率高、气化效率高。虽然鲁苛气化工艺优点很多,但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料,不仅原料昂贵,气化强度低,而且气-固逆流换热,粗煤气中含酚类、焦油等较多,使净化流程加长,增加了投资和成本。
  • 2.气流床气化工艺  德士古炉、K-T炉、壳脾炉,以粉煤为原料的气流床在极高温度下运符(1300-1500℃),气化强度极高,单炉能力己达2500.煤/日,我国进口的德士古炉也达400~700煤/日,气体中不含焦油、酚类,非常适合化工生产和先进发电系统的要求。  气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽,水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤(成浆困难),工艺灵活,合成气质量高,产品气可适用于化工合成,制氢和联合循环发电等.气化压力高,生产能力高.不污染环境,三废处理较方便。该工艺缺点是,高温气化为使灰渣易于排出,要求所用煤灰熔点低(小于1300℃),含灰量低(低于10%-15%),否则需加人助熔剂(CaO或Fe2O3)并增加运行成本。这一点特别不利于我国煤种的使用。此外,高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作,寿命短、价格昂贵、投资高,气化炉在高温运行,氧耗高,也提高了煤气生产成本。
  • 3.流化床气化工艺  鉴于以上原因,使用碎煤为原料的流化床技术一直受到国内外的关注。德国发挥了其既有传统,开发出高温温克勒气化炉,美国正努力发展以流化床气化和燃烧相结合的高效工艺(如Hybrid例工艺),预期可获得最良好的系统效率。流化床气化以空气或氧气或富氧和蒸汽为气化剂,在适当的煤粒度和气速下,使床层中粉煤沸腾,气固两相充分混合接触,在部分燃烧产生的高温下进行煤的气化。其工艺流程包括各煤、进料、供气、气化、除尘、废热回收等系统,将原煤破碎至8mm以下,烘干后进人进煤系统,再经螺旋加料器加人气化炉内,在炉内与经过预热的气化剂(氧气/蒸汽或空气/蒸汽)发生气化反应,携带细颗粒的粗煤气由气化炉逸出,在旋风分离器中分离出较粗的颗粒并返回气化炉,除去粉尘的煤气经废热回收系统进人水洗塔使煤气最终冷却和除尘。
shell
SHELL煤气化工艺主要特点:
  • ——采用干煤粉进料,加压氮气或二氧化碳气输送,连续性好,气化炉操作稳定,煤种适应性广,从烟煤、无烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的活性没有要求,对煤的灰熔点适应范围比其它气化工艺可以更宽。对于高灰份、高水份、含硫量高的煤种也同样适应。
  • ——气化温度约1400~1600℃,碳转化率高达99%以上,产品气体洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)达到90%左右。
  • ——氧耗低,与水煤浆气化相比,氧耗低15~25%,因而可减少与之配套的空分装置投资。
  • ——单炉生产能力大,目前工业化生产运行气化压力为3.0MPa,日处理煤量已达2000吨。
  • ——热效率高,冷煤气效率可达到81~83%(德士古工艺的冷煤气效率约为75%),其余15%热能被回收为中压或高压蒸汽,总的热效率约为98%左右。
  • ——气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,维护量较少,气化炉内无传动部件,运转周期长,无需备用炉。
  • ——气化炉烧嘴及控制系统安全可靠。SHELL公司气化烧嘴寿命大于8000小时,Demkolec电厂使用烧嘴4年中未出现问题,气化操作采用先进的控制系统,设有必要的安全联锁,使气化操作处于安全的最佳状态下运行。
  • ——炉渣可用作水泥渗合剂或道路建造材料。气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,对环境几乎没有影响。气化污水中含氰化物少,容易处理。
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壳牌中国煤气化特许生产点

岳阳中石化壳牌煤气化有限公司

日投煤量2000吨,用于生产合成氨* 2001年

湖北双环化工集团有限公司

日投煤量900吨,用于生产合成氨 2001年

柳州化工股份有限公司

日投煤量1200吨,用于生产合成氨 2001年

中石化湖北化肥分公司

日投煤量2000吨,用于生产合成氨 2003年

中石化安庆分公司

日投煤量2000吨,用于生产合成氨 2003年

云南天安化工有限公司

日投煤量2000吨,用于生产合成氨 2003年

云南沾化有限责任公司

日投煤量2000吨,用于生产合成氨 2003年

大化集团有限责任公司

日投煤量2000吨,用于生产甲醇 2004年

永城煤电(集团)有限责任公司

日投煤量2000吨,用于生产甲醇 2004年

中国神华煤制油有限公司

日投煤量2x2000吨,用于制氢 2004年

*壳牌与中石化的合资企业,双方各持股50%。

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达到炉压

泄压到常压

进入煤烧嘴5.79Kg/S

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循环气压缩机53.3Kg/s

反应温度1500℃

点火烧嘴

开工烧嘴

氧气3.7Kg/s

粉煤5.79Kg/S

煤烧嘴

中压循环水泵

合成气去干法除尘

F:111.25Kg/s T:340℃ P:4.12Mpa

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充到炉压

泄到常压

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去三合一工段

去循环气压缩机

F:111.25Kg/s T:340℃ P:4.12Mpa

合成气来自于REG

去飞灰处理

去飞灰处理

C-16.1

v 1502

来自飞灰处理系统

V-1512

泄压0.6MPa

充到炉压

泄压到0.6MPa

充压到炉压

泄到常压

泄到常压

V-1504

V-1514

称重达到设定

称重达到设定

充压0.6MPa

充压到0.6PMa

排空

排空后

达到设定值后

V-1502

V-1515

V-1515

到达设定值后

V-1517

排空后

排空后

达到设定值后

V-1508

V-1518

到达设定值后

卡车

排空后

排空后

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一氧化碳变换反应
  • 一氧化碳与水蒸气的变换反应可用下式表示:
  • CO+H2O=CO2+H2+Q
  • 在1atm,25℃时,1molCO与水蒸气完全反应,Q为292KJ/mol
  • 刘易斯-兰德尔反应热公式如下:
  • △H=9750+1.81-4.45T-3T2+13.6×10-6T3
  • 反应的特点是可逆,放热,反应前后气体体积不变,且反应速度比较慢,必需使用催化剂才可满足工业化要求的反应速度。
  • 式中△H————反应热,cal/mol;
  • T————绝对温度,K。