Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比

1、Texaco、Shell、GSP三种三种气化技术对比气化技术对比1. 三大气化的优缺点三大气化的优缺点2.反反应原理应原理3.工工艺流程艺流程4.工工艺技术对比艺技术对比5.主主要工艺指标对比要工艺指标对比一、三大气化的优缺点一、三大气化的优缺点 GSP气化技术优点气化技术优点 1）采用粉煤进料，采取水冷壁以渣抗渣的方式，）采用粉煤进料，采取水冷壁以渣抗渣的方式，避免了使用耐火材料寿命短的缺陷；避免了使用耐火材料寿命短的缺陷；2） 烧嘴设在气化炉顶部，烧嘴的结构设计和制烧嘴设在气化炉顶部，烧嘴的结构设计和制造采用了新工艺，使其寿命大大延长，可达到造采用了新工艺，使其寿命大大延长，可达到8000

2、小时以上；小时以上；3）炉体下段采用激冷形式，节省合成气后处理的）炉体下段采用激冷形式，节省合成气后处理的投资；投资；4） 设备选用材质简单，投资低。设备选用材质简单，投资低。5）激冷流程的煤气成分更适合于下游作化学品的）激冷流程的煤气成分更适合于下游作化学品的场合。激冷流程的气体用于制造合成氨更是得天场合。激冷流程的气体用于制造合成氨更是得天独厚，相比于壳牌气化技术更具有优势。独厚，相比于壳牌气化技术更具有优势。 德士古气化炉的优缺点德士古气化炉的优缺点主要优点主要优点：水煤浆制备输送、计量控制简水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠；设备国产化率高，投资单、安全、可靠；设备国产化率高，投

3、资省。省。 主要缺点主要缺点：1.褐煤的制浆浓度约褐煤的制浆浓度约59 61 ，烟煤的制浆浓度为，烟煤的制浆浓度为65 ；因汽化煤浆；因汽化煤浆中的水量要耗去入炉煤的中的水量要耗去入炉煤的8，比干煤粉为，比干煤粉为原料氧耗高原料氧耗高12 20 ，所以效率比较低，所以效率比较低。2.需以低灰、低灰熔点煤为原料，高温操需以低灰、低灰熔点煤为原料，高温操作，虽气化强度和气体品质较高，但氧耗作，虽气化强度和气体品质较高，但氧耗高、设备投资高。高、设备投资高。 Shell煤气化技术的优缺点煤气化技术的优缺点 优点优点：采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低15 ；碳转化率高，可达

4、；碳转化率高，可达99 ，煤耗比水，煤耗比水煤浆低煤浆低8；调节负荷方便，关闭一对喷嘴；调节负荷方便，关闭一对喷嘴，负荷则降低，负荷则降低50 ；炉衬为水冷壁，据称；炉衬为水冷壁，据称其寿命为其寿命为20年，喷嘴寿命为年，喷嘴寿命为1年。年。 缺点缺点：设备投资大于水煤浆气化技术；气设备投资大于水煤浆气化技术；气化炉及废锅炉结构过于复杂，加工难度加化炉及废锅炉结构过于复杂，加工难度加大。大。1、德士古水煤浆气化反应原理、德士古水煤浆气化反应原理 德士古水煤浆加压气化炉是两相并流型气化炉，德士古水煤浆加压气化炉是两相并流型气化炉，氧气和煤浆通过特制的工艺喷嘴混合后喷入气化炉，氧气和煤浆通过特制的

5、工艺喷嘴混合后喷入气化炉，在炉内水煤浆和氧气发生不完全氧化原反应产生水煤在炉内水煤浆和氧气发生不完全氧化原反应产生水煤气，其反应释放的能量可维持气化炉在煤灰熔点温度气，其反应释放的能量可维持气化炉在煤灰熔点温度以上反应以满足液态排渣的需要。以上反应以满足液态排渣的需要。二、二、反应原理反应原理2、Shell 煤气化反应原理煤气化反应原理 Shell煤气化在高温加压条件下进行，属气流床反应煤气化在高温加压条件下进行，属气流床反应器，煤粉氧气及蒸汽并流进入气化炉在极为短暂的时间器，煤粉氧气及蒸汽并流进入气化炉在极为短暂的时间内完成升温挥发份脱除裂解燃烧及转化等一系列物理和内完成升温挥发份脱除裂解燃

6、烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，以燃烧反应为主；在氧气反应完后进入到气化反应下，以燃烧反应为主；在氧气反应完后进入到气化反应阶段，最终形成以阶段，最终形成以 CO、H2 为主的煤气离开气化炉。为主的煤气离开气化炉。3、GSP气化反应原理气化反应原理 GSP 连续气化炉是在高温加压条件下进行的，属连续气化炉是在高温加压条件下进行的，属气流床反应器，几根煤粉输送管均布进入最外环隙，气流床反应器，几根煤粉输送管均布进入最外环隙，并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出给煤管线末端与喷并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出给煤管线

7、末端与喷嘴顶端相切，在喷嘴外形成一个相当均匀的煤粉层，嘴顶端相切，在喷嘴外形成一个相当均匀的煤粉层，与气化介质混合后在气化室中进行气化，反应完后最与气化介质混合后在气化室中进行气化，反应完后最终形成以终形成以 CO、H2为主的煤气进入激冷室。为主的煤气进入激冷室。 以上以上 3 种气化炉其种气化炉其反应原理基本相同反应原理基本相同，其反应均，其反应均为不完全氧化还原反应生成粗合成气；为不完全氧化还原反应生成粗合成气；不同之处不同之处是是前者采用的是水煤浆气化，而后两者采用干煤粉气前者采用的是水煤浆气化，而后两者采用干煤粉气化。化。三、工艺流程三、工艺流程1、德士古水煤浆气化炉工艺流程、德士古水

8、煤浆气化炉工艺流程 将原料煤水及添加剂等送入磨机将原料煤水及添加剂等送入磨机磨成水煤浆磨成水煤浆（出磨机水煤浆浓度为（出磨机水煤浆浓度为 65%），由高压煤浆泵送入气化炉喷嘴来自空分的氧气经氧气缓冲罐稳压后），由高压煤浆泵送入气化炉喷嘴来自空分的氧气经氧气缓冲罐稳压后进入烧嘴进入烧嘴送入炉内送入炉内的水煤浆和氧气在高温加压后发生部分氧化反应，气化炉的水煤浆和氧气在高温加压后发生部分氧化反应，气化炉膛内温度膛内温度13501450离开气化炉的粗合成气和熔渣离开气化炉的粗合成气和熔渣进入激冷室进入激冷室，粗合成气，粗合成气经第一次洗涤并被水淬冷后，温度降低被水蒸汽饱和后经第一次洗涤并被水淬冷后，温

9、度降低被水蒸汽饱和后出气化炉。出气化炉。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，在渣收集阶段气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，在渣收集阶段排入渣斗，定时排入渣池，由捞渣机捞出后装车外运。排入渣斗，定时排入渣池，由捞渣机捞出后装车外运。 渣收集阶段渣斗上部的黑水一部分用锁斗循环泵抽出循环回气化炉，用于渣收集阶段渣斗上部的黑水一部分用锁斗循环泵抽出循环回气化炉，用于冲气化炉激冷室的渣。冲气化炉激冷室的渣。 来自黑水处理工段的黑水进入碳洗塔，来自黑水处理工段的黑水进入碳洗塔， 碳洗塔中部排出的较清洁的黑水碳洗塔中部排出的较清洁的黑水用黑水循环泵加压后分别送文丘里洗涤器及气

10、化炉激冷环，用于洗用黑水循环泵加压后分别送文丘里洗涤器及气化炉激冷环，用于洗涤粗合成气气化炉碳洗塔等排出的黑水经四级闪蒸后送往澄清槽进行处理。涤粗合成气气化炉碳洗塔等排出的黑水经四级闪蒸后送往澄清槽进行处理。2、shell 气化炉工艺流程气化炉工艺流程 原料煤在磨煤机中被原料煤在磨煤机中被磨成煤粉磨成煤粉（90%小于小于10m）并干燥，煤粉由高压氮）并干燥，煤粉由高压氮气送入气送入气化炉喷嘴气化炉喷嘴。来自空分的氧气经氧气预热器加热到一定温度后，与。来自空分的氧气经氧气预热器加热到一定温度后，与中压过热蒸汽混合并导入喷嘴。送入炉内的煤粉氧气及蒸汽在高温加压条中压过热蒸汽混合并导入喷嘴。送入炉内

11、的煤粉氧气及蒸汽在高温加压条件下发生部分氧化反应，气化炉顶部约件下发生部分氧化反应，气化炉顶部约 1500的高温煤气与经冷却后的煤的高温煤气与经冷却后的煤气激冷至气激冷至900 左右左右进入废热锅炉进入废热锅炉，经回收热量后的煤气温度降至，经回收热量后的煤气温度降至 350进入除尘和湿式洗涤系统，处理后的煤气含尘量小于进入除尘和湿式洗涤系统，处理后的煤气含尘量小于1mg/m3，温度为，温度为150 的煤气送后工序。的煤气送后工序。 从洗涤塔排出的黑水在闪蒸槽进行减压闪蒸，闪蒸液再进汽提塔汽提，经从洗涤塔排出的黑水在闪蒸槽进行减压闪蒸，闪蒸液再进汽提塔汽提，经初级处理后的黑水送至界区外的污水处理

12、装置进一步处理。闪蒸气及汽提初级处理后的黑水送至界区外的污水处理装置进一步处理。闪蒸气及汽提气送锅炉作燃料气。在气化炉燃烧段产生的高温熔渣，流入气化炉下部激气送锅炉作燃料气。在气化炉燃烧段产生的高温熔渣，流入气化炉下部激冷室进行激冷形成玻璃体流入锁斗后定期排放，排出的炉渣经捞渣机运走冷室进行激冷形成玻璃体流入锁斗后定期排放，排出的炉渣经捞渣机运走，捞渣池的灰水送至闪蒸槽及汽提塔一并处理。锁斗内的灰水经锁斗循环，捞渣池的灰水送至闪蒸槽及汽提塔一并处理。锁斗内的灰水经锁斗循环泵升压并冷却后返回气化炉底部激冷室。泵升压并冷却后返回气化炉底部激冷室。 将预处理好的原料煤在磨煤机内将预处理好的原料煤在磨

13、煤机内磨碎到适于气化的粒度磨碎到适于气化的粒度（对不同煤种有不（对不同煤种有不同的要求）并进行干燥用输气（同的要求）并进行干燥用输气（N2 或或CO2）从加料斗中将干煤粉）从加料斗中将干煤粉送到气化送到气化炉的组合喷嘴中。炉的组合喷嘴中。 加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉的操加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉的操作压力为作压力为2.54.0MP，根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在，根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在13501750 。高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接。高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷进入激

14、冷室室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。从激冷室出来的达到期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。从激冷室出来的达到饱和的粗合成气经两级文氏管洗涤后，使含尘量达到要求后送出界区。饱和的粗合成气经两级文氏管洗涤后，使含尘量达到要求后送出界区。 激冷室和文氏管排出的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成激冷室和文氏管排出的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮分，闪蒸罐内的

15、黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物经过滤机滤出并压制成渣饼装车外送。沉降槽上凝沉降。沉降槽下部沉降物经过滤机滤出并压制成渣饼装车外送。沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制回水中的总盐含量，部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制回水中的总盐含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统。需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统。3、GSP气化炉工艺流程气化炉工艺流程 以上以上 3种气化炉工艺流程均经历种气化炉工艺流程均经历磨煤、气化、粗合成气洗涤、排渣、磨煤、气化、粗合成气洗涤、排渣、黑水处理等工序黑水处理等工序，且在炉内发生反应的原料及反应形式均相同。，且在炉内发生反应的原料及反应形式均相同。四、四、工艺技术对比工艺技术对比从当前国外煤气化技术发展趋势看，从当前国外煤气化技术发展趋势看，大型化、加压、适应多种粉煤、低大型化、加压、适应多种粉煤、低污染、易净化是煤气化的发展方向。污染、易净化是煤气化的发展方向。国外新开发的气化炉都采用加压气国外新开发的气化炉都采用加压气化工艺，这可提高气化强度，增加化工艺，这可提高气化强度，增加单炉的产量，节约压缩能耗，减少单炉的产量，节约压缩能耗，减少带出物损失。带出物损失。各性能对比见下表：五、五、主要工艺指标对比主要工艺指标对比 经