s86-两种煤制氢气流程比较

1、精选优质文档-倾情为你奉上两种煤制氢气气化工艺路线的比较一、氢气制取现状的简述氢气作为化工炼油生产的一种重要原料，可以用来生产合成氨、甲醇、二甲醚、生产高标号的油品等。制氢工艺经过多年的发展，原料从气态的天然气，液态的油、沥青到固态的煤、渣等，随着原料成本的不断变化制氢工艺路线也发生较大的变化。 目前我公司使用的氢气总量大约在12万方，主要由天然气作为原料生产制成，由于天然气作为一种洁净的能源，主要供给居民使用，随着居民生活水平的逐渐提高，天然气价格也会逐渐上涨，用天然气作为原料制取氢气的价格也会上涨。煤作为一种制取氢气的相对廉价的原料，煤制氢气工艺近年来得到快速的发展，这些工艺在煤的高效、清

2、洁使用上提供成熟的途径。中国石化公司利用炼油化工一体化的优势，在氢气制取上自2000年开始，针对化肥企业生产成本高，炼油加氢气的需要，正式启动了煤制氢气的工作，至今下属的7家企业实施了煤制氢气的生产。目前每年以煤替代烧油约4000kt，全年用煤量达到27000Kt以上，标志着中石化已经具有了先进的洁净煤气化装置，对于化肥企业发展、石化能源替代战略的实施具有重大意义。 近年来对煤制氢气生产工艺开发的较多，比较典型的有水煤浆工艺的德士古流程和粉煤气化的壳牌流程，下面分别对这两张生产工艺进行对比。二、水煤浆加压气化与粉煤加压气化工艺1、两种流程工艺特点比较水煤浆气流床气化是指煤或石油焦等固体碳氢化合

3、物以水煤浆的形式与气化剂一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化，在气化炉内进行火焰性非催化部分氧化工艺过程。典型的工艺流程有Texaco水煤浆气化工艺。流程见下图：Texaco煤气化的主要特点如下：l 原料范围较宽，进料安全容易控制。l 设备布置紧凑，运转率高。l 操作弹性大，气化过程碳转化效率比较高，可达到95%到99%，负荷调整范围可以达到50%到105%l 有效气成分可以达到80%，除含少量的甲烷外不含其他烃类、酚类和焦油。l 可供选择的气化压力较宽，从2.6到8.5MPal 气化过程污染少，环保性能好，高温高压产生的废水所含的有害物极少。l 炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，寿命一般在1

4、到2年，更换耐火砖增加生产运行成本。l 喷嘴使用周期短，一般使用60到90天就需要更换或修复，一般需要有备用炉。l 水煤浆含水量较高，使冷煤气效率和有效气成分偏低。氧耗、煤耗均低于粉煤气化。 气流床以粉煤为原料，由气化剂夹带入炉，煤和气化剂并流进行部分氧化反应。为弥补反应时间短的缺陷，要求入炉的煤粒度较细和较高的反应温度，典型的粉煤气化流程有Shell煤气化流程如下： Shell煤气化的主要特点如下：l 可以使用褐煤、烟煤等多煤种，碳转化率达到98%以上，煤种含的硫、氧、灰分 及结焦性差异对过程均无显著的影响。l 产品气中有效气含量达到90%以上，CO2含量非常少，大大减少了酸性气体的处理费用

5、，气化产物中无焦油。l 氧耗低，冷煤气效率高。l 粉煤对烧嘴的磨损低，单炉长周期运行时间长。l 采用水冷壁结构，无耐火砖。l 单炉生产能力大，处理能力达到3000t/dl 负荷环保要求，煤气中的硫和氨很容易被清除，灰分补充玻璃状的固体，可做建筑材料。2、煤种内的组分对两种气化炉的影响 由于水煤浆气化炉采用了耐火砖衬里，为防止在耐火砖上结渣，必须使用低灰熔点的煤种，而粉煤气化炉无耐火砖，必须使用高灰熔点的煤种在炉壁形成结渣，达到保护炉壁不受高温侵蚀作用。下面对煤种内组分对气化反应的影响。TexacoShell水分水煤浆进料干粉进料，含水量<2%灰分选用低灰分的煤种，保证气化运行的经济性。选

6、用低灰熔点的煤种，可以有效的降低操作温度、氧耗、助溶剂消耗，延长炉砖寿命。灰分高，煤耗氧耗高，灰分低，气化炉的冷壁结构无法形成渣保护膜，热损大，气化炉使用寿命降低。气化操作温度高于灰熔点100到150才能做到排灰正常粒度哈氏可磨指数控制在60以上。易于破碎的煤容易制成浆。在保证碳转化的前提下，根据煤种的反应活性、挥发分调整粒度的大小，以降低制粉产生的电耗3、两种流程的关键技术比较l 煤浆制备 在水煤浆中添加剂以降低煤浆的黏度，使其易于输送和使煤浆中水在较长时间内不析出。根据煤种类别，确定水煤浆的各种粒度分布比例提高煤浆的含固量，达到不易析水又能输送的最佳含固量值。一般情况在同等条件下的褐煤、烟

7、煤、贫煤、无烟煤制浆浓度依次增大。l 煤浆输送 由于煤浆黏度大（10003000mPa。S）且含有大量固体颗粒，对运转设备部件磨损很快，因此煤浆的输送多选用隔膜柱塞泵。l 烧嘴技术 Texaco公司多年研究开发了三流道结构的烧嘴，开发了耐温、耐磨的制造烧嘴材料。l 耐火砖技术 水煤浆气化炉内衬耐火砖，不但需耐高温而且 要求能抵抗煤灰熔渣（SiO2、Al2O3、MgO、CaO等）的侵蚀。目前水煤浆气化炉、火面耐火砖，采用以氧化铬为主添加少量氧化镁或氧化锆的耐火材料。耐火砖的砌筑设计，既要保证高温气体不能穿串到炉壁引起气化炉壁超温又要便于局部更换。l 激冷室降温除尘技术 由于气化炉是在较高压力下操作，为使高温的合成气迅速冷却下来，在气化炉燃烧反应室下部设气化炉的激冷室。其中有将灰水均匀分布沿下降管内壁均匀流下的激冷环。下降管和上升管组成的二相流上升环隙及档液板等设计，目