煤气化车间简易流程讲解

SHELL煤气化简易流程讲解

单位：煤气化车间主讲人：陈明兵时间：2017-9-14干法除尘湿法洗涤煤粉加压磨煤/烘干煤灰外卖中压蒸气中压蒸气炉渣原煤/石油焦激冷气压缩机气化炉初步水处理1400℃900℃煤灰处理

系统合成气产品煤气化装置方块图在N2或CO2的输送下，粉煤从给料仓源源不断的输送至气化炉，同时空分提供的纯氧也输送至气化炉，纯氧与煤粉在气化炉内发生气化反应，炉内温度可高达1600℃，反应的主要产物有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高温下呈液化状态，从而以液态方式从气化炉渣口流出。在气化过程中，所产生的高温由膜式壁循环水带走，以生产中压蒸汽。

气化炉激冷口激冷段输气导管渣池冷却器

3冷却器1.2冷却器

1.1冷却器2气体返回室

气化炉操作条件

操作压力：2.0～4.0Mpa

操作温度：1400～1600℃

水汽系统操作压力：5.5Mpa

水汽系统操作温度：约270℃

气化原理：

本装置采用SHELL干粉加压煤气化技术，以无烟煤为原料，生产以H2、CO为主要成分的粗合成气。主要反应有：C+O2-------->CO22C+O2------2COC+H2O------CO+H2C+CO2------2COCO+H2O-----H2+CO2

气体经下游变换、净化等工序处理后，作为生产氨、甲醇原料气，其主要技术特点如下：1、采用二氧化碳/氮气密相加压输送干煤粉，气化温度约1500～1700℃，碳转换率达99％以上。2、气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里。3、炉渣可用作水泥滲合剂或道路建材。气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，对环境污染小锅炉水,40-70bar水管>1500°C熔融态渣向下流动固体渣层壳牌煤气化技术特点干粉进料，煤种适用的灵活性高煤耗低、氧耗低碳转化率高(>99%)合成气中有效成份(CO+H2)比例高冷煤气效率高:原煤中能量约82%以合成气形式回收,另外15%以蒸汽形式回收气化炉使用多炉嘴,膜式水冷壁设计水冷壁寿命长(25年)，烧嘴寿命长(>20,000小时)操作弹性大,运行费用低设备紧凑（2000t/d装置占地60x80m)干法除尘，灰水量小、处理简单废水排放量小熔渣和飞灰可作为建材、陶瓷工业的原料出售一、煤气化简易流程方块图澄清水、滤饼合格合成气磨煤系统粉煤给料系统气化系统除灰系统合成气洗涤系统初步水处理系统除渣系统N2、CO2系统(输送、惰性、流化、加压、稳压）公共水系统（冷却、密封、循环）火炬系统（酸气、氨尾气、合成气）蒸汽系统（伴热、加热、升温、气化）加药系统（酸、碱）公用工程系统冷渣碎煤粉煤粉煤纯氧蒸汽高温的渣合成气、灰蒸汽灰合成气洗涤水渣水开车时，先用液化气点火，再用柴油点火，然后才直接投入粉煤和纯氧二、磨煤系统磨煤机热风炉给煤仓循环风机石灰石仓大布袋石灰石以调整粉煤灰熔点碎煤煤粉（进入高压粉煤给料系统）氮气（补氮以降低氧含量）惰性循环气（起到循环作用）惰性循环气（放空部分，以保证露点）空气、合成气或驰放气或柴油高温惰性循环气旋风分离器不合格粉煤合格粉煤及惰性气体

给煤仓中的碎煤与石灰石仓中的石灰石按一定的比例加入到磨机中混合，同时热风炉燃烧所产生的热惰性气也送入磨煤机种，在磨粉的同时将干燥后合格粒度的煤粉吹入煤粉袋式过滤器中，分离出来的粉煤进入高压煤粉给料系统。而分离后的惰性气经循环风机循环至热风炉加热，再送至磨机中继续使用，小部分惰性气排入大气。为控制惰性气体的O2含量（一般<8%）和露点，在系统中设有O2和H2O在线分析仪，超标时，向系统补充低压氮气。系统压力通过磨机出口压力控制来维持，磨机在微负压条件下操作。

来自磨煤单元粉煤贮存在煤粉仓中，当煤粉锁斗处于常压状态时，打开煤粉锁斗的上阀，关闭煤粉锁斗的下阀，使煤粉贮仓的煤粉流入煤粉锁斗，料满后关闭上阀，通入高压氮气/CO2加压后打开下阀使煤粉自流进入煤粉给料仓中，卸完料后关闭下阀，排出氮气/CO2降至常压再重复上述流程。稳压给料仓中的煤粉由管道输送至气化炉喷嘴。稳压给料仓粉煤仓锁斗小布袋磨煤单元来粉煤氮气或CO2（加压流化）氮气（流化）氮气或CO2（稳压流化）氮气（稳压）氮气、粉煤（泄压）粉煤（泄压带出的粉煤返回）去煤烧嘴三、粉煤给料系统四、气化系统

在N2或CO2的输送下，粉煤从给料仓源源不断的输送至气化炉，同时空分提供的纯氧也输送至气化炉，纯氧与煤粉在气化炉内发生气化反应，炉内温度可高达2000℃，反应的主要产物有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高温下曾液化状态（灰分主要是二氧化硅、三氧化二铝，氧化铁等），从而以液态方式从气化炉渣口流出，部分飞灰随合成气输送至下个工段。在气化过程中，所产生的高温由膜式壁内循环水带走，以生产中压蒸汽。纯氧与粉煤（N2或CO2输送）汽包气化炉液态渣合成气（有飞灰，去除灰系统）锅炉循环水锅炉水水泵蒸汽激冷气（冷却高温气体）洁净N2或CO2（用于烧嘴跳时补入）

壳牌气化炉水/汽系统是整个煤气化装置的核心部分，当高压煤粉与纯氧在气化室内发生剧烈的非完全燃烧放出高达1500℃的合成气时，汽包中的锅炉水通过循环水泵强制循环进入气化室、激冷段、输气导管、返混室和蒸发器1-3的膜式壁中，将合成气中的热量以锅炉水循环受热到汽包产生中压饱和蒸汽的形式换走，使得高温气体能够在合成气冷却器出口降至340℃以下，以确保下游装置的安全稳定性。这些膜式壁是由927根特殊材质的水管（内径约19.5-32mm）组焊而成，同时为了均衡每根水管内的流量，使得膜式壁换热效果最佳，高达887根水管内部焊接了限流孔板。综上所述，水汽系统的清洁度直接影响了膜式壁的寿命和气化工况的稳定性，水汽系统逆循环冲洗势在必行！五、水汽系统六、除渣系统

液态渣从气化炉渣口掉入渣池时，经冷却器来的冷却渣水冷淬破裂，而大的渣块或渣口低温老渣未能冷淬时经破渣机破碎，直接排入渣收集槽和锁斗。渣水泵2打循环目的是让渣更好的流动，在渣收集到一定时间时，程序自动的关闭渣锁斗隔离阀，渣锁斗泄压，然后排渣，在排渣结束后，渣锁斗冲水、充压、连通，继续收渣。渣锁斗渣池渣收集槽冷却器气化炉来的渣

氮气(充压或泄压）渣水排至初步水处理系统破渣机渣水泵1水力旋流器渣外排渣水泵2高压补水低压补水渣水渣水（冷淬）（助流）七、除灰系统

来自气化炉的合成气进入飞灰过滤器，99%左右的粉尘被除去，过滤后的气体分成二股物流，一股送循环气压缩机入口作为激冷气，另一股直接送往湿洗工序。灰锁斗间断的将灰排放至低压排灰系统，在低压系统主要是气提、降温、转运。

去洗涤系统灰中间储罐陶瓷过滤器灰气提槽气化炉来高温气体（含灰）

高压氮气(充压连通收灰）灰锁斗灰外排除灰后气体灰转运罐灰存储罐去激冷气压缩机

高压氮气(泄压排灰）

氮气(气提、降温）

低压氮气，排灰用低压排灰系统陶瓷过滤器内部情况

来自飞灰过滤器的合成气在文丘里降温雾化后进入洗涤塔，在洗涤塔内进一步降温洗涤。在该系统主要洗涤卤化物，以减小合成气对后续设备腐蚀。同时，系统中加入一定量的碱液，以调整系统PH值。八、洗涤系统放空（开车放空、压力调整时放空）洗涤塔来自除灰系统合成气洗涤水洗涤水泵外排洗涤水文丘里洗涤器去变换装置来自变换冷凝液或锅炉水去燃料气管网（热风炉、火炬用）合成气去激冷气压缩机（降温雾化）碱液

该系统主要是将除渣系统、洗涤系统来的水作气提处理，气提掉酸性气提，泥浆水在冷却澄清后的水循环至公用工程用，部分循环水送至水处理，而经过滤后的滤饼外运至热电锅炉用。九、初步水处理系统气提塔来自除渣系统、洗涤系统、取样系统、地漏系统污水絮凝剂低压蒸汽泥浆澄清槽泥浆罐泥浆过滤装置溢流澄清水酸性气体去火炬滤饼泥浆水泥浆泥浆系统循环用酸液部分送至污水处理站十、与水处理相关联的物流

1、综合循环水重要机泵冷却水重要换热器冷却水DN700，正常流量约1425M3/H2、工艺污水气提塔来自除渣系统、洗涤系统、取样系统、地漏系统污水絮凝剂低压蒸汽泥浆澄清槽泥浆罐泥浆过滤装置溢流澄清水酸性气体去火炬滤饼泥浆水泥浆泥浆系统循环用酸液部分送至污水处理站系统循环水用量不大的时候，会通过工艺污水管网排放至水处理污水站。该管路为