壳牌煤气化技术及在中国的发展
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壳牌煤气化装置的运行现状与展望(续)张宗飞;杜国庆【摘要】简述了壳牌煤气化装置的基本情况;例举了壳牌煤气化典型装置的运行状况;介绍了壳牌公司为完善装置所采取的相关措施;分析了壳牌煤气化技术在大型煤气化项目上的应用优势.结果表明:①壳牌煤气化装置的运行状况正在好转,典型装置2011年全年总运行天数达320天;②壳牌煤气化装置的国产化工作和煤种控制的研究正在开展,将有利于降低装置投资费用和提高装置运行周期;③壳牌煤气化装置具有能量转化效率高和水耗少的优点,符合国家产业政策,将在我国十二五期间的大型煤气化项目中得到更进一步的应用.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2013(051)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】壳牌煤气化装置;运行;设备国产化;在线煤质分析系统;应用前景【作者】张宗飞;杜国庆【作者单位】中国五环工程有限公司,湖北武汉430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉430223【正文语种】中文【中图分类】TQ54521世纪初,随着石油价格飞涨,促使湖北双环科技股份公司(以下简称湖北双环)考虑实施合成氨装置的油改煤工程,经反复考察论证,湖北双环最终选择了壳牌(Shell)干煤粉气化技术(SCGP),并于2001年签署了技术许可合同,至今已经11个年头,从湖北双环壳牌煤气化装置2006年5月顺利投产到现在也超过了6年。
在这段时间内,国人对壳牌气化的看法经历了起初的“疯狂盲从”到对其“妖魔化”,再到现在“不置可否”的3个阶段。
如何正确看待和评估壳牌煤气化装置的优势和不足,准确把握其潜在的发展趋势,笔者曾于2010年在《化肥设计》杂志第3期发表了《壳牌煤气化装置的运行现状与展望》一文,对其存在的问题进行了实事求是的分析,并提出了相应的建议和技改方案。
近2年来,壳牌煤气化装置的运行状况逐渐好转,典型厂家已能达到“安稳长满优”运行154天以及全年总运行320天,其优势也逐步显现。
壳牌煤气化装置所具有的能量转化效率高和水耗少等优点符合国家产业政策,将在我国十二五期间的大型煤气化项目上得到更进一步的应用,笔者以下再次着重介绍壳牌煤气化装置近几年来的运行现状,展望其发展趋势。
浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点摘要:在我国,壳牌煤气化技术已有十年多的历史,其工艺经历了不同发展阶段,逐渐完善,很多设备基本都能稳定运行。
而其技术特点也不同于其他煤气化技术,因此,本文对壳牌的煤气化技术特点进行分析,并探讨了其工艺的发展历程。
关键词:壳牌煤气化工艺发展技术特点一、壳牌煤气化的工艺发展历程壳牌煤气化的工艺较为复杂,其原理主要为:在加压以及高温作用下,将氧气和蒸汽混合在一起,与煤粉共同送入气化炉中,在很短时间内,这些混合成分温度剧升,其挥发成分将脱除出来,经过裂解、转化等物理化学反应。
因为气化炉具有很高的温度,只要存在一定的氧气,则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧,当氧耗尽时,就开始发生物质转化的反应,也就是进入到气化的阶段,形成煤气,其成分主要是一氧化碳和氢气。
在上世纪五十年代开始,就出现了壳牌石化燃料的气化技术,当初的原料主要是渣油,这种工艺又称为SGP。
经过二十年的时间,在渣油作为主要气化原料的基础上,重新开发出一种新的原料,即粉煤。
这种技术叫做SCGP,这种技术从试行开始到投入商业生产,其技术开发历程有三十多年。
煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备,其原料主要是小粒煤或者是块状煤,经过了几十年时间,其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡,这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物,该技术的反应器主要是气流床,其原料是干煤粉或者水煤浆,其生产规模巨大。
在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。
在最近的十多年中,中国市场由于其巨大的潜力,成了壳牌公司的开拓和发展方向之一,并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。
壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议,最早的国内项目如,岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等,目前,已经有接近二十家的企业签订了协议,壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右,我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置,从合成氨生产发展到合成甲醇,再到合成氢气,其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的,均取得了良好的效果,目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。
SCGP(壳牌)煤气化工艺1、SCGP(壳牌)煤气化技术简介。
1.1工艺原理。
SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的,煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃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,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2和CO等)以发生燃烧反应为主,在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,即过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。
典型的SCGP煤气成分见表1。
1.2工艺流程。
目前,壳牌煤气化装置采用废锅流程,废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。
原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机,在磨煤机内将原料煤磨成煤粉(90%<100μm)并干燥,煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓,由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。
来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。
煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。
气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。
经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统,处理后的煤气中含尘量小于1mg/m3送后续工序。
湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用,小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。
闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。
在气化炉内气化产生的高温熔渣,自流进入气化炉下部的渣池进行激冷,高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体,可作为建筑材料或用于路基。
1.3技术特点。
1.3.1煤种适应性广。
SCGP工艺对煤种适应性强,从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用,也可将2种煤掺混使用。
对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽,即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。
1.3.2单系列生产能力大。
煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上,生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。
Shell煤气化工艺的综述及流程改进意见戴进美(湖南工学院材料与化学工程系应用化工专业0901班)摘要:叙述了Shell煤气化技术的发展过程,介绍了Shell煤气化工艺和主要设备的特点,回顾国内的装置建设情况,坦言一些存在的问题,并提出Shell工艺的改进意见:在为中国设计的制氢气、氨和甲醇化工装置中,将废锅流程改为激冷流程,町以明显降低投资,加快建设周期,提高开车速度,降低运行成本。
关键词:Shell 煤气化工艺废锅流程激冷流程编者按:虽然Shell煤气化工艺是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一,但是这种工艺不是十全十美的国内引进该枝术应用于氢、氨、醇生产的过程中将面临着很多困难,认识上有很多不足。
本文作者结合多年的工程实践经验,坦言Shell煤气化工艺存在的一些问题,并提出Shell工艺的改进意见.可供业界同行参考。
Shell煤气化过程是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。
按学术上的分类,She[1煤气化属气流床气化。
煤粉、氧气及少量水蒸气在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物为以氢气和一氧化碳为主的合成气,二氧化碳的含量很少。
1 Shell煤气化技术的发展历程自20世纪50年代起,壳牌公司就参与了气化技术的开发。
当时,该公司开发r以油为原料的壳牌气化技术(SGP),至今已有150多套SGP没施得到技术转让。
在积累油气化经验后,1972年开始在该公司的阿姆斯特丹研究院(KSLA)进行煤气化技术研究。
1976年,煤气化工艺(SCGP)已达到一定水平并建立一座处理煤量为6t/d的试验厂,利用该装置一共试验了30多个不同的煤种。
1978年,在汉堡附近的哈尔堡炼油厂建设一座处理煤量为150t/d的工厂,公司利用这座装置进行了一系列成功的试验,至1983年该装置停止运转为止,累计运行了6l00h,其中包括超过1 000h的连续运转,顺利完成了工艺开发和过程优化的任务。
煤化工Shell煤气化技术及其在我国的应用汪 家 铭(川化集团有限责任公司,四川成都 610301)摘 要:介绍了Shell煤气化技术历经30多年的发展历程、技术特点、目前在国内应用中存在的一些问题以及国内引进装置的建设和投产情况。
关键词:Shell煤气化技术;存在问题;煤化工中图分类号:TQ54 文献标识码:A文章编号:100727677(2006)0620041203 Shell coal gasif ication technology and its application in ChinaWAN G Jia2ming(S ichuan Chemical W orks Grou p L t d.,Cheng du610301,China)Abstract:In this paper,the development of Shell coal gasification technology during more than30years and its technical characters are introduced.The author also discusses the problems of Shell coal gasification technology in application and the construction and production status of relative import devices in China.K ey w ords:Shell coal gasification technology;existing problem;coal chemical engineering1 概 述煤气化技术主要是将煤炭转化为含有H2和CO的粗合成气,然后作为工业原料,最终加工成各种化工产品。
Shell煤气化技术(SCGP)是目前世界上较为先进的,属于气流床气化的第二代煤气化技术,其工艺过程为粉煤、氧气及少量水蒸气在加压条件下,并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物是以H2和CO为主的合成气, CO2含量很少,典型的SCGP煤气成分为:CO占65%、H2占30%、N2和Ar共占311%、CO2占116%、H2S和COS共占013%、CH4为微量。
煤炭气化技术及应用前景煤炭作为我国主要的能源来源之一,一直以来都扮演着重要的角色。
然而,煤炭的燃烧不仅产生大量的二氧化碳等温室气体,还会释放出有害物质,对环境造成严重污染。
为了解决这个问题,煤炭气化技术应运而生。
煤炭气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。
通过气化反应,煤炭中的碳、氢等元素与氧气反应生成一系列气体,主要包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些气体可以用作燃料,也可以用于化工合成等领域。
与传统的燃烧方式相比,煤炭气化技术具有许多优势。
首先,煤炭气化技术可以减少二氧化碳的排放。
煤炭气化产生的气体中含有较高浓度的一氧化碳,可以通过进一步的处理转化为二氧化碳。
而这些二氧化碳可以被收集和储存,从而减少对大气的排放。
这种碳捕集技术可以有效地减缓全球气候变化的速度。
其次,煤炭气化技术可以实现资源的高效利用。
煤炭气化可以将煤炭中的碳、氢等元素转化为气体,而不是直接燃烧。
这样一来,煤炭的能量利用率大大提高,可以充分发挥煤炭的潜在能量。
同时,煤炭气化还可以产生一系列有机化合物,可以用于合成燃料、化工原料等,进一步提高资源的利用效率。
此外,煤炭气化技术还可以解决煤炭开采带来的环境问题。
传统的煤炭开采方式会导致大量的煤矸石堆积,给生态环境带来严重破坏。
而煤炭气化可以将煤炭中的有机物转化为气体,减少煤矸石的产生。
同时,煤炭气化还可以对煤炭进行深度加工,将煤炭中的灰分、硫等有害物质去除,减少对环境的污染。
然而,煤炭气化技术也面临一些挑战。
首先,煤炭气化过程中产生的气体中可能含有一些有害物质,如硫化物、氮氧化物等。
这些物质需要经过进一步的处理才能达到环境排放标准。
其次,煤炭气化技术的设备和工艺相对复杂,需要大量的投资和技术支持。
此外,煤炭气化过程中需要消耗大量的水和能源,对水资源和能源供应也提出了一定的挑战。
尽管面临一些挑战,煤炭气化技术仍然具有广阔的应用前景。
随着环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加,煤炭气化技术将逐渐成为一种重要的能源转换方式。
煤炭气化技术的发展与应用前景煤炭气化技术作为一种重要的能源转化技术,近年来得到了广泛的关注和研究。
它通过将煤炭转化为合成气,进一步提取出煤气、煤油和煤焦油等有价值的产品,既能有效利用煤炭资源,又能减少环境污染。
本文将探讨煤炭气化技术的发展历程,分析其应用前景,并展望未来的发展方向。
煤炭气化技术的发展可以追溯到19世纪末的工业革命时期。
当时,人们开始意识到煤炭资源的重要性,但传统的燃煤方式存在着煤烟污染、低效能等问题。
煤炭气化技术的出现为解决这些问题提供了新的途径。
最早的煤炭气化技术是通过加热煤炭,使其产生可燃气体,然后将其用于照明和供热等方面。
随着科技的进步,煤炭气化技术逐渐得到改进和完善,新型的气化炉和气化工艺相继问世。
在20世纪,煤炭气化技术迎来了快速发展的时期。
特别是在第二次世界大战期间,由于石油资源的短缺,煤炭气化技术被广泛应用于合成燃料的生产。
在那个时候,煤炭气化技术不仅仅是一种能源转化技术,更是国家安全和经济发展的重要支撑。
然而,随着石油资源的重新供应,煤炭气化技术逐渐被淡忘,研究和应用的热情也有所降低。
然而,近年来,随着环境污染和能源安全问题的日益突出,煤炭气化技术再次成为研究和应用的热点。
煤炭气化技术可以将煤炭中的有机物质转化为合成气,这种气体可以用于发电、制造化学品和合成燃料等方面。
相比于传统的燃煤方式,煤炭气化技术可以大幅度减少二氧化碳和其他有害气体的排放,对环境保护具有重要意义。
而且,煤炭气化技术还能够提取出其他有价值的产品,如煤气、煤油和煤焦油等,进一步提高煤炭资源的利用效率。
尽管煤炭气化技术在环保和能源利用方面具有巨大的潜力,但仍面临着一些挑战和困难。
首先,煤炭气化技术的成本较高,需要大量的投资和专业技术支持。
其次,煤炭气化过程中产生的废水和废气处理也是一个难题,需要寻找有效的处理方法。
此外,煤炭气化技术的应用也受到煤炭资源的地域限制,只能在煤炭资源丰富的地区推广应用。