Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
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Shell、Texaco、U-gas气化技术方案比较一、原料的适应性Shell和U-gas煤种的选择不是技术问题,而是经济问题,它能适应褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤等煤种以及石油焦等原料,也可以二者惨混的混煤,并可以气化高灰分(5.7~24.5%,shell最高35%,U-gas最高55%)、高水分(4.5~37%)和高硫分的劣质煤,在原料的选择上有很大的灵活性。
GE(Texaco)煤气化工艺也能使用很多煤,如烟煤、次烟煤、石油焦和煤液化残渣。
但在煤种选择上有以下要求:1、应选用含水低,尤其是内水低的煤种,否则不利于制成高浓度的水煤浆,对内水含量高的褐煤成浆性差,一般要求小于15%;对褐煤应用有限制。
2、选用灰熔点低和灰粘度适宜的煤种,灰熔点FT(T3宜低于1300℃),否则会影响气化炉耐火砖的使用寿命。
对高灰熔点的煤应用有限制。
3、要求灰分小于20%。
二、备煤SHELL用煤需要将煤研磨到90%的粒度小于100um,然后用惰性气体的热风干燥,煤中含水量控制在2%以下,以利于气体输送干粉进料的要求。
GE通常采用湿磨工艺,小于10mm粉煤与水、添加剂同时加至磨煤机,过筛后制得高浓度水煤浆。
制浆要求煤粉的粗细颗粒要求有合理的比例:一般通过420um煤粉占90~95%,通过44um的占25~35%,研磨后加入稳定剂,可使水煤浆浓度提高1~2%,达到60~67%工业应用水平。
U-gas需要将煤粉碎到6mm以下,然后干燥外水在4%左右即可。
三、加煤方式和安全性SHELL和U-gas煤气化工艺均采用氮气或二氧化碳输送到缓冲仓,再又上述气体将煤输送到气化烧嘴或喷嘴,整个过程密封,运行稳定可靠,但锁斗系统操作相对复杂。
GE通过中间槽、低压泵、煤浆筛入煤浆槽,再由高压煤浆泵输送到气化炉,但高压煤浆泵的要求较高,需要定期更换内隔膜衬里。
四、气化系列配置SHELL不用备炉,并已经在2000t/d生产装置中得到验证,装置运转率达到95%以上。
国内外各种先进煤气化技术一、引言二、煤气化技术概述:2.1 固定层制气工艺(移动床)2.2 流化床气化工艺2.3 气流床气化工艺2.4 其他煤气化技术三、国内主流煤气化技术详解3.1 Lurgi(鲁奇)煤气化技术3.2 Texaco(德士古)煤气化技术3.3 Shell煤气化技术工艺3.4 GSP煤气化技术3.5 Dow煤气化工艺3.6 Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比四、其它煤气化技术4.1 第三代煤气化技术4.2 组合气化炉煤气化法五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势5.1 国外技术现状和发展趋势5.2 国内的技术现状和发展趋势5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果一、引言我国石油资源相对短缺,仅占化石能源探明储量的51.3%,开采量仅为世界开采量的21.4%,石油供需矛盾日益突出。
由于世界资源日趋减少,中东地区战乱不止,石油价格动荡不稳因此大量依赖石油进口将严重威胁我国国民经济的运行安全。
同时,我国煤炭资源丰富,探明可采储量2040亿t(2002年)。
煤炭在一次能源消费结构中占有主导地位,20世纪80年代以来一直在70%上下。
专家研究认为,在未来相当长时期内,一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位,到2050年将维持在50%以上。
目前国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。
通过改造可以达到降低生产成本,改善环境状况之目的。
本文针对这一情况综合介绍国内煤气化技术现状,并对目前主流煤气化技术作一横向对比。
煤炭气化,即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物),是对煤炭进行化学加工的一个重要方法,是实现煤炭洁净利用的关键。
煤炭气化技术,尤其是高压、大容量气流床气化技术,显示了良好的经济和社会效益,代表着发展趋势,是现在最清洁的煤利用技术,是洁净煤技术的龙头和关键。
煤气化技术中shell与GSP气化炉对比煤气化技术中shell与GSP气化炉对比壳牌(Shell)干煤粉加压气化技术,属于气流床加压气化技术。
可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦及高灰熔点的煤。
入炉原料煤为经过干燥、磨细后的干煤粉。
干煤粉由气化炉下部进入,属多烧嘴上行制气。
目前国外最大的气化炉日处理2000t煤,气化压力为3.0MPa,国外只有一套用于商业化联合循环发电的业绩,尚无更高气化压力的业绩。
这种气化炉是采用水冷壁,无耐火砖衬里。
采用废热锅炉冷却回收煤气的显热,副产蒸汽,气化温度可以达到1400-1600℃,气化压力可达3.0-4.0MPa,可以气化高灰熔点的煤,但仍需在原料煤中添加石灰石作助熔剂。
该种炉型原设计是用于联合循环发电的,国内在本世纪初至今已签订技术引进合同的有19台气化炉装置,其最终产品有合成氨、甲醇,气化压力3.0-4.0MPa。
其特点是干煤粉进料,用高压氮气气动输送入炉,对输煤粉系统的防爆要求严格;气化炉烧嘴为多喷嘴,有4个对称式布置,调节负荷比较灵活;为了防止高温气体排出时夹带的熔融态和粘结性飞灰在气化炉后的输气导管换热器、废热锅炉管壁粘结,采用将高温除灰后的部分300-350℃气体与部分水洗后的160-165℃气体混合,混合后的气体温度约200℃,用返回气循环压缩机加压送到气化炉顶部,将气化炉排出的合成气激冷至900℃后,再进入废热锅炉热量回收系统。
返回气量很大,相当于气化装置产气量的80-85%,对返回气循环压缩机的操作条件十分苛刻,不但投资高,多耗动力,而且出故障的环节也多;出废热锅炉后的合成气,采用高温中压陶瓷过滤器,在高温下除去夹带的飞灰,陶瓷过滤器不但投资高,而且维修工作量大,维修费用高。
废热锅炉维修工作量也大,故障也多,维修费用也高。
据介绍碳转化率可达98-99%;可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦;冷煤气效率高达80-83%;合成气有效气(CO+H2)成分高达90%左右,有效气(CO+H2)比煤耗550-600Kg/Km3,比氧耗330-360M3/Km3(用河南新密煤时,比煤耗为709Kg/Km3。
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛,种类很多,目前在国内应用的主要有:传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等,下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后,发展迅速,目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行,在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔,冷却除尘后进入CO变换工序,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理。
其优点如下:(1)适用于加压下(中、高压)气化,成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下,可以降低合成气压缩能耗。
(2)气化炉进料稳定,由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送,所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节,使装置具有较大的操作弹性。
(3)工艺技术成熟可靠,设备国产化率高。
同等生产规模,装置投资少。
该技术的缺点是:(1)由于气化炉采用的是热壁,为延长耐火衬里的使用寿命,煤的灰熔点尽可能的低,通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤,为了降低煤的灰熔点,必须添加一定量的助熔剂,这样就降低了煤浆的有效浓度,增加了煤耗和氧耗,降低了生产的经济效益。
而且,煤种的选择面也受到了限制,不能实现原料采购本地化。
(2)烧嘴的使用寿命短,停车更换烧嘴频繁(一般45~60天更换一次),为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。