壳牌煤气化工艺.ppt

1、 1壳壳 牌牌 煤煤 气气 化化 工工 艺艺 介介 绍绍 2022/10/31 中国五环化学工程公司2壳壳 牌牌 煤煤 气气 化化 工工 艺艺1 1壳牌煤气化技术壳牌煤气化技术 1.1 1.1 壳牌煤气化技术的发展过程壳牌煤气化技术的发展过程 1.2 1.2 壳牌煤气化技术简介壳牌煤气化技术简介 1.3 1.3 壳牌气化与德士古气化的比较壳牌气化与德士古气化的比较 1.4 1.4 壳牌气化技术的应用壳牌气化技术的应用2 2 壳牌煤气化技术考察情况简介壳牌煤气化技术考察情况简介 2.1 DEMKOLEC 2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况电厂的运行情况 2.2 2.2 煤气化关键设备及部件

2、煤气化关键设备及部件 2.3 2.3 现场考察情况现场考察情况3 3 壳牌壳牌煤气化业绩煤气化业绩2022/10/31 中国五环化学工程公司3 1972年年 开始进行煤气化技术研究开始进行煤气化技术研究1976年年 6 t/d的试验厂的试验厂,壳牌煤气化研究中心壳牌煤气化研究中心（阿姆斯特丹）；（阿姆斯特丹）；1978年年 150t/d工工业业试试验验装装置置,德德国国壳壳牌牌公公司司 的汉堡炼油厂；的汉堡炼油厂；1987年年 250t/d工工业业示示范范装装置置,美美国国休休斯斯顿顿壳壳牌牌石油公司的迪尔帕克厂石油公司的迪尔帕克厂(SCGP1)；1993年年 2000t/d商业应用装置商业应

3、用装置;Demkolec联合联合循环发电厂，循环发电厂，发电量发电量25.3万千瓦（荷万千瓦（荷兰兰Buggenum）1 壳牌煤气化技术壳牌煤气化技术1.1 1.1 壳牌煤气化技术的发展过程壳牌煤气化技术的发展过程2022/10/31 中国五环化学工程公司41.2 壳牌煤气化技术简介壳牌煤气化技术简介气化原理气化原理壳牌煤气化技术的特点壳牌煤气化技术的特点壳牌煤气化技术的优势壳牌煤气化技术的优势壳牌煤气化技术的应用壳牌煤气化技术的应用2022/10/31 中国五环化学工程公司5气化原理气化原理完完 全全 燃燃 烧烧 2（CH）5/2 O2 2CO2 H2O部部 分分 燃燃 烧（气化）烧（气化）

4、2（CH）O2 2CO H22022/10/31 中国五环化学工程公司6壳牌煤气化技术的特点壳牌煤气化技术的特点干粉进料干粉进料水冷壁式气化炉水冷壁式气化炉四个或多个烧嘴四个或多个烧嘴采用废热锅炉（水冷壁式采用废热锅炉（水冷壁式气体激冷气体激冷熔渣排渣熔渣排渣2022/10/31 中国五环化学工程公司7壳牌煤气化技术的优势壳牌煤气化技术的优势适合几乎所有的煤种适合几乎所有的煤种每吨煤可多生产每吨煤可多生产10的合成气的合成气制氧设备小制氧设备小1525发电效率可提高发电效率可提高24%良好的环保性能（良好的环保性能（CO2排放排放少，少，Claus硫回收，硫回收，无煤灰浆）无煤灰浆）牢固的气化

5、炉（牢固的气化炉（水冷壁结构，水冷壁结构，无需耐火砖无需耐火砖）2022/10/31 中国五环化学工程公司8 壳牌煤气化壳牌煤气化SCGP-1用煤一览表用煤一览表 名名 称称 种种 类类 产产 地地土立石意利诺斯5号 烟煤 美国（意利诺斯）德来同 烟煤 澳洲博来壳斯费2号 烟煤 美国（北阿帕拉齐亚）麦坡 克雷克 烟煤 美国（北阿帕拉齐亚）巴克士金 次烟煤 美国（河）派罗9号 烟煤 美国（意利诺斯）派克 勘提 烟煤 美国（中阿帕拉齐亚）多提基 烟煤 美国（意利诺斯）适合几乎所有的煤种适合几乎所有的煤种 2022/10/31 中国五环化学工程公司9适合几乎所有的煤种适合几乎所有的煤种壳牌煤气化壳牌

6、煤气化SCGP-1用煤一览表用煤一览表 名名 称称 种种 类类 产产 地地抒复科 烟煤 美国（犹地）扭兰赤 烟煤 澳洲埃色拉洋 烟煤 哥伦比亚阿尔沟瓦 褐煤 美国（微尔可斯特任德）斯凯来 烟煤 美国（中阿帕拉齐亚）罗宾森克雷克 烟煤 美国（中阿帕拉齐亚）普卡红塔斯3号 烟煤 美国（中阿帕拉齐亚）RF 烟煤 美国（北阿帕拉齐亚）石油焦 焦 炼油厂2022/10/31 中国五环化学工程公司10煤特性的范围煤特性的范围(SCGP(SCGP1)1)工业分析（工业分析（WT）范范 围围 水份（水份（AR）3.7 34.0 灰份（灰份（MAF）0.5 24.5 挥发份（挥发份（MF）10.6 45.6 固

7、定碳（固定碳（MF）39.1 88.52022/10/31 中国五环化学工程公司11 元素分析（元素分析（WT%MF）范范 围围 碳碳 56.4 88.7 氢氢 3.6 5.3 氮氮 1.1 1.7 硫硫 0.3 5.2 氯氯 0.01 0.41 氧氧 0.1 16.4 热值热值(kJ/kg)22,980 33,2002022/10/31 中国五环化学工程公司12煤中灰份的范围煤中灰份的范围(SCGP(SCGP1)1)灰份中的矿物质（灰份中的矿物质（WT）范范 围围 P2O5 0.1 1.5 SiO2 24.4 56.6 Fe2O3 5.5 27.8 Al2O3 9.5 33.3 TiO2 0

8、.6 2.1 CaO 1.4 24.5 MgO 0.3 3.7 SO3 0.9 33.1 K2O 0.1 3.9 Na2O 0.1 3.1 2022/10/31 中国五环化学工程公司13煤中灰份的范围煤中灰份的范围(SCGP(SCGP1)1)灰融点灰融点 范范 围围 ID 1090 1400 HW 1110 1500 HW/2 1130 1500 Fluid 1190 15002022/10/31 中国五环化学工程公司14壳牌煤气化炉结构壳牌煤气化炉结构2022/10/31 中国五环化学工程公司15壳牌煤气化工艺壳牌煤气化工艺流程流程2022/10/31 中国五环化学工程公司161.3 1.3

9、 壳牌气化与德士古气化的比较壳牌气化与德士古气化的比较 区别 ShellShell工艺工艺 TexacoTexaco工艺工艺进煤进煤 干法气动干法气动 水煤浆水煤浆气化炉气化炉 水冷膜式壁水冷膜式壁 耐火砖炉壁耐火砖炉壁 4 46 6个喷嘴个喷嘴 单喷嘴炉顶进料单喷嘴炉顶进料合成气冷却合成气冷却 气体激冷与气体激冷与 热辐射与热辐射与 对流冷却器对流冷却器 对流冷却器对流冷却器气体净化气体净化 壳牌萨菲努尔法壳牌萨菲努尔法 他人技术他人技术2022/10/31 中国五环化学工程公司171.3 1.3 壳牌气化与德士古气化的比较壳牌气化与德士古气化的比较合成气典型成分合成气典型成分 VSHELL

10、TEXACOH226.730.0CO63.339.7CO21.510.8CH40.00.1H2S1.31.0N24.10.7AR1.10.9H2O2.016.52022/10/31 中国五环化学工程公司181.3 1.3 壳牌气化与德士古气化的比较壳牌气化与德士古气化的比较序号序号项项 目目Shell工艺工艺Texaco工艺工艺 1气化工艺气化工艺气流床气流床液态排渣液态排渣气流床气流床液态排渣液态排渣2适用煤种适用煤种褐煤、烟煤、无褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦烟煤、石油焦烟煤、石油烟煤、石油焦、无烟煤焦、无烟煤*3气化压力，气化压力，Mpa2.04.04.06.54气化温度，气化温度，1400

11、1600130014005气化剂气化剂纯氧纯氧纯氧纯氧6进料方式进料方式干煤粉干煤粉60%水煤浆水煤浆7单炉最大投煤量，单炉最大投煤量，t/d20004000*9002000*2022/10/31 中国五环化学工程公司191.3 1.3 壳牌气化与德士古气化的比较壳牌气化与德士古气化的比较序号序号项项 目目Shell工艺工艺Texaco工艺工艺 8耗氧量，耗氧量，Nm3/kNm3(CO+H2)3303603804309碳转化率，碳转化率，%999610冷煤气效率，冷煤气效率，%8085707611煤气中煤气中CO+H2，%908012煤气中煤气中CH4，%0.10.113气化炉（气化炉（135

12、0tNH3/d）1台台45004台台280014对环境影响对环境影响低低较低较低2022/10/31 中国五环化学工程公司201.4 1.4 壳牌气化技术的应用壳牌气化技术的应用2022/10/31 中国五环化学工程公司21壳牌气化生产合成氨壳牌气化生产合成氨空气分离空气分离煤粉制备煤粉制备粉煤气化粉煤气化耐硫变换耐硫变换低温甲醇洗低温甲醇洗液氮洗液氮洗氨合成氨合成NH3AIRCOALO2N2CO2 To UreaShell Shell 气化合成氨装置工艺方块流程图气化合成氨装置工艺方块流程图或甲烷化2022/10/31 中国五环化学工程公司222 2 壳牌煤气化技术考察情况壳牌煤气化技术考察

13、情况2.1 DEMKOLEC 2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况电厂的运行情况 1990年年8月开工建设；月开工建设；1993年年12月月气气化化炉炉首首次次试试运运转转，1994年年4月首次用煤气化合成气发电；月首次用煤气化合成气发电；设设计计为为煤煤或或天天然然气气为为原原料料进进行行发发电电，其其中中以以煤煤为为原原料料进进行行发发电电从从94年年开开车车至至99年年底底累累计计运运转转时时间间共共达达23816小小时时（主主要要集集中中在在97-99年年），其其间间连连续续运运行行最最长长一一次达次达2070小时；小时；2022/10/31 中国五环化学工程公司232.1 2.1

14、 DEMKOLEC DEMKOLEC 电厂的运行情况电厂的运行情况 2000年年工工厂厂运运转转情情况况，5月月计计划划大大修修后后投投煤煤开开车车运运行行，连连续续稳稳定定运运行行2086小小时时后后由由于于气气化化炉炉底底部部热热裙裙问问题题于于9月月份份停停车车；修修好好后后又又重重新新开开车车，九九月月份份已已累累计计运运行行192小时，且一直平稳运行至今。小时，且一直平稳运行至今。电电厂厂停停车车事事故故（尤尤其其是是97年年底底前前）主主要要是是由由联联合合循循环环发发电电燃燃气气轮轮机机等等引引起起，由由于于气气化化部部分分原原因因引引起起的的停停车车事事故故较较小小，现简述如下

15、：现简述如下：2022/10/31 中国五环化学工程公司242.1 2.1 DEMKOLEC DEMKOLEC 电厂的运行情况电厂的运行情况(1)(1)联合循环发电引起的停车联合循环发电引起的停车燃燃气气轮轮机机设设计计思思路路为为同同时时适适应应煤煤气气化化合合成成气气、天天然然气气、天天然然气气稀稀释释气气或或天天然然气气合合成成气气之之混混合合气气四四种种原原料料进进行行发发电电，燃燃气气轮轮机机制制造造商商德德国国西西门门子子公公司司也也对对此此作作出出了了承承诺诺。但但开开车车后后生生产产证证实实燃燃气气轮轮机机烧烧嘴嘴不不能能同同时时适适应应上上述述四四种种气气体体。97年年西西门

16、门子子公公司司专专门门派派人人解解决决此此问问题题，通通过过重重新新设设计计烧烧嘴嘴，情情况有明显改善，工厂总运转率不断提高。况有明显改善，工厂总运转率不断提高。2022/10/31 中国五环化学工程公司25由由于于该该厂厂供供电电负负荷荷白白天天、晚晚间间波波动动较较大大，正正常常生生产产时时小小时时负负荷荷波波动动率率即即在在5%左左右右,再再加加上上发发电电厂厂各各装装置置间间的的整整体体设设计计，主主要要是是空空分分装装置置空空气气压压缩缩机机利利用用燃燃气气轮轮机机来来驱驱动动（其其中中18%空空气气量量供供空空分分），空空气气装装置置除除供供气气化化装装置置用用O2、N2外外，还还需需向向燃燃气气轮轮机机燃燃料料合合成成气气中中供供合合格格的的稀稀释释用用N2气气（加加N2主主要要是是增增加加燃燃气气质质量量流流量量、同同时时控控制制燃燃气气温温度度1050），使使得得整整个个装装置置操操作作互互动动性性、关关联联性性太太强强，加加上上负负荷荷波波动动，因因而而操作非常困难。操作非常困难。2022/10/31 中国五环化学工程公司26(2)输煤、气化部分引起的停车及解决措施