煤化工工艺学小论文.doc

第 1 页2020 2 4 煤化工工艺学小论文煤化工工艺学小论文 第 2 页2020 2 4 1 1 几种气流床气化法几种气流床气化法 2 1 1 K T 气化法 2 1 2 GSP 粉煤气化法 2 1 3 德士古 TEXACO 气化法 2 1 4 SHELL气化法 2 2 SHELL2 SHELL 气化法的详细说明气化法的详细说明 2 2 1 煤种适应范围广 3 2 2 干煤粉进料 3 2 3 气化温度高 3 2 4 氧耗低 3 2 5 气化炉和合成气 3 2 6 粗合成气激冷冷却 3 2 7 飞灰 3 2 8 熔渣和污水 3 3 SHELL3 SHELL 国内应用及前景国内应用及前景 4 4 4 结语结语 4 参考文献 参考文献 4 第 3 页2020 2 4 浅谈浅谈 ShellShell 煤气化技术及其国内发展前景煤气化技术及其国内发展前景 摘要 随着经济不断发展 能源在社会中的战略地位日益重要 煤气化技术也受到各国高度重视 煤 气化技术是煤化工的关键技术 气流床气化代表了煤气化技术的发展方向 在能源结构基础上 介绍了 常见的几种气流床煤气化技术 着重的阐述了 Shell 气化炉的工艺原理 技术特点及其发展趋势 关键词 煤气化法 Shell 前景 我国是一个多煤少油的国家 煤炭资源丰富 原煤产量居世界第一位 在我国 煤炭是发电 化肥 甲醇等能源转化工业的主要原料和燃料 煤炭的生产和消费占一次能源构成的 75 然而人类对能源的 需求快速增长 以化石燃料为代表的传统能源日趋枯竭 使得能源供应日益紧张 同时 能源利用过程 中排放的污染物 如粉尘 二氧化硫 氮氧化合物 碳氢化合物 有毒金属化合物 温室气体等 正在 急剧破坏地球的生态平衡和人类自身的生存环境 化石燃料中煤的储量大 价格低廉 供应稳定 但直 接燃煤带来的严重环境污染是一个不容忽视的问题 因此 各国政府在考虑利用储量丰富的煤炭资源时 特别重视洁净煤技术的研究与开发工作 然而煤气化技术就是一种最洁净的煤炭综合利用技术 能够避免 煤炭直接燃烧产生的污染 采用该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 因此 得到了广泛的发展 1 1 几种气流床气化法几种气流床气化法 1 1 K T 气化法 K T 气化法是一种常压粉煤 煤的粒度小于 0 1mm 气化制合成气的方法 气化温度大于 1300 熔 融排渣 以氧和蒸汽为气化剂 气化效率 69 75 碳转化率 80 98 使用不同原料时 生成气的性质 也不同 1 2 GSP 粉煤气化法 GSP 粉煤气化法是一种干法进料的加压粉煤气化方法 气化温度在 1350 1600 之间 氧气及少量 蒸汽为气化剂 气化效率 90 碳转化率 99 采用激冷工艺流程 1 3 德士古 TEXACO 气化法 德士古 TEXACO 气化法是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺 气化温度大于 1300 氧 气为气化剂 1 4 Shell 气化法 Shell 气化法属加压气流床粉煤气化 是以干煤粉进料 纯氧气做气化剂 液态排渣 以渣抗渣原理 火焰中心温度 1600 2200 出炉煤气温度约为 1400 1700 有效成分达 90 以上 碳转化率高于 99 2 Shell2 Shell 气化法的详细说明气化法的详细说明 第 4 页2020 2 4 2 1 煤种适应范围广 由于采用干煤粉进料和气流床气化 因而煤种的适应范围宽 原则上可以使用任何煤种 对煤的性 质诸如活性 含水量 硫及灰分含量等适应性较强 2 2 干煤粉进料 粉煤由常压给料仓经过升压后进入给料仓 其压力略高于气化炉 用 N2或 CO2输送到气化炉 2 3 气化温度高 气化温度为 1 400 1 600 压力为 3 0 4 0 MPa 碳转化率可以达到 99 以上 产品气体相对 洁净 CH4含量很少 高温气化不产生焦油 酚等物质 不污染环境 合成气质量好 有效气体 CO H2 可以达到 90 以上 2 4 氧耗低 氧耗量与煤种有关 Shell 工艺的氧耗相对较低 氧气用量可以减少 15 25 与之配套的空分装 置规模相对小 不同的煤种氧耗比是不同的 因此用 Shell 工艺与其它气化工艺比较时 必须要用相同 的煤种 2 5 气化炉和合成气 Shell 煤气化炉本身是一台膜式水冷壁反应器 无耐火砖衬里 安装在一个压力容器的内部 在这种 模式水冷壁上保持强制的冷却水循环 吸收的热量用来生产中压蒸汽 合成气冷却器 SGC 属于水管型 冷却器 里面含由 1 个过热器和 2 个中压蒸汽发生器 这样的结构特点使维护量少 运转周期长 无需 备炉 气化炉的生产能力大 运行时的气化压力为 3 0 4 0 MPa 投煤量达 1 000 2700t d 2 6 粗合成气激冷冷却 为了避免飞灰凝固在膜式壁上 采用粗合成气经循环气体压缩机后对气化炉上部激冷冷却至 900 左右 使得气体中夹带的灰渣液滴固化并冷却 从而形成一种非粘性的飞灰颗粒 2 7 飞灰 从合成气冷却器出来的粗煤气进入袋式过滤器 进行回收飞灰 飞灰经收集并变压可返回循环利用 2 8 熔渣和污水 气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒 性质稳定 对环境影响较小 气化污水中含氰 化物少 容易处理 然而 经过生产实践验证 Shell 气化法还存在着一些典型的故障 合成气冷却器积灰 飞回陶瓷过 滤器损坏 激冷段出裂纹 烧嘴头部烧坏等原因是限制合成气生产的主要原因 随着技术的不断进步以及此方法的广泛应用 很多改进的方法也不断涌现 例如飞灰过滤器的优化 净化工艺的改换 用废热锅炉回收余热 点火烧嘴与开工烧嘴的应用等等 每一次改革都带来了很大的 第 5 页2020 2 4 收益 3 Shell3 Shell 国内应用及前景国内应用及前景 从 20 世纪 90 年代以来 我国已经引进了大批 Shell 煤气化装备 例如湖北双坏化工集团有限公司 河南永城煤电有限公司 神华内蒙古煤制油有限公司 中石化等等 而且经过不断改造 已经成为了成 功的典范 我国的煤炭储量极为丰富 在世界已探明的储量当中 我国的煤炭储量占到大约 15 而石油储 量才占到 2 7 左右 从现实条件来说 丰富的煤炭储量为无疑为煤制油 甲醇 二甲醚等煤化工产品提 供了足够的原料 我国煤化工行业的发展提供了坚实的物质基础 发展煤化工符合我国国情和能源结构 我国煤化工行业必将经历一个更加迅猛而有序的发展 更多的企业和资金将投入到这个产业里来 煤化工 的产品将凭借自身品质和低廉价格在相对高的油价下获得较大的市场竞争力 新型煤化工产业仍将有较大 的盈利空间 我国煤化工产品的市场需求潜力巨大 预计 10 年内 煤化工在我国将发展成为一个很大的产 业 煤化工行业未来发展前景广阔 而 Shell 又实现制合成气原料的多元化 降低生产成本 提高原料利用 率 建设资源节约型和环境友好型企业 提供了一种先进适用的现代洁净煤气化技术 因此 前景一定会 更好 4 4 结语结语 Shell 煤气化技术进入中国已近 10 年 随着其工艺技术的完善 运转经验的积累和操作水平的提高 目前大多数装置已能实现长周期稳定运行 但是不足依然存在 新的问题也在不断萌生 无论怎样相信 在不久的将来 通过国人的不懈努力 技术创新 一定会将所有问题一一攻克 让 Shell 创造更大的利 益 参考文献 参考文献 1 唐宏青 Shell 煤气化工艺的评述和改进意见 J 煤化工 2005 6 2 汪家铭 Shell 煤气化技术在国内的应用概况及发展前景 J 煤质技术 2009 34 4 3 郭明波 代彩玲 马颖韬 Shell 煤气化工艺特点及存在问题 J 煤化工 2011 34 2 4 张国民 曹会敏