Shell煤气化工艺优化之商榷

第47卷第1期化肥设计Feb. 20092009年2月Chemical Ferilier Design●21●设计技术IShell煤气化工艺优化之商榷李耀刚,崔广才(成都华西化工科技股份有限公司,四川成都610031)摘要: 分别从煤气化过程的8个系统论述了Shell 堞气化工艺的系统作用、工艺流程和技术优势;对除渣系统、干法除灰系统、水处理系统以及合成气冷却器的取舍等方面提出了工艺设计改进方案和建议。比较了Shell 煤气化工艺与德士古水煤浆气化工艺,结果表明,Shell煤气化技术煤种适用性更广,气化显热利用率更高;炉膛和烧嘴使用寿命更长,控制系统和连锁控制更完善。关键词: Shell 粉煤气化;气化系统;连锁控制;初步水处理中图分类号: TQ546;文献标识码:A文章编号:1004 - 8901(2009)01 -0021 -06Discussion on Optimizing Shell Coal Gasification Processu Yao-gang, CUl Cuang-cai(Chengdu Huaxi Chemical Eninering Science - Technology Siock Company Ld.，Chengdu 610031 China)Abstract: Author has discussed separately the system role, process flow and technology advantagc for the Shell coal gasifcation process from 8 sy8-tems of coal gaifcation proces; has presented the improvement scheme and proposal for the process design from aspects of slag removal system, dust e-moval sytem by dry mcthod, water treatment sytem and using/ non -using synthesis gas cooler etc. The comparison was made for Shell coal gasificationprocee with Texaco waler coal slumy gaifcation proces . the reult indicates that the sutabilitit of coal kind is wider, the uilization rate of sensible heatis higher; the service life of gaifier chamber and bumer i longer, the contol eyterm and interlock are more complete for the Shell coal gaicationproces.Key words: Shell pulerized coal gaification;n gaifcation system; interlock contol; preliminary water treatment在世界所需的基本能源中,接近30%由煤炭提1978年在德国汉堡建成日处理煤150 t的气化装.供。世界所需的电量之中,近40%是用煤炭生产置, 1987年在美国休斯顿建成日处理高硫烟煤250 t的。中国属于“缺油少气”的国家,而煤炭储量却占和日处理高灰分褐煤400 t装置。SCGP 装置在荷世界煤炭资源总量的1/3。按照同等热值计算,中兰德姆科列克ICGCC 253 MW发电厂应用Shell煤国已探明的石油储量还能够使用不到20年,天然气化工艺(SCGP),自1998年完成3年示范期迄今气约可使用30年,而煤炭则至少还可使用200年。已有10年以上的商业化运行记录,其清楚地表明煤炭满足了中国超过70%的能源需求。化肥工业Shell煤气化炉的可靠性、原料煤种适用的灵活性、和甲醇燃料工业同样依赖大量的煤炭，因此,煤化负荷跟踪特性以及环保性能均已达到或超过预期工技术的应用在我国显得尤为重要。的要求。笔者拟简要介绍Shell煤气化工艺中8大煤气化技术是煤化工的核心所在,目前世界范系统的作用和工艺流程,并对Shell煤气化工艺提围内先进的煤气化技术有:荷兰Shell粉煤气化工出相关建议。艺、美国德士古水煤浆气化工艺德国未来能源CSP工艺德国鲁奇固定床加压气化工艺。这些技术都1磨煤与干燥系统有各自的优缺点。美国德士古水煤浆工艺、德国鲁磨煤和干燥装置的目的和作用是将≤13 mm奇固定床加压气化工艺在中国的运用已有20年的以下的碎煤在磨机中研磨成一定粒度的粉煤并得历史,其技术的消化吸收已经成熟,并在一些细节到干中国煤化工。和环节上不断得到发展。Shell 煤气化工艺(SCGP- Shell Coal GasifiYHCN MH G,人，1995年毕业于郑州.cation Process)是由Shell阿姆斯特丹研究院于1972工学院化工工艺专业,工程师.从事煤气化净化工艺技术的开发和年开发,1976年建成日处理煤6 t的粉煤气化装置。技术管理工作。化肥设计2009年第47卷本工段设计时考虑两方面因素:①在惰性工况340 C ,产生5.5 MPa.271 C、300 C以及400 C的环境下(对于煤粉来说氧含量小于8% )安全操作和蒸汽。干燥存储;②为了达到最小的能量损失,使用循环气化反应是一个复杂的物理化学过程,不仅与气进行固体输送和千燥。气化温度、压力、停留时间有关，而且还受进料组分在磨煤机中煤和石灰石在惰气环境和微负压的浓度.温度及其理化特性影响(如煤的粒度、活条件下被碾磨和干燥。干燥的热量由燃料气或柴性灰熔点及粘性等因素),因此可以说气化反应是油在热风炉中燃烧产生的热工艺气提供。惰气流一个由众多因素,不同条件相互制约、共同作用的量进人磨机的温度为140~300C,离开磨机的温结果。度为100~110 C。加压后的粉煤经CO2气体输送至煤烧嘴,与氧惰气输送被碾磨后的煤粉进人旋转分离器,在气、蒸汽一同被喷人气化炉的反应室,在高温.高压这里粗糙的大的颗粒重新返回到磨机中。煤粉的下瞬间发生反应(炉内温度可达1 500~1 700 C,粒度由循环气流量液压辊子的压力(通常是不变甚至更高), 生成的合成气由下至上进入气化炉的的)和可变速的旋转分离器控制。原料中比较硬的激冷段,与激冷气压缩机送来的210 C合成气混煤块矸石被送到废物箱中并排出界区。工艺气和合,温度由1500C降至900C,这时合成气中夹带煤粉的分离在1个袋式过滤器中完成。在分离的的熔融飞灰也因温度降低而固化。而后合成气通气体中固体浓度小于10 mg/m'。过滤后的大部分过输气管气体返回室及合成气冷却器的其他换热气体被循环,以维持气体的惰性(低氧含量),多余:段进行余热回收,最后从合成气冷却器底部出口排的气体被排出(带走水分)。煤粉随后从袋式收集出,温度降为340C左右。器中输送到煤加压及给料系统。气化炉及合成气水汽系统为一强制循环系统,从气化炉水冷壁、输气管、冷却器及其他换热器副2煤加压及输送 系统产的蒸汽(p=5.5 MPa、t=271 C)被送人汽包,- -煤加压及输送的目的是将常压条件下的粉煤部分通过蒸汽过热器过热至400 C后送至界区外在煤锁斗内加压,达到与常高压条件下的煤粉给料供其他工序使用,另外-小部分送至工区内蒸汽管系统条件,并采用高压CO2/N2气体输送煤粉,控制网供内部使用。煤粉流量送至煤烧嘴。为配合整个气化系统和水、汽系统的完成,还煤粉中的水含量低于临界值,可以在1% ~2%有烧嘴冷却的调和水系统、氧气进料控制系统和连之间变化,然后被送到气化炉。煤给料系统由2套锁控制系统、锅炉水控制结垢的加药系统、高温合相同的给料系统组成,每套给料系统对应于对称的成气降温的激冷气控制系统和连锁控制系统。气2个烧嘴供料,并配套有2套排放回路。化反应的控制是一一个复杂的连锁控制系统,粉煤、利用低压容器和高压容器之间良好的密封隔氧气蒸汽的流量、温度、压力变化,手动、自动以及离,通过隔离、充压、排放泄压.重新给煤的程序控系统串级挖制的智能化,对仪表检测系统的要求会制来完成煤粉的输送和加压,从而达到工艺要求。更高,整个控制系统参数的制定必须确保对原料煤所有的容器都按照与二氧化碳系统相关的最大压分析结果的确认,然后由Shell 公司给出。气化系力下设计(带有减压阀)。连接高压和低压给料系统是整个煤气化装置的心脏。统线路均使用2道阀门或者1个阀加1个孔板或者4除渣系统增加1个控制阀。这样低压系统按照经过孔板或控制阀的最大气量来设计,从而保证操作的安全性除渣系统的目的和作用就是将气化炉产生的和可靠性。高温熔融灰渣,在50~70C的冷水中激冷淬化后形成细渣,经过降压操作将细渣排出系统。3气化系统及水、汽系统气化炉渣处理系统是冷却、造粒和排放。为此气化及水、汽系统的目的和作用是以粉煤为原中国煤化工i”渣池,位于渣料,高压过热蒸汽和纯度为99.6 %的氧为气化剂，池的YH卖提供喷淋水。喷在气化炉内发生氧化还原反应,生成以CO+H2为淋环c N M H G夹杂进渣池空间有效组分的合成煤气。合成煤气的显热通过水冷的未被气化的煤粉。1 5009的熔渣在50~70 C的壁、蒸发器、过热器交换热量,将煤气温度降低到冷水中经激冷被分散成颗粒,在渣粒流到渣收集罐的第1期李耀刚等Shell 煤气化工艺优化之商權●23●途中,任何连续成块的淹均经破碎机给以粉碎。进入下一循环。为避免大量的渣粒进人水循环系统,通过喷淋飞灰排放罐排出的飞灰进入飞灰气提/冷却提供的水在渣收集罐的上部被抽出,这会引起渣池器。器内用80 C的低压氮气自下而上对飞灰气进内部整体向下移动,从而促进从渣池到渣收集罐的行气提/冷却,气提出飞灰中CO. H2、CO2等气体。渣输送。当气体中CO含量达到控制要求,温度控制在100 C渣池水循环回路配有冷却器,以除去渣冷却时左右时,停加低压氮气,飞灰排至飞灰中间贮仓。产生的热量。为了维持再循环水中足够低的固体飞灰中间贮仓,可保证4~5h的飞灰贮量。当浓度,富含固体的一-部分循环水通过水力旋流器被飞灰中间贮仓料位高时,进入飞灰处理系统程序,排放到水处理系统。排放的循环水用无固体的高即排入飞灰贮仓。它的贮存能力为3. 00 kg/s的飞压新鲜循环水来补充,并通过渣池液位进行控制。灰收集流量,可满足24 h的储存量,根据需要飞灰气化炉排渣通过捞渣机和输送带从渣脱水料仓中储仓中的飞灰可通过罐车外运用作水泥原料。除去,剩余的含有细渣和未燃烧的煤的渣水用泵打6湿洗系统到净化澄清槽。固体作为泥渣被除去,澄清的水被返回利用。所有渣排放阀的直径为DN300 mm。湿洗系统的目的是将经过千法除灰的合成煤气进一步洗涤,除去残余细灰以及合成气中较易溶5干法除灰系统于水的酸性气体,以达到气体进-步清洁的目的。干法除灰系统采用陶瓷过滤器,以将合成气中从千法除灰系统来的335 C,灰含量低于的飞灰过滤除去,得到洁净的合成气,然后对收集5 mg/m’的合成气进人湿洗系统。首先合成气进入到的飞灰进行降压排灰操作以及进行气提和冷却，合成气洗涤系统,通过文丘里洗涤器洗涤塔、填料排至飞灰贮藏,定时清理。床层使循环水与合成气充分接触,-方面除去合成.气化炉产生的合成气经过激冷段、输气管、合气中的细灰，使其降低到1 mg/m'以下;另一方面成气冷却器后,温度降低到340C,约有20%的灰合成气中一些酸性气体,如CO2.H2S、HF、HCI.NH,分随合成气带出气化炉。在操作中,干法除灰系统也会在湿洗过程中被除去,使合成气的温度降低到是按照飞灰处理清除程序,气提/冷却程序、飞灰排168 C左右。出塔合成气分成2股, -股去下游甲放以及干灰临时储存程序来完成的。醇变换工段;另一股与干法除灰系统来的部分合成首先,飞灰处理清除程序。HPHT 飞灰过滤器气混合后去冷激气压缩机。.内含陶瓷过滤元件24组,每组有48根过滤元件,过湿洗后的循环水中含有一定浓度的固体颗粒滤后飞灰含量控制在20 mg/m'以下,一般控制在并呈酸性,故需少量排放。在循环水泵后设置1个5 mg/m'左右。洁净的煤气通过过滤器,而灰尘落循环水pH值在线分析仪,随时记录循环水中pH值在过滤孔外。由于长时间飞灰堆积会造成过滤器高低。为了防止酸液对设备、管线.阀门等整个系.阻力上升,当过滤器前后压降超过35kPa,在408s统的腐蚀,在循环水进人文丘里洗涤器前加入20%内对24组过滤器反吹1次,以清除积灰,降低压降。的碱液。在正常工况下pH值控制在6.5~7.0之反吹是利用8.05 MPa的超高压CO2/N2,通过文丘间。对从洗涤塔出来的合成气应进行在线气体分里管口对一组过滤器由内向外喷吹,以清除飞灰。析 ,分析内容包括H2、CO、CO2、HS、COS、N2、CH4、落下的飞灰通过飞灰收集器进入飞灰排放罐内。NH, .02等组分。通过分析合成气中CO2气体,调整干净的合成气离开飞灰过滤器后分成2股,1股去气化炉运行工况,停开车时的系统置换也在此进行下游湿洗系统,另1股去冷激气压缩机。惰性气体分析。当飞灰排放罐内料位较高时,操作便进入飞灰7初步水处理系统气提/冷却程序。此时飞灰排放罐与飞灰收集器通过2道相同的切断阀隔开,飞灰排放罐泄压(气体初步水处理系统既是将循环水中的酸性气体排至锅炉),飞灰排放罐与飞灰气提/冷却器连通排分离出来的过程y县将灰浆从循环水中分离出来放飞灰。飞灰排放罐排空后,与飞灰气提/冷却器的过中国煤化工再断开,并用高压CO2/N2加压至略高于飞灰过滤HCN M H G的少量排水，既器的操作压力,与飞灰收集器的压力平衡后,再打是富含酸性气体的循环水,又是含有一定浓度灰分开它们之间的连通,直至飞灰排放罐再次积满时再的循环水。整个酸性灰浆气提和浆料浓缩系统可●24●化肥设计2009年第47卷分为以下2步。的清液一并随灰浆 存储罐溢流的清液打到澄清槽。(1)第1步是酸性灰浆气提,它是在酸性气提8公用工程系统塔内,温度控制在135 ~140 C ,压力控制在0.18~0. 20 MPa,低压蒸汽自下而上,从渣水处理系统,湿公用工程系统的目的和作用是为整个气化装洗系统来的循环水自上而下，在填料床层充分接置提供后勤保障,从原料煤干燥磨粉开始到生产出触,交换热量,分离出CO2、H2S.NH,、HCN、HCl等气合格的合成煤气送出气化系统,公用工程系统为装体。通过空冷器换热器降温到100C后气液分离,干置提供系列的辅助手段,以完成必要的操作条件。净的气体送入甲醇系统硫回收装置进行处理。公用工程系统分布于气化系统的各个地方。(2)第2步是气提后的循环水以及从脱水槽来8.1二氧化碳/氮 气系统的循环水从澄清槽一侧加人,同时加入絮凝剂,使二氧化碳/氮气系统提供5.2 MPa的CO2/N2,其固体悬浮物浓缩、长大、自然沉淀,沉降至澄清槽以完成粉煤、飞灰的加压及输送;提供8.05 MPa的底部,形成液固分离,干净的水从澄清槽另一侧溢CO2/N2,以完成反吹和吹扫;提供氮气,以完成设备出,流入溢流槽,再经泵打到分配系统。底部出来的吹扫、系统的置换。的灰浆继续浓缩,最后通过真空吸附形成灰浆饼,二氧化碳/氮气系统刚开始运行时,只有空分含固量达到50%。装置提供的0.11 MPa 的N2,当低温甲醇洗装置开从水力旋流器来的循环水灰分含量高,从湿洗车正常后,便可向气化提供0.11 MPa,3.8万m'/h系统来的循环水酸性气体含量高。为防止在酸性的CO,气体。LLP0. 11 MPa CO2/N,经过二氧化碳气提塔床层中CaO与CO2形成CaCO,沉淀,将酸性压缩机五级压缩产生8.1 MPa的超高压CO2/N2 ,分气提塔设置为2个填料床层,从水力旋流器来的循别送至高压二氧化碳压缩机缓冲罐和超高压二氧环水进人下部填料层,湿洗系统来的循环水以及收化碳缓冲罐。通过分配系统送至各个控制点。集的废水进入上部填料层。8.2 LPG燃料气和弛放气火炬系统避免CaCO,出现沉淀物的进一步措施是通过火炬系统是将各个控制点放空的有毒可燃气体进料比例和pH值增加盐酸的加人量,盐酸为15%汇集后在火炬上燃烧,变成无毒气体排放到大气中。的稀酸,加人盐酸后的循环水pH值约为6. 25 ,分别LPC燃料气系统作为备用气源送到各个用气点。加在2个给料罐内。在给料罐出口也有一盐酸加8.3冷却水系统人管,可起到微调的作用。冷却水系统提供0.4 MPa .32 C的冷却水,对气提后的循环水经过空冷器后温度冷却到工艺介质进行换热降温。回水为0. 25 MPa、40 C。50 C ,然后被送到澄清槽。在灰浆浓缩系统,气提8.4工艺及循环水 系统后的循环水及其渣脱水槽来的灰水从沉降槽-侧整个循环水系统包括工艺冷却水和循环水系加入，为了促进固体颗粒的沉淀,在灰水加入的同统。工艺水包括低压工艺水、高压工艺水和事故密时也加入絮凝剂。絮凝剂的作用是加速悬浮物浓封水系统,循环水系统包括低压循环水系统和高压缩长大、沉淀的速度,使灰浆与清水分离。干净的循环水系统。水从沉降槽另一侧溢流出来进人溢流槽,再经分配8.5 蒸汽系统及蒸汽冷凝液系统系统进入各个工艺控制点。沉淀的灰浆落人澄清高压蒸汽系统提供开车时和正常运行时的高槽底部,通过刮灰栅耙将灰浆收集到锥底,再通过压蒸汽以及蒸汽的分布情况，还有蒸汽冷凝液、锅底部灰浆泵打到泥浆存储罐,在泥浆存储罐内,灰炉排污水的显热回收。浆有时间进--步澄清、沉淀，清液从溢流口流至收8.6 仪表空气和工厂空气系统集槽。由于这部分清液中还含有一定浓度的灰粒,仪表空气主要提供自控系统的动力源,工厂空因而通过泵打到澄清槽中继续沉淀分离。从泥浆气系统提供可使用的空气,用于助燃和设备吹扫存储罐底部排出的灰浆含固量一般达到25%,通过泥浆泵打人真空带式过滤机,清液通过滤布被抽3.7. 酸和碱系统出,泥浆落在滤布上,刮泥板刮下灰饼,灰饼含固量中国煤化工，以防止CaCO,和达到50%。这部分灰饼中含有一定的固定碳含量,其他MHCNMHG洗系统提供碱,以因而可输送到碎煤仓中随原料煤一起进人磨粉系防止湿洗中因为溶人大量的酸性气体,使循环水呈统。真空过滤机滤出的清液,以及真空泵吸引抽出酸性而腐蚀设备、管线、阀门等。第1期李耀刚等Shell 煤气化工艺优化之商榷●25●笔者认为可以将除灰器、飞灰仓去除，直接从9对Shell煤气化工艺的几点建议飞灰中间贮仓卸人装罐车。飞灰 仓的设计容积为Shell煤气化工艺在中国的推广已有近10年的1 008 m' , Shell原设计飞灰仓是考虑到飞灰要返回历史,第1套Shell煤气化装置于2006年5月17日到磨煤系统中去,一旦磨煤系统暂时不需要飞灰可在湖北双环科技股份有限公司一次投料开车成功。以贮存在飞灰仓内。在中国的全部设计中由于飞这标志着Shell粉煤气化技术用于生产合成氨的成灰中固定碳含量不足5%,没必要返回系统中去,因功,在原料消耗、炭转化率、热效率等方面与其他同此这样的设计就显得太奢侈,2台设备和10个特殊类技术相比具有明显优势,在同行业中将起到示范球阀的费用为150万元。虽然将装罐车设计在框效应。随后洞氮、枝江、柳化、安庆也相继投人运架内有可能不利于环境卫生和安全需要,但飞灰仓行。这几套装置都是煤代油生产合成氨的项目,粉在平面布置上的设计也是为磨煤系统服务的,并且煤的加压输送采用氮气。河南永城濮阳项目是生排出的飞灰是在达到气提/冷却的要求以后,飞灰产甲醇的装置,目前已经开车成功。粉煤的加压输的输送及排出都是以CO2气体为载体的。笔者认送采用CO2输送,其气化炉温度控制系统的难度会为只要在操作上精心细致,完全可以达到环境和安更大。由于煤气中CO2含量分析不能直接指导气93水处理系统全的要求。化炉的温度控制,通过蒸汽产量的控制就显得尤为渣水经过酸性气提后,首先在澄清槽进行浓重要,需要在仪表检测上确保其准确性。Shell煤气化工艺在中国第1批第2批的装置缩,在絮凝剂的作用下,达到初步的分离效果,灰水有12家,目前正处于推广其技术应用的阶段,随着浓度中灰分含量达到10% ,然后进人灰浆贮槽,经对该技术的不断深人了解,笔者对该工艺提出以下过2 h的自然沉淀,灰分含量达到25% ,再通过泵打人过滤机灰浆槽、过滤机,得到50%浓度的灰浆。几项改造建议。由于配置了1台水环式真空泵，可以满足真空过滤9.1 除渣系统渣经过泄压操作后排入捞渣池,经过捞渣机的的需要。从以往的经验中我们知道,过滤机的维修连续操作,细渣装入渣仓,然后经过第1道皮带很频繁,一方面真空度不够,另一方面滤布更换多,(10m)、中转站第2道皮带(35m)后卸到渣厂,定在设备运行一段时间后黏稠的灰浆会带来很多麻时用铲车装人卡车拉走。这样的设计工艺路线复烦，直接影响系统的正常运行。Shell 煤气化工艺在杂,一次性投资很大,2条皮带、中转站的设备、安装设计时也没有考虑备机的条件。笔者建议在地面上设计2套平流沉淀池,2套投资约为150万元,而且正常的维护保养投资也不抓泥机,渣水经过絮凝槽后,直接用泵打到沉淀槽。少,托轨、皮带的更换,铲车的装车费,还需要1个经过一段时间的运行，第1套沉淀池中的灰浆饱15 m x30 m的场地用来堆积渣。笔者认为将捞渣和，将灰水倒入第2套沉淀池中。这时将第1套沉机的斜面向后向上延伸,将渣仓抬高,这样就为改淀池中清水放掉,再用抓泥机将灰浆抓进卡车直接造渣仓提供了条件,按每小时最大渣产量设计渣仓拉走。这样改造的惟-缺点是占地面积稍大,需要能容纳4 ~8 h的容积来设计,在渣仓锥底安装1个1个20mx40m的场地;优点是连续运行的时间有液压插板阀,定时将卡车放在渣仓下,打开液压插保证,且维修费用低,运行费用也很低,一一次性投资板阀,就可以直接将渣装人卡车,既简单实用投资不大。又少。这样的设计在德士古工艺中有很好的应用，9.4初步水处理 气提系统操作方便,且维护费用很少。所有的灰浆水工艺管道的的材质都为双相钢9.2干法除灰系统(SA31803),在欧洲-般不锈钢的价格和双相钢的飞灰经过气提/冷却合格后,排入飞灰中间贮价格相当,由于中国大量建设化工项目,欧洲出口仓,飞灰中间贮仓的能力为最大飞灰产量的6 h的到中国的双相钢价格提高了近10倍。贮存能力。然后飞灰定量排人除灰器,通过给除灰笔者认为,由于初步水处理气提系统的操作压器加压,将飞灰打人飞灰仓,通过飞灰仓底部的插力为作压力不高的前板阀,由飞灰罐车将飞灰拉走。Shell 工艺在飞灰中提下中国煤化工316L)来代替,可间贮仓的设计，上认为这样设计的目的是当后续出.以节MYHCNMHG现问题需要检修时，飞灰中间贮仓可以起到暂时的9.5 合成气冷却器贮存作用。目前国内有些研究和设计院在Shell煤气化工化肥设计2009年第47卷艺的基础上开发了航天炉的设计工艺。由于Shell气冷却器是不合适的,不科学的,应引起重视。工艺装置投资大、门槛高,为减低一次投资,将合成0结语器冷却器砍去。对于50万t/a的装置能力,合成器冷却器的造价约为1亿~1.2亿元(此价为2004年Shell粉煤气化工艺和成熟的德士古水煤浆工物价估算) ,这样极大地降低了项目的成本。艺相比,其优势主要体现在以下几个方面。笔者对此做法持否定意见,例如50万Va的装(1)煤的适用性更广,水煤浆工艺适合的煤置,航天气化炉内产生的高温煤气在气化炉底部采种为低灰熔点的烟煤,气化温度一般在1400 C用喷淋式加水浴式的方式进行降温，而灰水中显热以下。利用值很低,几乎产生不了多少蒸汽。可以进行详(2)炉膛使用寿命更长, Shell气化炉采用水冷细的计算比较,50万Va的装置，采用永城无烟粉壁,使用寿命在10年以上,而水煤浆气化炉采用保煤,气化炉和合成器冷却器按照设计每小时产生的温砖,使用寿命只有2~3年。蒸汽量见表1。(3) Shell 气化工艺的显热利用率更高,水煤浆表1气化炉和合成 气冷却器产蒸汽量工艺只能产生0. 4 MPa的低压蒸汽。温度/C压力/MPa副产蒸汽/1.h-1(4) Shell 烧嘴的使用寿命更长,德士古烧嘴使.0104.8用寿命很难达到6个月。(5) Shell 控制系统自动化程度更高,连锁控制3.456保护更趋完善。5.06.48随着湖北双环公司第1套引进的Shell 煤气化产生的400 C .5.0 MPa、104.8 t的过热蒸汽，.装置的开车成功,目前已有多家Shell煤气化装置除去锅炉水的成本,该品质的蒸汽售价为100元/t开车成功,无论是用于生产合成氨的半水煤气,还(此价为2004年物价估算),以每年生产8000h计是用于生产甲醇的水煤气,Shell煤气化工艺的发展算,可创造的经济效益为:必然会逐渐完善,从设计方面的国产化，到优化工100 x8000x104.8=8 384 (万元)艺降低成本、提高效益的目标都能达到双赢的结以投资1亿元的成本每年至少创造8 000万元果。Shell煤气化I艺对国家能源结构的战略调整的经济效益,具有很高的性价比。笔者认为,Shell有着重要的参考价值。收稿日期: 2008-07-13工艺应在能量利用上力求尽善尽美,因此取消合成(上接第17页)(5)投资回收期=塔板寿命≈15年,15年长期33 塔型改造投资效益利率取9%。对每个具体塔而言,塔型改造投资收益会有差4结语异,但是投资效益都是很高的，年收益率均在80%以上。塔型改造举例如下。我国是尿素生产大国，尿素装置的节能减排工(1)塔径2.8 m,原有多孔塔板10块,转化率作任重而道远。对沿用半个世纪的轴流型(第1nco, =59% ~60% ,若改造为第2代尿素合成塔,转代)尿素合成塔进行塔型改造,进一步提高尿素合化率可提高到62% -63%。该厂原塔板使用多年，成转化率,降低蒸汽消耗十分必要和迫切。径流式因腐蚀减薄需要更换,估算改造总费用(设计+采(第2代)尿素合成塔是当前值得采用的塔型,相信购+制造+安装)为315万元。未来会有更先进的塔型(第3代，第4代-.)出现,促.(2)转化率提高仅以2%计算,吨尿素节约蒸进蒸汽消耗再进-步降低,节能减排效益更加显著。汽116 kg/t,蒸汽单价100元/1,年产尿素56万t,年参考文献:节约蒸汽费用为:0.116x 100x56 =649.6 (万元)。[1]钱镜清,朱俊彪.陈英明.尿素生产工艺与操作问答[ M].北京: .化学工业出版社,1988. 238.(3)投资回收期:2]张中国煤化工工业出版:,1985.257.315/649.6=0. 484 9(年)=177 (天)[3]1:MHCNMHG第七辑[M].北京:中(4)年收益率:_ 315(1 +0.09x15)\[4]中国实用新型专利20062009019483 ,2007 -08.150649652) x100%0 =92.4%收稿日期: 2008-10-27