煤质对壳牌煤气化工艺操作的影响

Sclenco and Technolagy Inovation Herara科技创新导报技术创新煤质对壳牌煤气化工艺操作的影响张鸿儒张洪刚郭零(河南龙宇煤化工有限公司河南永城 476600)摘要:本文阑述了壳牌煤气化的工艺原理及气化工艺装置的特点,简单讨论介绍了煤质对Shell煤气化工艺的影响。关键词;壳牌煤气化 原料煤 煤质中图分类号:TD3文献标识码:A.文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0027-011引言煤炭气化是洁净、高效利用煤炭的最残渣。是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质样除去水分和挥发分后所得残渣中减去灰(除水分外所有的无机质)在煤完全燃烧过分后的残留物。固定碳的多少直接影响装主要途径之一，国内外发展了各种不同的程中经过一系列分解、化合反 应后的产物，置运 行的经济性，影响气化负荷及煤气组煤气化工艺。煤气化是指在一定的温度和.灰分也称为灰分产率。由于Shell煤气化为分，特别在换煤种过程中,如果固定碳差别压力等条件下，将经过适当处理的原料煤.保护水冷壁,采用以渣抗渣，如果灰分含量太大,氧碳比不易控制,造成气化炉超温,转化为具有多种用途的气态产物的工艺过太低，炉内挂渣不好,起不到炉壁的保护作损坏气化炉附件。河南龙字煤化工使用CO2程。按照气化过程中是否加入气化剂或加用，影响气化炉的使用寿命。灰分含量大，代替N,作为输送煤粉的载气，这样就增加人气化剂量,以及煤中可燃成分转化为煤也会使合成气冷却器积灰明显,致使换热了CO2+C=2CO的反应,降低了氧耗,降低气的程度,将煤气化分为部分气化和完全效果差等,也增大了后工序14单元除渣单有 效煤气中的杂质含量,提高了煤气中有气化两大类1。元的负荷和15单元干法除灰系统的负荷，效气含量， 同时降低下游消除有效气中杂自20世纪50年代起,壳牌公司就参与了增加了结渣和堵灰的几率，同时灰分含量质工艺的负荷，有效地提高壳牌煤气化装气化技术的开发。当时,该公司开发了油位大,灰渣带走大最的热，气化增大比氧耗和置运行的经济性。原料的壳牌气化技术,并成功的建成了多比煤耗,降低了热效率,影响装置的生产能2.6煤的灰熔点和灰渣粘温特性套装置。1976年,壳牌公司建成处理煤量为力。对于单煤煤种,随着煤种灰分产率的上灰熔点和粘温特性是煤气化很重要的6t/d的试验装置,利用该装置试验了30多升，煤的可磨性指数升高)1。这说明灰分高，指标。 灰熔点是指煤灰的软化、熔融的温种不同的煤种，充分证明了此方法的广泛对磨煤和气化都有较大影响，能耗增大,严度。粘灰熔点高,煤灰的软化、熔融温度高，.适用性2.目前,河南龙宇煤化工有限公司重时可导致气化炉产渣量过大而出现气化气化操作温度高,氧耗比大,比煤耗大,对壳牌煤气化是国内最大的投产运行的煤制炉停车事故。设备的使用寿命很大影响。粘温特性是指甲醇气化装置,经过近四年来的生产运行2.3挥发分煤的灰分在不同温度下熔融时,液态灰所发现煤质对壳牌煤气化工艺操作存在很大煤的挥发分是指煤中有机质在高温下表现的流动性,-般用灰粘度表示。灰渣粘的影响。裂解产生的气态及蒸汽产物，它是反映煤温特性差,液态渣在流动过程中随着温度的变质程度的重要标志。挥发分的高低,是的降低，黏度直线.上升,灰渣流动性减弱，2煤质对壳牌煤气化化工艺操作的影响影响反应活性的一个重要因素，挥发分越.大量渣挂在水冷壁,积渣过多时可能导致Shell煤气化工艺以干煤粉为原料、纯高, 对气化反应越有利,但挥发分高对粉煤垮渣, 堵塞落渣口,气化正常生产受到影氧及蒸汽作为氧化剂,液态排渣,属加压气的贮存影响较大。依据生产经验,粉煤的储响，严重时甚至导致停车。灰渣粘温特性表流床气化。送进气化炉,煤粉.氧气及蒸汽存必需在惰性环境条件下，否则极易引起示灰粘度与温度的关系，灰粘度随温度变在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及煤粉自燃和爆炸,所以在长期停车或缺少化太敏感,灰渣粘温特性差,对气化操作温各种转化反应。气化炉内部约1400~ 1500C氮气的情况下,必需对12单元粉煤加压系度要求比较苛刻，气化可操作温度范围较的高温煤气由循环气体激冷.经输气管道，统粉煤储仓进行严密监控,防止发生焖燃、窄, 不易于操作。然后进入合成气冷却器作进一步冷却,同自燃甚至爆炸。时产生高.中压蒸汽。从气化炉出来的合成2.4煤的反应活性3结语气中所携带的少量灰分颗粒，经陶瓷滤芯煤的反应活性是指在一定条件下，煤壳牌煤气化装置,已在我国得到了较过滤器中分离除去,然后合成气经湿法洗与不同的气化介质(如CO. CO,.H.水蒸汽)快的发 展,随着壳牌煤气化装置的开车运涤系统，处理后的合成气送后续工序。相互作用的反应能力,通常在一定温度下，行, 在生产中也暴露了不少实际问题,特别2.1煤的可磨性与可磨性指数以一定量流速通入CO2。用CO2的还原率来是煤质对壳牌煤气化工艺操作的影响,单煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程表示煤的反应话性,cO,还原性越高.煤的一的煤种不能完全适合壳牌煤气化装置的度。可磨性是煤加工利用过程的一个重要活性越好。生产需要，壳牌煤气化装置对煤质有一定指标,是制粉系统设计与运行中的一个主在煤气化中主要反应如下:的适应性,通过配煤技术可以稳定壳牌煤要参数。某一种煤的可磨性指数是将煤磨C+O2→CO2-Q .气化装置生产的操作。随着生产经验的不碎到与标准煤同一细度所消耗电能的比C+CO,-2C0+Q .断积累和技术改进，相信壳牌煤气化技术值。可磨性指数越小，说明煤的可磨性越C+2H2O- -2H,+CO-Q一定会实现长周期高负荷稳定运行。好，将煤磨碎到与某标准细度所消耗的能其中C与CO2反应生成CO的反应是一-耗低，煤越容易被磨到壳牌煤气化装置燃个可逆 反应,其平衡取决于温度和压力4。参考文献烧气化所需粒度的煤粉。但是壳牌煤气化提高反应温度,降低反应压力和原料的反[1] 许祥静，刘军主.煤炭气化工艺.北京:对于粉煤粒度有一定的要求,适合壳牌煤应活性,有利于CO的生成。同时,在可逆反化学工业出版社,2005,3:1-3.气化的粉煤粒度为:大于10微米小于90微应碳与二氧化碳反应生成一氧化碳中,煤[2]唐宏青.煤化工工艺技术评述与展望.米的粉煤占80%左右。煤粉粒度过大，粉煤粉越细，二氧化碳与碳粉接触面增大，也就燃料化学学报,2001 ,29(1):1-5.反应不完全且在输送过程中磨损设备严重是说，二氧化碳与碳粉反应的机率增中性指数变化及破碎机.和流动性能差不易输送,同时粉煤过细也反应速率增大,有利于CO的生成，煤中国煤化工2006.会导致流动性不好并且容易带来积灰影响细给输送及积灰都带来影响。CN MH GL海，上海科学出版江，11904,214- - 011.2.2煤的灰分固定碳是煤转化程度和确定煤炭质最煤的灰分,是指煤完全燃烧后剩下的用途的的标志，固定碳含量是指从测定煤科技创新导报Science and Technology Innovation Herald27