Shell煤气化工艺特点及存在问题

第34卷第2期Vol.34 , No.2河北化工2011年2月HEBEi HUAGONGFeb.201 1煤化工|Shell煤气化工艺特点及存在问题郭明波,代彩玲,马颖韬(河南煤业化工集团中原大化集团公司,河南濮阳457004)摘要:介绍了Shell煤气化工艺的特点，并提出该工艺目前运行时面临的问题。关键词: Shell煤气化;工艺特点问题中图分类号:TQ546.文献标识码:A文章编号:1003- 5095(2011)02 -009-03Characteristics and Existing Problems of Shells Coal Gasification .ProcessGUO Ming-bo,DAI Cai-lng,MA Ying-tao(Henan Coal Chemical Group,Zhongyuan Dahua Co.,Ltd,Puyang 475004 ,China)Abstract:To introduce the characteristics of the Shell coal gasification process,and bring up some problems in production.Key words:Shell coal gasification process; process characteristics;problemShell煤气化过程(SCGP)是在高温、高压的条压力略高于气化炉,用N2或CC.输送到气化炉。件下,煤粉与氧气及少量的蒸汽在气化炉内发生- -1.3 气化温度高系列的化学反应过程,生成以CO和H2为主要成分气化温度为1 400~1 600 °C,压力为3.0~的合成气。典型的SCGP合成气成分见附表。4.0 MPa,碳转化率可以达到99%以上，产品气体相对洁净,CH含量很少,高温气化不产生焦油、酚等附表SCGP合成气的成分气体成分CO H2 CO2 CH4 N&+Ar HS+COS物质,不污染环境,合成气质量好,有效气体(CO+体积分数6724H2)可以达到90%以上。注:煤粉的载气为N2,若是CO2,气体成分略有不同1.4 氧耗低氧耗量与煤种有关,Shell工艺的氧耗相对较工艺特点低,氧气用量可以减少15% ~ 25%,与之配套的空分1.1 煤种适应范围广装置规模相对小。不同的煤种氧耗比是不同的,因由于采用干煤粉进料和气流床气化,因而煤种此用Shell工艺与其它气化工艺比较时,必须要用相的适应范围宽,原则上可以使用任何煤种,对煤的同的煤种。性质诸如活性、含水量、硫及灰分含量等适应性较1.5 气化炉和合成气强。Shell:煤气化炉本身是--台膜式水冷壁反应器,1.2 干煤粉进料无耐火砖衬里,安装在一个压力容器的内部。在这粉煤由常压给料仓经过升压后进人给料仓,其种模式水冷壁上保持强制的冷却水循环,吸收的热中国煤化工收稿日期:2011-01-03,MHCNMH G作者简介:郭明波(1981-),男,助理工程师,2006年毕业于郑州大学化学工程-⊥2专业，工女从手suel煤气化技术工作,E-mail:gmb713@163.com。●10●河北化工Hebei Chemical Industry第34卷量用来生产中压蒸汽。合成气冷却器(SGC)属于水化工装置中的甲醇或合成氨厂等都要求气化管型冷却器，里面含由1个过热器和2个中压蒸汽炉安全、稳定、满负荷、长周期运行,技术比IGCC装发生器。这样的结构特点使维护量少,运转周期置要求更为严格,在没有备用炉的情况下,选择原长,无需备炉。气化炉的生产能力大,运行时的气料煤更应特别慎重。化压力为3.0~ 4.0 MPa,投煤量达1 000 ~ 2 700t/d。实际情况表明,并不是所有的煤种都适用于1.6 粗合成气激冷冷却Shell气化法。要选用灰熔点低、活性好、灰分和水为了避免飞灰凝固在膜式壁上,采用粗合成气分含量较低、适于Shell气化的好煤种,才能够确保经循环气体压缩机后对气化炉上部激冷冷却至气化炉长周期安全稳定运行,灰分含量在8%~20%900°C左右,使得气体中夹带的灰渣液滴固化并冷为最佳,高灰熔点的原料需要加合适的助熔剂(石却，从而形成一种非粘性的飞灰颗粒。灰石)。灰分过高和过低对气化炉和后续装置都是1.7~ 飞灰不利的。从合成气冷却器出来的粗煤气进人袋式过滤器，3.2 烧嘴问题进行回收飞灰,飞灰经收集并变压可返回循环利用。Shell煤烧嘴的结构:煤粉从烧嘴中心通道输送1.8 熔渣和污水气体(N2或CO2)喷出,氧气和蒸汽从煤烧嘴外环道气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗喷出。粒,性质稳定,对环境影响较小。气化污水中含氰实际情况下,氧气的流量和压力是比较容易控化物少,容易处理。制的,即氧气的流速比较稳定;而煤粉的悬浮物的1.9控制系统流速则相对难以稳定控制,很容易出现大幅度的波Shell煤气化装置的控制系统比较复杂,I/O点动,结果导致煤与氧比失调,二者的差异会导致氧多达3 000多个,采用串级、前馈、分程、比值调节以气和煤粉混合不充分,燃烧不完全。若氧煤比过及顺序控制和逻辑控制,通过分散控制系统(DCS)、低,即煤粉的流量过大,对渣处理系统有较大的影紧急停车系统(ESD)、可编程逻辑控制(PLC)实现响。若氧煤比较高,则煤粉的流速过低,则会出现生产过程中的集中监控和管理,无论是规模还是从火苗过短,火焰的高温区靠近烧嘴头部,容易损坏复杂程度上在国内化工行业单套装置中均少见。烧嘴。这是煤气化本身存在的缺陷,比较难克服。3.3合成气冷却器积灰问题2设备仪表特点合成气冷却器积灰问题是困扰气化装置长周2.1 设备结构复杂期稳定运行的公认技术难题,造成合成气冷却器积煤气化关键设备气化炉、输送管和合成气冷却灰的因素众多,如激冷气比例控制不当、氧煤比调器连成一体,3台设备水路分布走向复杂,管口众节不合适、石灰石的配比、煤质问题等等。多,设备结构和受力情况复杂,对材料要求高,内件:从目前国内Shell气化炉运行情况来看,合成气组装对外壳接管标高及方位要求极为严格,设计、冷却器积灰问题已经在多个厂家中出现,但目前尚制造、组装、运输和吊装的难度大。未有效解决这-根本问题。实践证明,除去操作因2. 2引进设 备和仪表多素外,煤质是影响合成气冷却器积灰的最重要因煤气化关键设备中需要进口的主要有气化炉、素。输气管、合成气冷却器的内外件、飞灰过滤器内件，3.4高压氮气和超高压氮气用量过大,从而抵消以及点火烧嘴、开工烧嘴、煤烧嘴、煤流量控制阀、了其节能的优势。煤三通阀、煤粉流量仪表锅炉给水泵、激冷气压缩4小结机等,目前以上部分设备已经实现了国产化。Shell煤气化工艺是目前国际上最先进的煤气3目前存在的问题化技术之一,该技术被应用于合成甲醇或氨中,由虽然Shell煤气化技术是目前国际上最先进的于很多数据指标是在发电上得到的,因此不一-定适煤气化技术之一,在国外有成功的经验,但是用于合于合成甲醇或气生产该工共迁合灰分含量一' 中国煤化工，生产合成气,还是首次,可借鉴的经验少。存在煤定的煤种,但究和改进,壳THCNMH G质要求严格烧嘴易损坏,合成气冷却器积灰问题。牌(Shell)气化》Lx么日义叫的发展前景。3.1煤质要求严格(下转第78页)河北化工Hebei Chemical Industry第34卷.治工作要向生产工作靠拢,要明确自身的定位。政改革、人事制度改革等,都存在着利益分配和责任工人员无法替代一线员工成为生产主角,但政工人分担的问题。政工人员在协调利益和责任的分配员也绝对不是消防员,因此,在实现共同目标过程时,需要创新工作模式。中思想政治工作者与生产工作者要务求“实效”。在具体操作中,应以科学发展观为指导,在不要致力于协助解决生产经营中的难点、职工群众最违背有关要求的前提下,转变过去单纯的物质奖励为关注度的热点问题,要强调过程管理中的精细化或精神奖励的奖励方式,鼓励广大职工立足岗位、和动态化,实现长效性和即时性的统一-,使思想政尽职尽责,在生产单位开展形式多样的劳动竞赛,治工作更加贴近实际、贴近中心工作。营造浓厚的学习、竞争氛围。在发展党员时,注重政工部门在开展思想政治工作时,应该坚持人-线技术能手和专业技术人员;在设置党员示范岗本主义原则,将人文关怀贯穿工作的始终。为准确时,也注重向- -线单位、先进岗位倾斜。通过新的把握和及时了解员工遇到的难题,可以将定期召开思想工作模式,大力引导职工兢兢业业、踏踏实实职工思想动态分析会作为一-项长效措施来抓,集中做好本职工作。对于涉及职工切身利益的问题,通征集、讨论并解决职工反映的热点难点问题。为确过召开职工代表会议和广泛征集意见的方式解决。保安全生产无事故,政工部门可以组织宣讲小组，需要特别强调的是,在探讨利益和责任分配之深人到基层生产部门,或利用职工安全学习日,开时,政工部门和政工人员不能将自己置之度外,纸展安全宣传教育活动。进- -步强调安全的重要性,上谈兵、坐而论道更应丟弃。当生产部门通过技术进行全方位的安全宣传督导。改造、提高生产率来为企业创造直接经济效益时，除了长效措施之外,为有效应对各类突发事政工部门的责任何在?这时,转变工作方式和改变件,要建立预警机制。这里的“警”是警示政工人员工作作风就成为题中之义。政工人员尤其不能以自身的意思,即强调政工人员要具备忧患意识,常“坐办公室的”自居,而是应该主动出击,深人生产怀居安思危之心。在平时的走访、谈话中认真分部门,主动搜集和掌握信息,指导生产部门发现、挖析员工在某--阶段的思想状态,比如工作热情是掘工作中的亮点,认真落实思想政治工作，与生产否饱满、工作态度是否端正、工作方式是否得当部门形成战斗合力,共促企业发展。深入一线开展等。如遇突发情况,政工人员与当事部门、当事人经常化的思想政治工作绝对不是额外工作,而是每员要进行良好沟通,注重把握沟通的时机,以期达个政工人员的职责所在。政工人员要加强自身修到最佳的沟通效果。例如,在生产过程中不可避免养、模范履行职责,定期到--线生产单位发掘报道会因设备故障等原因导致生产效率降低,对产量指题材,增强宣传报道的实效性和价值性,力戒空话标的完成造成不利影响,职工的心理状况也容易出套话连篇。现波动,有的人在困难面前会产生为难情绪和疑虑4结束语心理。针对这种情况,作为政工部门应在最恰当的企业思想政治工作创新是一个常谈常新的话时间内指派专人对该部职工实施重点沟通,把握职题，党的十七届五中全会和河北省委七届六次会议工所面临的难题。通过营造积极向上的语境稳定均着重强调,未来五年,科学发展是主题,转变发展“军心”，振奋职工的精神,使他们以高昂的斗志投方式是主线。特别是对某些高耗能、高污染的行业人到生产中，从而在生产条件不太理想的情况下,较来说，转变发展方式是实现企业跨越发展的必由之好地完成生产任务。路。对国有企业而言,转变方式的要求不可避免的3利益分享和责任分担的无缝对接指向传统的思想政治工作。因此，努力实现思想政企业发展中经遇某些改革也是必然之势。改.治工作与生产工作无缝对接,实现思想政治工作的革是机遇,也蕴含着挑战。企业中进行的绩效考核模式创新和方式转变显得尤为重要。■(.上接第10页)参考文献.(6):313-317.中国煤化工应用及存在的问[1]郑振安Shell煤气化技术特点[D].煤化工, 2003,(2):7-11.[3]刘苴鑫,郭明沙CHCNMHG[2]唐宏青.水浆煤气化和粉煤气化的模拟评价[J].大氮肥, 2001 ,24题([J.化工设计通m,2U10,36(2):1-4.■n