壳牌煤气化工艺装置关键设备水,蒸汽系统清洁总结
壳牌煤气化工艺的经验教训1
壳牌煤气化工艺的经验教训1===================================== 1、煤过于干燥,煤水分降低到1%以下,会导致煤粉流动性极差,输送不太好,并形成桥架。
原因:维修期间煤在料斗或煤仓中用氮气吹扫时间过长。
壳牌工艺设计的标准干燥温度是100-105度,而在某一项目中70度已足够。
措施:(1)、设计适当的干燥温度,使煤粉的水分保持在1-2%。
(2)、煤粉存放10天以上的话要输送走。
2、煤长期存放后的处h理,煤长期存放后流动性不稳定。
原因:煤粉在容器中用氮气吹扫存放时间过长。
措施:超过10天的煤要进行处理。
处理方法待定。
目前暂时接通V1205-V1508的管线。
3、煤粉中的细粉过多(达到10%),会出现煤粉运输中的问题,会导致通风装置可能结诟。
原因:煤粉中有10%以上小于5微米。
措施:煤粉粒度分布曲线要求集中在5-90微米之间。
低于5微米应控制在10%以下,大于90微米的煤粉应控制在10%以下,用户需要调节筛分机的速度与磨辊加载压力。
4、V1201中防暴板动作原因:(1)到V-1201的循环N2过量,导致高压。
(2)由于V1201到S1201之间的管太小导致防暴板动作。
(3)防止V1201到V1204的阀们泄漏。
措施:(1)增加V1201到S1201之间的平衡尺寸,并同时限制去煤烧嘴的循环量。
(2)开车时,煤粉循环应一个一个烧嘴的循环。
5、称重(主要是V1201)的精确度出现问题,称重传感器不精确。
原因:刚性连接安装,安装质量低造成应力。
措施:(1)改善称重仪表准确度。
(2)检查在称重期间的对中情况,并适当调节波纹管。
6、V1204通风装置损坏。
措施:暂时:改变控制逻辑12KS0001,确保通过通风锥和凹槽的氮气均匀分布。
在静止与操作当中保持连续吹扫。
还要限制升压速度,其缺点是耗费时间。
永久性:建议用多孔板代替烧结金属通风装置。
(再不锈钢上钻4MM的孔)7、氮气系统污染,煤粉进入并污染了N2系统原因:通风装置破裂,通气锥、通气板损坏。
壳牌煤气化洗涤系统问题分析及解决
壳牌煤气化洗涤系统问题分析及解决宋金荣【摘要】简要介绍了壳牌煤气化工艺(SCGP)洗涤系统的工艺流程、工作原理,总结了常见问题及其现象,对合成气带水、隔断阀卡涩、文丘里堵塞、排放线泄漏等原因进行了分析,并提出了洗涤系统常见问题的处理方法和解决措施.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】4页(P29-32)【关键词】壳牌煤气化;合成气洗涤系统;分析【作者】宋金荣【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古鄂尔多斯 017209【正文语种】中文【中图分类】TQ050.70 引言煤气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术和主要手段,是发展现代煤化工、煤制油、燃料煤气等工业化生产的龙头[1]。
壳牌煤气化工艺(Shell Coal Gasification Process,简称SCGP)是当今世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一,国内先后有21家单位累计引进27套SCGP壳牌煤气化工艺装置,但在陆续开车和后期运行中曾暴露出激冷气管线腐蚀、合成气冷却器十字吊架积灰、堵渣、飞灰过滤器滤芯断裂,以及烧嘴和烧嘴罩损坏等一系列问题[2-6]。
洗涤系统在生产运行中,也易发生合成气带水、文丘里洗涤器结垢、洗涤水带灰等问题,成为制约装置长周期运行的问题。
1 SCGP洗涤系统简介1.1 工艺流程原料煤粉和氧气通过煤烧嘴进入气化炉,燃烧、气化产生有效气(CO+H2)含量>85%的粗合成气;粗合成气(压力3.7 MPa,温度300 ℃)出气化炉后,先经高温高压飞灰过滤器除去99%的飞灰,然后与来自洗涤塔C1601底部约160 ℃的洗涤水在文丘里洗涤器J1602中混合洗涤,最后进入洗涤塔C1601底部。
在此气/水混合物进行初步分离,气体上升过程中与塔顶喷淋下来的洗涤水逆流接触,可除去合成气中的HCl、HF和微量的固体颗粒。
洗涤后粗合成气分成两股,一股送往净化装置的变换工序;一股作为激冷气与未洗涤的热合成气混合,经循环气压缩机K1301送至气化炉激冷口。
环境友好的煤气化技术——壳牌煤气化
环境友好的煤气化技术——壳牌煤气化张宗飞;唐凤金;王光友;陈巳樊【摘要】简述了壳牌煤气化装置的基本情况,介绍了壳牌煤气化典型装置的运行状况,分析了壳牌煤气化技术在大型煤气化项目上的应用优势. 结果表明:① 壳牌煤气化装置的运行状况良好,典型装置全年总运行天数普遍在300 d以上;②壳牌煤气化装置具有良好的环保指标,高能效、低煤耗、低水耗以及良好的经济效益,符合国家产业政策;③壳牌煤气化装置已实现设备国产化,通过优化材料等级可降低装置投资,将在我国"十三五"期间的大型煤化工项目中得到更进一步的应用.%This paper briefly describes the basic situation of SCGP unit, introduces the operating situation of the typical SCGP unit, and analyzes the ad-vantages of SCGP applied in large-sized coal gasification projects.Result indicates that:(1) The operating situation of the SCGP plant is favorable, and the typical plant's availability is generally above 300 days annually;(2) The SCGP unit meets the national industry policy and has satisfied environmen-tal protection indicators, and boasts the features of high energy efficiency, low coal consumption and water consumption, and good economic benefit;(3) The investment of SCGP unit can be reduced by equipment domesticization and material grade optimization, and SCGP will be applied further in the large-sized coal chemical projects during the 13th Five-year Plan of China.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2015(053)006【总页数】4页(P1-4)【关键词】壳牌煤气化装置;环保;设备国产化;能效;应用前景【作者】张宗飞;唐凤金;王光友;陈巳樊【作者单位】中国五环工程有限公司,湖北武汉 430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉 430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉 430223;中国五环工程有限公司,湖北武汉 430223【正文语种】中文【中图分类】TQ546我国能源为“富煤、缺油、少气”的结构,在前些年原油价格持续高位运行和“4万亿”政策的推动下,以替代经济能源和石油化工产品为主的煤化工行业有了突飞猛进的发展。
壳牌煤气化装置运行模式及技改措施
壳牌煤气化装置运行模式及技改措施摘要:壳牌煤气化装置采用了粉煤加压气化技术,目前一直是在不断地投入使用,随着技术的创新和优化,现今装置可运行的周期正在稳步上涨,而笔者就本装置操作时经常出现的问题进行归纳整理,并给出相应的处理方法。
一、引言壳牌煤气化装置是由干粉煤气化的工艺来组成的,其中包括了几个工艺步骤,磨煤、干燥、加压、输送、气化、除渣、除灰、湿洗、水处理、公用工程等等,煤经过皮带传输到达煤熔炉,经过二氧化碳等气体进行加压,随后再输送到煤烧嘴,和氧气进行化学反应,成分会直接转化成一氧化碳和氢气等成气,固体的残渣会顺着内壁流进底池之中,被冷水覆盖后进入除渣工程,直接过滤渣滓。
成气会经过气化炉段激冷,到达900℃后返回合成冷却器,被潜热利用,同时被冷却到330摄氏度左右经过过滤器、除灰,进入湿洗阶段洗去灰中的杂质和酸性物质,工艺过程中的废水会在处理后直接被送到界区。
二、出现的问题及处理措施壳牌煤气化装置在使用过程中,不可避免的会出现一系列的问题,比如跳车、泄露等需要检查维修的故障,这可能直接引起壳牌煤气化装置的停运,从而影响工程进度,笔者也就对常见的几种故障进行深层次的分析和讨论。
其一,烧结金属设备损坏。
这是壳牌煤气化装置非常常见的故障之一,其原因是壳牌煤气化装置有不少的烧结金属设备,比如粉煤的二氧化碳加压室、传送使用的充气锥、充气器,以及最容易损坏的两个地方,充气笛管和充气锥。
其损坏的原因多样,对于操作者和维修者来讲大致有三种:首先,气锥中多的气体驳杂,对于烧结金属有很大的不利影响,会出现堵塞等情况,从而出现气体不流通的情况,金属的两边压强不同,超过实际使用中的衡量标准,设备甚至会因此引起故障,从而直接停运;其次,设备中的气体一直是在流动的,压强不足,设备气体自然无法流通,从而可能会导致上述故障;最后,煤锁斗是一件很重要的容器,其中包含了充气锥、充气器,而这两者的压强十分容易改变,从而会导致两端的压强差过大,也会有可能出现瞬间压强提升的现象,从而导致部件疲劳,进一步使得机器停运。
壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施
壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施发布时间:2021-12-27T10:23:56.512Z 来源:《中国科技人才》2021年第22期作者:杨丽[导读] 本文主要介绍壳牌煤气化装置在生产运行过程中容易出现的问题以及对应的技术改造措施。
大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古锡林郭勒027300摘要:壳牌煤气化装置是国内煤化工企业使用较多的一种装置,在空分等工艺操作中具有明显的优势,在具体使用过程中,由于使用时间较长,会产生一些部件磨损等,从而导致装置在运行过程中出现各类问题。
本文主要介绍壳牌煤气化装置在生产运行过程中容易出现的问题以及对应的技术改造措施。
关键词:壳牌煤气化装置;生产运行;技改措施引言:本文选取的是位于某一煤化工有限公司内的煤气化装置,该装置于2017 年 4 月投入使用,至今已有 4 年多,随着运行天数越来越多,在运行过程中也出现了各种问题,例如烧嘴处、捞渣机处等,具体原因分析以及应对措施如下。
一、壳牌煤气化装置中烧结金设备损坏(一)问题出现原因在煤气化装置运行过程中,输送单元的充气锥,充气器中以及煤锁斗内的充气体笛管经常会出现损坏现象,主要有三种原因。
第一,烧结金属设备运行时间较长,产生疲劳变形。
第二,充气锥内的气体成分复杂,导致污染物出现堵塞。
第三,通气设备没有足够的压力,导致设备通气不畅。
(二)改良措施分析针对煤锁斗内的烧结金属破坏问题,可以采用三种方法,第一,科学设定冲压阀和锁斗压力的曲线,使锁斗内压力随着充气阀的压力升高而逐渐加大。
第二,合理控制充气阀内的最大空间。
第三,通过增加一台调节阀,减缓调节阀的压力,避免对烧结金属造成冲击。
针对充气设备气体的处理方式有三种,第一,增加油精过滤器,通过定期检测维修,确保过滤器运行正常。
第二,增设油过滤器,进行二次除油操作。
第三,增加一台离心式二氧化碳压缩机,最大程度保证气体清洁。
除此之外,还可以将充气锥的形状改为丝网结构,实践证明,通过以上技术改进,充气锥,充气器等已经有效延长运行年限,且运行状态良好。
壳牌煤气化装置生产管理要点总结
壳牌煤气化装置生产管理要点总结牛玉奇【摘要】结合河南龙宇煤化工有限公司及国内壳牌煤气化装置近年来的生产运行经验,对壳牌煤气化装置生产管理的特点进行了分析,从煤质管理、运行管理、设备管理、仪表管理、漏点管理等方面提出了壳牌煤化工生产管理的要点和思路。
%By combining the production experiences of SCGP Units in Henan Longyu Coal Chemical Co. , Ltd and related domestic chemical enterprises in recent years, this paper analyzes the special features of production management for the SCGP Unit, and then presents some key points and methods of production management for SCGP units from the following aspects, such as:management of coal quality, operation, equipment, instruments, leak points and etc.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2016(054)003【总页数】4页(P45-48)【关键词】煤气化;气化炉;壳牌;生产管理【作者】牛玉奇【作者单位】河南龙宇煤化工有限公司,河南永城 476600【正文语种】中文【中图分类】TQ545近年来,新型煤化工作为清洁能源在国内发展很快,各种煤化工技术在各地都有应用,其中壳牌粉煤加压气化技术在国内已有20余套装置投产,自2006年首套装置投产至今已有10年的时间。
10年间,经过各工厂的努力,有一半以上的装置实现累计运行超过300 d/a,其中河南龙宇煤化工有限公司的壳牌煤气化装置已经连续5年,年累计运行超过300 d,最长年累计运行天数达到340 d,最长单次连续运行天数达到322 d,创造壳牌煤气化装置安全连续运行最长纪录。
壳牌粉煤气化生产工艺研究
试点论坛shi dian lun tan219壳牌粉煤气化生产工艺研究◎陈淑宝 李光楼摘要:伴随着国家的发展和人民生活水平的提高,人们对能源的开发和利用的需求更高了,面对我国的资源的分布现状实施可行的资源开发方案,是当代能源建设和开发的重要举动,在我国的资源开发的过程中,需要结合我国的资源分布情况,采取合理的资源开采和利用方案,为国民的资源日益需求提供保障,本文通过分析目前壳牌粉煤气化生产工艺过程中出现的问题,并提出了对应的策略和创新的方法,结合多方面因素为壳牌粉煤气化生产开发提供创新思路,为现代化的建设提供稳定的资源能量支持。
关键词:煤气化生产工艺;新能源开发;创新方法在社会的现代化过程中,对各类资源的需求量不断增加,然而我国的资源分布具有多煤炭少汽油和石油的特点,因此加大对煤炭开发技术的研究不仅有利于缓解我国其它资源短缺的不足,还有利于实现提高新型能源创新技术的研发的质量,因此提高壳牌粉煤气化的技术创新和改进是促进资源开发与利用的重要做法,及时对壳牌粉现代生产过程中存在的不足与问题,采取相应的改善措施,促进壳牌粉煤气生产效率的提高,对实现能源高效利用具有重要的意义。
一、壳牌粉煤气工艺生产简介(1)粉煤气的发展历史。
在能源发展的历史过程中,面对着石油资源的不断匮乏,实施能源转型策略逐渐成为各个国家的能源开发的重要决策,实施可靠的能源发展策略对发展国家能源的可持续性具有重要的意义,相比其他资源的开发与利用,煤气化技术的发展较为迅速,逐渐出现在了各个国家的能源开发的过程中,其中荷兰的壳牌煤气化技术具有悠久的发展历史,并已经完全投入到了商业化的使用过程中。
(2)粉煤气凭的生产工艺原理。
壳牌粉煤气的加工过程,主要是将煤粉和少量的水蒸气在高温、高压的环境中,通过一系列的化学和物理反应,促使粉煤在高温的环境中裂解和不充分燃烧,最终生成以一氧化碳和氢气为主要气体的混合气体,这一个工艺流程为粉煤的气化生产工艺流程。
壳牌气化炉水汽系统清理程序及方法
删. i : 生直至 盂 砬圈
水管 内的流量 , 使得膜式壁换热效果最佳 , 高达 8 7 8 根 水 管 内部 焊 接 了 限流 孔 板 。综 上 所 述 , 汽 系 统 水
的清洁度会直接影响膜式壁的寿命 和气化工况 的稳 定性 , 因此 , 水汽 系统 管道 清理 势在 必行 … 。根 据 对
理 的范 围
止。
2 水汽 系统外 管逆循环 冲洗
i
2 1 水汽 系统外管逆循环清洗应具备 祭件 .
() 1 清洗组织机构已成立 , 人员 已到位待命 。
() 2 气化炉本体清理 已结束 , 汽水外管 已吹扫、 冲洗合格 。 ( ) 化炉本 体与水 汽系统 外管 碰管 焊接 完 3气 成, 水压试验合格且符合设计和施 工验收规范质量
炉水 通过 循 环水 泵强 制循 环进 入气 化 室 、 冷段 、 激 输
1 1 清理准备及准则 ・
气导管 、 返混室和 l 3蒸发器 的膜式壁中 , 一 将合成
气 中的热 量 以锅炉 水循 环 受热 到汽 包产 生 中压 饱 和
蒸汽的形式换走 , 得高温气体能够在合成气冷却 使
器出口降至 30 以下 , 4℃ 以确保 下游装置 的安全稳 定性 。这 些 膜式 壁 是 由 97根特 殊 材质 的水 管 ( 2 内
要求 。
水汽系统管道布 置图见下 图 2 与水 汽管道相 , 关 的设备主要是 : 中压气包、 气化炉 、 中压 循环水泵 。
中压 汽包 至 中压 循 环 水 泵 见 蓝 色 部 分 ; 中压 循 环 水
泵至气化炉的管道介质 代号是 P W1 C 见绿色部 分; 从气 化炉 至 中压汽 包 的管 道介 质 代 号是 P W2见 红 C
壳牌煤气化装置生产运行总结
负荷表调整气化炉压力。
5 结 论
体需要 多少气 量要 由气 化 炉负 荷决 定 ,气 化 炉负 荷越高 ,增 强火 焰 刚性需 要 的煤 烧 嘴保 护 气气 量 越大 。提 高水氧 比 ,可 以提 高氧 气 在气 化 炉 内 的
单 元 ,加入 适量 助熔 剂后 磨成 粉煤并 干燥 ,经粉
西最 大的 化肥 化工 生产 企业 之一 ,主 要产 品有 合
成氨 、尿素 、硝酸铵 、 纯碱等,其 中合成氨为 中 间产 品 , 目前合 成 氨生 产能 力 为 6 0 0 k t / a 。柳 化
壳 牌煤 气化 项 目设 计 合 成气 ( C O +H ) 产 量 为 7 1 5 0 0 I n / h ,设 计 投 煤 量 1 1 0 0 t / d 。2 0 0 7年 , 装 置处 于 试 生 产 和摸 索 阶 段 ,2 0 0 8年 逐 步 走 向 正 常 ,2 0 1 0 -2 0 1 2年 连 续 3 a装 置 运 行 率 达 到
液 态形式 排 出 。气 化 炉顶 部 约 3 . 9 6 M P a 、1 5 0 0
c C的高 温粗 合成气 ,经 2 0 9℃激 冷 气 激冷 至 9 0 0 ℃ 以下进 入废 热锅 炉生 产蒸 汽 ,回收 热量 后再进 入 陶瓷过 滤 器干式 除灰 及湿 法洗 涤 系统 。处理后 含尘 量 <1 m g / I n 、( C O+H, )含 量 > 8 9 % 的粗
② 如果 发现 炉 膛 内一 侧 温 度 点 2个 以 上 持 续 升 高 ,长时 间不 下降 ,就 可能 是烧 嘴煤 通道 有 堵 塞 ,或 者烧 嘴有损 坏 ,造成 火焰 没 有在 炉膛 中
壳牌煤气化技术及其工程应用
壳牌煤气化技术及其工程应用壳牌煤气化技术简介·工艺原理壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的,煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2和CO 等)以发生燃烧反应为主,在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,即过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。
典型的SCGP煤气成分见表1。
表1典型的SCGP煤气成分·工艺流程目前,壳牌煤气化装置从示范装置到大型工业化装置均采用废锅流程,激冷流程的壳牌煤气化工艺很快会推向市场。
废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。
图1壳牌煤气化工艺流程原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机,在磨煤机内将原料煤磨成煤粉(90% < 100μm)并干燥,煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓,由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。
来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。
煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。
气化炉顶部约1 500 ℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900 ℃左右进入合成气冷却器。
经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统,处理后的煤气中含尘量小于1 mg/m3送后续工序。
湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用,小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。
闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。
在气化炉内气化产生的高温熔渣,自流进入气化炉下部的渣池进行激冷,高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体,可作为建筑材料或用于路基。
·技术特点壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究,1978年投煤量150 t/d的中试装置在德国汉堡建成并投入运行。
1987 年投煤量250 ~400 t/d的工业示范装置在美国休士顿投产。
Shell煤气化工艺的评述和改进意见
Shell煤气化工艺的评述和改进意见作者:唐宏青Shell煤气化过程是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。
按化学工程特征分类,Shell煤气化属气流床气化。
煤粉、氧气及少量水蒸气在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程,气化产物为以H2和CO 为主的合成气,CO2的含量很少。
1 Shell煤气化技术的发展自20世纪50年代起,壳牌公司就参与了气化技术的开发。
当时,该公司开发了以油为原料的壳牌气化技术(SGP),至今已有150多套装置采用该技术。
在积累了油气化经验后,壳牌公司1972年开始在该公司的阿姆斯特丹研究院(KSLA)进行煤气化技术研究。
1976年,煤气化工艺(SCGP)达到了一定的水平并建立了一座处理煤量为6t/d的试验厂,利用该装置一共试验了30多个不同的煤种。
1978年,在汉堡附近的哈尔堡炼油厂建设了一座处理煤量为150t/d的工厂,公司利用这座装置进行了一系列成功的试验,至1983年该装置停止运转为止,累计运行了6100h,其中包括超过1000h的连续运转,顺利完成了工艺开发和过程优化的任务。
在汉堡中试装置成功运行的基础上,1987年,壳牌公司在美国休斯顿附近的DeerPark石化中心建设了一座规模较大的工厂,这座命名为SCGP 1的示范厂进煤量为每天250t高硫煤或每天400t高湿度、高灰褐煤,共进行了15000h的操作试验。
SCGP 1试验了约18种原料,包括褐煤乃至石油焦。
这些试验结果充分证实壳牌煤气化技术在可靠性、原料灵活性、负荷可调性和环保方面都达到了极高水准,该示范装置的运行是成功的。
1988年,荷兰国家电力局决定由其下属的Demkolec公司在荷兰南部的BuGGenun兴建一座净输出为253MW的煤气化联合循环发电厂(IGCC)。
Shell公司为装置提供专利技术及基础工程设计,其煤气化装置设计能力为单炉日处理煤2000t、气化压力为2.8MPa。
Shell重油气化装置运行总结
Shell重油气化装置运行总结陈平平(福建联合石油化工有限公司,福建省泉州市362800)摘要:某公司重油气化装置采用壳牌(Shell)新重油气化工艺,以脱油沥青为进料,设计硫质量分数6.8%,灰分0.18%,250℃动力黏度300.0mPa·s,是Shell在运重油气化装置中进料性质最差、单炉负荷最高、总规模最大的装置。
该装置高度自动化可实现“六年一修”,其关键设备———气化主烧嘴寿命最长可达8736h。
对装置投产以来遇到的重大问题及相应解决措施进行了介绍,并对装置运行情况进行了评价。
基于该气化装置已实现的长周期运行业绩,提出采用重油气化工艺解决目前炼油厂面临的减压渣油、催化裂化油浆、乙烯焦油、渣油加氢未转化油的出路问题。
关键词:Shell 重油气化装置 新SGP工艺 三级状态转移图 中国石油化工股份有限公司九江分公司和内蒙古天野化工集团有限公司于1996年、中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司于1998年先后引进壳牌(Shell)重油气化技术(SGP),业界惯称老三套。
某公司于2007年引进Shell最新的SGP工艺,以脱油沥青为进料,应用于该公司公用工程岛气电联产装置[1 2]。
1 新SGP装置的技术优势新SGP装置工艺流程示意见图1。
该装置的流程设置、主要设备类型等与老三套基本一致,但作为新一代SGP工艺,其技术优势十分明显,见表1。
所有在运SGP装置中,该装置进料性质最差,单炉负荷最高,气化总规模最大。
图1 新SGP装置工艺流程示意Fig.1 ProcessflowschematicofnewSGPunit收稿日期:2020-05-15;修改稿收到日期:2020-10-26。
作者简介:陈平平,中级工程师,本科,2006年毕业于厦门大学化学工程与工艺专业,现从事部分氧化法制氢装置生产运行管理工作。
E mail:chenpingping@fjrep.com。
表1 新SGP装置与老三套比较Table1 ComparisonofthenewSGPunitwiththeoldthreeunits2 独特的状态转移图新SGP装置采用状态转移图的方式重新定义气化开车/停车防护逻辑系统。
关于壳牌煤气化循环冷却水系统问题与改造
关于壳牌煤气化循环冷却水系统问题与改造摘要:针对煤化工气化装置循环冷却水系统在运行过程中存在的问题,通过一系列技改措施,使水质明显改善,问题得到了有效解决,保证了装置的稳定运行。
关键词:冷却水;煤气化;换热;壳牌1、前言由于气化装置包含的动设备和换热器非常多,所以整个装置配套有一个复杂的循环冷却水系统。
循环冷却水系统是气化装置生产的重要组成部分,随着生产负荷的进一步的提高,工艺物料对换热设备的腐蚀也随之加重,造成设备腐蚀穿孔,工艺物料进入循环水系统,导致循环水进水水质持续恶化,部分换热器管路产生腐蚀或堵塞,各种冷却器换热效果不好一直是阻扰气化装置长周期运行的主要问题,严重影响正常生产。
2 壳牌煤气化锅炉给水处理2.1 炉外化学处理炉外化学处理是进行补给水的预处理,软化、除碱或除盐,使其补给水的水质达到各种类型气化炉的用水要求。
在壳牌煤气化炉的锅炉给水用水上,炉外处理已在水处理工段进行处理。
在气化工段用水时炉外处理已做好。
2.2 炉内加药处理炉内加药处理是根据炉内水质情况,向水内定量投加药剂,以保证炉水的各项指标符合标准。
锅炉内水处理,是锅炉上最早采用的水处理方法,现代水处理是往锅炉给水或炉水中投入适当的药剂,使其与锅水中的结垢物质发生反应,减少沉淀物析出,或生成松软的水渣通过汽包排污去掉,从而达到预防或减轻结垢和腐蚀的目的,另外也可以往炉水中加入一些特殊的药剂,起防腐作用或消沫作用,对于给水进行锅炉外水处理的气化炉,炉内水处理可以看作是炉外水处理的补充。
炉内水处理也是壳牌气化炉锅炉给水的用水处理方法优点是:方法简单、设备投资少、易于采用、不需专门化验设备和人员、对原水水质变化适应范围广、容许气化炉在结有薄垢的情况下运行、对水质要求低。
缺点是:气化炉汽包排污率高、热损失大、不能完全防止结垢、且防垢效果不稳定、处理生成大量沉淀物、不易全部排出、有可能形成二次水垢。
炉内水处理的方法很多,壳牌气化炉常用的是磷酸盐处理法。
壳牌煤气化渣水系统常见问题分析及处理
壳牌煤气化渣水系统常见问题分析及处理摘要:壳牌煤气化广泛应用于各类煤化工企业之中,目前影响除渣系统正常运行常见的问题主要有渣水系统堵渣、捞渣机故障、渣水循环泵故障和渣水系统设备管道磨蚀等四个方面,本文主要从前三个方面简要的进行问题分析并提出优化措施。
关键词:壳牌煤气化;除渣系统;常见问题;处理1前言SHELL煤气化技术是指将煤粉作为原材料,氮气为载体,氧气和蒸汽为助燃剂,生成合成气的煤气化处理技术,作为能源转换的重要途径,其具有可靠性强、处理成本低以及适应煤种广泛的优势,在具体生产过程中,其必须要经过除渣处理这一环节来降低合成气中的固体物含量,确保合成气的气体组分达到下游工艺的使用要求,本文主要从气化渣水系统在运行过程中常出现的问题来对壳牌除渣系统进行分析,并在分析过程中结合实际操作经验给出相应的解决和优化处理方法。
2气化炉及渣水系统堵渣的形成和处理壳牌粉煤气化属于液态排渣方式,其最大的工艺特点是以渣抗渣。
壳牌煤气化炉没有耐火砖,内部水冷壁主要为耐温原件,由铬钼、铬镍耐热钢制造而成,内部喷涂40mm厚的耐火涂层加约20mm长的炉钉以便于挂渣,炉内挂渣形态主要与炉内的操作温度、灰的含量、灰的化学组成、以及灰熔点有关。
固体渣颗粒在罐内主要有两种流动形式:质量流和强制循环形成的渣浆流。
质量流是指当收集固体渣粒的罐体放料阀打开后,罐内固体颗粒即以自身重量向下流动,直至罐内物料放完;渣浆流是指当收渣锁斗在收渣时,由循环水泵将渣浆液强制循环,防止在收渣时由于重力而沉积罐底,导致放料阀打开后渣沉积而形成架桥。
2.1渣水系统的工作原理及堵渣的形成气化炉中产生的高温熔融炉渣依靠自身重力沿着水冷壁向下流入气化炉底部的灰渣激冷罐(渣池),迅速分解成灰渣小颗粒。
灰渣颗粒向下流入渣收集罐中,为防止较大的煤渣颗粒被夹带进水循环系统,约90℃的灰水通过渣水循环泵从收集罐顶部抽出,经水力旋流器和循环水冷却器循环回到灰渣激冷罐,水力旋流器的目的是将激冷循环水中的固体颗粒含量控制在1%~1.5%,而循环水冷却器则利用循环冷却水将渣水冷却至5O℃后渣由收集罐进入渣放料罐,在此过程中,渣水通过渣放料辅助泵循环回到收集罐中,同时系统中补入高压新鲜水以补充由水力旋流器底部排到废水汽提澄清单元的水,当所有的渣进入放料罐后,放料罐即与收集罐隔绝并开始卸压,然后将渣全部排入炉渣脱水仓。
壳牌煤气化污水处理系统改造小结
壳牌煤气化污水处理系统改造小结何良栋〔河南能源化工集团鹤壁煤电股份化工分公司,河南鹤壁 458000〕摘要:简要介绍了壳牌煤气化工艺污水的来源及危害;分析了填料塔堵塞原因;提出了污水处理改造的可行性方案并阐明了其经济效益等。
关键词:shell气化污水处理改造1 污水处理系统改造的必要性壳牌煤气化污水处理系统所处理污水主要来自于U-1400排渣系统及U-1600湿洗系统,污水固含量较高。
U-1700污水处理系统中的重要设备汽提塔C-1701内有三段填料层,主要填料为马鞍环。
在系统运行过程中,U-1700会因污水固体含量高磨损管道,堵塞填料影响汽提效果,污水酸性大腐蚀管道、S1702真空过滤机因负荷过大运行效果差等问题。
2 污水处理系统主要工艺流程2.1 工艺原理从U-1400、U-1600系统来的循环水既是富含酸性气体的循环水又是含有一定浓度灰分的循环水。
整个酸性灰浆汽提和浆料浓缩系统可分为两步:第一步是酸性灰浆汽提,在 C-1701内完成,温度控制在135-140℃,压力控制在0.18-0.20MPa,低压蒸汽自下而上,从U-1400、U-1600来的循环水自上而下,在填料床层上充分接触,交换热量,别离出CO2、H2S、NH3、HCN、HCl等气体;第二步是汽提后的循环水以及从脱水槽来循环水从澄清槽中央加入,同时加入絮凝剂,使其固体悬浮物浓缩、长大、自然沉淀,沉降至澄清槽底部,形成液固别离,干净的水从澄清槽外侧溢出,流入溢流槽,再经泵打到分配系统。
底部出来的灰浆继续浓缩,最后通过真空吸附形成灰浆饼,含固量到达50%。
2.2 工艺特点1)利用酸性气体在水中溶解度随温度升高而降低,压力降低而降低的原理,将循环水的酸性气体别离出来。
2)加入絮凝剂,加速灰浆悬浮物的沉淀,起到了清水灰浆别离的效果。
3)从湿洗系统来的循环水富含酸性气体及卤素,从渣池处理系统来的循环水富含Ca2+,Mg2+等离子,为防止在气体中形成CaCO3↓、MgCO3↓等沉淀,将湿洗循环水打到汽提塔上部填料层顶部,渣处理循环水打到汽提塔下层填料层顶部。
壳牌煤气化工艺联锁保护系统优化改进及效果分析
壳牌煤气化工艺联锁保护系统优化改进及效果分析摘要:本文对壳牌煤气化工艺中一些连锁保护系统的多项改造进行了介绍,并简要分析了其改进后的效果。
关键词:壳牌煤气化连锁保护改进在国内使用的壳牌煤气化生产甲醇工艺中,壳牌煤气化装置负责将原料煤经过气化反应制成粗合成气送甲醇合成界区,是整个甲醇工程的重要生产环节。
该装置采用引进技术,与类似技术相比,单台生产能力大、无需备炉、冷煤气效率高、热量回收充分、自动化程度高、节能、环保、安全;关键设备由国外进口,具有结构复杂、制造精密、材料特殊、安全可靠性高的特点。
主要技术路线为原料煤经过磨煤加压输送,进入气化炉进行半氧化反应产生粗合成气,然后经过高温高压过滤器除灰、湿洗单元洗涤掉其中的气体杂质,合格的粗合成气送甲醇装置变换单元,渣及飞灰由除渣、干固体脱除单元排出系统,初步水处理单元将产生的废水经过预处理后,部分回用,部分送出界区。
1.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的背景壳牌粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一,煤气化装置流程复杂,包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理七大工序和公用系统,管道仪表流程图(PID)就有100余张1#图。
煤气化关键设备气化炉、输气管、合成气冷却器在煤气化框架是呈“门”字形连成一体的,三台设备共有200多个管口,设备结构和受力情况复杂,对施工要求高。
生产操作中,控制保护系统最为复杂,I/O点多达3000多个,采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制和逻辑控制,通过分散型控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程逻辑控制(PLC)实现生产过程的集中监控和管理,其规模和复杂程度在国内化工行业单套装置中罕见。
但由于控制系统设置及组态工作不尽完美,已投产的壳牌煤气化项目在生产运行中出现了几次大的事故,导致气化炉损坏,造成上亿元的经济损失。
其他诸如气化炉吹扫时间长吹扫不彻底、合成气冷却器积灰结垢、高温高压飞灰过滤器陶瓷滤芯断裂等问题也长期困扰着壳牌用户,制约装置的长周期稳定运行。
壳牌煤气化技术
SHELL粉煤加压气化技术的发展进程
1、发展背景
20世纪70年代初,国际上出现了能源危机。 出于对石油天然气供应前景预测,很多国家纷纷 把发展煤气化技术作为替代能源重新提上议事日 程,并加快了煤气化新工艺的研究开发步伐。作 为对煤种适应性广、气化效率高、污染少的第二 代煤气化工艺之一,荷兰壳牌(Shell)粉煤加压 气化技术SCGP工艺在此后应运而生。
碱
激冷气压缩机 火炬 蒸汽喷射器 热风炉 补充水 J1601
洗涤塔
合成气出界区
1700单元
P-1601A/B 水
1700单元 初步水处理系统工艺流程简图
1600/1700 3000/3100 3100
V-1702
8
N2 1600
酸
V-1704
3
1400 酸
V-1701 C-1701
1
T-1702
S-1701
SHELL粉煤加压气化技术特点和不足
5、每台气化炉设有4个两对对置烧嘴,生产负荷调 节比Texaco单个烧嘴更为灵活,范围也更宽。 Shell烧嘴保证寿命为8000小时,目前运行已超过 16000小时。烧嘴的使用寿命长,也是气化装置 能长期运行的一个重要保证。
6、热效率高。Shell煤气化的冷煤气效率达到78~ 83%,其余约15%副产高压或中压蒸汽,总的原 料煤的热效率达98%,处于很高水平。
水到1700单元
输渣皮带 X-1403
渣场
1500单元 干灰脱除系统流程简图
飞灰过滤器 S/V-1501
合成气
激冷气压缩机 1600单元
飞灰锁斗 V-1502
飞灰气体冷却罐 V-1504A/B
飞灰中间储仓 V-1505 排灰仓泵 V-1508