煤气化车间简易流程讲解

固体渣层
>1500 °C 水管 熔融态渣向下流动
锅炉水, 40-70 bar
壳牌煤气化技术特点 干粉进料，煤种适用的灵活性高 煤耗低、氧耗低 碳转化率高(> 99%) 合成气中有效成份(CO+H2)比例高 冷煤气效率高: 原煤中能量约82%以合成气形 式回收,另外15%以蒸汽形式回收 气化炉使用多炉嘴, 膜式水冷壁设计 水冷壁寿命长( 25年)，烧嘴寿命长( > 20,000 小时) 操作弹性大, 运行费用低 设备紧凑（2000t/d装置占地60x80m) 干法除尘，灰水量小、处理简单 废水排放量小 熔渣和飞灰可作为建材、陶瓷工业的原料出售
来自磨煤单元粉煤贮存在煤粉仓中，当煤粉锁斗处于常压状态时，打开煤粉锁斗的上阀， 关闭煤粉锁斗的下阀，使煤粉贮仓的煤粉流入煤粉锁斗，料满后关闭上阀，通入高压氮气/CO2 加压后打开下阀使煤粉自流进入煤粉给料仓中，卸完料后关闭下阀，排出氮气/CO2降至常压再 重复上述流程。稳压给料仓中的煤粉由管道输送至气化炉喷嘴。
渣池
（冷淬）
冷却器
水力旋流器
氮气 (充压 或泄 压）
破渣机
渣水
渣水泵1 渣收集槽
（助流） 低压 补水
渣锁斗
高压补水
渣水泵2
渣水排至初步水处理 系统
渣外排
七、除灰系统
来自气化炉的合成气进入飞灰过 滤器，99%左右的粉尘被除去，过滤 后的气体分成二股物流，一股送循环 气压缩机入口作为激冷气，另一股直 接送往湿洗工序。灰锁斗间断的将灰 排放至低压排灰系统，在低压系统主 要是气提、降温、转运。
火炬系统
（酸气、氨尾气、 （冷却、密封、循环） 合成气）
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公共水系统
蒸汽系统
（伴热、加热、 升温、气化）
加药系统
（酸、碱）
二、磨煤系统
给煤仓中的碎煤与石灰石仓中的石灰石按一定的比例加入到磨机中混合，同时热风炉燃 烧所产生的热惰性气也送入磨煤机种，在磨粉的同时将干燥后合格粒度的煤粉吹入煤粉袋式 过滤器中，分离出来的粉煤进入高压煤粉给料系统。而分离后的惰性气经循环风机循环至热 风炉加热，再送至磨机中继续使用，小部分惰性气排入大气。为控制惰性气体的O2含量（一 般<8%）和露点，在系统中设有O2和H2O在线分析仪，超标时，向系统补充低压氮气。系统压 力通过磨机出口压力控制来维持，磨机在微负压条件下操作。
磨煤单元 来粉煤 氮气（流化）
小布袋
粉煤（泄压带 出的粉煤返回）
粉煤仓
氮气或CO2（加压流化）
锁斗
氮气、粉煤（泄压）
稳压给料仓
氮气或CO2（稳压流化） 去煤烧嘴
氮气（稳压）
四、气化系统
在N2或CO2的输送下，粉煤从给料仓源源不断的输送至气化炉，同时空分提供的纯氧也输 送至气化炉，纯氧与煤粉在气化炉内发生气化反应，炉内温度可高达2000℃，反应的主要产物 有CO2、CO、H2、H2S等。而煤中的灰在高温下曾液化状态（灰分主要是二氧化硅、三氧化二铝， 氧化铁等），从而以液态方式从气化炉渣口流出，部分飞灰随合成气输送至下个工段。在气化 过程中，所产生的高温由膜式壁内循环水带走，以生产中压蒸汽。
气体返回室
输气导管
冷却器 3
激冷段
冷却器2
激冷口
冷却器1.2
气化炉 渣池
冷却器 1.1
气化炉操作条件 操作压力：2.0 ～ 4.0Mpa
操作温度：1400～1600℃
水汽系统操作压力：5.5Mpa 水汽系统操作温度：约270℃
气化原理：
本装置采用SHELL干粉加压煤气化技术， 以无烟煤为原料，生产以H2、CO为主要成分 的粗合成气。主要反应有： C + O2--------> CO2 2C + O2------2 CO C + H2O------ CO + H2 C + CO2------2CO CO + H2O-----H2+CO2 气体经下游变换、净化等工序处理后， 作为生产氨、甲醇原料气，其主要技术特点 如下： 1、采用二氧化碳/氮气密相加压输送干煤粉， 气化温度约1500～1700℃，碳转换率达99％ 以上。 2、气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里。 3、炉渣可用作水泥滲合剂或道路建材。气 化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒， 性质稳定，对环境污染小
SHELL煤气化简易流程讲解
单 位：煤气化车间 主讲人：陈明兵 时 间：2017-9-14
煤气化装置方块图
原煤/石油焦
激冷气压缩机
气化炉 磨煤/烘干 900 ℃ 中压蒸气 1400℃ 干法除尘 湿法洗涤 中压蒸气
合成气产品
煤粉加压
炉渣
煤灰处理 系统 煤灰外卖
初步水处理
在N2或CO2的输送下， 粉煤从给料仓源源不断的输 送至气化炉，同时空分提供 的纯氧也输送至气化炉，纯 氧与煤粉在气化炉内发生气 化反应，炉内温度可高达 1600℃，反应的主要产物有 CO2、CO、H2、H2S等。而 煤中的灰在高温下呈液化状 态，从而以液态方式从气化 炉渣口流出。在气化过程中， 所产生的高温由膜式壁循环 水带走，以生产中压蒸汽。
低压蒸汽
气提塔
泥浆水
泥浆澄清槽
泥浆
溢流澄清水
部分送至污水处理站
泥浆罐
泥浆
酸 液
絮 凝 剂
泥浆过滤装置
滤 饼
系统循环用
DN700，正常流 量约1425M3/H
十、与水处理相关联的物流 1、综合循环水
重要机泵冷却水
重要换热器冷却水
2、工艺污水
酸性气体去火炬 来自除渣系统、洗涤系统、 取样系统、地漏系统污水 低压蒸汽
气提塔
泥浆水
泥浆澄清槽
泥浆
溢流澄清水
部分送至污水处理站
泥浆罐
泥浆
系统循环水 用量不大的 时候，会通 过工艺污水 管网排放至 水处理污水 站。该管路 为自动控制， 所以量时大 时小!
酸 液
絮 凝 剂
泥浆过滤装置
滤 饼
系统循环用
脱盐水：DN80，正 常用量较小，主要受 变换冷凝液的用量影 响。
3、脱盐水与原水（生活水）
原水：DN80，主 要受除渣系统充 水影响，周期约 1h,正常无量补 入。
4、蒸汽冷凝液
火炬，气化装置内伴热 冷凝液去脱盐水站手阀 常关！目前冷凝液自用， 避免管道水击！
蒸汽
汽包
激冷气 （冷却高温气体） 锅 炉 水
纯氧与粉煤 （N2或CO2输送）
气 化 炉
水 泵 锅 炉 循 环 水
洁净N2或CO2（用于 烧嘴跳时补入）
液态渣
合成气 （有飞灰，去除灰系统）
五、水汽系统
壳牌气化炉水/汽系统是整个煤气化装置的核心部分，当高压煤粉与纯氧在气化室内发生剧烈的非完全 燃烧放出高达1500℃的合成气时，汽包中的锅炉水通过循环水泵强制循环进入气化室、激冷段、输气导管、 返混室和蒸发器1-3的膜式壁中，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， 使得高温气体能够在合成气冷却器出口降至340℃以下，以确保下游装置的安全稳定性。这些膜式壁是由927 根特殊材质的水管（内径约19.5-32mm）组焊而成，同时为了均衡每根水管内的流量，使得膜式壁换热效果最 佳，高达887根水管内部焊接了限流孔板。综上所述，水汽系统的清洁度直接影响了膜式壁的寿命和气化工况 的稳定性，水汽系统逆循环冲洗势在必行！
气化炉来高温 气体（含灰） 高压 氮气(泄压排灰） 高压氮气(充压连通收灰）
陶瓷过滤器
除灰后气体 去洗涤系统
灰锁斗
去激冷气压缩机
氮气(气提、降温）
灰气提槽
陶瓷过滤器 内部情况
灰中间储罐
低压排灰系统
灰转运罐
灰存储罐
低压氮气，排灰用
灰外排
去变换装置 去燃料气管网（热风炉、火炬用）
八、洗涤系统
来自飞灰过滤 器的合成气在文丘 里降温雾化后进入 洗涤塔，在洗涤塔 内进一步降温洗涤。 在该系统主要洗涤 卤化物，以减小合 成气对后续设备腐 蚀。同时，系统中 加入一定量的碱液， 以调整系统PH值。
一、煤气化简易流程方块图
纯氧 碎煤 蒸汽
开车时，先用液化气点火，再用 柴油点火，然后才直接投入粉煤 和纯氧
磨煤系统
粉煤
粉煤 给料系统
粉煤
气化系统
高温 的渣
合成气、灰
除灰系统
灰
合成气
合成气 洗涤系统
洗 涤 水
合格合 成气
蒸汽 渣水
公用工程系统
冷渣
除渣系统
初步水 处理系统
澄清水、滤饼
N2、CO2系统
(输送、惰性、流化、 加压、稳压）
氮气（补氮以 降低氧含量） （起到循环作用）
石灰石仓
石 灰 石 以 调 整 粉 煤 灰 熔 点
给煤仓
碎 煤
大布袋
惰性循环气
循环风机
惰性循环气（放空 部分，以保证露点）
旋风分离器
合格粉煤及惰 性气体 不合格粉 煤 煤粉（进入高压 粉煤给料系统）
磨煤机
高温惰性循环气
热风炉
空气、合成气或 驰放气或柴油
三、粉煤给料系统
放空（开车放空、压力调整时放空） 合成气去激冷气压缩机
来自除灰系 统合成气
文丘里洗涤器
洗涤塔
来 自 变 换 冷 凝 液 或 锅 炉 水
（降温雾化） 外 排 洗 涤 水
碱 液
洗涤水
洗涤水泵
九、初步水处理系统
来自除渣系统、洗涤系统、 取样系统、地漏系统污水
酸性气体去火炬
该系统主要是将 除渣系统、洗涤系统 来的水作气提处理， 气提掉酸性气提，泥 浆水在冷却澄清后的 水循环至公用工程用， 部分循环水送至水处 理，而经过滤后的滤 饼外运至热电锅炉用。
返混室
蒸汽去用户
管 导 气 输
蒸发器3
汽 包 来自
激冷段
气化室
蒸发器1
蒸发器2
循环水泵 锅炉水 循环水
水汽系统简图
气化炉来的 渣
六、除渣系统
液态渣从气化炉渣口掉 入渣池时，经冷却器来的冷 却渣水冷淬破裂，而大的渣 块或渣口低温老渣未能冷淬 时经破渣机破碎，直接排入 渣收集槽和锁斗。渣水泵2 打循环目的是让渣更好的流 动，在渣收集到一定时间时， 程序自动的关闭渣锁斗隔离 阀，渣锁斗泄压，然后排渣， 在排渣结束后，渣锁斗冲水、 充压、连通，继续收渣。