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煤化工知庫 CTX 20世紀(jì)70年代初，國際上出現(xiàn)了能源危機(jī)。出于對石油天然氣供應(yīng)前景預(yù)測，很多國家紛紛把發(fā)展煤氣化技術(shù)作為替代能源重新提上議事日程，并加快了煤氣化新工藝的研究開發(fā)步伐。作為對煤種適應(yīng)性廣、氣化效率高、污染少的第二代煤氣化工藝之一，荷蘭殼牌（Shell）粉煤加壓氣化技術(shù)SCGP工藝在此后應(yīng)運(yùn)而生。  從1997年我國首次引進(jìn)殼牌粉煤氣化工藝，已經(jīng)建成或正在建設(shè)的粉煤氣化爐有20臺，多數(shù)以當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)煤為原料，產(chǎn)品以甲醇、合成氨居多。  下面我們一起來學(xué)習(xí)一下典型殼牌煤氣化的工藝過程： ?。?）煤碳預(yù)干燥 合格粒度的原料煤（包括細(xì)渣和褐煤） (粒度≤50mm)由原料煤貯運(yùn)系統(tǒng)送入管式干燥機(jī)前碎煤倉臨時(shí)貯存，碎煤倉中的一定量的褐煤通過稱重給煤機(jī)給到雙輥式破碎機(jī)中破碎至合格的粒度(粒度≤6mm)，然后送入管式干燥機(jī)中干燥。在干燥管外部通入低壓過熱蒸汽進(jìn)行熱交換，使煤表面吸附水分受熱蒸發(fā)。 煤中的水分隨干燥機(jī)的廢氣通過排風(fēng)機(jī)抽至袋式收塵器，分離出的煤粉通過旋轉(zhuǎn)給料機(jī)、埋刮板輸送機(jī)和干燥后合格的碎煤一起通過埋刮板輸送機(jī)由原料煤貯運(yùn)系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)送至煤氣化裝置煤磨粉及干燥工序中的磨前碎煤倉。 分離后的尾氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)排入大氣。 為防止褐煤自燃和控制排出氣體的露點(diǎn)，在系統(tǒng)中設(shè)有CO和H2O在線分析儀，超標(biāo)時(shí)，向系統(tǒng)補(bǔ)充氮?dú)狻?br> （2）煤粉制備 碎煤倉中的經(jīng)預(yù)干燥的原料煤通過稱重給煤機(jī)送到中速磨煤機(jī)中磨煤制粉。 中速磨磨煤系統(tǒng)是制粉和干燥同時(shí)完成的系統(tǒng)。出磨煤機(jī)粒度和水含量合格的煤粉吹入煤粉袋式收集器分離，收集的煤粉送入貯倉中貯存。 分離后的尾氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓后大部分循環(huán)至熱風(fēng)爐循環(huán)使用，部分排入大氣。 磨機(jī)的干燥熱源是工藝系統(tǒng)外排可燃?xì)怏w在熱風(fēng)爐燃燒產(chǎn)生的熱煙氣。在熱風(fēng)爐中該熱煙氣與循環(huán)氣、低壓氮?dú)夂陀上♂岋L(fēng)機(jī)送入的冷空氣混合，調(diào)配到需要的溫度，控制氧氣含量，變成安全的熱惰性氣體、送入中速磨煤機(jī)。 ?。?）煤粉加壓及給料 常壓煤粉進(jìn)入鎖斗加壓后自流進(jìn)入煤粉給料倉中，由管道CO2密相輸送導(dǎo)入氣化爐燒嘴。鎖斗是一個(gè)變壓操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤粉由常壓至加壓的輸送。 ?。?）氣化及合成氣冷卻 煤氣化燒嘴噴入的煤粉和氧氣，在氣化爐內(nèi)反應(yīng)區(qū)在4.0MPag、1500℃高溫下，瞬間完成煤的氣化反應(yīng)，生成（CO＋H2）含量很高的粗煤氣。為防止氣化爐出口的高溫煤氣夾帶的熔融飛灰粘結(jié)在后序設(shè)備，在氣化爐上部激冷區(qū)噴入循環(huán)返回的低溫煤氣，以降低出爐煤氣溫度，使飛灰冷卻為固態(tài)。煤氣從氣化爐頂排出,溫度為900℃左右。 出爐煤氣進(jìn)入合成氣冷卻器回收熱量，煤氣溫度降至350℃左右進(jìn)入后序干法除灰設(shè)備。 高溫粗煤氣攜帶的大量顯熱，在合成氣冷卻器內(nèi)得到回收，產(chǎn)生次高壓飽和蒸汽送管網(wǎng)，約1/3用作工藝蒸汽，其余在工序外過熱后用作動(dòng)力蒸汽。 原料煤中的灰分，在高溫下呈熔融態(tài)，沿水冷壁向下流動(dòng)，在氣化爐下部渣池水浴中，激冷、固化、脆裂成細(xì)小顆粒，經(jīng)集渣罐定時(shí)排至脫水槽，再由撈渣機(jī)將其取出轉(zhuǎn)運(yùn)至渣場。 ?。?）粗煤氣凈化 離開合成氣冷卻器的粗煤氣通常夾帶入爐煤中總灰量20～30％的飛灰，經(jīng)過干法除塵和文丘里串洗滌塔兩級濕法洗滌處理后，出口煤氣中含灰量小于1mg/Nm3。 干法除塵采用高溫陶瓷過濾器，過濾掉大部分飛灰。經(jīng)過濾后，煤氣中含灰量通常小于5mg/Nm3。 出干法除塵煤氣中的殘余灰塵，在文丘里和洗滌塔中，被熱水洗滌脫除，同時(shí)還洗滌除去煤氣中所含微量鹵化物、HCN和NH3等雜質(zhì)。出洗滌塔煤氣為蒸汽所飽和，溫度約170℃,水蒸汽含量為18.2%左右，送變換。 干法過濾得到的飛灰經(jīng)過冷卻、氣提后送至飛灰儲罐貯存、外售用作水泥添加料。 ?。?）灰水處理 從洗滌塔排出的含灰排放水，經(jīng)過氣提、澄清處理后，大部分循環(huán)利用，少量處理水被抽出送污水處理系統(tǒng)，以防止鹵素等有害物質(zhì)的累積。 ?。?）氮?dú)?CO2系統(tǒng) 為降低甲醇合成氣中氮含量和實(shí)現(xiàn)全廠燃料氣自平衡，煤氣化裝置采用密相CO2輸送煤粉、干法除塵器CO2反吹等措施。工程設(shè)置有氮?dú)?CO2公用氣體系統(tǒng)。 氮?dú)?CO2公用氣體系統(tǒng)是提供輸送、反吹、保安的惰性氣體分配系統(tǒng)。 |
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