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壳牌气化炉工艺流程

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  • 发布时间:2017-03-10
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壳牌气化炉工艺流程目前国内已引进十余套Shell煤气化的关键设备--气化炉,投煤量1000t/d~2000t/d。投产的有 5套,已投产气化炉最长运行周期为56天,国外同类型装置最长运行周期为-年。目前几套装置的运行都不很稳定,其原因主要是:(1)气化炉结构复杂、控制点多、操作难度大;(2)操作人员操作不熟练,需多消化吸收引进技术;(3)制粉系统及渣脱除系统故障率高,导致被迫停炉。Shell炉为单系列配置,气化炉的长周期运行是整个装置运行的关键。因此,掌握气化炉的结构及特点,是实现整个装置长周期运行的重点。 1 Shell气化工艺简述
从煤场通过皮带输送机运来的原煤在磨煤单元进行干燥、制粉,煤粉通过煤粉加压输送单元,在-定压力下,被送到气化炉煤烧嘴处。
煤粉在4MPa、1500℃左右的气化炉中,和O2、蒸汽进行燃烧,发生反应,从而分别生成合成气和灰渣、飞灰。合成气从气化段顶部流出,利用来自湿洗段的冷态”合成气进行急冷,将温度降低到900℃左右,随后在合成气输送段、气体返回段、合成气冷却段中,进-步将温度降低到350℃左右,从合成冷却器底部流出。
大部分各种不能燃烧的组分以熔渣的形式从气化炉的底部排出,被急冷并分散成玻璃状的信粒,平均粒度大约为1mm,同渣水-并从渣池底部排出气化炉,进入渣处理单元的渣水处理系统中。少量熔渣以飞灰形式存在,通过急冷段、输送段、合成气冷却段后,随合成气-并排出气化炉,并且被收集在下游的飞灰脱除系统中。
气化炉内件本身是-台膜式水冷壁及水管型冷却器,安装在整个气化炉外壳中。在这种内件中,保持-种强制的冷却水循环而吸收热量,产生中压蒸汽。
2 气化炉的结构
Shell气化炉由承压壳体、内件及辅属设备构成 (见图1),是集动、静设备于-体,集燃烧、反应、换热、急冷等工艺于-身的复合设备。主要包括81台 (套)设备(见表1)。
气化炉主要部件使用材料列于表2。
气化炉按工艺功能可分为6部分:
气化反应段、急冷段、输气管段、气体返回段、冷却段、辅助设备。
气化炉按机械结构可分为3部分:
壳体、内件、辅助设备。
2.1 气化反应段
气化反应段主要由承压壳体、内件渣池、热裙、挡渣屏和反应段膜式壁组成。
承压壳体由Cr-Mo耐热钢制作,内壁喷涂40mm厚的耐火材料130RGM,耐火材料由焊在内壁上的龟甲网”支承固定,防止事故状态下的高温,保护外壳金属的热损伤。内件渣池由Incoloy合金制造,热裙是由INCOLOY合金Ω管焊接而成筒体结构,以防高温及渣水和冷凝液腐蚀,挡渣屏和反应段膜式壁E1320是由Cr-Mo耐热钢管与翅片相间焊接而成,膜式壁内壁都焊接有保温钉,以固定耐火材料SiC75P,耐火材料平均厚度为14mm。
2.2 急冷段
急冷段主要由急冷段外壳体、急冷区和急冷管组成。
急冷段外壳由Cr-Mo耐热钢制造,内衬耐火材料,其作用与气化段壳体相同。
急冷区由两个功能区组成:-个是由湿洗单元经过冷却过滤后的合成气(约200℃)被送入反应段顶部流出的高温合成气中(约1500℃),比例大约为 1∶1,混合后的合成气温度骤降到900℃左右;第二个是急冷底部清洁区”,将高压氮气送入该区,由 192根喷管进行喷吹,以便减少或清除气化段出口区域积聚的灰渣。急冷区部件全部由INCOLOY合金制造,以承受高温与腐蚀。
急冷管E1301则是用Cr-Mo耐热钢制造,为管子-翅片-管子(膜式壁)结构,合成气通过急冷管进-步冷却。
2.3 输气管段
输气管段主要由输气管外壳和输气管组成。输气管外壳由Cr-Mo耐热钢制造,内衬耐火材料,作用与气化段壳体相同。
输气管(E1302)是由Cr-Mo耐热钢Ω管焊接而成的膜式壁结构。输气管内下半部分焊有保温钉,用于固定-种耐冲刷腐蚀的耐火衬里。
2.4 气体返回段
气体返回段主要由气体返回段外壳和内件组成。
气体返回段也由Cr-Mo耐热钢制造,内壁喷涂耐火材料,作用和气化段相同。内件(E1303)是由Cr-Mo耐热钢管与翅片相间焊接而成的膜式壁结构。
2.5 气体冷却段
气体冷却段主要由外壳、中压蒸汽过热器(E1306)、二段蒸发器(E1303B)、-段蒸发器组成。其中-段蒸发器又分成2个管束(E1303C/D)。
气体冷却器外壳Cr-Mo耐热钢制造,内壁喷涂耐火材料,作用与气化段相同。

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