Shell煤气化装置配煤浅析

制约Shell煤气化装置长周期高负荷运行的主要原因之一是煤质问题。文章对Shell煤气化配煤问题进行了探讨,通过以本地煤为主,外地煤为辅进行复配试验,找到了适合气化炉运行的配煤方案,从而解决了因煤质问题导致气化炉积灰或垮渣等因素,实现Shell煤气化装置长周期、高负荷运行。     

Shell粉煤气化装置运行分析

总结了Shell粉煤气化装置开车以来的运行情况、工艺技术管理、气化炉操作经验等。探讨了煤气化装置在运行中出现的问题,分析其原因,并提出具体的解决措施。Shell粉煤气化装置有待进一步解决的主要问题是总碳转化率达不到99.9%的设计要求,关键设备、阀门、管线的磨蚀和腐蚀等。     

与Shell煤气化配套的耐硫变换开车小结

介绍了与Shell煤气化配套的耐硫变换装置采用重油裂化气开车及运行情况。通过对设计数据与实际运行数据对比以及节能效益与存在的问题分析,指出了该套装置的优越性以及用于Shell粉煤气化原料气变换的可行性。     

Shell粉煤气化装置长周期运行总结

结合中国石化集团公司安庆分公司Shell粉煤气化装置长周期运行的实际情况,总结了SCGP长周期运行经验:强化煤质管理、采用气化炉相对低温操作模式、组织装置的检修、优化操作窗口、健全攻关体制以解决突发故障、建立五位一体维护体系等,分析了SCGP长周期运行中存在的问题,并提出了后续处理建议。     

煤灰成分分析方法的选择及氧化钙和氧化镁测定方法的改进

我公司煤气化装置采用的是荷兰Shell煤气化技术,气化炉对煤质要求非常严格,因此选择合适的煤至关重要。日常分析中,除了对煤进行工业分析外,还需要进行煤灰成分分析。尤其是煤灰中硅铝比及钙镁等含量的高低,直接影响气化炉的长周期运行。经过大量试验验证,我们对煤灰成分分析方法进行了改进及优化,既缩短了分析时间,又提高了分析数据准确率,为煤气化生产提供了及时可靠的分析数据,对生产操作起到了积极的指导作用。     

试论Shell煤气化装置煤粉管线的稳定性

Shell煤气化装置是通过控制氧煤比来控制气化炉炉膛温度和合成气组分,煤粉管线的稳定对装置长周期安全运行起到关键作用。分析探讨了煤粉管线在施工阶段、原始开车前的煤循环期间以及原始开车投煤过程中存在的问题和原因,提出并采取了相应的技改措施,结果表明,开车后煤粉管线和烧嘴系统运行比较稳定。     

石灰石对Shell煤气化的影响

Shell煤气化是当前先进的第二代煤气化工艺,属熔渣、加压气流床气化工艺。煤的灰分、结渣性、灰熔融性等煤质特性对Shell煤气化装置的稳定运行发挥着重要作用。为保证气化炉能顺利排渣,对于高灰熔点的煤,通过添加助燃剂来改变煤的熔融特性成为煤气化工艺的重中之重。探讨了石灰石作为廉价的助燃剂对Shell煤气化的影响。结果表明:添加石灰石后,可降低煤的灰熔融性温度,从而降低了煤灰粘度,降低了煤灰结渣性,保证了装置的稳定运行。     

500 t/d水煤浆气流床气化炉模拟及优化

煤气化过程模拟是一种简单、高效的反映煤气化过程和效果的方法,在降低实验成本,优化运行参数方面均具有重要的作用.文中根据煤气化反应动力学,使用UniSim软件建立了500 t/d水煤浆气流床气化炉模型,并根据3种物料的实验运行结果对模型进行校核和优化.结果 显示:经过校核动力学参数的优化模型(OGM)能够更好地模拟气化过...     

气流床气化仿真培训系统开发与应用

采用过程系统仿真平台开发多喷嘴气化炉仿真培训系统,模拟多喷嘴对置式煤气化装置运行过程,通过分析实际生产装置,建立数学模型,采用序贯模块法搭建气化流程模型,成功模拟了开车、停车、典型故障处理等工况,并开发了在线评价系统,为多喷嘴对置式煤气化技术的进一步推广应用提供了良好的仿真培训平台。     

粉煤气化技术装备将九成自主化

“十一.五”期间,我国化肥重大技术装备研制工作的目标是粉煤气化装置工艺技术和成套设备自主化率达到90%以上。目前我国采用的粉煤气化工艺技术主要有Shell煤气化技术、西门子GSP煤气化技术、灰融聚煤气化技术和恩德炉技术等几种。相对而言,目前Shell煤气化技术在国内化肥行业应用得较多。Shell煤气化技术克服了鲁奇炉和德士古炉耐火砖易损坏的问题,使装置运行费用大幅度降低,且清洁环保,但设备及内件造价高,关键设备气化炉和废热锅炉的造价占煤气化工程总价的50%左右。气化炉和废热锅炉运行情况的好坏取决于内件,以往这两种设备的基础…     

大型煤气化装置的工艺技术性能及其在多联产系统组合中的节能减排评述

为科学评判大型煤气化装置的优越性和适用性,对比了我国引进开发的SCGP、Texaco、GSP3种煤气化技术的技术性能和配置特点;分别论述了壳牌干煤粉气化炉、德士古水煤浆气化炉、索斯泰克气化炉的工艺过程、气化特点、关键设备和应用效果;提出了煤炭气化发电同水电解氢多联产系统组合的CO2零排放工艺流程.     

盈德清华炉水煤浆气化工艺的影响因素研究

以过程模拟软件为工具,通过合理的简化与假设,建立了以氧气为气化剂的水煤浆气流床煤气化的研究模型,模拟计算了盈德清华炉的水煤浆气化过程,分析了煤中碳含量、灰分含量、水煤浆质量分数、操作温度、水冷壁副产蒸汽量等因素对比煤耗、比氧耗、合成气产量、合成气中各气体组分含量的影响。模型计算结果与生产实际运行数据对比表明,该模型能较好地反映运行工厂的实际生产情况。利用经过生产实际运行数据修正的研究模型,可研究煤质组成、煤浆质量分数、操作温度、水冷壁副产蒸汽量等因素对主要气化工艺指标的影响。     

Numerical simulation of coal gasification in entrained flow coal gasifier

This paper presents modeling of a coal gasification reaction, and prediction of gasification performance for an entrained flow coal gasifier. The purposes of this study are to develop an evaluation technique for design and performance optimization of coal gasifiers using a numerical simulation technique, and to confirm the validity of the model. The coal gasification model suggested in this paper is composed of a pyrolysis model, char gasification model, and gas phase reaction model. A numerical simulation with the coal gasification model is performed on the CRIEPI 2 tons/day (T/D) research scale coal gasifier. Influence of the air ratio on gasification performance, such as a per pass carbon conversion efficiency, amount of product char, a heating value of the product gas, and cold gas efficiency is presented with regard to the 2 T/D gasifier. Gas temperature distribution and product gas composition are also presented. A comparison between the calculation and experimental data shows that most features of the gasification performance were identified accurately by the numerical simulation, confirming the validity of the current model.     

IGCC示范工程煤气化炉的数值模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对某拟建的IGCC示范工程的德士古煤气化炉进行数值模拟,通过考虑碳的不完全转换对计算流程进行了改进,并运用CPD模型预测煤热裂解的产物分布.研究了煤气化炉的重要操作参数(即水煤浆浓度、氧煤比、气化压力和气化温度)对气化结果的影响.在计算区间内,发现高浓度水煤浆浓度范围内,随浓度的增加,煤气的主要成分(H2+CO)的总含量增加.气化温度增大到1400℃左右时,煤气的主要成分随气化温度的进一步增加会趋于一个恒定值.     

单喷嘴干煤粉气化炉的模拟与分析

以Aspen Plus软件为模拟工具,选择反应平衡模型,应用Gibbs自由能最小化方法建立干煤粉气化炉模型并进行模拟研究。模拟分析了气化炉的主要参数（压力、氧煤比和蒸汽煤比）对气化结果的影响,结果表明：压力增加可使甲烷含量增加,蒸汽煤比、氧煤比是影响粗煤气出口温度和组成的主要因素。     

Online temperature estimation of Shell coal gasification process based on extended Kalman filter

Obtaining the temperature inside the gasifier of a Shell coal gasification process(SCGP) in real-time is very important for safe process operation. However, this temperature cannot be measured directly due to the harsh operating condition. Estimating this temperature using the extended Kalman filter(EKF)based on a simplified mechanistic model is proposed in this paper. The gasifier is partitioned into three zones. The quench pipe and the transfer duct are seen as two additional zones. A simplifi...     

1.5 MPa多喷嘴对置式水焦浆气化炉的模拟与优化

针对w（水焦浆）和氧焦比预测优化过程未采用严格反应机理模型,工艺参数的预测优化与实际生产存在较大偏差的情况,以UniSim Design流程模拟软件为工具,采用Gasifier反应器严格机理模型建立了1.5 MPa多喷嘴对置式水焦浆气化炉模型,并根据工业数据对水焦浆气化炉进行标定,标定结果相对误差小于2%,同时研究了氧焦比和w（水焦浆）对焦煤气化工艺参数的影响。结果表明：w（水焦浆）和氧焦比是影响水焦浆气化过程和粗煤气组成的关键因素,通过气化炉模型标定和优化分析,石油焦的氧焦比控制范围为0.95~1.10,为焦煤浆气化工艺生产实践指导提供了理论依据。     

气流床气化炉反应模型在实时优化(RTO)中的应用

以多喷嘴对置式气化炉为研究对象,采用未反应芯收缩核模型为联泓公司煤制甲醇装置气流床气化过程进行建模,采用ROMeo软件实现全厂实时优化。结果表明:气化炉的模拟结果与工厂运行数据基本吻合,气化炉有效气CO和H2组分工厂数据与模拟结果的相对误差均小于2%;ROMeo的模拟、数据整定和优化等功能保证了在线实时优化的成功实施,避免了气化炉氧气的过量消耗,可确保合成气中有效气(H₂和CO)的产出和分布最有利于下游生产;可使甲醇产量从123740 kg/h增加到124190 kg/h,甲醇纯度从95.4%提高到95.7%。经核算,实时优化可使联泓公司的收益提高1.6%,效益增量达800万元/a。     

水煤浆水冷壁废锅气化过程的模拟研究

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟了水煤浆水冷壁废锅气化过程,并将模拟结果与工业运行数据对比,验证了模型准确性。在此基础上,分析了气化压力和水煤浆浓度对气化温度、有效气产量、合成气组成、氧煤比、比氧耗和比煤耗等气化参数的影响。结果表明,气化压力对气化过程基本没有影响,可根据需要选择适宜压力;当保持氧气流量恒定时,随水煤浆浓度增大,有效气含量增加,气化温度升高,即提高水煤浆浓度易导致气化炉飞温,因此进一步研究了在前述模拟条件不变,且保持气化温度恒定时,水煤浆浓度变化对气化参数的影响。结果表明,随水煤浆浓度增大,氧煤比降低,有效气含量增加,比氧耗、比煤耗降低,因此在气化炉不超温的情况下,应尽量提高水煤浆的浓度,以降低系统能耗。