殼牌氣化爐工藝流程
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- 殼牌氣化爐工藝流程目前國(guó)內(nèi)已引進(jìn)十余套Shell煤氣化的關(guān)鍵設(shè)備——?dú)饣癄t，投煤量1000t／d～2000t／d。投產(chǎn)的有 5套，已投產(chǎn)氣化爐最長(zhǎng)運(yùn)行周期為56天，國(guó)外同類型裝置最長(zhǎng)運(yùn)行周期為一年。目前幾套裝置的運(yùn)行都不很穩(wěn)定，其原因主要是：(1)氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制點(diǎn)多、操作難度大；(2)操作人員操作不熟練，需多消化吸收引進(jìn)技術(shù)；(3)制粉系統(tǒng)及渣脫除系統(tǒng)故障率高，導(dǎo)致被迫停爐。Shell爐為單系列配置，氣化爐的長(zhǎng)周期運(yùn)行是整個(gè)裝置運(yùn)行的關(guān)鍵。因此，掌握氣化爐的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的重點(diǎn)。 1 Shell氣化工藝簡(jiǎn)述
從煤場(chǎng)通過(guò)皮帶輸送機(jī)運(yùn)來(lái)的原煤在磨煤?jiǎn)卧M(jìn)行干燥、制粉，煤粉通過(guò)煤粉加壓輸送單元，在一定壓力下，被送到氣化爐煤燒嘴處。
煤粉在4MPa、1500℃左右的氣化爐中，和O2、蒸汽進(jìn)行燃燒，發(fā)生反應(yīng)，從而分別生成合成氣和灰渣、飛灰。合成氣從氣化段頂部流出，利用來(lái)自濕洗段的“冷態(tài)”合成氣進(jìn)行急冷，將溫度降低到900℃左右，隨后在合成氣輸送段、氣體返回段、合成氣冷卻段中，進(jìn)一步將溫度降低到350℃左右，從合成冷卻器底部流出。
大部分各種不能燃燒的組分以熔渣的形式從氣化爐的底部排出，被急冷并分散成玻璃狀的小顆粒，平均粒度大約為1mm，同渣水一并從渣池底部排出氣化爐，進(jìn)入渣處理單元的渣水處理系統(tǒng)中。少量熔渣以飛灰形式存在，通過(guò)急冷段、輸送段、合成氣冷卻段后，隨合成氣一并排出氣化爐，并且被收集在下游的飛灰脫除系統(tǒng)中。
氣化爐內(nèi)件本身是一臺(tái)膜式水冷壁及水管型冷卻器，安裝在整個(gè)氣化爐外殼中。在這種內(nèi)件中，保持一種強(qiáng)制的冷卻水循環(huán)而吸收熱量，產(chǎn)生中壓蒸汽。
2 氣化爐的結(jié)構(gòu)
Shell氣化爐由承壓殼體、內(nèi)件及輔屬設(shè)備構(gòu)成 (見(jiàn)圖1)，是集動(dòng)、靜設(shè)備于一體，集燃燒、反應(yīng)、換熱、急冷等工藝于一身的復(fù)合設(shè)備。主要包括81臺(tái) (套)設(shè)備(見(jiàn)表1)。
氣化爐主要部件使用材料列于表2。
氣化爐按工藝功能可分為6部分：
氣化反應(yīng)段、急冷段、輸氣管段、氣體返回段、冷卻段、輔助設(shè)備。
氣化爐按機(jī)械結(jié)構(gòu)可分為3部分：
殼體、內(nèi)件、輔助設(shè)備。
2.1 氣化反應(yīng)段
氣化反應(yīng)段主要由承壓殼體、內(nèi)件渣池、熱裙、擋渣屏和反應(yīng)段膜式壁組成。
承壓殼體由Cr-Mo耐熱鋼制作，內(nèi)壁噴涂40mm厚的耐火材料130RGM，耐火材料由焊在內(nèi)壁上的“龜甲網(wǎng)”支承固定，防止事故狀態(tài)下的高溫，保護(hù)外殼金屬的熱損傷。內(nèi)件渣池由Incoloy合金制造，熱裙是由INCOLOY合金Ω管焊接而成筒體結(jié)構(gòu)，以防高溫及渣水和冷凝液腐蝕，擋渣屏和反應(yīng)段膜式壁E1320是由Cr-Mo耐熱鋼管與翅片相間焊接而成，膜式壁內(nèi)壁都焊接有保溫釘，以固定耐火材料SiC75P，耐火材料平均厚度為14mm。
2.2 急冷段
急冷段主要由急冷段外殼體、急冷區(qū)和急冷管組成。
急冷段外殼由Cr-Mo耐熱鋼制造，內(nèi)襯耐火材料，其作用與氣化段殼體相同。
急冷區(qū)由兩個(gè)功能區(qū)組成：一個(gè)是由濕洗單元經(jīng)過(guò)冷卻過(guò)濾后的合成氣(約200℃)被送入反應(yīng)段頂部流出的高溫合成氣中(約1500℃)，比例大約為 1∶1，混合后的合成氣溫度驟降到900℃左右；第二個(gè)是“急冷底部清潔區(qū)”，將高壓氮?dú)馑腿朐搮^(qū)，由 192根噴管進(jìn)行噴吹，以便減少或清除氣化段出口區(qū)域積聚的灰渣。急冷區(qū)部件全部由INCOLOY合金制造，以承受高溫與腐蝕。
急冷管E1301則是用Cr-Mo耐熱鋼制造，為管子－翅片－管子(膜式壁)結(jié)構(gòu)，合成氣通過(guò)急冷管進(jìn)一步冷卻。
2.3 輸氣管段
輸氣管段主要由輸氣管外殼和輸氣管組成。輸氣管外殼由Cr－Mo耐熱鋼制造，內(nèi)襯耐火材料，作用與氣化段殼體相同。
輸氣管(E1302)是由Cr-Mo耐熱鋼Ω管焊接而成的膜式壁結(jié)構(gòu)。輸氣管內(nèi)下半部分焊有保溫釘，用于固定一種耐沖刷腐蝕的耐火襯里。
2.4 氣體返回段
氣體返回段主要由氣體返回段外殼和內(nèi)件組成。
氣體返回段也由Cr-Mo耐熱鋼制造，內(nèi)壁噴涂耐火材料，作用和氣化段相同。內(nèi)件(E1303)是由Cr－Mo耐熱鋼管與翅片相間焊接而成的膜式壁結(jié)構(gòu)。
2.5 氣體冷卻段
氣體冷卻段主要由外殼、中壓蒸汽過(guò)熱器(E1306)、二段蒸發(fā)器(E1303B)、一段蒸發(fā)器組成。其中一段蒸發(fā)器又分成2個(gè)管束(E1303C／D)。
氣體冷卻器外殼Cr-Mo耐熱鋼制造，內(nèi)壁噴涂耐火材料，作用與氣化段相同。...
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