壳牌煤气化工艺是世界上公认的最先进的第2代煤气化工艺之一,因其具有煤种适应性广、热效率高以及对环境友好等特点,深受众多用户的亲睐。迄今为止,中国引进壳牌煤气化装置近20套,其中已开车运行的数十套。然而,由于我国至今尚未有一个明确的标准或规范对壳牌煤气化装置的生产类别进行规定,导致很多项目在建设之前都要组织众多专家和学者对其进行重复的分析和论证,造成了资源的极大浪费。笔者拟以天津碱厂壳牌气化装置为例,从多方面对壳牌煤气化装置的生产类别分类进行分析。
1 气化工艺概述
以煤为原料生产合成气已有80年历史,根据气化炉结构以及煤炭在气化炉中气化时的形态,可以将气化工艺分为以下几种:固定床气化工艺(如水煤气炉、煤气发生炉、Lurgi)、流化床气化工艺(如 U-gas、灰熔聚、恩德炉)及气流床气化工艺(如壳牌、GE、GSP)等。
气流床气化技术是第3代煤气化工艺,其以干煤粉或水煤浆为原料,气化剂与之通过烧嘴混合后喷入气化炉内,在一定温度下发生燃烧和气化反应。气化炉内煤的细颗粒与气化剂混合均匀,气化反应迅速充分,气化炉内温度均匀,传热传质效率非常高。
该工艺不仅气化强度高,煤种适应范围宽,三废排放量少,碳转化率高,而且可以采用较高的气化压力,从而大幅提高生产能力,已成为当前主流的气化技术。
具有代表性的气流床气化工艺有荷兰壳牌公司的干煤粉气化工艺、美国GE公司的水煤浆气化工艺(原德士古水煤浆气化工艺)、美国DYNEGY公司的DESTEC气化工艺、德国KRUPPUHDE公司的PRENFLO工艺(加压K-T法)、德国鲁奇(LURGI)工艺以及德国西门子公司的GSP工艺。
国际上技术比较成熟、工艺指标比较先进、业绩较多的主要是壳牌公司干煤粉气化工艺和德士古的水煤浆气化工艺。两者均为加压纯氧气流床液态排渣的气化工艺。天津碱厂气化装置选用的就是目前国际上最先进的壳牌干煤粉气化工艺。
2 所属类别分析
根据中华人民共和国相关法律、法规及标准规范,对于化工装置的生产类别的分类主要参考执行的相关标准规范为:①《建筑设计防火设计规范》GB50016—2006;②《城镇燃气设计规范》GB50028—2006;③《石油化工企业设计防火规范》GB50160—92(1999版)。
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