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殼牌氣化爐工藝流程

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更新時間：2016-01-11
發布人：anyfang

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殼牌氣化爐工藝流程目前國內已引進十余套Shell煤氣化的關鍵設備——氣化爐，投煤量1000t／d～2000t／d。投產的有 5套，已投產氣化爐最長運行周期為56天，國外同類型裝置最長運行周期為一年。目前幾套裝置的運行都不很穩定，其原因主要是：(1)氣化爐結構復雜、控制點多、操作難度大；(2)操作人員操作不熟練，需多消化吸收引進技術；(3)制粉系統及渣脫除系統故障率高，導致被迫停爐。Shell爐為單系列配置，氣化爐的長周期運行是整個裝置運行的關鍵。因此，掌握氣化爐的結構及特點，是實現整個裝置長周期運行的重點。 1 Shell氣化工藝簡述
從煤場通過皮帶輸送機運來的原煤在磨煤單元進行干燥、制粉，煤粉通過煤粉加壓輸送單元，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、蒸汽進行燃燒，發生反應，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，利用來自濕洗段的“冷態”合成氣進行急冷，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，進入渣處理單元的渣水處理系統中。少量熔渣以飛灰形式存在，通過急冷段、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中。
氣化爐內件本身是一臺膜式水冷壁及水管型冷卻器，安裝在整個氣化爐外殼中。在這種內件中，保持一種強制的冷卻水循環而吸收熱量，產生中壓蒸汽。
2 氣化爐的結構
Shell氣化爐由承壓殼體、內件及輔屬設備構成 (見圖1)，是集動、靜設備于一體，集燃燒、反應、換熱、急冷等工藝于一身的復合設備。主要包括81臺 (套)設備(見表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：
氣化反應段、急冷段、輸氣管段、氣體返回段、冷卻段、輔助設備。
氣化爐按機械結構可分為3部分：
殼體、內件、輔助設備。
2.1 氣化反應段
氣化反應段主要由承壓殼體、內件渣池、熱裙、擋渣屏和反應段膜式壁組成。
承壓殼體由Cr-Mo耐熱鋼制作，內壁噴涂40mm厚的耐火材料130RGM，耐火材料由焊在內壁上的“龜甲網”支承固定，防止事故狀態下的高溫，保護外殼金屬的熱損傷。內件渣池由Incoloy合金制造，熱裙是由INCOLOY合金Ω管焊接而成筒體結構，以防高溫及渣水和冷凝液腐蝕，擋渣屏和反應段膜式壁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、急冷區和急冷管組成。
急冷段外殼由Cr-Mo耐熱鋼制造，內襯耐火材料，其作用與氣化段殼體相同。
急冷區由兩個功能區組成：一個是由濕洗單元經過冷卻過濾后的合成氣(約200℃)被送入反應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；第二個是“急冷底部清潔區”，將高壓氮氣送入該區，由 192根噴管進行噴吹，以便減少或清除氣化段出口區域積聚的灰渣。急冷區部件全部由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)結構，合成氣通過急冷管進一步冷卻。
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構。輸氣管內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件組成。
氣體返回段也由Cr-Mo耐熱鋼制造，內壁噴涂耐火材料，作用和氣化段相同。內件(E1303)是由Cr－Mo耐熱鋼管與翅片相間焊接而成的膜式壁結構。
2.5 氣體冷卻段
氣體冷卻段主要由外殼、中壓蒸汽過熱器(E1306)、二段蒸發器(E1303B)、一段蒸發器組成。其中一段蒸發器又分成2個管束(E1303C／D)。
氣體冷卻器外殼Cr-Mo耐熱鋼制造，內壁噴涂耐火材料，作用與氣化段相同。...

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