兩種煤制氫氣流程比較

1、兩種煤制氫氣氣化工藝路線的比擬一、氫氣制取現(xiàn)狀的簡述氫氣作為化工煉油生產(chǎn)的一種重要原料,可以用來生產(chǎn)合成氨、甲醇、二甲醛、生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)的油品等.制氫工藝經(jīng)過多年的開展,原料從氣態(tài)的天然氣,液態(tài)的油、瀝青到固態(tài)的煤、渣等,隨著原料成本的不斷變化制氫工藝路線也發(fā)生較大的變化.目前我公司使用的氫氣總量大約在12萬方,主要由天然氣作為原料生產(chǎn)制成,由于天然氣作為一種潔凈的能源,主要供應(yīng)居民使用,隨著居民生活水平的逐漸提升,天然氣價(jià)格也會(huì)逐漸上漲,用天然氣作為原料制取氫氣的價(jià)格也會(huì)上漲.煤作為一種制取氫氣的相對(duì)廉價(jià)的原料,煤制氫氣工藝近年來得到快速的開展,這些工藝在煤的高效、清潔使用上提供成熟的途徑.中國

2、石化公司利用煉油化工一體化的優(yōu)勢(shì),在氫氣制取上自2000年開始,針對(duì)化肥企業(yè)生產(chǎn)本錢高,煉油加氫氣的需要,正式啟動(dòng)了煤制氫氣的工作,至今下屬的7家企業(yè)實(shí)施了煤制氫氣的生產(chǎn).目前每年以煤替代燒油約4000kt,全年用煤量到達(dá)27000Kt以上,標(biāo)志著中石化已經(jīng)具有了先進(jìn)的潔凈煤氣化裝置,對(duì)于化肥企業(yè)開展、石化能源替代戰(zhàn)略的實(shí)施具有重大意義.近年來對(duì)煤制氫氣生產(chǎn)工藝開發(fā)的較多,比擬典型的有水煤漿工藝的德士古流程和粉煤氣化的殼牌流程,下面分別對(duì)這兩張生產(chǎn)工藝進(jìn)行比照.二、水煤漿加壓氣化與粉煤加壓氣化工藝1、兩種流程工藝特點(diǎn)比擬水煤漿氣流床氣化是指煤或石油焦等固體碳?xì)浠衔镆运簼{的形式與氣化劑一起通

3、過噴嘴,氣化劑高速噴出與料漿并流混合霧化,在氣化爐內(nèi)進(jìn)行火焰性非催化局部氧化工藝過程.典型的工藝流程有Texaco水煤漿氣化工藝.流程見下列圖：I二J博幗環(huán)可供選擇國4】直接讖冷方式的Te火aco氣化爐M式.燃機(jī),2.木煤漿儲(chǔ)帕,3一水煤旅來,小氣化爐,56俄氣式推濫外,7爐流儲(chǔ)槽,8爐*分內(nèi)間,玩降分器,10所工.HTexaco煤氣化的主要特點(diǎn)如下：原料范圍較寬,進(jìn)料平安容易限制. 設(shè)備布置緊湊,運(yùn)轉(zhuǎn)率高. 操作彈性大,氣化過程碳轉(zhuǎn)化效率比擬高,可到達(dá)95%到99%,負(fù)荷調(diào)整范圍可以到達(dá)50%到105% 有效氣成分可以到達(dá)80%,除含少量的甲烷外不含其他垃類、酚類和焦油. 可供選擇的氣化壓力

4、較寬,從2.6到8.5MPa 氣化過程污染少,環(huán)保性能好,高溫高壓產(chǎn)生的廢水所含的有害物極少. 爐內(nèi)耐火磚沖刷侵蝕嚴(yán)重,壽命一般在1到2年,更換耐火磚增加生產(chǎn)運(yùn)行本錢. 噴嘴使用周期短,一般使用60到90天就需要更換或修復(fù),一般需要有備用爐. 水煤漿含水量較高,使冷煤氣效率和有效氣成分偏低.氧耗、煤耗均低于粉煤氣化.氣流床以粉煤為原料,由氣化劑夾帶入爐,煤和氣化劑并流進(jìn)行局部氧化反響.為彌補(bǔ)反響時(shí)間短的缺陷,要求入爐的煤粒度較細(xì)和較高的反響溫度,典型的粉煤氣化流程有Shell煤氣化流程如下：Shell煤氣化的主要特點(diǎn)如下: 可以使用褐煤、煙煤等多煤種,碳轉(zhuǎn)化率到達(dá)98%以上,煤種含的硫、氧、灰

5、分及結(jié)焦性差異對(duì)過程均無顯著的影響. 產(chǎn)品氣中有效氣含量到達(dá)90%以上,CO2含量非常少,大大減少了酸性氣體的處理費(fèi)用,氣化產(chǎn)物中無焦油. 氧耗低,冷煤氣效率高. 粉煤對(duì)燒嘴的磨損低,單爐長周期運(yùn)行時(shí)間長. 采用水冷壁結(jié)構(gòu),無耐火磚. 單爐生產(chǎn)水平大,處理水平到達(dá)3000t/d 負(fù)荷環(huán)保要求,煤氣中的硫和氨很容易被去除,灰分補(bǔ)充玻璃狀的固體,可做建筑材料.2、煤種內(nèi)的組分對(duì)兩種氣化爐的影響由于水煤漿氣化爐采用了耐火磚襯里,為預(yù)防在耐火磚上結(jié)渣,必須使用低灰熔點(diǎn)的煤種,而粉煤氣化爐無耐火磚,必須使用高灰熔點(diǎn)的煤種在爐壁形成結(jié)渣,到達(dá)保護(hù)爐壁不受高溫侵蝕作用.下面對(duì)煤種內(nèi)組分對(duì)氣化反響的影響.Te

6、xacoShell水分水煤漿進(jìn)料干粉進(jìn)料,含水量2%灰分選用低灰分的煤種,保證氣化運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性.選用低灰熔點(diǎn)的煤種,可以有效的降低操作溫度、氧耗、灰分高,煤耗氧耗高,灰分低,氣化爐的冷壁結(jié)構(gòu)無法形成渣保護(hù)膜,熱損大,氣化爐使用壽命降低.助溶劑消耗,延長爐磚壽命O氣化操作溫度高于灰熔點(diǎn)100到150C才能做到排灰正常粒度哈氏可磨指數(shù)限制在60以上.易于破碎的煤容易制成漿.在保證碳轉(zhuǎn)化的前提下,根據(jù)煤種的反響活性、揮發(fā)分調(diào)整粒度的大小,以降低制粉產(chǎn)生的電耗3、兩種流程的關(guān)鍵技術(shù)比擬 煤漿制備在水煤漿中添加劑以降低煤漿的黏度,使其易于輸送和使煤漿中水在較長時(shí)間內(nèi)不析出.根據(jù)煤種類別,確定水煤漿的各種

7、粒度分布比例提升煤漿的含固量,到達(dá)不易析水又能輸送的最正確含固量值.一般情況在同等條件下的褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤制漿濃度依次增大. 煤漿輸送由于煤漿黏度大10003000mPa.S且含有大量固體顆粒,對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備部件磨損很快,因此煤漿的輸送多項(xiàng)選擇用隔膜柱塞泵. 燒嘴技術(shù)Texaco公司多年研究開發(fā)了三流道結(jié)構(gòu)的燒嘴,開發(fā)了耐溫、耐磨的制造燒嘴材料. 耐火磚技術(shù)水煤漿氣化爐內(nèi)襯耐火磚,不但需耐高溫而且要求能反抗煤灰熔渣SiO2、A12O3、MgO、CaO等的侵蝕.目前水煤漿氣化爐、火面耐火磚,采用以氧化銘為主添加少量氧化鎂或氧化鉆的耐火材料.耐火磚的砌筑設(shè)計(jì),既要保證高溫氣體不能穿串到爐壁引起氣化爐壁超溫又要便于局部更換.激冷室降溫除塵技術(shù)由于氣化爐是在較高壓力下操作,為使高溫的合成氣迅速冷卻下來,在氣化爐燃燒反響室下部設(shè)氣化爐的激冷室.其中有將灰水均勻分布沿下降管內(nèi)壁均勻流下的激冷環(huán).下降管和上升管組成的二相流上