当前位置：搜档网 › 浅析 SHELL 煤气化技术

浅析 SHELL 煤气化技术

·270·2016年7月第8卷技术论坛工程技术

浅析SHELL煤气化技术

赵野

神华鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯 017209

摘要：随着国内近年掀起的煤化工热潮，Shell煤气化工艺以其高效、安全和环保的特点，成为很多企业的首选工艺之一。本文介绍了Shell煤气化的工艺原理、特点，煤种的选择，气化炉炉温偏高和偏低的参数变化和影响，气化炉温度监测，煤烧嘴与烧嘴罩损坏泄漏的一般原因及影响，以及对Shell煤气化未来的展望。

关键词：壳牌煤气化；气化炉的特点；煤种；炉温；烧嘴罩

中图分类号：TQ546 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2016）64-0270-02

1 引言

能源和环境是人类赖以生存与发展的基础，然而当今世界正面临着能源短缺、环境污染和温室效应等诸多问题，如何实现人类社会、经济与环境的协调可持续发展，已经引起国际社会的普遍关注。人类必须在化石能源濒临枯竭和生存环境濒临崩溃之前，完成替代能源和相关技术的开发。我国是能源消耗大国，而且煤多油少气贫，那么煤转气转油将是未来发展的趋势，它将带动经济的发展，也是国家能源战略储备的一部分。壳牌煤气化技术的出现为洁净能源的开发指明方向，产品具有节能降耗，应用广泛的特点。以下是结合自己在工作中的实践和对壳牌煤气化的所知进行分析探讨。

2 SHELL煤气化的原理和特点

2.1 SHELL煤气化的工艺原理

Shell煤气化技术是目前世界上较为先进的第二代粉煤气化技术之一，气化过程也是在高温加压下进行的。其进料方式是将碎煤磨成0.1mm以下、水分2%以下的细粉，高压氮气通过特殊的喷嘴将粉煤送进炉膛，与被蒸汽稀释的氧气在气化炉内高温高压下气化形成合成气（CO+H2＞90%）、飞灰和熔渣[1]。该技术工艺流程较简单，原煤经碎煤后送至磨煤机，磨成的细粉被热惰性气体干燥，由高压氮气将干煤粉送入气化炉，另外高压氧气和中压过热蒸汽混合后也由喷嘴喷入炉内。炉口约1400～1600℃的高温合成气离开气化炉顶部，与来自洗涤和除灰系统混合后200℃的合成气混合，被激冷到900℃后进入合成气冷却段冷却到340℃，然后再进入干式除灰系统和湿洗除灰系统。大部分熔渣被渣水激冷破碎成粒径平均接近1mm的玻璃球体。

2.2 SHELL煤气化的特点

第一，干粉进料，气化效率高。原料煤所含能量之中，大约80～83%以合成气形式回收，另外14%～16%以蒸汽形式回收，总的热效率可达98%左右。

第二，气化操作温度高。气化温度约在1400～1600℃，在高的气化温度下碳转化率高达99%，有效气体成份含量高，产品气体相对洁净，不含重烃，甲烷含量很低，煤气品质好[2]。

第三，氧耗低。与湿法进料水煤浆气化相比，氧气消耗低（15%～25%），原料制备系统简单，进料灵活，与之配套的空分装置投资可相对减少。

第四，加压操作，单炉生产能力大。目前已投入的单炉日处理煤量达到2000吨。

第五，气化炉结构较简单，内部为膜式水冷壁，无任何耐火砖，烧嘴寿命长，所以气化炉坚固耐用，操作可靠[3]。

第六，生产调幅能力强，连续运转周期长。采用对称式多烧嘴，混合效果好，提高了气化操作的可靠性和生产调幅能力。气化煤烧嘴设计保证寿命8000h。

第七，煤种适应性广。

第八，环保性能好。

3 SHELL煤气化工艺对煤种的选择

尽管壳牌煤气化炉适应的煤种很广，但也不是万能的，从技术经济的角度考虑对煤种还是有一定的要求。煤种特性对煤气化炉和相关的设备设计及操作密切相关。壳牌煤气化着重从水分、灰分、煤粉粒度、挥发份、反应活性、总硫、灰熔点及灰组成来具体选择适合自己的煤。

4 SHELL煤气化炉温度

4.1 气化炉温度监测

气化炉蒸汽产量可以用来作为气化炉温度监测的主要参数，与此同时要对其渣型进行比对，保证对炉温进行正确判断，从而对气化温度进行调节，也可通过CO2和CH4量的变化对炉温进行监控。

气化炉蒸汽产量自动控制用于灰熔点和灰分正常波动时校正气化温度[4]。

图1 炉温偏高渣型图2 炉温偏低渣型

4.2 气化炉温度波动

在气化炉操作过程中，炉温偏高，合成气中CO2含量升高、CH4含量降低、汽包小室副产蒸汽升高，煤粉燃烧后产生的煤渣成黄褐色晶体，针状物多（见图1所示），燃烧充分，渣的流动性强，炉壁不易挂渣，保温效果差，极易烧坏气化炉膜式水冷壁、烧嘴头以及烧嘴罩，降低了它们的使用寿命。

炉温过高煤粉燃烧后，液态熔渣还容易被合成气带到气化炉冷却段十字吊架处，随着温度的降低，熔渣容易凝固在换热器上，时间长了，换热器的前后压差将增大，SGC入口温度也会升高，气化炉压力增大，激冷气量明显下降，饱和蒸汽经过换热器时的换热效果差，过热蒸汽的温度将受到影响。如果SGC出口温度也升高，说明换热器堵的不是很厉害；反之，说明堵的很严重了。

炉温偏低，合成气中CO2含量降低、CH4含量升高、汽包小室副产蒸汽降低，煤粉燃烧后产生的煤渣成黑色小颗粒状（见图2所示），燃烧很不充分，渣的流动性差，炉壁挂渣较厚，传热效果差，下渣口很容易堵渣，给生产造成影响。

5 SHELL煤气化炉烧嘴罩的损坏泄漏

在气化炉运行过程中，导致烧嘴罩损坏泄漏的原因很多，也是诸多壳牌煤气化人多年要攻克的瓶颈，下面谈谈个人对此问题的理解，仅供参考。

5.1 烧嘴罩泄漏的直接原因

局部超温导致的烧蚀。制造烧嘴罩的材料为13CrMo4-5钢，其金相组织为铁素体/珠光体。烧嘴罩泄漏部位的金相组织为马氏体。金相学理论表明：超过840℃的高温可以导致铁素体/珠光体转变为马氏体，而马氏体恰好不耐高温。

5.2 烧嘴罩泄漏的根本原因

（1））粉煤烧嘴火苗长度偏低，低于设计值。导致粉煤烧嘴火苗的高温外焰（2500-3000℃）接近烧嘴罩。

（2））炉温整体偏高但波动很大。炉温过高时，渣的流动性变得非常好。因为烧嘴位置的原因，合成气和渣在炉膛内形成环流。此种情况在下渣口下方同样存在。渣的流动性太好，会有部分渣被气流带到渣裙和热裙的位置，并附着在

（下转第273 页）

工程技术技术论坛2016年7月第8卷·273·

3 控制系统工作原理及控制过程

操作面板接收来自操作人员的操作指令并显示设备的运行状态；光电开关、行程开关、磁环开关等检测元件检测托盘及胶块的位置状态以及机械各部机的动作状态；系统PLC程序自动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据程序所确定的逻辑关系刷新输出点的状态，通过交流接触器和电磁阀来控制相应电动机的启停和气缸的动作；IRC5机器人控制系统通过轴计算机扫描内部总线状态，结合内部运动程序和逻辑判断程序来控制码垛机器人的各个动作，同时通过总线与外部系统PLC进行通讯，从而完成整个码垛流程的自动控制。控制系统的结构及原理简图如图3所示。

图3电控系统原理框图

4 改进措施

该应用方案操作灵活、码垛整齐美观、智能化程度高，极大地提高了码垛装箱效率，很好的满足了橡胶后处理自动生产线对码垛、装箱的要求。但在实际应用过程中，仍旧存在一些问题容易引起码垛机器人系统故障，这些问题主要体现在以下三个方面：

（1）由于机器人控制柜至手抓上的接近开关、光电开关和电磁阀的控制电缆，其敷设路径是在机器人手臂内部沿手臂敷设。因此，伴随着机器手臂的扭转、拉伸，其内部的电缆也同步不停的进行扭转、拉伸，从而极容易引起损伤，出现电缆短路、断路和接地等故障，造成码垛机故障停机。

（2）由于码垛机装箱工作模式的切换需要频繁更换机器人腕部与手抓间的连接杆，引起机器人腕部伺服电机端盖螺孔和手抓底座螺孔均会出现螺纹损伤，引起滑丝、脱扣，造成手抓连接故障，而且难以维修。

（3）IRC5机器人控制柜对供电可靠性要求较高，突然的停电、来电易引起机器人控制系统内部数据丢失、启动失灵（系统不回零）甚至主板损坏，处理起来非常困难。

为应对上述问题，经过论证提出以下改进方案，实施后效果理想，使IRC5机器人码垛系统的运行稳定性得到了进一步提升：

（1）对机器人手抓进行优化改造，尽量减少元件数量，从而减少沿机器人手臂敷设的信号线数量，将因线路损伤引起机器人故障的可能性减到最小。一是将检测手抓状态的两只接近开关取消，改由PLC内部程序控制，并通内部时间继电器调整手抓抓合力度；二是将手抓电磁阀迁移至机器人机座处。这样，沿机器人手臂内侧敷设的信号线的数量由6根减少到3根，将因线路损伤引起机器人故障的可能性降低了50%。

（2）对沿机器人手臂敷设线缆的路径和方式进行改造，缩减线路损伤后检查和更换线缆的作业难度。一是将沿机器人手臂内侧敷设改为沿机器人手臂外侧敷设，这样便于检查和更换；二是将整根线缆分段处理，在旋转和拉伸部位设置过渡段，这样检查和更换的重点可集中在过渡段，使得检查和更换更容易进行。

（3）对机器人腕部与手抓间的连接杆安装方式进行改造。在连接杆与机器人腕部伺服电机端盖间及连接杆与机器人手抓底座间增设安装法兰，变内孔螺栓为外部穿心螺栓，解决内孔螺纹的滑丝、脱扣问题。

（4）IRC5机器人控制柜电源由普通市电改为UPS供电，提高供电可靠性，并制定操作规范，杜绝停电后3分钟内送电，避免短时间内突停突送造成的数据丢失及主板损坏现象。

5 结束语

将IRC5机器人与PLC控制技术相结合，应用于橡胶后处理自动包装线上，实现了成品胶块的自动装箱、自动码垛，通过优化控制程序、改进手抓及线路结构进一步降低了故障率、提高运行可靠性和稳定性。

参考文献

[1]李晓刚.码垛机器人的研究与应用现状、问题及对策[J].包装工程，2011（3）：96-102.

[2]胡洪国.码垛技术综述[J].组合机床与自动化加工技术，2000（6）：7-9.

（上接第270 页）

热裙上，越聚越多，便形成热裙位置的环形积渣。这说明在某一时间段炉温过高。炉温过高，烧嘴罩不能将热量及时传递出去，导致高温腐蚀。烧嘴罩损坏，漏出的蒸汽对烧嘴流道造成影响，同时有可能导致渣的流动发生变化，也会对烧嘴流道造成影响。而且烧嘴、烧嘴罩烧漏了，烧嘴冷却水的使用量将随着漏点的增大而增大，烧嘴冷却水缓冲罐补水的频率也将增加，蒸汽进入气化炉，导致水冷壁不挂渣，同时对耐火材料、销钉寿命有很大影响。炉温过低时渣流动性差，粘度较高的渣流入烧嘴罩改变火焰形状，产生回火，在烧嘴罩内部形成了局部的高温区域，从而形成局部区域的磨蚀和点蚀，造成泄漏。

（3））煤种频繁波动。煤种发生变化，煤中的灰含量也将发生变化。煤种灰含量大幅变化时，炉温将大幅波动，渣层厚度也相应的发生变化。烧嘴罩的插入深度有可能无法满足高灰含量的煤种，或者因为炉温波动导致渣层变厚，部分熔渣落入烧嘴罩内，对烧嘴流道造成影响，在烧嘴罩内形成局部过氧，损坏烧嘴。

（4）四条煤线粉煤流量不均匀。烧嘴罩损坏时，我们观察煤线经常有大幅波动，导致煤线氧煤比高报警，那么煤线波动不稳定有哪些原因？

煤粉给料仓锥部有异物，下料空间小。

煤粉给料仓锥部反吹氮气流量波动（或者流量表显示0和坏值），煤粉下料不均匀。

a.煤线角阀卡异物或失真，输出值与反馈值偏差过大，影响煤粉正常输送，造成过氧，煤线波动。

b.煤线密度计、速度计和温度计补偿失真（显示0和坏值），造成假象，导致煤线波动。

c、磨煤单元和煤粉加压输送单元的伴热温度低，煤粉温度低于80℃，煤粉流动性差，煤线发生波动。

d、气化开车前，对煤线做煤粉循环，如果做得不仔细不稳定，正常运行过程中煤线也会发生波动。

综上所述，在操作壳牌气化炉时，要时刻关注煤线的运行是否稳定，发现波动及时处理。也要加强对炉温的监控，防止炉温过高，损坏烧嘴、烧嘴罩以及炉内的其他部件，影响生产。

6 结语

Shell煤气化技术被煤化工企业广泛应用，有着良好的发展前景和探索空间。作为国家能源战略的前沿产业，Shell 煤气化正迈着铿锵有力的步伐，在新兴科学技术的引领下迅速崛起；作为新能源替代战略的排头兵，它与时俱进，气宇轩昂谱写着气势恢宏的新蓝图。我相信，只要我们不断的探索，Shell煤气化的明天将更加精彩。

参考文献

[1]丁福臣，易玉峰.制氢储氢技术[M].化学工业出版社，2006：92-114.

[2]马军，孙志萍.Shell 煤气化技术及其在国内的应用[J].化学工业与工程技术，2009，29（3）：54-57.

[3]汪家铭.Shell 煤气化技术及其在我国的应用[J].煤炭加工与综合利用，2007，73（2）：37-39.

[4]李兵兵.Shell 煤粉加压气化技术应用[J].中国化工贸易，2013（506）：253-253.

第一作者简介：赵野，1985年生，男，汉族，辽宁省大连人，2009年毕业于大连水产学院，机械设计与自动化专业，本科工学学士，助理工程师，从事壳牌煤气化方面的研究工作。

壳牌煤气化技术简介

主流煤气化技术及市场情况系列展示（之五）壳牌煤气化技术技术拥有单位：壳牌全球解决方案国际私有有限公司壳牌是世界知名的国际能源公司之一。壳牌煤气化技术可以处理石油焦、无烟煤、烟煤、褐煤和生物质。气化炉的操作压力一般在，气化温度一般在1400～1700摄氏度。在此温度压力下，碳转化率一般会超过99%，冷煤气效率一般在80～83%。对于废热回收流程，合成气的大部分显热可由合成气冷却器回收用来生产高压或中压蒸汽；如配合采用低水气比催化剂的变化工艺，在变换单元消耗少量蒸汽即可保证变换深度要求，剩余大量蒸汽可送入全厂蒸汽管网，获得可观的经济效益。目前，壳牌全球解决方案国际私有有限公司负责壳牌气化技术的技术许可，工艺设计以及技术支持。2007年壳牌成立了北京煤气化技术中心，2012年初，壳牌更是将其全球气化业务总部也从荷兰移师中国，这充分体现了壳牌对中国现代煤化工蓬勃发展的重视，同时壳牌也能更好地利用其全球气化技术能力，贴近市场，为中国客户提供更加快捷周到的技术支持。目前，在北京的壳牌煤气化技术团队可提供从研发、工程设计、培训、现场技术支持以及生产操作和管理的全方位技术支持和服务。一、整体配套工艺根据不同的煤质特性以及用户企业的不同生产需求和规划，壳牌开发了下面3种不同炉型：壳牌废锅流程是当前工业应用经验最丰富的干粉气化技术。它的效率和工艺指标的先进性已经得到了验证和认可，而且在线率也在不断创造新的世界纪录，大部分客户已实现满负荷、长周期、安全、稳定运转。如果业主比较关注热效率,全厂能效和环保效益的话，采用壳牌废锅流程并配合已成功应用的低水气比变换技术应该是最合适稳妥的方案。壳牌上行水激冷流程特别适合处理有积垢倾向的煤种；适合大型项目，此外投资低，可靠性高。对于比较关注在线率和低投资的业主，采用壳牌上行水激冷流程应该是最合适稳妥的方案。

煤化工产业概况及其发展趋势

煤化工产业概况及其发展趋势集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

我国煤化工产业概况及其发展趋势煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1 煤化工产业发展概况 1． 1 煤炭焦化焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为～亿t/a，直接消耗原料精煤约亿t/a 。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/ a。目前，我国焦炭产量约亿t/a，居世界第一，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。全国有各类机械化焦炉约750座以上，年设计炼焦能力约9000万 t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m以上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显着提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。焦炭成为我国的主要出口产品之一，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2 煤气化及其合成技术 1.2.1 煤气化煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。

四种煤气化技术及其应用

四种煤气化技术及其应用李琼玖,钟贻烈,廖宗富,漆长席,周述志,赵月兴 (成都益盛环境工程科技公司,四川成都610012) 摘要:介绍了4种煤气化工艺技术,包括壳牌工艺、德士古水煤浆气化工艺、恩德工艺、灰熔聚流化床气化工艺,对其技术特点、工艺流程、主要设备及应用实例进行了详细阐述,并对4种工艺进行了对比。关键词:煤气化;壳牌工艺;德士古;恩德工艺;灰熔聚工艺;煤气炉中图分类号:TQ546文献标识码:A文章编号:1003-3467(2008)03-0004-04 Four Coal Gasification Technologi es and Their Applicati on L I Q iong-ji u,ZHONG Y i-lie,LIAO Zong-fu, QI Chang-xi,ZHOU Shu-zhi,ZHAO Yue-xing (Chengdu Y i s heng Envir on m ent Eng i n eering Techo logy C o.Ltd,Chengdu610012,China) Abst ract:Four coal gasificati o n technologies,inc l u d i n g Shell techno logy,Texaco coa l-w ater sl u rry gasif-i cati o n,Enticknap pr ocess,ash agg l o m erati o n fl u i d ized bed gasification technology are intr oduced,and the technical features,technolog ical process,m ai n equipm ent and app lication exa m p le o f the four techno l o g i e s are descri b ed in detai.l K ey w ords:coal gasification;She ll techno logy;Texaco;Enticknap process;ash agglo m erati o n tech-nology;gas stove 1壳牌粉煤气化制取甲醇合成气 1.1壳牌工艺技术的特点壳牌煤气化过程(SCGP工艺)是在高温加压下进行的,是目前世界上最为先进的第FG代煤气化工艺之一。按进料方式,壳牌煤气化属气流床气化,煤粉、氧气及蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内,在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。一般认为,由于气化炉内温度很高,在有氧存在的条件下,碳、挥发分及部分反应产物(H2、CO等)以发生燃烧反应为主;在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应,过程进入到气化反应阶段,最终形成以CO、H2为主要成分的煤气离开气化炉。壳牌粉煤气化的技术特点:1干煤粉进料,加压氮气输送,连续性好,气化操作稳定。气化温度高,煤种适应性广,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化,对煤的活性几乎没有要求,对煤的灰熔点范围比其它气化工艺更宽。对于高灰分、高水分、含硫量高的煤种同样适应。o气化温度约1400~1700e,碳转化率高达99%以上,产品气体相对洁净,不含重烃,甲烷含量极低,煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。?氧耗低,与水煤浆气化相比,氧气消耗低,因而与之配套的空分装置投资可减少。?单炉生产能力大,目前已投入运转的单炉气化压力为3MPa,日处理煤量已达2000t。?气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,维护量少,气化炉内无转动部件,运转周期长,无需备炉。?热效率高,煤中约83%的热能转化在合成气中,约15%的热能被回收为高压或中压蒸汽,总的热效率为98%左右。?气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,对环境几乎没有影响。气化污水中含氰化合物少,容易处理,必要时可做到零排放,对环境保护十分有利。à壳牌公司专利气化烧嘴可根据需要选择,气化压力2.5~4.0M Pa,设计保证寿命为8000h,荷兰De m ko lec电厂使用的烧嘴在近4年收稿日期:2007-10-13 作者简介:李琼玖(1930-),男,教授级高级工程师、研究员,长期从事化工设计、建设、生产工程技术工作,主编5合成氨与碳一化学6、5醇醚燃料与化工产品链工程技术6专著,发表论文百余篇,电话:(028)86782889。

壳牌煤气化

工艺原理　壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO 等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。工艺流程目前，壳牌煤气化装置从示范装置到大型工业化装置均采用废锅流程，激冷流程的壳牌煤气化工艺很快会推向市场。原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90%<100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900 ℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量副产高压、中压饱和蒸汽或过热蒸汽后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1 mg/m3送后续工序。湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。技术特点（1）煤种适应性广对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。（2）单系列生产能力大目前已投人生产运行的煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000 t/d 以上。

煤气化技术的现状及发展趋势分析

煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。

几种常用煤气化技术的优缺点

几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。一Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石<助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。其优点如下： <1）适用于加压下<中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 <2）气化炉进料稳定，因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 <3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。该技术的缺点是： <1）因为气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 <2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁<一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。

煤气化技术

煤气化技术国外气化炉发展现状 1、GE-德士古（Texaco）气化炉 Texaco气化炉是最成熟的第二代喷流床气化炉，它是由美国德士古石油公司下属的德士古开发公司（Texaco Development Corporation）研发的。第一套日处理15吨煤的中试装置于1948年在美国洛杉矶建成，并于1958年在美国摩根城建立了日处理100吨煤的原型装置，以东部煤为原料，操作压力为2.8MPa，合成气用于生产氨。但由于缺乏竞争力，被迫停止运行。石油危机之后，Texaco 气化炉得到了快速发展，尤其是美国15t/d和德国150t/d的实验装置做了大量的试验，解决了水煤浆制造、高温气体热回收、燃料喷嘴及煤种适应性的系列难题。并且于1983年和1984年分别成功应用于Eastman化工厂和Cool Water IGCC示范电站。目前，Texaco气化炉是国际上最成熟、商业化装置最多的第二代气化炉。美国的伊斯曼2台，日本宇部4台及德国SAR的1台都在运行。除此之外尚有美国Tampa电站一台2400t/d煤的气化炉示范装置。2004年5月，GE能源公司收购了Texaco气化炉业务。自从上世纪80年代初，Texaco气化炉开始大规模应用，最初主要应用于化工领域，特别是用于F-T合成和生产化工产品。进入上世纪90年代之后，更多的应用于电力生产行业。这主要是因为20世纪90年代以来，IGCC和以IGCC 为核心的多联产系统的迅速发展。在Texaco气化炉被GE能源收购之后，这一趋势会更加明显。 Texaco气化炉进入我国比较早，从20世纪80年代就开始陆续在我国化工行业应用，且有较多业绩。自1993、1996年鲁南化肥厂、陕西渭河化肥厂Texaco 水煤浆气化工业装置分别投运以来，Texaco气化炉在我国陆续投产。Texaco气化炉在我国的国产化进程发展也较快，华东理工大学在开发“多喷嘴对置式水煤浆气化炉”方面，就借鉴了Texaco的运行经验。据我们的统计，截止2006年底，中国共有28台Texaco气化炉建成投运；另外有12台在建，预计2010年之前投运。这些气化炉除了早期有17台以石油焦为气化原料以外，其他气化炉，包括在建的12台都是以煤炭为原料。目前这些气化炉主要用于化工品的生产，尤其

国内煤气化技术评述与展望

2012年第15期广东化工第39卷总第239期 https://www.sodocs.net/doc/667782885.html, · 59 · 国内煤气化技术评述与展望付长亮 (河南化工职业学院，河南郑州 450042) [摘要]依据煤气化技术的常用分类标准和评价指标，分析研究了国内所用的煤气化技术的优势与不足。综合考虑原料广泛性、技术先进性、投资成本等因素，认为航天炉干粉煤气化技术具有适应的煤种多、气化效率高、生产能力大、碳转化率高、投资省、操作费用低等优势，在未来的煤化工产品生产中将会得到普遍的应用。 [关键词]煤气化技术；评述；展望 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0059-02 Review and Prospects of Domestic Coal Gasification Technology Fu Changliang (Henan V ocational College of Chemical Technology, Zhenzhou 450042, China) Abstract: According to common classification standard and evaluation index, advantages and disadvantages of domestic coal gasification technology were analyzed and studied. Considering comprehensively the raw material extensive, technology advanced and investment cost, it was thought that HT-L dry powder coal gasification had the vast potential for future development, because of the more quantity of coal type used, higher gasification efficiency, larger production capacity, higher carbon conversion, lower investment cost. Keywords: coal gasification technology ；review ；prospects 1 煤气化及其评价指标煤气化指在高温下煤和气化剂作用生成煤气的过程。可简单表示如下： +???→高温煤气化剂煤气其中的气化剂主要指空气、纯氧和水蒸汽。煤气化所制得的煤气是一种可燃性气体，主要成分为CO 、H 2、CO 2和CH 4，可作为清洁能源和多种化工产品的原料。因此，煤气化技术在煤化工中处于非常重要的地位。煤气化反应主要在气化炉(或称煤气发生炉、煤气炉)内进行。不同的煤气化技术主要区别在于所用的气化炉的形式不同。通常，对煤气化技术的评价主要从气化效率、冷煤气效率、碳转化率和有效气体产率四个方面进行。气化效率衡量原料(煤和气化剂)的热值转化为可利用热量(煤气的热值和产生蒸汽的热值)的情况，是最常用的评价指标，标志着煤气化技术的能耗高低。冷煤气效率衡量原料的热值转化为煤气热值的情况，是制得煤气量多少及质量高低的标志。碳转化率衡量煤中有多少碳转化进入到煤气中，是煤利用率高低的标志。有效气体产率衡指单位煤耗能产出多少有效气体(CO+H 2)，是对煤气化技术生产有价值成分效果好坏的评价。这四个指标不完全独立，从不同的方面反映了煤气化技术中人们最关注的问题。 2 煤气化技术的分类煤气化的分类方法较多，但最常用的分类方法是按煤与气化剂在气化炉内运动状态来分。此法，将煤气化技术分为如下几种。 2.1 固定床气化固定床气化也称移动床气化，一般以块煤或煤焦为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底送入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态。气化炉内各反应层高度亦基本上维持不变。因而称为固定床气化。另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的灰渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。目前，国内采用此方法的煤气化技术主要有固定床间歇气化法和加压鲁奇气化法。 2.2 流化床气化流化床煤气化法以小颗粒煤为气化原料，这些细粒煤在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混和和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。目前，国内属于此方法的煤气化技术主要有恩德粉煤气化技术和ICC 灰融聚气化法。 2.3 气流床气化气流床气化是一种并流式气化。气化剂(氧与蒸汽)与煤粉一同进入气化炉，在1500~1900 ℃高温下，将煤部分氧化成CO 、H 2、CO 2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。也可将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉。在气化炉内，煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下。因此，其热解、燃烧以及吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹挟着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运动形态，相当于流态化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。属于此类方法的煤气化技术较多，国内主要有壳牌干粉煤气化法、德士古水煤浆气化法、GSP 干粉煤气化法、航天炉干粉煤气化等[1-3]。 3 国内主要煤气化技术评述 3.1 固定床间歇式气化块状无烟煤或焦炭在气化炉内形成固定床。在常压下，空气和水蒸汽交替通过气化炉。通空气时，产生吹风气，主要为了积累能量，提高炉温。通水蒸汽时，利用吹风阶段积累的能量，生产水煤气。空气煤气和水煤气以适当比例混合，制得合格原料气。该技术是20世纪30年代开发成功的。优点为投资少、操作简单。缺点为气化效率低、对原料要求高、能耗高、单炉生产能力小。间歇制气过程中，大量吹风气排空。每吨合成氨吹风气放空多达5000 m 3。放空气体中含CO 、CO 2、H 2、H 2S 、SO 2、NO x 及粉灰。煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，对环境污染严重。我国中小化肥厂有900余家，多数采用该技术生产合成原料气。随着能源和环境的政策要求越来越高，不久的将来，会逐步被新的煤气化技术所取代。 3.2 鲁奇加压连续气化 20世纪30年代，由德国鲁奇公司开发。在高温、高压下，用纯氧和水蒸汽，连续通过由煤形成的固定床。氧和煤反应放出的热量，正好能供应水蒸汽和煤反应所需要的热量，从而维持了热量平衡，炉温恒定，制气过程连续。鲁奇加压气化法生产的煤气中除含CO 和H 2外，含CH 4高达10 %~12 %，可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。相比较于固定床间歇气化，其优点是炉子生产能大幅提高，煤种要求适当放宽。其缺点是气化炉结构复杂，炉内设有破粘机、煤分布器和炉篦等转动设备，制造和维修费用大，入炉仍需要是块煤，出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂。 3.3 恩德粉煤气化技术恩德粉煤气化技术利用粉煤(<10 mm)和气化剂在气化炉内形成沸腾流化床，在高温下完成煤气化反应，生产需要的煤气。由于所用的原料为粉煤，煤种的适应性比块煤有所放宽，原料成本也得到大幅度降低。得益于流化床的传质、传热效果大大优于固定床，恩德粉煤气化炉的生产能力比固定床间歇制气有较大幅度的提高。由于操作温度不高，导致气化效率和碳转化率都不高，且存在废水、废渣处理困难等问题。此技术多用于替代固定床间歇制气工艺[4-6]。 [收稿日期] 2012-07-21 [作者简介] 付长亮(1968-)，男，河南荥阳人，硕士，高级讲师，主要从事化工工艺的教学与研究。

壳牌气化炉的现场组焊技术

石油化工建设10. 03 图1气化炉整体模型 1气化炉概况近年来，随着煤化工的兴起，煤液化技术、煤制甲醇、油改煤在国内大批推进，其中壳牌气化炉（以下简称：气化炉）是采用最多的设备之一，如神华煤制油、中原大化50万t 甲醇装置、大唐多伦168万t 甲醇46万t 煤基烯烃均采用壳牌专利技术。壳牌气化炉一律为专利设备整体引进，并由外商进行总体设计，其壳体部分大致分由两个国家制造：西班牙、印度L ＆T 公司；内件部分由荷兰SEG 公司设计，分别由西班牙和L ＆T 公司制造；其结构形式为膜式水冷壁结构。1.1气化炉总体介绍气化炉主要由壳体和内件组成。其中壳体分为反应器（Re-actor ）＋激（急）冷管（Quench Pipe ）（位号：V1301），合成气冷却器（Syngas Cooler ）＋气体返回室（Gas Return Chamber ）（位号：V1302），输气管（Transfer Duct ）（位号：V1303）。内件分为渣池（位号：V1401）、激冷管中压蒸汽发生器（位号：E1301）、输气管中压蒸汽发生器（位号：E1302）、合成气冷却器中压蒸汽发生器（位号：E1303）、气化炉反应器中压蒸汽发生器（位号：E1320）以及气体返回室内的立管（主管）和斜管（支管）等七部分。1.2设备材料及设备规格气化炉整体重量约1300t 。壳体主要材质为SA387GR11CL2；在反应器段、合成气冷却器段有一部分材质为复合材料SA387GR11CL2＋NO8825；最大壁厚285mm ；壳体最大内径Φ4630mm ；需要现场组对焊缝处的壁厚为65～90mm ；整体长段50.2m 。气化炉整体模型如图1所示。1.3设备分段（以2000t 炉子为例）为了满足设备内陆道路运输及组焊吊装要求，在初步设计期间，技术方案的讨论必须有制造厂商参加，他们必须充分考虑管口方位、外壳外部尺寸等因素，并按照以下尺寸和重量极限进行设计分段：（1）组件高度最高5.1m ；（2 ）组件宽度最大7m ；（3）组件长度最长25.00m ；（4）组件重量最大150t 。具体的设备分段情况列表如表1、表2所示：（注大唐3000t 炉子分段的几何尺寸及重量略大些）壳牌气化炉的现场组焊技术 ■肖晓磊中国化学工程第十一建设公司河南开封 475002 摘要通过与壳牌公司技术交流，借鉴国外压力容器组焊的先进经验，在国内中石化油改煤工程投料调试的经验基础上，结合大型气化炉组焊技术的工程实例，阐述一项成熟的气化炉现场组焊技术。本文着重于描述施工程序（组装流程）、组对与焊接、内件安装。对于无损检测、消除应力热处理、液压试验、衬里等仅做一般性介绍。关键词壳牌技术气化炉现场组对焊接中图分类号TG44 文献标识码B 文章编号1672-9323（2010）03-0035-08 35

SCGP(壳牌)煤气化工艺

SCGP（壳牌）煤气化工艺 1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。 1.1工艺原理。 SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。典型的SCGP煤气成分见表1。 1.2工艺流程。目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸

汽混合后导入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。 1.3技术特点。 1.3.1煤种适应性广。 SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。 1.3.2单系列生产能力大。煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。 1.3.3碳转化率高。由于气化温度高，一般在1400～1600℃，碳转化率可高达99％以上。 1.3.4产品气体质量好。产品气体洁净，煤气中甲烷含量极少，不含重烃，CO＋H2体积分数达到90％以上。 1.3.5气化氧耗低。与水煤浆气化工艺相比，氧耗低15％～25％，可降低配套空分装置投资和运行费用。 1.3.6热效率高。

Shell煤气化工艺的评述和改进意见

Shell煤气化工艺的综述及流程改进意见戴进美（湖南工学院材料与化学工程系应用化工专业0901班）摘要：叙述了Shell煤气化技术的发展过程，介绍了Shell煤气化工艺和主要设备的特点，回顾国内的装置建设情况，坦言一些存在的问题，并提出Shell工艺的改进意见：在为中国设计的制氢气、氨和甲醇化工装置中，将废锅流程改为激冷流程，町以明显降低投资，加快建设周期，提高开车速度，降低运行成本。关键词：Shell 煤气化工艺废锅流程激冷流程编者按：虽然Shell煤气化工艺是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一，但是这种工艺不是十全十美的国内引进该枝术应用于氢、氨、醇生产的过程中将面临着很多困难，认识上有很多不足。本文作者结合多年的工程实践经验，坦言Shell煤气化工艺存在的一些问题，并提出Shell工艺的改进意见．可供业界同行参考。 Shell煤气化过程是目前世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一。按学术上的分类，She[1煤气化属气流床气化。煤粉、氧气及少量水蒸气在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程，气化产物为以氢气和一氧化碳为主的合成气，二氧化碳的含量很少。 1 Shell煤气化技术的发展历程自20世纪50年代起，壳牌公司就参与了气化技术的开发。当时，该公司开发r以油为原料的壳牌气化技术(SGP)，至今已有150多套SGP没施得到技术转让。在积累油气化经验后，1972年开始在该公司的阿姆斯特丹研究院(KSLA)进行煤气化技术研究。1976年，煤气化工艺(SCGP)已达到一定水平并建立一座处理煤量为6t／d的试验厂，利用该装置一共试验了30多个不同的煤种。 1978年，在汉堡附近的哈尔堡炼油厂建设一座处理煤量为150t／d的工厂，公司利用这座装置进行了一系列成功的试验，至1983年该装置停止运转为止，累计运行了6l00h，其中包括超过1 000h的连续运转，顺利完成了工艺开发和过程优化的任务。在汉堡中试装置成功运行的基础上，1987年，壳牌公司在美同休斯顿附近的DeerPark 石化巾心建设了一座规模较大的上厂，这庠命名为SCGP l的示范进煤量为每天250t高硫煤或每天400t高湿度、高灰褐煤，共积累了15000h的操作经验。SCGP1试验了约18种原料，

壳牌煤气化问题

1、Shell煤气化技术开车问题分析 Shell粉煤加压气化工艺是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术，国内进口了十多套，其中三套（分别在岳阳，安庆、枝江）干煤粉气化炉，近一段时间开车。三套干煤粉气化炉刚开车时，出现了严重的问题（按供应商提供操作条件操作）：Shell每台气化炉有点火烧嘴一个，开工烧嘴2个，煤粉喷嘴4个。在气化炉投料运行前需要对气化炉进行烘炉，烘炉是用两个开工烧嘴时进行的，用点火烧嘴对开工烧嘴进行点火。点火顺序：点火烧嘴—开工烧嘴—煤粉烧嘴；首先点着点火烧嘴，之后开工烧嘴投料，给气化炉升温和升压，当温度和压力达到了工艺要求的工况时，煤粉烧嘴进行化工投料，至此，气化炉进入化工运行阶段。岳阳，安庆，枝江三家使用Shell气化炉的企业在对点火烧嘴进行开车时都出现了同样的问题：点火不到10秒钟就将其点火烧嘴烧坏；该点火烧嘴的内喷头材质是铜，外壳为不锈钢incolly-800材料。燃料油从内喷头12个圆孔喷出，与氧气在内喷头与外壳之间的空隙混合，然后自12个槽型孔喷出，喷出之后进行燃烧。中心通冷却水，对点火烧嘴进行冷却。在点火烧嘴点火10秒钟后，点火烧嘴的外壳就如同气割一样被切割开了，严重损坏了。问题①点火烧嘴易损坏，最短时间不大于10秒钟，最多使用不到二十次，厂家是否有改进的措施？ ②点火烧嘴造价高昂、更换频繁，从技术上能否提高设备寿命？ ③点火烧嘴是否实现了国产化？造价、寿命如何？。

2、SHELL气化炉、GE废锅气化炉和GE水冷激气化炉 ①气化炉运行负荷是否能够达到100%？，目前是多少？ ②连续运行时间是多少？目前有没有突破两个月？ ③维修项目有哪些？维修时间能否缩短？成本如何？ 3、煤气化工艺中循环使用的洗涤灰水如何处理效果最佳? 4、壳牌煤气化工艺流程中的合成气反吹系统的反吹介质能否用洗涤后的粗合成气改为高温高压氮气？是否满足下游装置的工艺要求？对比节省工程投资是多少？ 5、壳牌粉煤气化是一种先进成熟的洁净煤气技术,该技术的关键设备是由气化炉、输气管和合成冷却器三大件组成，其中气化炉又是核心，如何将气化炉、输气管和合成气冷却器等设备进行安全可靠合理的配置，实现高转化效率，长周期运行，节省投资？ 6、废锅造价高，现在是否有降低造价的措施？尤其采用上行废锅形式，煤气激冷、余热回收、去除渣尘使这套系统变得庞大、复杂、昂贵；为了清除渣尘，采用庞大的陶瓷过滤装置，需要定期脉冲反吹。能否采用下行水激冷工艺设备？ 7、气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，能否综合利用？ 8、合成气中的粉尘含量的标准是多少？检测措施是什么？如果合成气粉尘超标将直接影响合成气的质量，对下游工艺流程有什么影响？

现代煤气化技术发展趋势及应用综述_汪寿建

2016年第35卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·653· 化工进展现代煤气化技术发展趋势及应用综述汪寿建（中国化学工程集团公司，北京 100007）摘要：现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环，涉及整个煤化工装置的正常运行。本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状，叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。包括第一类气流床加压气化工艺，又可分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤浆加压气化工艺。干法气化代表性工艺包括Shell炉干煤粉气化、GSP炉干煤粉气化、HT-LZ航天炉干煤粉气化、五环炉（宁煤炉）干煤粉气化、二段加压气流床粉煤气化、科林炉（CCG）干煤粉气化、东方炉干煤粉气化。湿法气化代表性工艺包括 GE水煤浆加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、多元料浆加压气化、熔渣-非熔渣分级加压气化（改进型为清华炉）、E-gas(Destec)水煤浆气化。第二类流化床粉煤加压气化工艺，主要有代表性工艺包括U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化、灰熔聚常压气化（CAGG）。第三类固定床碎煤加压气化，主要有代表性工艺包括鲁奇褐煤加压气化、碎煤移动床加压气化和BGL碎煤加压气化等。文章指出应认识到煤气化技术的重要性，把引进国外先进煤气化技术理念与具有自主知识产权的现代煤化工气化技术有机结合起来。关键词：煤气化；市场应用；气化特点；参数数据分析中图分类号：TQ 536.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）03–0653–12 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.001 Development and applicatin of modern coal gasification technology WANG Shoujian （China National Chemical Engineering Group Corporation，Beijing100007，China）Abstract：Modern coal gasification technology is an important part of modern coal chemical industrial plants，involving stable operation of the entire coal plant. This paper introduces application of modern coal gasification technologies in China，summarizes characteristics of gasification processes，application parameters，market data，etc. The first class gasification technology is entrained-bed gasification process，which can be divided into dry pulverized coal pressurized gasification and wet coal-water slurry pressurized gasification. The typical dry pulverized coal pressurized gasification technologies include Shell Gasifier，GSP Gasifier，HT-LZ Gasifier，WHG (Ning Mei) Gasifier，Two-stage Gasifier，CHOREN CCG Gasifier，SE Gasifier. The typical wet coal-water slurry pressurized gasification technologies include GE (Texaco) Gasifier，coal-water slurry gasifier with opposed multi-burners，Multi-component Slurry Gasifier，Non-slag/slag Gasifier (modified as Tsinghua Gasifier)，E-gas (Destec) Gasifier. The second class gasification technology is fluidized-bed coal gasification process. The typical fluidized-bed coal gasification technologies include U-gas Gasifier，SES Lignite Gasifier，CAGG Gasifier. The third class gasification technology is fixed-bed coal gasification process. The typical fixed-bed coal gasification technologies include Lurgi Lignite 收稿日期：2015-09-14；修改稿日期：2015-12-17。作者：汪寿建（1956—），男，教授级高级工程师，中国化学工程集团公司总工程师，长期从事化工、煤化工工程设计、开发及技术管理工作。E-mail wangsj@https://www.sodocs.net/doc/667782885.html,。