第32卷第2期化工設計通訊Vol.32 No.22006年6月Chemical Engineering Design CommunicationsJun.2006Shell煤氣化技術吳迎(中國五環(huán)化學工程公司武漢430079)摘要介紹氣化效率高、 有利于環(huán)保、具有-定競爭力的Shell煤氣化工藝原理、技術特點及關鍵設備。建議盡快實現關鍵技術和設備的國產化。關鍵詞Shell煤氣化江藝原理技術特點;主要設備中圖分類號:TQ54文獻標識碼 A文 章編號:1003- 6490( 2006 )02- 0001- 031概述2 Shell 煤氣化工藝原理、技術特點及主要設備;謝爾粉煤加壓氣化工藝(簡稱Shell 煤氣化工藝)是荷蘭殼牌公司開發(fā)的一種先進的煤氣化技術，2.1 Shell 煤氣化工藝原理與先進的德士古( Texaco )水煤漿加壓氣化技術相比,Shell煤氣化過程是在高溫高壓下進行的,ShellShell煤氣化具有對煤質要求低，合成氣中有效組分煤氣化屬氣流床氣化。粉煤、氧氣及水蒸汽在加壓條(CO+ H2>90% )含量高原煤和氧氣消耗低，環(huán)境污件下并流進入氣化爐,在極為短暫的時間(3~10s)染小和運行費用低等特點,已成為近年來國內外設計內完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系單位和生產廠家首選的氣化工藝。列物理和化學過程其工藝流程如圖1所示，氣化工我國正在設計和建設中的洞庭氮肥廠、 柳州化學藝指標如表1所示。工業(yè)公司等廠家,已將該技術應用于合成氨生產。湖氨冷氣循環(huán)北化肥廠和安慶化肥廠也準備將該技術用于本廠的劑: 高壓蒸汽”油改煤”制氨流程。湖北雙環(huán)科技股份有限公司引進Shell公司基礎設計,由我院做工程設計,正在建設中壓蒸汽規(guī)模為800t/d相當于20萬t/a )的工業(yè)示范裝置,即[進煤]化幫合戚氣將投運。Shell煤氣化技術是我國建設大型煤化工項銷酸飛友一[濕洗]+[凈化]目或中氮肥改造的主要方向。Shell 工藝雖屬先進,T~ T但投資偏高-般企業(yè)不易接受建議盡快實現關鍵氨氣[爐速[水處理堿回收]↓技術和設備的國產化。飛灰循環(huán)鹽賊圖1 Shell 煤氣化工藝流程示意圖2化工設計通訊第32卷表1 Shell 煤氣化工藝指標用渣層的隔熱功能,以渣抗渣,以渣護爐壁使氣化爐序號項目工藝特點熱損失減少到最低,以提高氣化爐的可操作性和氣化氣化溫度/C1 400~-1 600效率。環(huán)形空間位于壓力容器外殼和膜式水冷壁之耗氧量( CO+ H2 )mr(標)Ykm(標)330~ 360間即內筒與外筒之間有空隙氣層，設計環(huán)形空間的目的是為了容納水/蒸汽的輸入/輸出管和集氣管,同碳轉化率/%-99時環(huán)形空間還有利于檢查和維修。其內筒僅承受微冷煤效率/%80-85小壓差。氣化爐燒嘴是Shell煤氣化工藝的關鍵設備合成氣(0O+ H2)Y%~90及核心技術之一,與其它氣化爐不同的是Shell氣化2.2 技術特點爐采用側壁燒嘴根據氣化爐能力由4~8個燒嘴呈a.煤種適應性廣.。.中心對稱分布。氣化爐外殼為壓力容器,-般小直徑從無煙煤、煙煤、褐煤到石油焦化均可氣化，對煤氣化爐用鎢合金鋼制造其它用低鉻鋼制造。由于氣的灰熔融性適應范圍寬,即使高灰分、高水分、高含硫化爐的特殊設計,保證了Shell 煤氣化工藝指標先進量的煤種也同樣適應?？煽?。b.氣化溫度約1 600C ,碳轉化率高達99%以上產品氣體潔凈不含重烴,甲烷含量低煤氣中有效氣體( CO+ H2高達90%以上。c.氧耗低單爐生產能力大。氧氣消耗低,比水煤漿氣化工藝低15% ~25% ,因而配套的空分裝置投資相對降低;目前已投入運轉的單爐氣化壓力3.0MPa ,日處理煤量已達2 000t因此單爐生產能力大,目前更大規(guī)模的裝置正在工業(yè)化。d.熱效率高排渣易處理。煤中約83%的熱能轉化為合成氣約15%的熱能被回收為高壓或中壓蒸汽總的熱效率為98%其氣化爐高溫排出的熔渣經激冷后成玻璃狀顆粒,性質穩(wěn)定對環(huán)境幾乎無影響氣化污水含氰化物少易處理。e.Shell氣化爐關鍵部件燒嘴的設計壽命為8000h,已有使用4a仍未更換的記錄;另外控制系統(tǒng)安全可靠,設有必要的安全聯鎖,使氣化操作始終處于最佳狀態(tài)下運行。f. Shell氣化爐爐壁采用水冷壁結構無耐火磚襯里維護量少氣化爐內無傳動部件運轉周期長,無需備爐。2.3主要設備Shell氣化裝置的核心設備是氣化爐和廢熱鍋爐。氣化爐結構如圖2所示。Shell煤氣化爐由內筒和外筒兩部分組成,包括膜式水冷壁、環(huán)形空間和高壓容器外殼。內筒采用水圖2 Shell 煤氣化爐結構簡圖