试述煤气化壳牌煤气化工艺进展与其技术特点

摘 要：在我国，壳牌煤气化技术已有十年多的历史，其工艺经历了不同发展阶段，逐渐完善，很多设备基本都能稳定运行。而其技术特点也不同于其他煤气化技术，因此，本文对壳牌的煤气化技术特点进行分析，并探讨了其工艺的发展历程。
关键词：壳牌 煤气化工艺 发展 技术特点

一、壳牌煤气化的工艺发展历程

壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。

摘自：毕业论文答辩流程www.udooo.com

在上世纪五十年始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGP。经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。这种技术叫做SCGP，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。
在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。

二、壳牌煤气化的技术特点

壳牌煤气化技术具有跟其他煤气化不一样的特点，其具体体现在以下几个方面中：第一，其流程较为复杂，但是操作简单方便。流程从磨煤及煤粉的干燥、粉煤加压输送、气化、排渣、除灰排灰、合成气洗涤、初步水处理等八个工序环节，其中磨煤及干燥工序不属于壳牌设计，且涉及到的流程图数目繁多，复杂。但是在实际操作中是比较简单的，可实现蒸汽产量、二氧化碳含量、甲烷含量等多种氧碳比的串级自动控制模式。第二，其煤种具有较强的适用性。在煤气化过程中，既可以使用石油、烟煤、次烟煤或者褐煤等，也可以将两种或者多种煤的任意比例掺烧，实现生产配煤的经济化及自动化。对于煤种有更高的适应性，同时水冷壁以渣抗渣的设计提高其对高灰份煤种的适应性。目前，已经投产的单台的气化炉中，内蒙古大唐国际发电股份有限责任的三台气化炉单台规模可达3400t/d。第三，产品气体具有高质量。煤气化产品的气体清洁度高，且没掺杂重烃，甲烷也很少，主体气体占了百分之九十。第四，其具有很高的热效率，一般来说，冷煤气的效率在82%左右，其中副产的高、中压的蒸汽占15%左右，其总热效率达到百分之九十八。第六，具有很高的转化率。因为气化温度在1500摄氏度左右，转化率一般可达到百分之九十九。第五，生产的耗氧量低。煤气化和采用水煤浆比较，其不需要消耗太多氧气来提供煤浆水分的汽化热，从而耗氧量降低20%左右，可以减少运行的费用和空分规模的投资费用。第八，调节负荷时操作简单。因为每一台气化炉中有4、6、8个烧嘴，能够方便煤粉气化，也能灵活调节生产负荷，调节范围较广，为氧负荷百分之四十到一百一十，每分钟可以的调节量达到百分之五。第九，具有较长的运转周期。气化炉结构是采用水冷壁结构， 具有以渣抗渣的特性，不需要经常维护，且维护简单，运行周期很长，可不配置备用炉。在设计时，烧嘴的寿命达到八千小时，因此，大大提高了运行的稳定性。最后，具有良好的环境效益。由于煤气化系统中所排出的灰渣炉渣具有极低的含碳量约1%，可以将其作为新的建筑材料，且没有渗出污染物，处理简单，基本能够达到零排放。
壳牌的煤气化技术具有众多的优势，其在我国的应用已经有一定的时间，且随着其应用的不断发展，工艺流程不断优化（如壳牌最新的五环炉将激冷气压缩机省去，降低大量投资），技术特点不断改善，这不仅有利于降低我国企业煤气化的生产成本，也有利于提高其社会效益和经济效益。将煤气化技术应用在合成气生产的过程中，效果良好。目前，我国企业中壳牌煤气化技术的应用已经具备一定规模，其操作技术符合设计的要求，运行平稳，且操作灵便，很多装置都能够在长时间的高负荷环境中正常运行，因此，该技术在未来将有更大的发展空间。
壳术项目在我国建设中需注意，最为关键的路线是气化炉的供应和安装，气化炉内件（两千吨炉子内件约109920634.9206元人民币）目前多为的印度LT公司或西班牙BPE公司供货，周期较长，国产化技术有待提升。因此，应将其建设周期缩短。还应该不断增加供货商的量，这些供货商必须具备壳牌煤气化工艺中各种关键生产设备的合格认证，以不断推进生产设备和国际的接轨长度，不断优化煤气化系统，最大程度降低装置建设所需要的资金。壳牌气化项目走设备生产国产化大大降低单炉投资成本，增设备炉实现连续生产，真正实现原设计的自动化生产管理理念，是该技术将来生存与发展的关键所在。

三、结束语

壳牌煤气化是一种具有众多优势的工艺技术，其在当今国际的各种洁净的煤气化技术中，是列为较前的，其产量大，且煤种具有较广的适用范围，且运行的周期很长，能实现零排放。从其发展历程以及在我国内试行投产的实际考虑，壳牌煤气化技术有利于充分高效利用煤，实现清洁生产，因此，其发展空间是非常广阔的。
参考文献
牛玉奇，段志广，沈小炎.壳牌气化炉合成气冷却器积灰原因及应对策略[J].化肥设计，2009，47（4）：22-25.
李亚东，王可运.壳牌煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护[J].化肥设计，2010，48（4）：37-39.