shell粉煤气化技术应用综述.doc

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1、Shell粉煤气化技术应用综述代表性的第II代洁净煤气化技术包括GE水煤浆气化工艺、Shell干煤粉气化工艺、西门了GSP干煤粉气化工艺、BGL煤气化工艺（属固定床工艺，采用小粒煤）。Shell粉煤气化过程是在高温1600°C、压力411MPa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稈。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Z后发生碳的备种转化反应，即过

2、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。典型的SCGP（ShellCoalGasificationProcess）煤气成分见表1。表1典型的SCGP煤气成分组分体积含量（干基），％COH2CO.CH4N2+Ar67」023.843.84微量5.22H2S+COS1700mg/n?1工艺流程H前，Shell粉煤气化装置从示范装叠到大世工业化装叠均采川废锅流程，其工艺流程相合定气图1Shell粉煤气化工艺流程原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，衣磨煤机内将原料•煤磨成90%粒径符合5~90pm的合格煤粉并

3、干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气/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300°C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1600°C的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900°C左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器冋收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气尘含量小于lmg/m3送后续工序。湿洗系统排出的废水大部分经冷却示循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及气提处理后送污水处理装置进一步处理。闪蒸气及气提

4、气可作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，H流入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成大小的玻璃体，可作建筑材料或用于路基。2Shell粉煤气化技术的主要特点Shell粉煤气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150t/d的屮试装置在徳国汉堡建成并投入运行，1987年投煤量250〜400”d的工业示范装置在美国休士顿投产。在取得大量实验数据的基础上，LI处理煤量为2000t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电，经过3年多示范

5、运行于1998年正式交付用户使用。生产操作表明煤气化T艺指标达到设计目标，运行稳定。综合多家已投产装置的运行情况，Shell粉煤气化工艺体现出如下特点：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，也可将两种煤掺混运行，对煤的灰熔点、灰分、硫含量等煤种适应范围比其他气化工艺相对宽，但是如果使用煤偏离设计煤种较大，装置运行的经济性就会降低，操作难度也会相应提高。2）单系列生产能力大。目前已投入生产运行的煤气化装置单台气化炉投煤量达20001/d以上，单台气化炉投煤量达2800t/d的煤气化装置也正

6、在建设中。综合比较来看，投煤量达1000t/d的炉型操作弹性更大，运行率比2000t/d的炉型更高。3）碳转化率高。气化温度高，一般在1400*1600°C,碳转化率高达99%以上。4）产品气体质量好。产品气体洁净，煤气屮甲烷含量极少，不含重坯，CO+H2达到90%o5）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。6）热效率高。煤气化的冷煤气热效率达到80%〜83%，其余约15%副产高压或屮压蒸汽，总热效率高达98%,不过国内有几家Shell用户由于合成冷却器积灰结垢或控制调节等原因

7、，导致蒸汽过热器出口温度达不到设计值。7）运转周期长。气化炉采用水冷壁结构，牢固可靠，无耐火砖衬里。正常使用维护量小，运行周期长，无需设置备用炉。煤烧嘴设计寿命为8000h,烧嘴的使用寿命长，也是气化装置能长期运行的一个重要保证。另外配套设备质量及操作水平是决定运行周期长短至关重要的因素。8）负荷调节方便。每台气化炉设有4〜6个烧嘴，不仅有利于粉煤的气化，同时对生产负荷调节更为灵活，范用也更宽，负荷调节范围为40%〜100%,每分钟可调节5%。9）环境效益好。系统排出的炉渣和飞灰含碳低，可作为水泥添加剂或其他建筑材料，堆放时也无

8、污染物渗出。气化污水量小且不含焦油、酚等，容易处理，需要时可实现零排放。3Shell粉煤气化技术应用的特殊性Shell粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一，湖北双环科技股份有限公司油改煤丁程是世界上第一套将Shell粉煤气化技术用于生产合成气，该装置设