高 宇（同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西大同 037001）

殼牌煤氣化技術(shù)及其在工廠安全穩(wěn)定中應(yīng)用

高 宇
（同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西大同 037001）

煤氣化技術(shù)經(jīng)過近些年的發(fā)展取得了長足進(jìn)步，已形成了以GE水煤漿氣化工藝、西門子GSP干煤粉氣化工藝、殼牌干煤粉氣化工藝為代表的第二代潔凈煤氣技術(shù)。其中，殼牌煤氣化技術(shù)具有適用煤種廣、氣體質(zhì)量好、轉(zhuǎn)化效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛關(guān)注。簡單介紹了殼牌煤氣化技術(shù)的概念，并結(jié)合具體工程應(yīng)用，從煤氣化技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用難點(diǎn)等幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

殼牌煤氣化技術(shù)；技術(shù)特點(diǎn)；技術(shù)難點(diǎn)

當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，因而，清潔能源的應(yīng)用也越來越廣泛。煤氣化技術(shù)可以將煤炭從一種污染較大的能源轉(zhuǎn)化為一種潔凈的氣體資源，不僅綠色環(huán)保，而且可以提高煤炭的能量轉(zhuǎn)化率。殼牌煤氣化技術(shù)近些年從國外興起，傳入我國后發(fā)展迅速，在一些領(lǐng)域和行業(yè)已經(jīng)有了成功應(yīng)用的案例。

1　殼牌煤氣化技術(shù)

1.1煤氣化技術(shù)

煤氣化技術(shù)是指把經(jīng)過一定處理的煤送入反應(yīng)器中，在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?，通過相應(yīng)的氧化劑（氧氣或空氣和蒸氣）以一定的流動方式（流化床、攜帶床或移動床）轉(zhuǎn)化成氣體，得到粗制水煤汽，然后通過脫碳脫硫等工藝轉(zhuǎn)化為精制的一氧化碳。煤氣化技術(shù)最早出現(xiàn)于19世紀(jì)中期的德國，20世紀(jì)90年代我國引用后，發(fā)展迅速。

1.2殼牌煤氣化技術(shù)

殼牌煤氣化的整個(gè)過程是在加壓和高溫的環(huán)境中進(jìn)行的，氧氣、煤粉和一定比例的蒸汽經(jīng)過加壓后并流進(jìn)入氣化爐，在極短的時(shí)間內(nèi)完成升溫、裂解、揮發(fā)分脫硫、燃燒和轉(zhuǎn)化等一系列化學(xué)和物理反應(yīng)的過程。由于有氧氣存在于溫度極高的氣化爐內(nèi)，所以碳能充分燃燒，在氧氣燃燒殆盡之后，會發(fā)生碳的各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)，此階段為氣體反應(yīng)階段，最終轉(zhuǎn)化為以CO和H2為主要成分的煤氣然后離開氣化爐。目前，殼牌煤氣化裝置無論是工業(yè)化裝置還是示范裝置都采用廢鍋流程，而激冷流程的殼牌煤氣化工藝即將推向市場。

2　殼牌煤氣化技術(shù)特點(diǎn)

2.1煤種適用廣

殼牌煤氣化技術(shù)對煤種適應(yīng)性強(qiáng)，無論是次煙煤、褐煤，還是煙煤、無煙煤都可使用，將兩種或者兩種以上煤摻混也可使用。殼牌煤氣化技術(shù)對煤的灰熔點(diǎn)適應(yīng)范圍更廣，含較高灰分、水分的煤都可使用。

2.2碳轉(zhuǎn)化率高

由于殼牌煤氣化技術(shù)溫度通常在1 500～1 600℃，所以碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上。

2.3熱效率高

殼牌煤氣化技術(shù)總熱效率可達(dá)98%，其中，煤氣化的冷媒氣效率通常為83%左右，其余15%為中壓蒸汽或副產(chǎn)高壓。

2.4單系列生產(chǎn)能力強(qiáng)

目前已投入使用的殼牌煤化工技術(shù)的單臺氣化爐投煤量都在2 000t/d以上，單臺投煤量在3 000t/d以上的氣化爐也正在建設(shè)中。

2.5運(yùn)轉(zhuǎn)周期長

氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，沒有火磚襯里，整體牢固可靠。正常使用情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，維護(hù)量小，不需要備用爐。煤燒嘴使用壽命長，設(shè)計(jì)壽命超過8 000h，這是殼牌煤氣化裝置能長期安全運(yùn)行的重要保障。通常，每臺氣化爐有5個(gè)左右煤燒嘴，這樣不僅可以使粉煤氣化的更徹底，而且便于生產(chǎn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)。

2.6氣化氧耗低、氣體質(zhì)量好

經(jīng)過殼牌煤氣化工技術(shù)生產(chǎn)的氣體非常潔凈，甲烷含量極低且不含重?zé)N。與傳統(tǒng)的水煤漿氣化技術(shù)相比，殼牌煤化工技術(shù)氧耗低20%左右，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。

2.7綠色環(huán)保

殼牌煤氣化系統(tǒng)排出的飛灰和爐渣含碳量低，可作為建筑材料使用，廢渣堆放時(shí)無污染物排出。氣化污水量小，不含酚和焦油，處理簡單。

3　殼牌煤氣化技術(shù)安全穩(wěn)定應(yīng)用難點(diǎn)

殼牌煤氣化技術(shù)是世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之一，因此，現(xiàn)階段在應(yīng)用上具有較大的挑戰(zhàn)性、復(fù)雜性和特殊性。其中難點(diǎn)及注意事項(xiàng)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

3.1在配煤方面的注意事項(xiàng)

（1）煤粉在注氮環(huán)境中貯存時(shí)間不得超過10d。

（2）干煤粉水分控制在1%～2%之間。

（3）控制粉磨后煤粉粒度，確保煤粉粒度小于5μm的煤粉量在8%以下。

（4）保證煤粉有良好的輸送穩(wěn)定性。

3.2防渣、防積灰手段

（1）為避免形成大渣堵塞系統(tǒng)，在煤種更換時(shí)需測量灰分的組成，加入石灰石的量需經(jīng)過黏度-溫度實(shí)驗(yàn)得以確定。

（2）時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)渣池水的密度和黏度，為防止高濃度渣漿堵塞系統(tǒng)，應(yīng)適時(shí)加大循環(huán)水排放量。

（3）為防止飛灰堵塞，應(yīng)保證飛灰系統(tǒng)管道和設(shè)備的良好伴熱。

（4）安裝飛灰過濾器陶瓷管，并加固管板和文丘里之間的連接。

3.3預(yù)防煤燒嘴的損壞

（1）應(yīng)適時(shí)加大煤燒嘴罩內(nèi)冷卻水流量。

（2）更換煤種時(shí)，及時(shí)調(diào)整設(shè)備相關(guān)參數(shù)。

（3）適當(dāng)降低氧煤比。

4　殼牌煤氣化技術(shù)的工程應(yīng)用

4.1國外應(yīng)用案例

在國外，殼牌煤化工技術(shù)最早應(yīng)用于荷蘭的Demkolec聯(lián)合發(fā)電廠，該廠于1990年開工建設(shè)，1993年投入生產(chǎn)，試運(yùn)行階段良好，之后轉(zhuǎn)給了當(dāng)?shù)氐氖聵I(yè)部門繼續(xù)使用，運(yùn)行一直良好。殼牌煤氣化技術(shù)在國外的多處實(shí)踐應(yīng)用中經(jīng)受住了考驗(yàn)，證明其是一項(xiàng)先進(jìn)的、可靠的技術(shù)。

4.2國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國，第一家與殼牌公司簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議的公司是湖北雙環(huán)科技股份有限公司。2006年，該公司第一臺采用殼牌煤氣化技術(shù)的設(shè)備投入生產(chǎn)，該煤氣化裝置運(yùn)行不到兩個(gè)月，生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到100%。近幾年，我國已先后有幾十家公司與殼牌公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，更多的相關(guān)工程項(xiàng)目也正在建設(shè)之中。

5　結(jié)束語

殼牌煤化工技術(shù)具有原料利用率高、消耗低、污染小等顯著優(yōu)點(diǎn)，作為世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之一，殼牌煤氣化技術(shù)在國內(nèi)和國外的實(shí)踐應(yīng)用中都可謂表現(xiàn)出色。隨著我國在殼牌煤氣化技術(shù)應(yīng)用方面經(jīng)驗(yàn)的積累，相信我們在日后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、系統(tǒng)運(yùn)行方面都將更加完善，殼牌煤氣化技術(shù)在我國的煤氣化領(lǐng)域也必將發(fā)揮更加重要的作用。

［1］ 付玲，付長亮.殼牌煤氣化技術(shù)及其在國內(nèi)的應(yīng)用實(shí)踐［J］.河南化工，2007，4（20）.

收稿日期：2016-05-15

作者簡介： 高宇（1987—），男，遼寧鈣州人，助理工程師，主要從事化工安全工作。

Shell Coal Gasification Technology and its Application in Security and Stability in factory

Gao Yu

The gasification technology through the development of recent years has made considerable progress，has formed a coal-water slurry gasification technology GE，Siemens GSP dry pulverized coal gasification technology，Shell dry pulverized coal gasification technology as the representative of the second generation clean coal technology.Among them，the Shell coal gasification technology has wide application of coal，gas good quality，high efficiency conversion of some of the advantages of the column，and is widely attention.This paper briefly introduces the concept of Shell coal gasification technology，combined with specific engineering applications，it is described from several aspects of coal gasification technology features and applications and other difficulties.

shell coal gasification technology；technical characteristics；technical difficulties

TQ546

B

1003-6490（2016）05-0007-02

2016-04-18

孫炎彬（1983—），男，湖北棗陽人，注冊化工工程師，化工工藝碩士，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。