D ec. 2007

　

　

　

　

　

化肥设计

Chem ical Fertilizer D esign

第

45

卷 　第

6

期

2007

年

12

月

壳牌煤气化技术及其工程应用

宫经德

(

中国五环化学工程公司

,

湖北 武汉 　

430223)

摘 　要

:

论述了壳牌煤气化技术的特点 、

发展历程和在中国的应用情况

;

从流程 、

控制 、

设备 、

仪表 、

布置 、

建设周期 、

投资等方面论述了壳牌煤气化技术应用的特殊性

;

分析了中国第

1

批

5

套壳牌煤气化装置在运行中出现的问题

;

提出了工程应用中相关注意事项和解决措施 。

关键词

:

壳牌煤气化技术

;

技术特点

;

工程应用

中图分类号

: TQ 113. 254

　　文献标识码

: A

　　文章编号

: 1004 - 8901 ( 2007) 06 - 0008 - 06

Shell Coa l Ga sif ica tion Technology and Its Eng ineer ing Applica tion

GONG J ing

2

de

( Ch ina W uhuan Chem ica l Eng ineering Corpora tion, W uhan Hubei

　

430223

　

Ch ina)

Abstract: Author has discussed the technical features , develop ing p rogress of Shell coal gasification technology and its app lication situation in Chi

2

na; also discussed the app licable characteristics from aspects of p rocess, control, equipment, instrument, layout, construction period and invest etc. ; an

2

alyzed the p roblem s existing in the operation of the first 5 sets of Shell coal gasification p lant; p resented the relative noticed matters and solution measures

in the app lication of the p rojects.

Key words: Shell coal gasification technology; technical features; p roject app lication

　

　煤气化技术概况

煤的液化技术近 20 年来虽有很大进展 ,但目

前还没能形成大规模化的煤制化学品的工业生产 。
从煤出发制取化学品仍须经过气化过程 , 即将煤炭
气化转化为含有 H

2

和 CO 的粗原料气 , 然后通过

转化 、

净化 、

合成等过程 ,加工成各种化工产品 。

煤气化技术从炼焦炉 、

煤气发生炉和水煤气炉

(以块煤或小粒煤为原料 )起步 ,经过几十年发展 ,

在 20世纪 70年代发展到第 2代 ———洁净煤气化技
术 ,煤炭经过洁净气化避免了直接燃烧产生的污
染 。洁净煤气化技术主要采用气流床反应器 ,以水
煤浆或干煤粉为原料 ,进行加压气化 ,并实现了大
规模化 。洁净煤气化技术的优点是对煤种适应性
广 、

气化压力高 、

气化效率高 、

单系列生产能力大 、

污染少等 。具有代表性的第 2 代洁净煤气化技术
包括 GE水煤浆气化工艺 、

壳牌干煤粉气化工艺 、

西

门子 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 ) 。

　

　壳牌煤气化技术简介

　

　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 ,在有氧存在的条件下 ,碳 、
挥发分及部分反应产物 (H

2

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 H

2

为 主 要 成 分 的 煤 气 离 开 气 化 炉 。典 型 的

SCGP煤气成分见表 1。

表

1

　典型的

SCGP

煤气成分

气体成分

CO

H

2

CO

2

CH

4

N

2

+ A r

H

2

S + COS

体积分数

,

φ

/ % (

干

) 67. 10 23. 84 3. 84

微量

5. 22 1 700 (mg /m

3

)

　

　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 。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

作者简介

:

宫经德

( 1963

年

- ) ,

男

,

湖北随州人

, 1985

年毕业于武汉

化工学院无机化工专业

,

教授级高级工程师

,

副总工程师

,

长期从事

化工工艺设计和化工工程项目技术管理工作 。

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8

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