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内蒙古石油化工

２０１１年第１期

Ｓｈｅｌｌ煤气化和ＧＳＰ煤气化的工艺对比

门慧娟１，高永明２

（１．内蒙古国电能源投资有限公司电力工程院；２．内蒙古送变电有限责任公司）

摘要：对ｓｈｅｌｌ气化工艺和ＧＳＰ气化工艺反应原理、工艺流程、工艺技术特点、及主要气化设备进

行了对比，在生产过程中各有利弊。煤化工企业可以根据自身特点选择适合本企业发展的煤气化工艺。

关键词：煤气化｝ｓｈｅｌｌ气化工艺；ＧＳＰ气化工艺

中图分类号：ＴＱ５４６

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６—７９８１（２０１１）１一００５６一０１

中国是能源消耗大国。煤炭资源相对丰富，而石

油资源匮乏。中国煤炭消耗在一次能源消耗中占有

很大的比例，在国民经济和社会发展中具有重要的

战略地位。从国家能源安全及能源战略考量，寻找石

油替代产品，走煤炭深加工，发展清洁煤化工产品，

具有重大的战略意义。ＧＳＰ煤气化工艺和ｓｈｅｌｌ煤气

化工艺是当今世界上先进的气流化床煤气化工艺，

具有生产能力大，消耗低及环保等优点，被誉为洁净

煤气化技术，具有广阔的市场前景。

１反应原理

１．１

ｓｈｅｌｌ煤气化反应原理

ｓｈｅｌｌ煤气化在高温加压条件下进行，属气流床

反应器，煤粉、氧气及蒸汽并流进入气化炉，在极为

短暂的时间内完成升温、挥发份脱除、裂解、燃烧及

转化等一系列物理化学过程。由于气化炉内温度很

高，在有氧存在的条件下，以燃烧反应为主，在氧气

反应完成后进入到气化反应阶段，最终形成以Ｃ０、

Ｈ：为主的煤气离开气化炉。

１．２

ＧＳＰ煤气化反应原理

ＧＳＰ连续气化床是在高温加压条件下进行的，

属气流床反应器，几根煤粉输送管均匀分布进入最

外环隙，并在通道内盘旋，使煤粉输送旋转喷出。给

煤管线末端与喷嘴顶端相切，在喷嘴外形成一个相

当均匀的煤粉层，与气化介质混合后在气化室中进

行气化，反应完后最终形成以Ｃ０、Ｈ。为主的煤气进

入激冷室。

２工艺流程

２．１

ｓｈｅｌｌ煤气化炉工艺流程

ｓｈｅｌｌ煤气化工艺流程从示范装置到大型的工

业化装置均采用废热锅炉流程。来自制粉系统的干

燥粉煤由氮气或二氧化碳气体经浓相输送至炉前煤

粉储仓及煤锁斗，再经由加压氮气或二氧化碳加压

将细煤粒子由煤锁斗送入经向相对布置的气化烧

收稿日期：２０ｌＯ一１１—２ｌ

嘴。气化所需氧气和水蒸气也送入烧嘴。通过控制

加煤量，调节氧量和蒸汽量，使气化炉在１４００～

１７００＂Ｃ范围内运行。气化炉操作压力为２一－－４ＭＰａ。在

气化炉内煤中的灰分以熔渣的形式排出。绝大多数

熔渣从炉底离开气化炉，用水激冷，再经破渣机进入

渣锁系统，最终泄压排出系统。熔渣为一种惰性玻璃

状物质。

出气化炉的粗煤气夹带着飞散的熔渣粒子被循

环冷却煤气激冷，使熔渣固化而不致粘在冷却器壁

上，然后再从煤气中脱除。合成气冷却器采用水管式

废热锅炉，用来产生中压饱和蒸汽或过热蒸汽。粗煤

气经省煤器进一步回收热量后进入陶瓷过滤器除去

细粉尘（＜２０ｍｇ／ｍ３）。部分煤气加压循环用于出炉

煤气的激冷。粗煤气经脱除氯化物、氨、氰化物和硫

（Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ），ＨＣＮ转化为Ｎ２或ＮＨ３，硫化物转化为

单质硫。工艺工程中大部分水循环使用。废水在排

放前需经生化处理。如果要将废水排放量减小到零，

可用低位将水蒸发。剩下的残渣只是无害的盐类。

２．２

ＧＳＰ煤气化法工艺流程

在干燥器中经过干燥的粉煤接着在球睹机中磨

碎到小于０．２ｍｍ粒级含量达８０％以上的煤粉，并同

除尘器中的煤灰一起，经煤仓系统加到气化炉中，在

气化炉中，粉煤在２０００。Ｃ条件下与氧气、蒸汽气化反

应，产生的粗煤气和形成的液渣并流向下离开反应

器。在急冷器中，煤气与水形成强的涡流，被水急冷

至２００

６Ｃ左右，接着进行粗煤气的变换、冷却、冷凝和

脱硫。最后将合成气送入后续工序。气化燃烧室里

＋产生的高压蒸汽可用作动力。反应所需的工艺蒸汽

由气化系统内的废热锅炉提供。

３工艺技术特点

ｓｈｅｌｌ煤气化工艺和ＧＳＰ煤气化工艺其工艺技

术各有优劣，各性能比较见表１。

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