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Shell炉煤气化工艺介绍

目录

1.概述

1.1.发展历史

1.2.Shell炉煤气化工艺主要特点

2.工艺流程

2.1.Shell炉气化工艺流程简图

2.2.Shell炉气化工艺流程简述

3.气化原理

3.1粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化

3.2.固体颗粒与气化剂(氧气、水蒸气)间的反应

3.3.生成的气体与固体颗粒间的反应

3.4.反应生成气体彼此间进行的反应

4.操作条件下对粉煤气化性能的影响

4.1气化压力对粉煤气化性能的影响

4.2氧煤比对粉煤气化性能的影响

4.3蒸汽煤比对粉煤气化性能的影响

4.4.影响加压粉煤气化操作的主要因素

4.5煤组分变化的影响

4.6除煤以外进料“质量”变化的影响

5.工艺指标

6.Shell炉气化工艺消耗定额及投资估算

7.环境评价

1.概述

1.1.发展历史

Shell煤气化工艺(ShellCoalGasficationProcess)简称SCGP，是由荷兰Shell国际石油

公司(ShellInternationalOilProductsB.V.)开发的一种加压气流床粉煤气化技术。Shell煤气

化工艺的发展主要经历了如下几个阶段。

(l)概念阶段20世纪70年代初期的石油危机引发了Shell公司对煤气化的兴趣，1972年

Shell公司决定开发煤气化工艺时，对所开发的工艺制定了如下标准:

①对煤种有广泛的适应性，基本可气化世界上任何煤种;

②环保问题少，有利于环境保护;

③高温气化，防止焦油和酚等有机副产品的生成，并促进碳的转化;

④气化装置工艺及设备具有高度的安全性和可靠性;

⑤气化效率高，单炉生产能力大。

根据上述原则，通过固定床、流化床和气流床三种不同连续气化工艺的对比，对今后

煤气化工艺的开发形成了如下基本概念:

①采用加压气化，设备结构紧凑，气化强度大;

②选用气流床气化工艺，生产能力大，气化炉结构简单;

③采用纯氧气化，气化温度高，气化效率高，合成气中有效气CO十H2含量高;

④熔渣气化、冷壁式气化炉，熔渣可以保护炉壁，并确保产生的废渣无害，

⑤对原料煤的粒度无特殊要求，干煤粉进料，有利于碳的转化。

(2)小试试验1976年Shell在荷兰阿姆斯特丹建成了规模为6t/d煤的小试装置，该装置的主

要任务是进行煤种试验，验证Shell煤气化理论，为工艺模型的开发提供基础数据，并进

行材料试验和煤气净化方法试验，收集基本的环保数据。在其主要试验期间(1978-1983年)，

先后对21个煤种进行了气化试验。目前该装置仍可根据需要进行特定煤种评价及试验。

(3)中试装置在小试试验的基础上，于1978年Shell在原联邦德国的汉堡一哈尔堡(Ham-

burg-Harburg)壳牌炼油厂内建设了一套日处理150t煤中试装置。其主要任务是进行不同

煤种的气化试验，与小试试验结果关联并验证煤气化数据和工艺模型，进行相关的设备试

验，确定煤气化的关键设备(如:气化炉、煤气冷却器、烧嘴、加料及排渣设备及阀门等)的

设计原则，为工业化装置的设计提供数据，同时为生产装置积累操作经验、开发安全操作

程序。中试装置累计进行了6000h(包括1000h的连续运转)的气化试验，于1983年结束运

转。

(4)工业示范装置在汉堡中试的基础上，对气化和煤气冷却系统的设计进行了大幅度的改

进，并在美国休斯顿郊区壳牌的DeerPark总厂建设了一套命名为SCGP-1的粉煤气化工业

示范装置，该装置于1983年开始设计，1986年开始运转，气化规模为250-400t/d煤，气

化压力2^-4MPa，约日产32.5X104m”中热值煤气和16t/h蒸汽。SCGP-1示范装置的主

要任务是验证Shell煤气化工艺技术，包括工艺特性及设备可靠性，进一步开发商业化生

产的操作技能和经验。SC(aP-1气化装置的示范试验装置累计运行15000h，最长连续运行

1500h，气化了大约18种煤(其中包括褐