壳牌煤气化工艺介绍
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壳 牌 煤 气 化 工 艺
1 壳牌煤气化技术 1.1 壳牌煤气化技术的发展过程 1.2 壳牌煤气化技术简介 1.3 壳牌气化与德士古气化的比较 1.4 壳牌气化技术的应用 2 壳牌煤气化技术考察情况简介 2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况 2.2 煤气化关键设备及部件 2.3 现场考察情况 3 壳牌煤气化业绩
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e. 其它 据布莱姆先生介绍，工厂近两年从无因阀门原 因引起的停车事故。
2.2 煤气化关键设备及部件
(1) 气化炉、输气管及废锅 工厂开车运转以来的情况表明，气化炉、输气 管及主废锅的水冷壁结构设计十分成功。由渣 形成的水冷壁致密、牢固，未发现有破损、脱 落现象。
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壳牌气化生产合成氨
AIR
空气分离
N2
CO2 To Urea
COAL
O2
煤粉制备 粉煤气化 耐硫变换 低温甲醇洗 NH3
或甲烷化
液氮洗
氨合成
Shell 气化合成氨装置工艺方块流程图
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2 壳牌煤气化技术考察情况
2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况
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2.3 现场考察情况
10月14日，参观DEMKOLEC工厂: 工厂布局紧凑合理、洁净、噪音低、运行平稳; 5班3倒制，每班工作人员（含控制室）9人; 现场排渣情况：工厂排渣为间断排渣，每半小 时一次,一次排渣时间~5分钟; 现场分别从 堆场 和 生产线排渣皮带 上取得两份 渣样进行分析:结果是二者含C量均低于0.5%; 控制室观察在线操作，同时记录以下数据：气 化炉操作温度1556℃、操作压力23.6bar;
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壳牌煤气化工艺流程
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1.3 壳牌气化与德士古气化的比较
区别
Shell工艺 Texaco工艺 进煤 干法气动 水煤浆 气化炉 水冷膜式壁 耐火砖炉壁 4‾6个喷嘴 单喷嘴炉顶进料 合成气冷却 气体激冷与 热辐射与 对流冷却器 对流冷却器 气体净化 壳牌萨菲努尔法 他人技术
2.0～4.0 1400～1600 纯氧 干煤粉 2000~4000* 4.0～6.5 1300～1400 纯氧 60%水煤浆 900~2000*
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1.3 壳牌气化与德士古气化的比较
序号 8 9 项 目 Shell工艺 330～360 99 Texaco工艺 380～430 96 耗氧量， Nm3/kNm3(CO+H2) 碳转化率，%
2CO ＋ H2
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壳牌煤气化技术的特点
干粉进料 水冷壁式气化炉 四个或多个烧嘴 采用废热锅炉（水冷壁式〕 气体激冷 熔渣排渣
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壳牌煤气化技术的优势
适合几乎所有的煤种 每吨煤可多生产10％的合成气 制氧设备小15~25％ 发电效率可提高2~4% 良好的环保性能（CO2排放少，Claus硫回收， 无煤灰浆） 牢固的气化炉（水冷壁结构，无需耐火砖）
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2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况
2000年工厂运转情况，5月计划大修后投 煤开车运行，连续稳定运行 2086 小时后 由于气化炉底部热裙问题于9月份停车； 修好后又重新开车，九月份已累计运行 192小时，且一直平稳运行至今。 电厂停车事故（尤其是 97 年底前）主要 是由联合循环发电燃气轮机等引起，由 于气化部分原因引起的停车事故较小， 现简述如下：
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b. 输煤系统问题 低压煤斗易出现结块堵塞问题（特别是在冬 季）。由于原料斗中底部锥形角度设计不合理， 加上工厂操作中吹N2量及温度控制不合理，运 行中出现过结块堵塞引起了工厂停车。经分析 及停车检查证实，结块属结冰煤团块； 工厂通过控制煤含水量和合适的吹N2量及提高 吹N2气体温度使得该问题得到较好的解决。壳 牌公司也将在新设计中调整煤斗角度以更圆满 消除此隐患。
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(2) 烧嘴 DEMKOLEC电厂气化炉配有两对对称分 布的四个烧嘴，生产已证实烧嘴设计非 常合理、生产寿命均在 8000 小时以上， 有的已达16000小时以上； 烧嘴对负荷的调节非常方便。烧嘴结构 近似倒扣（内凹）碗状，因而不会引起 烧嘴边缘挂渣堵塞。
1.0
0.7 0.9 16.5
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1.3 壳牌气化与德士古气化的比较
序号 1 项 气化工艺 目 Shell工艺 气流床 液态排渣 Texaco工艺 气流床 液态排渣
2
3 4 5 6 7
2进料方式
单炉最大投煤量，t/d
褐煤、烟煤、无 烟煤、石油 烟煤、石油焦 焦、无烟煤*
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(3) 陶瓷过滤器 DEMKOLEC 工厂采用旋风分离加陶瓷过 滤器,脱除合成气中的飞灰<1mg/Nm3; 出现过一次陶瓷过滤器过滤柱断裂现象， 对其结构进行了改进,至今累计运行两年; 据介绍，若不是计划大修更换，其运行周 期肯定可超过两年; 陶瓷过滤器再生采用N2反吹。
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煤中灰份的范围(SCGP－1)
灰融点
ID H＝W H＝W/2 Fluid
范 1090 1110 1130 1190
围 ~ ~ ~ ~
1400 >1500 >1500 >1500
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壳牌煤气化炉结构
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煤中灰份的范围(SCGP－1)
灰份中的矿物质（WT％） P2O5 SiO2 Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO SO3 K2O Na2O
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范 围 0.1 ~ 1.5 24.4 ~ 56.6 5.5 ~ 27.8 9.5 ~ 33.3 0.6 ~ 2.1 1.4 ~ 24.5 0.3 ~ 3.7 0.9 ~ 33.1 0.1 ~ 3.9 0.1 ~ 3.1
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1.2 壳牌煤气化技术简介
气化原理 壳牌煤气化技术的特点 壳牌煤气化技术的优势 壳牌煤气化技术的应用
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气化原理
完 全 燃 烧 2（CH）＋ 5/2 O2 部 分 燃 烧（气化） 2（CH）＋ O2 2CO2 ＋ H2O
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12 13 14
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冷煤气效率，% 煤气中CO+H2 ，%
煤气中CH4 ，% 气化炉（1350tNH3/d） 对环境影响
80～85 ～90
<0.1 1台φ4500 低
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70～76 ～80
<0.1 4台φ2800 较低
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1.4 壳牌气化技术的应用
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产 地 美国（意利诺斯） 澳洲 美国（北阿帕拉齐亚） 美国（北阿帕拉齐亚） 美国（河） 美国（意利诺斯） 美国（中阿帕拉齐亚） 美国（意利诺斯）
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适合几乎所有的煤种
壳牌煤气化SCGP-1用煤一览表
• • • • • • • • •
名 称 抒复科 扭兰赤 埃色拉洋 阿尔沟瓦 斯凯来 罗宾森克雷克 普卡红塔斯3号 R§ F 石油焦
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2.1 DEMKOLEC 电厂的运行情况
(1) 联合循环发电引起的停车 燃气轮机设计思路为同时适应煤气化合成 气、天然气、天然气稀释气或天然气合成 气之混合气四种原料进行发电，燃气轮机 制造商德国西门子公司也对此作出了承诺。 但开车后生产证实燃气轮机烧嘴不能同时 适应上述四种气体。 97 年西门子公司专门 派人解决此问题，通过重新设计烧嘴，情 况有明显改善，工厂总运转率不断提高。
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1 壳牌煤气化技术 1.1 壳牌煤气化技术的发展过程
1972年 开始进行煤气化技术研究 1976年 6 t/d的试验厂, 壳牌煤气化研究中心 （阿姆斯特丹）； 1978 年 150t/d 工业试验装置 , 德国壳牌公司 的汉堡炼油厂； 1987 年 250t/d 工业示范装置 , 美国休斯顿壳牌 石油公司的迪尔帕克厂(SCGP－1)； 1993年 2000t/d商业应用装置; Demkolec联合 循环发电厂，发电量25.3万千瓦（荷 兰Buggenum）
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1.3 壳牌气化与德士古气化的比较
合成气典型成分
V％ H2 CO CO2 CH4 SHELL 26.7 63.3 1.5 0.0 TEXACO 30.0 39.7 10.8 0.1
H2S
N2 AR H2O
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4.1 1.1 2.0
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(2) 输煤、气化部分引起的停车及解决措施 a. 气化炉热裙问题 气化炉问题出现在气化炉下部的热裙部分。由 于此处操作温度， <650℃，原设计气化炉内壁 采用耐火砖隔热衬里结构。实际运行中，由于 此段洗涤水液位难控制，三次出现水位上升， 引起耐火砖脱落。此原因直接导致了工厂 98 年 四季度、99年一季度及2000年9月的停车。 壳牌公司在意大利、印度两家电厂及中石化洞 庭氮肥厂气化炉设计中，已将此部分改为水冷 壁结构，从根本上解决了此问题。 DEMKELOC工厂也计划按此方案进行改进。