Shell煤气化技术评述2004-2-19Shell煤气化技术的发展过程Shell公司气化技术的开发源自20世纪50年代，成功开发了以渣油为原料的Shell气化技术（SGP），至今全球已有150多套装置投入商业运行。在此基础上，于1972年开始，在该公司的阿姆斯特丹研究院（KSLA）进行了煤气化技术开发与研究。1976年，在该研究院内建立了一套日处理6吨煤的气化装置，试验了30多种煤，取得了宝贵的试验数据。1978年在德国汉堡的Shell炼油厂建成日处理150吨煤的中试装置，用于验证煤气化的工艺模型和进行设备测试。1987年在美国休斯顿建成日处理250吨高硫烟煤的气化装置和日处理400吨高灰份高水份的褐煤气化装置，利用该装置，进行了从褐煤到石油焦共18种原料试验，证明Shell粉煤气化技术具有工艺可靠，原料适应性强，负荷可调，环境友好等特性。上述示范装置建成后，荷兰国家发电局决定采用Shell粉煤气化技术，在位于荷兰Buggenum的Demkolec电厂建设250MW整体煤气化联合循环发电装置，日处理煤量2000吨（2001年起，该电站由Nuon公司拥有）。该装置1990年开始建设，投资4.5～5.0亿美元，其中气化部分占总投资的27%。1993年开车，自1994年进入3年验证期，发电效率达到43.2%，截至2001年底，该装置成功运行了24000小时，气化了14种原料煤。Shell公司在中国正积极推广其粉煤气化技术用于生产合成氨等化学品，目前已列入计划的项目如表1所示。表1中国计划的SCGP项目GasificationTechnologies2003,SanFrancisco,California,USA,October12–15,2003PietZuideveldandJandeGraaf,ShellGlobalSolutionsInternationalBV,theNetherlandsOwnerLocationFeedstockInput,t/dSyngasoutput106Nm3/dEndproductStart-updateShuanghuanChemicalYingcheng,HubeiCoal9001.3Chemicals2004LiuzhouChemicalLiuzhou,GuangxiCoal12002.1Chemicals2005Sinopec-ShellYueyang,HunanCoal20003.4Chemicals2005SinopecZhijiang,HubeiCoal20003.4Chemicals2005SinopecAnqing,AnhuiCoal20003.4Chemicals2005DahuaChemicalDalian,LiaoningCoal10001.5Chemicals2006YuntianhuaChemicalsAnning,YunnanCoal20003.4Chemicals2006YunzhanhuaChemicalsQujing,YunnanCoal20003.4Chemicals2006Shell粉煤气化（SCGP）工艺流程图1SCGP气化工艺流程示意图Shell煤气化工艺(SCGP)以干煤粉为原料、纯氧作为气化剂，液态排渣，属加压气流床气化(见图1)。原煤先行破碎研磨成煤粉并经干燥处理后，粉煤经过常压粉煤仓、粉煤锁斗及粉煤给料仓，由高压氮将粉煤送至气化炉喷嘴。氧气和蒸汽一起，进气化炉喷嘴。上述过程所用的氧气和氮气，均由空气分离装置提供。喷入的煤粉、氧气和蒸汽的混合体在高于气化压力0.5MPa下通过对列式烧嘴进入炉膛，在气化炉内3.5～4.0MPa压力下，1400～1700℃的温度范围内发生化学反应。高温气化确保煤中所含的灰份熔渣沿气化炉膜壁自由流下至气化炉底部，变成一种玻璃状不可沥滤的炉渣而排出。这个温度亦防止形成不合需要的有毒热解副产物，例如苯酚和多环芳香烃。同时高温还可获得高的碳转化率(≥99%)，确保了粗合成气中基本上没有比甲烷重的有机组份。气化炉顶的合成气温度～1500℃，用返回的粗合成气激冷至850～900℃，然后进入合成气冷却器（废热锅炉）作进一步冷却，气化炉内膜式水冷壁及废锅可同时产生高、中压蒸汽。从废锅出来的合成气中所携带的少量灰份颗粒，在组合式陶瓷过滤器中分离除去，干灰进入灰锁斗，然后送往储仓，可作为水泥的配料。干法除尘后合成气中含尘～10ppm，经水洗后含尘为1ppm。离开气化工序的合成气中含有80～83%的原煤能量，被称为冷煤气效率。由气化炉和合成气冷却器产生的蒸汽，含有另外的14～l6%能量。煤炭中所含的硫、卤素及氮化合物，在气化过程中生成气态的硫化物、卤素、分子态氮、痕量氨及氰化氢。