壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施

壳牌煤气化工艺联锁保护系统优化改进及效果分析摘要：本文对壳牌煤气化工艺中一些连锁保护系统的多项改造进行了介绍，并简要分析了其改进后的效果。

关键词：壳牌煤气化连锁保护改进在国内使用的壳牌煤气化生产甲醇工艺中，壳牌煤气化装置负责将原料煤经过气化反应制成粗合成气送甲醇合成界区，是整个甲醇工程的重要生产环节。

该装置采用引进技术，与类似技术相比，单台生产能力大、无需备炉、冷煤气效率高、热量回收充分、自动化程度高、节能、环保、安全；关键设备由国外进口，具有结构复杂、制造精密、材料特殊、安全可靠性高的特点。

主要技术路线为原料煤经过磨煤加压输送，进入气化炉进行半氧化反应产生粗合成气，然后经过高温高压过滤器除灰、湿洗单元洗涤掉其中的气体杂质，合格的粗合成气送甲醇装置变换单元，渣及飞灰由除渣、干固体脱除单元排出系统，初步水处理单元将产生的废水经过预处理后，部分回用，部分送出界区。

1.壳牌气化炉联锁保护系统优化改进的背景壳牌粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术之一，煤气化装置流程复杂，包括磨煤及干燥、煤粉加压及进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理七大工序和公用系统，管道仪表流程图（PID）就有100余张1#图。

煤气化关键设备气化炉、输气管、合成气冷却器在煤气化框架是呈“门”字形连成一体的，三台设备共有200多个管口，设备结构和受力情况复杂，对施工要求高。

生产操作中，控制保护系统最为复杂，I/O点多达3000多个，采用串级、前馈、分程、比值调节及顺序控制和逻辑控制，通过分散型控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程逻辑控制（PLC）实现生产过程的集中监控和管理，其规模和复杂程度在国内化工行业单套装置中罕见。

但由于控制系统设置及组态工作不尽完美，已投产的壳牌煤气化项目在生产运行中出现了几次大的事故，导致气化炉损坏，造成上亿元的经济损失。

其他诸如气化炉吹扫时间长吹扫不彻底、合成气冷却器积灰结垢、高温高压飞灰过滤器陶瓷滤芯断裂等问题也长期困扰着壳牌用户，制约装置的长周期稳定运行。

壳牌煤气化排渣系统优化与技改针对壳牌煤气化排渣工艺的特点，从安全、环保、节能等方面着手，对排渣系统进行优化，增加捞渣机地坑蒸汽喷射器、临时渣池、排渣管线冲洗水及渣浆泵。

标签：壳牌；煤气化；捞渣机；蒸汽喷射器；临时渣池1 公司主要工艺简介河南能源化工集团鹤煤公司煤化工项目为煤制甲醇工程，是经省发展和改革委员会备案、国家环保部审批通过的省重点工程、省经济结构调整项目和市一号工程。

该项目设计生产能力为年产六十万吨甲醇，主要技术为世界先进或领先水平。

空分装置采用了世界上先进的法国液空公司的空气分离技术，具有高效节能的特点；煤气化装置采用荷兰皇家壳牌的SCGP技术，该技术环保、高效、节能、自动化程度高；低温甲醇洗采用德国鲁奇技术，具有净化程度高、节能等特点；甲醇合成采用丹麦托普索低压合成技术，具有合成压力低、转化率高、副产物少等优点；含硫尾气处理采用丹麦托普索WSA技术，具有尾气排放量少、回收效率高、排放标准高等特点，关键设备采用进口，设备自动化程度高、能耗低、环保效果好。

2 气化车间主要工艺简介渣向下通过排渣系统冷却收集后装车。

粗煤气经过激冷气冷却，通过输气管进入合成器冷却器进行充分换热。

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粒度、湿度合格的煤粉（粒度90%<100μm，水含量1%-2%），煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。

来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽通过氧蒸混合器进入煤烧嘴。

煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。

气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。

经合成气冷却器回收热量副产高压、中压饱和蒸汽或过热蒸汽后的粗煤气进入除尘单元，通过陶瓷滤芯除去飞灰、后经过湿法洗涤系统处理，最后含尘量小于1mg/m3的粗煤气送往甲醇车间制得甲醇。

炉渣通过气化炉底部进入排渣系统，经过淬冷破碎，通过捞渣机装车，飞灰经过气提冷却后装车。

壳牌煤气化装置技术改造与优化摘要：壳牌煤气化装置采用了粉煤加压气化技术，目前一直是在不断地投入使用，随着技术的创新和优化，壳牌煤气化装置也在不断的改进，现今可运行的时间越来越长。

本文着重讲述的是壳牌煤气化装置的特点，本身自带的技术及工艺方面的问题，煤气化装置的周期现今持续时间较长，但还是可能由于各个原因而变得不能稳定运行，笔者将通过自身的实践操作经历来深层次的剖析技术和工艺方面存在的问题。

一、引言气化装置一般都是使用壳牌的煤气化技术，技术是干粉加压的煤气化技术，而其中煤气化技术的成熟度直接决定了每个使用者工厂的经营状况，而自从投入以来，煤气化装置的问题就在不断地涌现，积灰堵渣的问题很是严重，壳牌煤气化装置在使用过程中，不可避免的会出现一系列的问题，比如跳车、泄露等需要检查维修的故障，这可能直接引起壳牌煤气化装置的停运，笔者也是对此进行了深层次的剖析和探索。

二、壳牌煤气化工艺特点壳牌气化炉按工艺功能由几部分组成搭建，其中有气化熔炉、湿洗激冷、输气管段、气体返回室（GRC）、合成气冷却器等等。

煤粉氧化的反应是在气化炉中产生，条件标准应是1500℃、4Mpa，两者进行燃烧化学反应，最终成为合成气、飞灰等物质，飞灰会不可控的从顶部飘出，这时需要利用湿洗的条件来进入激冷段对刚产生的热合成气进行激冷，将合成气温度降低到900℃左右，合成气会进行传送、气体的返回、冷却器等一系列的部件来将温度降低，直到达到标准线，反应室会有溶渣的产生。

溶渣自然会进入准备好的渣池之中，水浴中激冷并且结成小颗粒状的物质，随之排出气化炉。

三、制约煤气化装置长周期稳定运行因素壳牌煤气化装置现今的运行周期还是很不稳定，使用时间段发生故障的现象时有发生，其中比较重要的几点有：渣口堵渣，气化熔炉无法通气，从而引发设备直接停运；气化炉中的积灰较多，尤其是顶部部件，可能会有小颗粒的出现，从而入口也会被飞灰堵塞，无法进行有效的换热；合成冷却器的温度较高，气化炉不能承载相应的温度，导致超过负荷，限制了气化炉的使用效率；水冷壁的积灰较多，无法进行有效换热，而以上的四个因素就是壳牌煤气化技术的桎梏，如果无法有效的解决，肯定会对企业的效益产生一定的影响，甚至还会影响产品本身的推广，所以，笔者根据自身的经验实践列出措施，解决问题。

壳牌煤气化装置运行与改造探究发表时间：2020-07-10T01:06:21.808Z 来源：《中国科技人才》2020年第5期作者：朱志全[导读] 在气化炉渣口堵塞和合成器冷却器积灰地问题上提出了自己的见解。

希望对实际生产有所帮助。

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司甲醇中心内蒙 027300摘要：笔者根据壳牌煤气化装置在日常使用过程中的优缺点，对急需解决的一些问题做了针对性的探究，在气化炉渣口堵塞和合成器冷却器积灰地问题上提出了自己的见解。

希望对实际生产有所帮助。

关键词：煤气化工艺；渣口堵塞；积灰1.引言由壳牌公司和德国柯帕斯公司共同研制开发的壳牌粉煤加压气化技术在世界位居第一。

目前国内已经将壳牌煤气化技术熟练应用于生产过程中。

基于已有的顶尖视觉技术。

我们在解决其正常使用问题的基础上，也需要对设备进行一些改造以适合我们的生产。

2.壳牌煤气化装置特点壳牌煤气化技术作为目前世界上最为先进的煤气化技术之一，是在国内第一种被投入使用运营的干煤粉加压气流床气化技术。

在我国的工业生产中应用广泛，被用以合成甲醇等煤的深加工中。

壳牌煤气化装置的运行状况正在好转，典型装置2011年全年总运行天数达320天；壳牌煤气化装置的国产化工作和煤种控制的研究正在开展，将有利于降低装置投资费用和提高装置运行周期；壳牌煤气化装置具有能量转化效率高和水耗少的优点，符合国家产业政策，将在我国十二五期间的大型煤气化项目中得到更进一步的应用[1]。

2.1 对不同种类煤的适应性较强无论是气化碳化程度较低的褐煤，还是气化碳化程度较高的无烟煤，壳牌煤气化工艺技术都能良好地适应。

同时它也可以气化混合型煤种。

因此，它对于原煤的熔点要求较低，从原材料上来说十分容易取材，不会增加生产成本。

2.2 生产力强壳牌煤气化技术的单台炉生产能力强，日投煤量可达3000t。

2.3 碳转化率高，出品纯净耗氧低由于壳牌煤气化工艺气化炉内具有较高的气化温度，碳在炉内基本上可以全部转化为一氧化碳和二氧化碳。

壳牌煤气化装置运行模式及技改措施摘要：壳牌煤气化装置采用了粉煤加压气化技术，目前一直是在不断地投入使用，随着技术的创新和优化，现今装置可运行的周期正在稳步上涨，而笔者就本装置操作时经常出现的问题进行归纳整理，并给出相应的处理方法。

一、引言壳牌煤气化装置是由干粉煤气化的工艺来组成的，其中包括了几个工艺步骤，磨煤、干燥、加压、输送、气化、除渣、除灰、湿洗、水处理、公用工程等等，煤经过皮带传输到达煤熔炉，经过二氧化碳等气体进行加压，随后再输送到煤烧嘴，和氧气进行化学反应，成分会直接转化成一氧化碳和氢气等成气，固体的残渣会顺着内壁流进底池之中，被冷水覆盖后进入除渣工程，直接过滤渣滓。

成气会经过气化炉段激冷，到达900℃后返回合成冷却器，被潜热利用，同时被冷却到330摄氏度左右经过过滤器、除灰，进入湿洗阶段洗去灰中的杂质和酸性物质，工艺过程中的废水会在处理后直接被送到界区。

二、出现的问题及处理措施壳牌煤气化装置在使用过程中，不可避免的会出现一系列的问题，比如跳车、泄露等需要检查维修的故障，这可能直接引起壳牌煤气化装置的停运，从而影响工程进度，笔者也就对常见的几种故障进行深层次的分析和讨论。

其一，烧结金属设备损坏。

这是壳牌煤气化装置非常常见的故障之一，其原因是壳牌煤气化装置有不少的烧结金属设备，比如粉煤的二氧化碳加压室、传送使用的充气锥、充气器，以及最容易损坏的两个地方，充气笛管和充气锥。

其损坏的原因多样，对于操作者和维修者来讲大致有三种：首先，气锥中多的气体驳杂，对于烧结金属有很大的不利影响，会出现堵塞等情况，从而出现气体不流通的情况，金属的两边压强不同，超过实际使用中的衡量标准，设备甚至会因此引起故障，从而直接停运；其次，设备中的气体一直是在流动的，压强不足，设备气体自然无法流通，从而可能会导致上述故障；最后，煤锁斗是一件很重要的容器，其中包含了充气锥、充气器，而这两者的压强十分容易改变，从而会导致两端的压强差过大，也会有可能出现瞬间压强提升的现象，从而导致部件疲劳，进一步使得机器停运。

浅谈壳牌煤气化装置技术改造与工艺优化发布时间：2021-12-27T10:00:05.390Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：马立巍[导读] 在我国众多煤化工企业中，壳牌煤气化装置属于应用较为广泛的装置之一。

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古锡林郭勒027300摘要：在我国众多煤化工企业中，壳牌煤气化装置属于应用较为广泛的装置之一。

该装置凭借着优良的工艺水平备受行业青睐，但再好的装置随着运行周期越来越长也都会出现一定的问题。

企业应当重视装置的技术改造与优化工艺的操作，通过找出问题，采取针对措施，有效延长煤气化装置的使用年限。

本文主要介绍壳牌煤气化装置的具体改造和优化措施。

关键词：壳牌煤气化装置；技术改造；工艺优化引言：对于煤化工企业来讲，煤气化工艺水平高低直接决定着企业的经济效益。

因此对煤气化工艺进行不断优化，不仅可以保障作业人员的安全生产环境，同时也能最大程度推动企业的不断发展。

壳牌煤气化工艺流程需要注意的事项有很多，作业人员应当根据装置特点合理采取优化和改造方法，在节约成本的基础之上提高煤料的利用率。

一、壳牌煤气化装置运行过程中存在的突出问题（一）技术体系有待完善虽然中国多数煤化工企业都在采用壳牌煤气化装置，但由于该装置引进时间较短，仍然处于探索和实验阶段。

并且有些企业虽然能够意识到壳牌煤气化工艺的优点，但是作业人员由于缺少对该装置的详细了解，在具体操作过程中也会遇到很多问题。

另外引进的装置中难以适应本土的原材料生产要求，或容易产生环境污染，资源浪费等的问题。

因此，多数煤化工企业作业人员在操作壳牌煤气化装置过程中仍然缺少技术支持。

（二）企业对装置运行定位不准确煤化工企业在引进煤气化装置时，首先要考虑经济问题，其次也要重点关注装置的运行效率，售后支持等，这样才能在社会上提高核心竞争力，使企业稳步发展。

但一些煤化工企业在引进壳牌煤气化装置过程中过分依赖该装置扩大生产规模，并没有紧密结合企业的产品定向，服务模式等，更没有对装置进行定期检修的工作，最后也会在较大的市场竞争下走下坡路。