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2020年04月关于粉煤气化炉配煤的研究代玮（武汉江汉化工设计有限公司，湖北武汉430223）摘要：根据壳牌煤气化工艺的特点,分析了煤种成分变化对气化炉操作的影响及操作要点,研究了配煤的可行性及效益，以及配煤对生产工艺的影响。
关键词：壳牌煤气化工艺；煤种特性；配煤由于石油价格较高，作为富煤少油的国家，以煤制气受到了业界众多的关注。
在选择煤气化方法时，Shell 粉煤气化技术是第三代洁净煤气化技术的代表。
由于Shell 法采用干粉加料并以水冷壁取代耐火砖，所以炉温可以较Texaco 法提高100～200℃，因而对煤质的要求相对较为宽松，气化效率、碳效率均较高，氧耗较低，因此被业界看好。
煤的品质对气化炉的操作是最为关键的一个因素，气化炉运行大部分问题都可以从煤的根源上去寻找原因，壳牌气化炉是粉煤气化炉的代表，以下以壳牌炉为例，就气化煤质影响以及配煤问题进行探讨。
1Shell 煤气化工艺简述及煤种基本要求Shell 煤气化工艺以煤粉为原料、纯氧作为气化剂，液态排渣，属加压气流床气化。
原煤经破碎碾压至5-90μm ，同时经过热风干燥，用氮气送进气化炉进行反应。
煤粉在炉内1400-1500℃的温度范围内发生化学反应，产生的渣变成液态排出。
从气化炉出来的合成气中携带少量灰份颗粒，在高温高压陶瓷过滤器中分离除去。
操作时水冷壁上形成一层渣膜，可以保护气化炉耐火衬里不受侵蚀。
Shell 煤气化工艺原料是干煤粉，对煤种的适用范围广，对煤的活性几乎没有要求。
但实际上由于我国幅员辽阔，煤种变化丰富，煤的各种性质制约了气化反应的进行，在气化过程中发生了各种现象，使得壳牌气化炉最初的运行周期相当短。
随着对壳牌气化技术的逐步掌握，我们对出现的各种问题进行研究和探索，逐渐发现了煤种性质对气化反应产生的影响，通过对煤种性质的掌握，来调整气化炉的操作。
不同煤种对工况将会产生相应的影响，如白煤的可磨性指数低，造成磨煤机振动大；无烟煤灰熔点高，造成炉内结渣；煤中钠、钾含量高，造成换热器积灰等现象；通过深入研究煤的性质对气化炉操作的干扰，来采取相应的措施以不断优化工况。
壳牌煤气化装置的生产运行与技改措施摘要：近年来，壳牌煤气化装置的生产运行与技改问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了其工艺流程，并结合相关实践经验，分别从烧结金属设备损坏以及煤烧嘴频繁跳车等多个角度与方面，就运行中出现的问题及应对措施展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：壳牌煤气化装置；生产运行；技改；措施1 前言随着壳牌煤气化装置应用条件的不断变换，对其生产运行与技改提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。
基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2 工艺流程壳牌干粉煤气化工艺由磨煤及干燥、煤加压及输送、气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理、公用工程等8个工段组成。
原料煤经过皮带输送，进入磨煤机制粉后，合格煤粉颗粒进入煤粉仓；经过N2/CO2气体加压输送到气化炉煤烧嘴，在富氧环境下发生化学反应，有效成分转变为CO、H2等粗合成气，固体残渣顺气化炉膜式壁流入渣池，被水激冷后进入除渣工段排出界区。
夹带一定飞灰的粗合成气经过气化炉激冷段被冷却到约900℃后经气体返回室进入合成气冷却器，在此气体中所带潜热被利用，副产 5.0MPa、400℃中压蒸汽，同时被冷却至340℃后进入高温高压飞灰过滤器，经过除灰工段，气体中飞灰含量达到20μg/m3以下，进入湿洗工段进一步洗去粗合成气中的飞灰及其他酸性气体后送出界区。
生产过程中产生的工艺废水进入初步水处理工段进行预处理后送出界区。
公用工程工段主要为煤气化装置提供N2/CO2、点火用LPG、柴油等物料。
3 运行中出现的问题及应对措施3.1烧结金属设备损坏3.1.1原因分析整个壳牌煤气化装置有多套烧结金属设备，这里主要指粉煤加压与输送单元的充气锥、充气器等，特别是粉煤锁斗内的充气笛管和充气锥经常损坏。
其损坏的主要原因有3个:①煤锁斗是疲劳容器，担负充压和通气功能的充气锥、充气器两侧压力经常改变，也存在瞬间超压的情况，造成充气锥、充气器疲劳变形；②进充气锥的气体不洁净，污堵烧结金属孔，通气不畅，导致烧结金属两侧压差超标，损坏设备；③通气设备的强度不够。
壳牌煤气化装置经典布置原则及分析张洪伟【摘要】对壳牌煤气化装置经典设备布置原则和特点进行分析与总结,为国内同类煤气化技术的发展起到促进和借鉴作用.【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2013(023)001【总页数】4页(P13-15,43)【关键词】壳牌煤气化;关键设备与区域;设备布置【作者】张洪伟【作者单位】中国五环工程有限公司武汉430223【正文语种】中文从壳牌煤气化技术在国内开始应用至今，已投产或在建的壳牌煤气化装置已经有二十余套，从国内第一套壳牌煤气化装置设计开始，根据壳牌煤气化工艺特点和不断探索与优化设备布置。
装置以煤为原料生产粗合成气，主要生产工序包括磨煤及干燥、煤加压及输送、煤气化、除渣、除灰、湿洗、初步水处理、公用工程系统等8个工序。
虽然不同煤气化装置的生产规模存在一定的差异，但其设备布置总体类似，装置主框架的总高度主要集中在100m～120m，且主框架均为砼结构和钢结构的组合结构。
由于煤气化装置火灾危险性等级和装置框架高度的特殊性，决定了在设备布置方面必然会超出国内现行设计规范的适用范围。
此类问题的出现，并不代表设计不满足国内现行设计规范的要求，而是凸显现行国内设计规范已不能满足当前大型工程设计的实际需要，只有根据当前工程设计实际，对相关设计条款进行及时更新和适当的补充，才能为新型煤气化技术(不仅仅指壳牌煤气化，其他煤气化技术同样也会遇到相同的瓶颈)的快速发展提供更好的服务。
不同的煤气化技术在工艺方面有所不同，但就布置而言，各气化技术之间还是有密切关联。
本文通过对壳牌煤气化装置经典布置的分析与总结，为国内其他煤气化技术的发展提供参考。
1 煤气化装置的关键设备、区域以及布置原则1.1 关键设备、关键区域在壳牌煤气化装置中，关键设备主要包括碎煤仓、磨机、袋式过滤器、气化炉、激冷气压缩机、高压高温飞灰过滤器等。
关键区域主要包括碎煤仓顶部输煤皮带所在区域、磨机所在区域、气化炉烧嘴所在区域、激冷气压缩机所在区域、高温高压飞灰过滤器所在区域、飞灰贮仓所在框架以及副跨(装置内管廊)所在区域等。
Shell粉煤气化装置优化配煤方案研究作者：王亚运，姜波来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2019年第10期王亚运，姜波摘要：目前Shell粉煤气化技术在我国应用得十分普遍，作为第二代洁净煤气化技术，其是一种比较成熟并且工业化程度比较高的技术。
我国Shell粉煤气化装置大部分已成功启动并投入正常运行，但仍然存在一些问题，文章将对Shell粉煤气化的配煤过程中存在的问题进行探讨，并根据这些问题就自身积累的经验提出改进意见。
关键词：Shell粉煤气化工艺；配煤；优化一、Shell粉煤气化技术的主要特点Shell粉煤气化工艺基础研究始于1972年，生产运行表明，煤气化工艺指标达到设计指标并且运行稳定。
根据已投产机组的运行情况，Shell粉煤气化工艺具有以下特点:第一，煤适应性广。
褐煤、次烟煤、无烟煤的适应性强，也可进行两种配煤操作，其灰分熔点、灰分、煤硫含量等类型的适应范围比其他煤气化要大，偏离煤的设计较大，但如果使用单煤会降低装置的运行经济性，运行难度也会相应增加。
第二，负载调整方便。
为了每台气化炉能够更好地对生产负荷进行调节，扩大调节范围，所以在每台气化炉上设置了4—6个烧嘴，更有利于粉煤的气化，调节的范围基本为50％—100％，并对环境十分友好，这样的方式排泄出来的矿渣和粉煤灰的残碳含量较低，可以补充为建筑材料，另外气化的污水排放量比较小，并且不含苯酚等重度污染物，甚至可以实现零排放处理。
二、Shell粉煤气化装置采用配煤措施的原因一般来说，Shell粉煤气化采用的是单煤气化，但是这种方式仍然存在弊端，不能够保证其长周期运行，并且会降低其经济效益。
因此在应用过程中要采用配煤，其主要的优势包含以下几点：（一）稳定煤质Shell气化装置能够保证煤质的稳定，如果想要气化炉平稳运行，那么就必须要保证气化炉的煤质稳定，使得气化炉能够长期且稳定的运行。
但是我国的煤矿分布不是十分均衡，对于同一个煤矿来说，其煤质也有天差地别，所以煤炭的质量将会受到多种因素的影响，比如说开采的方式、运输条件、储存方式等等。
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。
壳牌煤气化装置之煤泥综合利用的试验及应用蒋都钦【摘要】河南龙宇煤化工有限公司正在运行的1套壳牌煤气化装置和正在安装的2台五环炉煤气化装置共产生煤泥220 t/d（设计排放量）,该公司采用高压、高浓度、长距离、全封闭的管道输送方式,将煤泥输送到公用工程锅炉内进行二次焚烧,以实现大型煤气化装置生产资源的综合利用。
简述了煤泥综合利用系统的工艺设备和工艺流程;论述了该系统的创新特点和技术优势;介绍了煤泥远距离管道输送以及配比燃烧的试验数据。
结果表明,该系统投用后可处理气化装置废渣6万t/a,节约标煤0.9万t/a,直接经济效益约900万元/a。
%One set of Shell coal Gasification plant has been operating and two sets of coal gasification plants with Wuhuan gasifier are installing in the Longyu Chemical Engineering Company Ltd.,from which 220 t/d（design quantity discharged）of coal sludge are formed totally,using high concentration,long distance and fully closed conveying mode by piping,this company will take the coal sludge to convey into the utility boiler for secondary incineration in order to realize the comprehensive utilization for production resource in the large-sized coal gasification plant.Author has simply described the process equipment and process flow for comprehensive utilization system;has discussed the innovation feature and the technology advantage of this system;has introduced the long distance conveyance of coal sludge by piping and the test data for combustion with a proper ratio of sludge.Result indicates that the 60 000 t/a of waste sludge can treated by this system after having been put intooperation,9 000 t/a of standard coal is saved,direct economic benefit is about 9 million Yuan R.M.B.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2011(049)005【总页数】3页(P34-36)【关键词】煤气化装置;煤泥;管道输送;掺烧;试验;应用【作者】蒋都钦【作者单位】龙宇煤化工有限公司,河南永城476600【正文语种】中文【中图分类】TQ545河南龙宇煤化工有限公司的一期建设项目为50万t/a甲醇配套1台壳牌煤气化生产装置，二期建设项目是40万t/a醋酸配置2台五环煤气化生产装置。
浅谈煤质和配煤技术对Shell煤气化的影响简单介绍了煤质对Shell煤气化工艺的影响。
根据本地煤质特性，应用配煤技术，通过改变煤种、调节配煤比例，得到了适合Shell气化炉运行的配煤方案。
标签：配煤技术；Shell煤气化；煤质；灰熔点1 目的及意义原则上说壳牌煤气化技术适用的煤种较为广泛，但在实际生产过程中，单一煤种的气化仍然存在较多问题。
这些问题不仅影响粉煤气化装置的长周期连续运行，同时也制约了其运行的经济性。
目前国内多数粉煤气化装置均使用配煤技术，通过配煤技术的合理利用，不仅能降低粉煤气化装置的氧耗、煤耗及能耗，还能提高气化效率，从而提高装置的经济使用性。
因此，配煤的好坏和稳定煤质的措施是保障壳牌煤气化装置稳定运行的关键因素。
2 煤质对Shell煤气化装置影响2.1 煤灰组成及含量煤灰分的主要组成为氧化硅（SiO2）和氧化铝（Al2O3），对灰的黏结性影响较大。
壳牌气化采用以渣挂渣来保护水冷壁，若灰含量低，则挂渣效果不好，无法起到保护炉壁的作用，缩短气化炉的使用寿命。
而灰分含量大，合成气冷却器（SGC）积灰明显，降低换热效果，同时增加了U1400结渣和U1500堵灰的几率；同时灰渣会带走大量的热，未达到生产需求须气增大氧煤比，热效率降低，影响装置的生产能力。
所以严重时灰分高会导致气化炉事故停车。
[1]Shell气化灰分含量要求为12～23%。
鹤壁本地煤种的煤灰成分及含量与壳牌（鹤壁）设计煤种相差较大，若单独使用容易，SGC易严重积灰，换热效果差，且排渣困难，15单元堵灰几率上升。
煤灰分组分中的SiO2和Al2O3对Shell气化炉合成气冷却器的积灰影响较大，当SiO2/Al2O323%，超过设计最大指标，在高负荷工况下灰渣量大，排渣困难，严重时会造成堵渣；而本地煤2、本地煤4的SiO2/Al2O3与要求数据偏差0.7左右，偏差过大，若单独使用，气化炉合成器冷却器积灰加快，引起压差上涨，必然减少运行周期。
煤气化配煤工艺研究报告
煤气化配煤是一种将煤转化为可燃气体的工艺。
它主要通过热解和气化煤来生成合成气，该合成气可以用作燃料或化工原料。
煤气化配煤工艺的研究主要包括原料煤选择、煤气化工艺设计和操作参数优化等内容。
首先，选择合适的原料煤对煤气化配煤过程至关重要。
不同类型的煤在煤气化过程中会产生不同的气体组成和产率。
通常，高碳含量、低灰分和低硫含量的煤适合用于煤气化，因为这些煤在热解和气化过程中产生的有害气体较少。
其次，煤气化工艺设计是研究中的重要一环。
煤气化工艺通常包括煤的预处理、煤的干馏和煤的气化。
预处理包括煤的研磨、煤的干燥等步骤，以便提高煤的反应性和气化效率。
干馏是将煤加热至高温，使其分解产生可燃气体和其他有机物的过程。
气化是将煤在高温下与气体（通常是水蒸气或空气）接触，产生合成气的过程。
在煤气化工艺设计中，需要考虑煤的选择、反应温度、气化剂和催化剂等因素，以实现高效的气化反应和产气。
最后，对煤气化配煤工艺进行操作参数优化也是研究的重要内容。
操作参数包括反应温度、气化剂流量、煤的加入速率等。
通过优化这些操作参数，可以提高煤气化反应的效率和产气的质量。
例如，合适的反应温度可以提高合成气的产率和甲烷含量，而恰当的气化剂流量可以控制气化反应的速率和产物的组成。
综上所述，煤气化配煤工艺研究报告主要包括原料煤选择、煤气化工艺设计和操作参数优化等内容。
通过研究和优化这些方面，可以实现高效、低污染的煤气化过程，从而提高煤的利用率和能源利用效率。
大型煤制烯烃项目之壳牌煤气化装置氧煤比控制措施研究李国胜【摘要】壳牌煤气化装置采用控制氧煤比的方式来控制气化炉炉膛温度和合成气组分,并以此实现气化炉的液态排渣.介绍了壳牌气化炉内的反应原理和氧煤比的5种控制方式；简述了氧煤比控制的原理与方法,分析了氧煤比控制过程中存在的不足之处.结果表明,壳牌煤气化工艺的氧煤比控制系统技术先进,理念超前,可以满足装置连续稳定生产的需要.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2013(051)002【总页数】3页(P35-37)【关键词】壳牌煤气化装置;氧煤比;控制;研究【作者】李国胜【作者单位】大唐国际发电股份有限公司,北京100033【正文语种】中文【中图分类】TQ545大唐多伦煤制烯烃项目是大唐国际发电股份有限公司多元化发展战略规划中非常重要的项目，该项目利用锡林浩特东胜煤田的褐煤为原料，采用国际上先进的粉煤气化、气体变换、甲醇合成、MTP等工艺技术，最终生产46万t/a聚丙烯、18万t/a汽油及其他副产品。
煤气化装置采用壳牌干煤粉加压气化工艺技术，3套气化装置日处理原料煤量为12 300 t，总有效气体(CO+H2)产量471 000 m3/h。
壳牌煤气化技术的自动化程度高、控制系统复杂，除了顺序控制方式以外，还采用多种复杂回路控制，其中氧煤比控制是其整个控制系统的核心。
1 壳牌气化炉内的反应原理煤气化的原理就是煤、氧气在加压条件下进入高温气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程，气化产物是以H2和CO为主的煤气［1］。
煤气化反应可以用总反应来描述:(CH是煤的简化分子式)在此反应中，煤将当作是纯炭，反应分为以下几步进行:生成CO、H2有效气体的反应均为吸热反应，所需要的热量须通过炭和氧气生成二氧化碳来提供。
若气化炉的控制温度偏高则合成气中CO2含量增加，气化效率会降低，废热锅炉也容易发生积灰现象等;若控制温度偏低，灰渣中的残炭量高等;渣口排渣不畅，甚至发生堵渣现象，影响正常生产。
