壳牌煤气化工艺

Shell煤气化技术吴迎(中国五环化学工程公司，武汉 430079) 2006-08-041 概述谢尔粉煤加压气化工艺(简称Shell煤气化工艺)，是荷兰壳牌公司开发的一种先进的煤气化技术，与先进的德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术相比，Shell煤气化具有对煤质要求低，合成气中有效组分 (CO+H2>90％)含量高，原煤和氧气消耗低，环境污染小和运行费用低等特点，已成为近年来国内外设计单位和生产厂家首选的气化工艺。

我国正在设计和建设中的洞庭氮肥厂、柳州化学工业公司等厂家，已将该技术应用于合成氨生产。

湖北化肥厂和安庆化肥厂也准备将该技术用于本厂的“油改煤”制氨流程。

湖北双环科技股份有限公司引进Shell公司基础设计，由我院做工程设计，正在建设规模为800t／d(相当于20万t／a)的工业示范装置，即将投运。

Shell煤气化技术是我国建设大型煤化工项目或中氮肥改造的主要方向。

Shell工艺虽属先进，但投资偏高，一般企业不易接受，建议尽快实现关键技术和设备的国产化。

2 Shell煤气化工艺原理、技术特点及主要设备2.1 Shell煤气化工艺原理Shell煤气化过程是在高温高压下进行的，Shell煤气化属气流床气化。

粉煤、氧气及水蒸汽在加压条件下并流进入气化炉，在极为短暂的时间(3～10s)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，其工艺流程如图1所示，气化工艺指标如表1所示。

2.2 技术特点a.煤种适应性广。

从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦化均可气化，对煤的灰熔融性适应范围宽，即使高灰分、高水分、高含硫量的煤种也同样适应。

b.气化温度约1 600℃，碳转化率高达99％以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量低，煤气中有效气体(CO+H2)高达90％以上。

c.氧耗低，单炉生产能力大。

氧气消耗低，比水煤浆气化工艺低15％～25％，因而配套的空分装置投资相对降低；目前已投入运转的单炉气化压力3.0MPa，日处理煤量已达2000t，因此，单炉生产能力大，目前更大规模的装置正在工业化。

浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点摘要：在我国，壳牌煤气化技术已有十年多的历史，其工艺经历了不同发展阶段，逐渐完善，很多设备基本都能稳定运行。

而其技术特点也不同于其他煤气化技术，因此，本文对壳牌的煤气化技术特点进行分析，并探讨了其工艺的发展历程。

关键词：壳牌煤气化工艺发展技术特点一、壳牌煤气化的工艺发展历程壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。

因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。

在上世纪五十年代开始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGP。

经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。

这种技术叫做SCGP，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。

煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。

在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。

在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。

壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。

壳牌气化技术，又称壳牌压液化床气化工艺，是将煤，生物质，或石
油焦炭等物质转化为合成气体的一种方法。

它使用一种特殊的反应堆，加压并充满流体，以高效地将固体物质转化为清洁合成气体。

这个技
术的酷点在于它能处理各种不同的材料，所以它是制作合成气体的一
个非常多功能的选择。

整个毒气化的她开始得到原料全部准备并准备摇滚。

我们要把它磨
成一个超级精细的粉末这样每个小颗粒就都统一了还可以去我们把
它扔进加压流体化床反应堆，在那里，所有的魔法发生。

这个坏男孩在80巴的压力下运作，这对于释放高合成气体的产率和确保我们从
碳转化中获得最大收益来说是关键。

在反应堆内部，原料会得到像氧
气或空气一样的气化剂的舒适，这真的让派对开始，并有助于把原料
转化为一些甜甜的合成气体。

这就像一个化学舞会在那里！
随着原料在气化过程中的舞动，反应炉以温和的拥抱压气流为生，形
成了热量和质量转移的交响乐。

原产于反应堆的乙醚合成气体随后被
淋浴和净化，洗去焦油、微粒和硫磺等杂质。

这种纯净的合成气体随
后被引向一个无穷无尽的可能性领域，可以被转化成氢，氨，甲醇，
合成燃料等珍贵的宝藏。

从本质上讲，壳牌加压流体化床气化过程是
一种出色和适应性强的方法，为生产来自原料的纯合成气体提供了一
个和谐的方式，为可持续能源生产的未来描绘了充满希望的景象。

壳牌煤气化气化原理技术说明（翻译版）目录气化原理 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

一、总论 (2)1.1 概述 (2)1.2 主要反应方程式 (2)1.3 环境方面 (3)2壳牌煤气化工艺(SCGP) (4)2.1 概述 (4)2.2 工艺步骤 (5)3煤的起源和煤的成分对煤气化工艺SCGP的影响 (13)3.1煤的起源 (13)3.2 与shell煤气化工艺相关的煤的特性 (13)3.3 煤/煤灰特性对操作和设计的影响 (15)一、总论1.1 概述气化是一种将碳氢原料转变为CO和H2为主要气体成分的工艺。

其它气体成分如CH4、CO2、H2S、苯酚、烟和微量的氨、HCl、HCN以及在特殊工艺下基于原料和工况产生的甲酸盐。

气化产出的气体既可作为发电用的燃料，又可作为化工原料。

对气化工艺的选择，以及气化介质(O2或空气)，取决于气化进料的类型和产品的要求。

壳牌专利/操作两大气化技术1. 壳牌气化工艺(SGP)壳牌气化工艺(SGP)原料范围从天然气到重油。

此工艺合成出来的气体广泛用于H2、Cl2、甲醇的制造，或作为发电用的燃料。

自1956年来，壳牌气化工艺(SGP)技术被广泛应用，现已经有150套气化炉。

壳牌气化工艺(SGP)采用有耐火衬里的单个烧咀和一个特别设计的气管式废热锅炉（合成气冷却器SGC）。

2. 壳牌煤气化工艺(SCGP)壳牌煤气化工艺(SCGP)原料范围从焦油和无烟煤到褐煤。

间接煤液化（气化伴随着合成气接触反应的变换）是发展此工艺的最初原因。

现在，此工艺主要应用于发电和化工原料生产。

1972年，开始壳牌煤气化工艺(SCGP)的开发。

1976年阿姆斯特丹壳牌实验室委托一个工厂——GASCO化工厂烧煤6t/d；1978~1983年在德国汉堡壳牌总厂，一个烧煤150t/d的工厂投产；1986~1991年在美国壳牌Deer Park总厂，一个烧煤250-400st/d的示范厂投产。

SCGP（壳牌）煤气化工艺1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。

1.1工艺原理。

SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，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。

由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。

典型的SCGP煤气成分见表1。

1.2工艺流程。

目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。

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煤粉（90％＜100μm）并干燥，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混合后导入煤烧嘴。

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后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。

湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。

闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。

在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。

1.3技术特点。

1.3.1煤种适应性广。

SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。

对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。

1.3.2单系列生产能力大。

煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。

壳牌煤气化技术介绍壳牌煤气化技术是一种将煤转化为天然气（Coal to Gas，简称CTG）的高效能技术。

这项技术可以将煤炭以及其他固体燃料转化为可燃气体，如合成天然气（SNG）或液化石油气（LPG），从而实现煤炭资源的利用和能源转化。

以下是对壳牌煤气化技术的详细介绍。

煤气化是将固体煤炭转化为可燃气体的过程，其主要成分是一氧化碳（CO）和氢气（H2）。

壳牌煤气化技术采用了先进的气化反应器和催化剂，在高温和高压下，将煤炭颗粒直接暴露于气化剂中，实现煤炭与气化剂之间的反应。

在气化过程中，煤炭的有机物质被分解为一系列气体和液体的组分，生成可用于燃烧或化学合成的气体混合物。

壳牌煤气化技术的核心反应器是一种高压气化炉，其结构紧凑而高效。

通过加热炉膛中的煤炭颗粒，在气化剂的作用下，煤炭分子内的碳与氧发生化学反应，生成一氧化碳和氢气。

此外，气化剂中的水蒸汽还会与煤炭产生反应，生成一氧化碳和氢气。

通过控制反应器内的温度、压力和气化剂供给速率，可以调整煤炭的转化率和气化产物的组成。

壳牌煤气化技术的一个重要特点是灵活性。

它可以适应不同类型的煤炭，如无烟煤、褐煤和煤矸石等。

此外，该技术还可以转化其他固体燃料，如生物质和废物。

这使得壳牌煤气化技术非常适用于减少煤炭资源的浪费和废物的处理。

应用这项技术后，废物可以被转化为可用的能源，从而减少对有限能源资源的需求。

壳牌煤气化技术还具有环保优势。

通过气化过程，煤炭中的污染物如硫和重金属可以被固定在灰渣中，减少了大气污染。

此外，煤炭中的二氧化碳（CO2）也可以进行捕集和储存，减少了温室气体的排放。

这有助于应对气候变化和环境污染问题。

总结而言，壳牌煤气化技术是一项高效能、灵活性强、环保的能源转化技术。

它可以将煤炭和其他固体燃料转化为可燃气体，减少对有限能源的需求，并降低大气污染和温室气体排放。

这项技术在能源转型和可持续发展中具有重要作用，并将在未来得到广泛应用。

壳牌气化工艺流程
气化步骤主要包括：预处理、气化反应和气体产物处理。

首先，原料
石油或天然气经过预处理，去除其中的硫、杂质和水分。

然后，经过加热
和压力升高的气体进入气化反应器，在高温和高压下与气化剂（通常是空
气或氧气）反应。

在气化反应中，碳氢化合物被分解为合成气的主要组成
部分，即一氧化碳和氢气。

气化剂中的氧气与碳氢化合物发生氧化反应，
产生一氧化碳和水蒸气。

气化反应通常在煤气化炉或管式炉中进行。

最后，产生的气体产物经过处理，去除其中的固体颗粒、硫化物和其他杂质，以
得到纯净的合成气。

气体清洁步骤主要包括：CO2去除、硫化物去除和氢气纯化。

首先，
合成气中的二氧化碳需要被去除，以提高其热值和纯度。

通常采用吸收剂（如醇类）来吸收CO2，然后再经过升压和升温的操作，将吸收剂中的
CO2释放出来，以得到纯净的合成气。

然后，合成气中的硫化物也需要被
去除，以防止对催化剂和设备的腐蚀。

常用的硫化物去除方法包括洗涤、
吸附和反应法。

最后，合成气中的氢气需要进一步纯化，以去除其中的杂
质和水分。

通常采用吸附剂或吸收剂来实现氢气的纯化。

壳牌气化工艺具有以下优点：首先，可以利用丰富的石油和天然气资源，将其转化为有价值的合成气。

其次，合成气是一种多用途能源，可用
于生产化学品、燃料和电力，具有广泛的应用前景。

此外，壳牌气化工艺
还可以通过控制气化剂和操作条件，使得合成气中的组成和比例可以灵活
调节，以满足不同需求。

壳牌煤气化气化原理技术说明壳牌公司是世界上最大的能源和化工企业之一，致力于研究和应用先进的技术来满足能源需求。

其煤气化技术是一项重要的能源转化技术，将煤炭等碳质原料转化为可燃气体，如合成气、液化石油气和水煤气，以提供清洁能源。

壳牌煤气化技术基于可持续发展的原则，通过控制和优化过程参数，最大程度地减少对环境的影响。

其核心原理是将煤炭与氧气或氧气和水蒸气混合在高温高压下，通过化学反应产生一种富含氢气和一氧化碳的气体，即合成气。

煤气化过程主要包括煤炭的干燥、预先处理、高温气化和气体净化四个步骤。

首先，煤炭被干燥以去除其中的水分。

然后，煤炭经过预处理，如粉碎和研磨，以增加其表面积，提高反应效率。

接下来，煤炭在高温（超过1000℃）高压（10-40兆帕）的条件下与氧气或氧气和水蒸气反应。

这个过程被称为气化反应，产生的气体主要包括一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）和甲烷（CH4）。

最后，通过气体净化技术，如脱硫、脱碳和脱氯等，去除气体中的杂质，以获得高纯度的合成气。

壳牌煤气化技术的优势在于其高效率和灵活性。

它可以利用各种不同种类和质量的煤炭作为原料，并且可以灵活地调节反应条件以适应不同的工艺要求。

此外，壳牌煤气化技术还可以实现废弃物和生物质的气化，有效利用资源，并减少环境的污染。

在煤气化产生的气体中，合成气是最常见和重要的产品。

合成气可进一步转化为多种化工产品和能源。

例如，通过催化剂的作用，合成气可以转化为液化石油气，用于取代传统的天然气和液化石油气。

此外，合成气还可以通过催化反应转化为甲醇、氨和液体燃料等有机化合物，用于化工生产和能源供应。

壳牌煤气化技术的应用非常广泛。

它可以用于化工、能源和环保等领域。

在化工领域，煤气化技术可以产生丰富的化学原料，用于合成塑料、纤维和精细化学品等。

在能源领域，煤气化技术可以生产清洁能源，如液化石油气和合成燃料等。

在环保领域，煤气化技术可以减少传统能源的使用和环境污染。