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摘要：自Shell煤气化技术进入国内市场以来，为我国煤炭深加工技术做出了重大的贡献。经过不断的发展和完善，Shell煤气化装置的稳定化及长周期运行已能基本实现。这项洁净能源生产技术装备适用范围还不是很宽泛，并且设备制造难度大，对操作员的技术要求较高等限制了Shell煤气化的发展和推广。但该技术的引进对生态环境的改善是有益的，并且Shell煤气化设备成功运行后可为企业带来很好的经济效益，值得推广。
关键词：Shell煤气化技术；技术特点；推广
一、Shell煤气化技术概述
我国煤炭资源储备十分丰富，但煤炭资源的直接利用会对环境造成严重的污染，不利于生态环境的绿色可持续发展。Shell煤气化技术就是将煤炭转化成富含氢气和一氧化碳的合成气，该合成气能作为原料加工成各种化工产品，实现的煤炭资源的深度利用。
Shell煤气化技术是第一代煤气化技术的改进，改变了传统的使用块煤或小颗粒制气方式，以水煤浆和干煤粉为制气原料，属于比较先进的气流床气化的第二代煤气化技术。Shell煤气化技术简称SCGP，其工艺过程的主要原理是將煤粉、氧气和少量水蒸汽在反应炉内进行一系列的挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理化学反应，生成成分一般为ＣＯ65%、Ｈ230%、Ｎ2+Ａｒ3.1%、ＣＯ21.6%、Ｈ2Ｓ+ＣＯＳ0.3%、ＣＨ4微量的合成气。
图一 Shell煤气化装置流程图
二、Shell煤气化技术的工艺流程
原料煤和石灰石按一定比例混合进入磨煤机，在惰性条件下(O2体积分数小于10%)由循环风机提供循环气将干燥的合格煤粉(粒度小于100μm，占总煤量的90%)送入袋式过滤器，经粉煤贮仓、进入煤锁斗；氧气与中压过热蒸汽混合后进入气化炉烧嘴，合格的粉煤以高压N2或CO2为输送介质进入气化炉烧嘴，与O2和蒸汽一起在气化炉内燃烧，温度在1 500～1 600℃ ，并发生C的转化反应。反应后的气体为以H2和CO为主的合成气，合成气经输气管、合成气冷却器回收热量后进入HTHP飞灰过滤器，除去合成气中的飞灰。过滤后的合成气一部分进入洗涤塔进一步除尘、降温，另一部分作为激冷气与湿洗涤后的一股气混合作为激冷气返回到Shell炉。洗涤后含尘量小于1 mg/m3的合成气经变换、低温甲醇洗净化后进入合成塔制取粗甲醇，通过精馏得到精甲醇。
三、Shell煤气化技术特点
1)煤种适应性广。Shell气化炉可以采用无烟煤、烟煤、褐煤、石油焦等原料，对煤的灰熔点范围比其它气化技术更宽，对于较高水分、灰分和含硫量的煤种也同样适应。
(2)单系列能力大。目前已投入生产运行的单台气化炉内径4 600ｍｍ，气化压力4.0ＭＰａ，日投煤量达2 000ｔ以上，更大规模日投煤量2 500ｔ以上的气化装置也正在实现工业化。
(3)气化温度高。气化温度为1 450～1 600℃ ，碳转化率可达99%左右，气体产品洁净，煤气中有效成分可达90%以上，冷煤气效率达80%～85%，其余15%热能被回收副产中压或高压蒸汽，总热效率在98%左右。
(4)氧耗量低。气化氧耗量比水煤浆气化工艺低15%～20%，与之配套的空分装置可相应减少投资费用。
(5)运转周期长。气化炉壁冷却采用水冷膜壁结构型式，并采用挂渣措施保护气化炉壁，无耐火砖衬里；喷嘴设计使用寿命为8 000ｈ，维护工作量小；气化炉内无转动部件，运转安全可靠。
(6)环境效益好。整个生产过程对污染物都实行了全过程控制，高温气化物不产生焦油、酚等凝聚物，高温排出的熔渣经激冷后成性质稳定的玻璃状颗粒，可作为商品出售；气化污水中含氰化物少，易于处理；利用高效飞灰过滤器除尘回收飞灰，并可返回气化炉循环使用。
四、Shell煤气化技术的发展历程
Shell的石化燃料气化技术可以追溯到 20 世纪50 年代，当时开发了以渣油为原料的Shell气化工艺( SGP) ，随后于 20 世纪 70 年代初期，在渣油气化的基础上，又开发了Shell粉煤气化技术( SCGP) 。该技术从 1972 年开始进行中试，到 2001 年在荷兰正式投入商业化运行为止，前后共经历了 30 多年的技术开发历程。
1978年到1983年，通过汉堡建立的一座处理煤量150t/d的工厂完成了工艺开发和过程优化任务；1987年，上一座装置成功运行的基础上，又在美国休斯顿附近的DeerPark石化中心建设了一座名为SCGP -l的示范厂，积累了15 000 h的操作经验。SCGP -1的试验结果证实壳牌煤气化技术在可靠性、原料灵活性、负荷可调性和环保方面都达到了极高水准。
进过将近十年的发展和示范生产，煤气化装置成功地完成了14个煤种的试验，并对商业化电站规模的可靠性操作、环保、负荷调节及经济方面进行了全面的评估。该装置的运转实践表明，碳的转化率可达99%以上，装置负荷可在40%～100%之间调整，截止到2001年，气化装置运转率在95%以上，从此壳牌公司开始向市场推出壳牌气化工艺。
五、Shell煤气化技术在中国的推广应用
近年来，Shell对中国市场的开拓是十分积极的。2001年荷兰正式投入商业化运行后当年六月份就再中国签订了第一个技术转上协议。到目前为止，所建成投产的SCGP装置已经取得了很好的经济效益和生态效益。但由于其生产链较长，工程施工量较大以及一些生产技术上的问题，加上其投资费用较大，一些小企业根本无力承建如此规模的煤气化装置，因而其在发展和推广的途径还有待改进。
目前Shell煤气化装置在国内已经建成并投产的有湖北双环合成氨原料气的制备系统、安庆石化化肥原料“油改煤”工程、巴陵石化尿素装置“煤代油”技改工程、柳州化工股份有限公司合成氨节能挖潜清洁生产技术改造等。已建成的设备都产生了较好的经济效益和社会效益，并对生态环境的改善有很大的帮助，这也是Shell煤气化技术值得推广的原因所在。
六、结束语
Shell煤气化技术作为目前世界上最先进的洁净煤气化生产技术之一，在煤制气过程中对煤炭种类的适应性较强，并能实现能量的高效利用和减排的作用，因而值得在国内大力推广。在我国，可以整合一些零散的小型煤炭企业，向其推广Shell煤气化技术，尽量减少煤炭资源的直接利用，造福生态。
参考文献
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