Shell粉煤氣化工藝控制優化與改進

李曉黎

（中石化寧波工程有限公司，浙江寧波315103）

中國石化股份有限公司引進3套投煤量2kt／d Shell煤氣化爐應用到合成氨大型氣化爐，除了承擔合成氨生產，還擔負下游供氫的任務。筆者將針對3套粉煤氣化裝置在調試和初期生產過程中工藝控制方面主要優化和改進進行介紹，便于后續生產的持續優化改進，以增加長周期運行時間。

1 粉煤氣化技術特點及系統組成

1.1 技術特點

Shell氣化爐配置4個粉煤燒嘴，位于爐子下部同一水平面上，為了強化粉煤的氣化過程和保護膜式壁，燒嘴沿圓周均勻布置且帶有斜角，借助撞擊流以強化熱質傳遞過程，使爐內橫截面氣速相對趨于均勻。煤氣攜帶煤灰總量的20%～30%沿氣化爐軸線向上運動，在接近爐頂處通入循環煤氣激冷（約占煤氣量的60%～70%），使合成氣降溫至900℃，熔渣凝固向下沉降，合成氣出氣化爐，進入廢鍋。煤灰總量的70%～80%以熔態流入氣化爐底部，水激冷凝固、破碎，自爐底排出。粉煤由氮氣攜帶，密相輸送進入噴嘴。氧與蒸汽混合后也由粉煤燒嘴噴入氣化爐內。氣化溫度為1 400～ 1 700℃，壓力為4.0MPa。由于氣化溫度高，碳轉化率可達99%以上，無其他的副產物產生，產品氣體潔凈，煤氣中有效氣體達90%（干基）以上，氧耗低，單爐生產能力大。系統中的主要物料包括：粉煤、氮氣、氧氣、蒸汽、灰、渣、灰水等；物料流動形式：連續流，間歇流；相態包括氣固相、氣液相、氣相、液相、液固相、固相等；固體流動方向：重力流為主。

1.2 氣化系統組成及工藝過程簡述

Shell粉煤氣化由磨煤、粉煤加壓及輸送、氣化及合成氣冷卻、除渣、除灰、灰水處理等裝置組成，還包括操作單元、工藝控制系統、公用工程等。……