殼牌氣化爐在環保中的應用及存在問題分析

賈有強

摘 要：殼牌干煤粉氣化技術是現階段國內應用較為廣泛的煤氣化處理技術，具有多方面的優勢與特征，更可以很好的匹配我國環保發展的實際需求。本文首先介紹了殼牌干煤粉氣化技術的燃燒原理，其次對殼牌干煤粉氣化技術的優勢、特征進行了分析，并就殼牌干煤粉氣化技術在環保事業中的價值進行了闡述，最后則探討了殼牌干煤粉氣化技術應用于環保事業存在的問題，希望可以有效提升殼牌干煤粉氣化技術的環保性能，促進行業可持續健康發展。

關鍵詞：殼牌氣化爐;環保應用;存在問題

0 引言

殼牌干煤粉氣化技術具有許多其他氣化技術所不具備的優勢，在殼牌干煤粉氣化技術應用過程中，要想真正意義上提升其優勢與價值，就必須要明確殼牌干煤粉氣化技術的應用原理，現分析如下。

1 殼牌氣化爐燃燒原理概述

殼牌干煤粉氣化技術作為第二代煤氣化技術，其具有轉化率高、對原材料要求低的特征。在工藝實施過程中，主要通過高壓氮氣將煤粉送入到燒嘴部分，隨后經過預熱處理后進行轉化。在殼牌干煤粉氣化技術應用時，需要同時進行多個燃燒氣的水冷卻膜的氣化，其中，第一步屬于放熱反應，可以為第二步反應提供充足的熱量，這樣不但可以最大限度的解決氣化過程中能量不足的問題，同時也可以避免大量廢熱喪失，影響環境的整體適應性，帶來能源方面的壓力。在反應過程中，包括了氧化反應、水蒸氣吸熱反應與加氫氣反應等不同的方面，其中氧化反應是分開計算的，第二步以平衡反應的方式出現。

殼牌干煤粉氣化技術實施過程中，氣化爐作為立體的壓力溶劑，其中的氣化燒嘴位于中部或者下部，氧氣、煤粉等類型的混合物可以在高溫的作用下實現氣化反應，進而生成一氧化碳與氫氣的組合，其中可能會夾帶一部分的粗煤灰，通過200℃低溫循環的方式，不但可以完成熱量的回收利用，也可以減少煤灰的影響，提升最終氣化產品的質量。

2 殼牌氣化爐的優勢與特征

殼牌干煤粉氣化技術作為殼牌公司主要的生產技術，在國內具有廣泛的優勢，這主要得益于其如下幾個方面的優勢與特征：

2.1 安全性好

由于殼牌干煤粉氣化技術具有很強的穩定性，所以能夠滿足各種不同類型原材料的氣化處理要求。無論是質地較差的褐煤還是質地較好的煙煤都可以進行生產。除此之外，由于灰熔點的適應性很好，所以生產過程中一些酸性較強、水分含量較高的材料也可以進行生產，且不會導致設備出現故障與損耗，從而有效提升了生產的安全性與可靠性。

2.2 氣化溫度穩定

從溫度設計方面，整個殼牌干煤粉氣化技術的氣化溫度為1500℃左右，整體轉化率較高且溫度要求較低，能源適應性很好。另外，生產后的產品整體純度很好，不存在重烴，一氧化碳與氫氣的比例超過90%以上，同時煤氣的總量保持的很好，所以消耗的煤量不大。

2.3 耗氧量低

殼牌干煤粉氣化技術在生產過程中利用了干粉進料的處理技術，所以在整個生產過程中部需要進行水分蒸發，這樣一來就可以有效降低耗氧量，最多可以減少25%以上的耗氧量，成本控制效果良好。另外，配套的空分裝置規模也比較小，所以在進行投資建設時成本比較容易控制，不容易導致成本過高的問題。

2.4 熱效率高

殼牌干煤粉氣化技術具有冷煤氣效率高的特征，相比于其他類型的氣化技術具有明顯的優勢。其中，整體效率高達80%左右，同時原料煤的熱效率得到保持，最高可以超過98%以上，效果良好。

2.5 環境適應性好

殼牌干煤粉氣化技術具有很好的環境適應性，由于整個生產環節屬于無廢氣排放模式，所以系統排出的熔渣、飛灰含量不高，所以能夠滿足水泥建筑材料的實際需求。在堆放過程中也沒有污染物滲出的問題，所以氣化污水不存在焦油等物質，處理方便，同時可以輕易達到低排放的要求。

3 殼牌氣化爐在環保中的應用

殼牌干煤粉氣化技術是工業中實現煤礦產品向著氣化方向轉變的主要途徑，不但有效提升了資源的利用效率，同時也在客觀上降低了其他氣化技術帶來的環境污染問題，現就殼牌干煤粉氣化技術在環保中的應用情況討論如下：

3.1 氧化氮污染控制方面的應用

殼牌干煤粉氣化技術在氧化氮的污染控制方面具有不錯的效果。作為氣化爐燃燒過程中主要生成的污染物之一，一氧化氮與二氧化氮都是大氣污染物，在爐內燃燒時會通過熱力型模型在高溫下氧化，該過程與爐膛的實際溫度密切相關，只有溫度高于1100℃時，一氧化氮的生產比例才會提升。殼牌干煤粉氣化技術生產過程中爐膛的溫度達到1500℃左右，但是其中會添加激冷氣循環系統，在該系統中溫度會降低到200℃并循環到爐膛內部，從而使得平均燃燒溫度達到1000℃以內，從而有效降低一氧化氮污染物的生產率，從而在客觀上保護了環境。

3.2 二氧化硫污染控制方面的應用

二氧化硫也是殼牌干煤粉氣化技術生產過程中的常見污染物，在該反應中，溫度上升到1500℃時會生產大量的硫化氫與二氧化硫，但是經過冷卻處理后僅為300℃，再經過濕洗塔的三次處理并與堿液進行充分混合，此時大多數的二氧化硫與硫化氫均已經通過反應生產了大量的鹽，而酸性氣體的含量也可以得到很好的控制，減輕了后期處理的壓力。

3.3 減少二氧化碳污染方面的應用

二氧化碳的污染控制主要通過合成氣內部有害氣體的控制為主，為了降低有害氣體的含量，在工藝條件許可的情況下提升爐膛的溫度，盡量使得其向正向發展。

除此之外，合成氣當中沒有轉化的部分也可以在后續低溫清洗中添加具有吸收功能的壓縮設備，作為粉煤載氣使用，從而有效降低二氧化碳的排放量，提升整體污染控制水平。

3.4 減少燃燒產物污染方面的應用

燃燒后的產物污染也是大氣污染中最難治理的部分，一般包括飛灰以及污水等等。在殼牌干煤粉氣化技術應用中，主要通過鎖斗減壓與氣提處理裝置來達到污染物控制的效果。

4 殼牌氣化爐在環保中應用存在的問題

4.1 煤種變化

殼牌干煤粉氣化技術在應用過程中具有很好的適應性，但是這并不代表可以配合所有類型的煤種。在實際生產過程中我們發現，有些煤種存在揮發分、含碳量以及灰分不均勻的問題，可能會因此導致氣化系統不穩定波動，從而影響生產的穩定性。

4.2 爐膛溫度

爐膛溫度不但會影響生產效率與轉化的質量，更與環保污染物的控制密切相關。導致爐膛溫度不均勻、不穩定的因素很多，特別是合成氣的含量判斷可能會導致溫度的不均勻變化，從而給爐膛溫度的保持增加了難度。

4.3 受熱不均勻

受熱不均勻問題主要與膜式水冷壁的換熱相關，在水路循環中清潔是一個重要的環節，如果清潔度不足，可能會導致出現管路堵塞的問題，進而出現區域換熱效率下降，導致不均勻、超溫等問題發生，嚴重時會導致反應室的爐膛損壞。

4.4 燒結金屬損壞

燒結金屬部位會在生產過程中受到持續的沖刷影響，如果管理不善，可能會導致金屬部位的磨損加重，嚴重時會出現損壞的問題，從而影響生產安全與穩定性。

5 總結

綜上所述，殼牌干煤粉氣化技術作為一種高效、清潔的處理技術，其不但能夠實現對大量有害物質的科學處理，同時也具有經濟性好、操作效率高的特征。隨著近些年來社會對于環保事業重視程度不斷提升，殼牌干煤粉氣化技術的環保問題也成為行業普遍關心的問題。根據本文的分析，探討了殼牌干煤粉氣化技術在氧化氮、二氧化硫、二氧化碳以及燃燒產物控制方面的作用，并對環保中存在的問題、處理策略進行探討，以此來提升殼牌干煤粉氣化技術的應用效果。

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