贾有强

摘 要：壳牌干煤粉气化技术是现阶段国内应用较为广泛的煤气化处理技术，具有多方面的优势与特征，更可以很好的匹配我国环保发展的实际需求。本文首先介绍了壳牌干煤粉气化技术的燃烧原理，其次对壳牌干煤粉气化技术的优势、特征进行了分析，并就壳牌干煤粉气化技术在环保事业中的价值进行了阐述，最后则探讨了壳牌干煤粉气化技术应用于环保事业存在的问题，希望可以有效提升壳牌干煤粉气化技术的环保性能，促进行业可持续健康发展。

关键词：壳牌气化炉;环保应用;存在问题

0 引言

壳牌干煤粉气化技术具有许多其他气化技术所不具备的优势，在壳牌干煤粉气化技术应用过程中，要想真正意义上提升其优势与价值，就必须要明确壳牌干煤粉气化技术的应用原理，现分析如下。

1 壳牌气化炉燃烧原理概述

壳牌干煤粉气化技术作为第二代煤气化技术，其具有转化率高、对原材料要求低的特征。在工艺实施过程中，主要通过高压氮气将煤粉送入到烧嘴部分，随后经过预热处理后进行转化。在壳牌干煤粉气化技术应用时，需要同时进行多个燃烧气的水冷却膜的气化，其中，第一步属于放热反应，可以为第二步反应提供充足的热量，这样不但可以最大限度的解决气化过程中能量不足的问题，同时也可以避免大量废热丧失，影响环境的整体适应性，带来能源方面的压力。在反应过程中，包括了氧化反应、水蒸气吸热反应与加氢气反应等不同的方面，其中氧化反应是分开计算的，第二步以平衡反应的方式出现。

壳牌干煤粉气化技术实施过程中，气化炉作为立体的压力溶剂，其中的气化烧嘴位于中部或者下部，氧气、煤粉等类型的混合物可以在高温的作用下实现气化反应，进而生成一氧化碳与氢气的组合，其中可能会夹带一部分的粗煤灰，通过200℃低温循环的方式，不但可以完成热量的回收利用，也可以减少煤灰的影响，提升最终气化产品的质量。

2 壳牌气化炉的优势与特征

壳牌干煤粉气化技术作为壳牌公司主要的生产技术，在国内具有广泛的优势，这主要得益于其如下几个方面的优势与特征：

2.1 安全性好

由于壳牌干煤粉气化技术具有很强的稳定性，所以能够满足各种不同类型原材料的气化处理要求。无论是质地较差的褐煤还是质地较好的烟煤都可以进行生产。除此之外，由于灰熔点的适应性很好，所以生产过程中一些酸性较强、水分含量较高的材料也可以进行生产，且不会导致设备出现故障与损耗，从而有效提升了生产的安全性与可靠性。

2.2 气化温度稳定

从温度设计方面，整个壳牌干煤粉气化技术的气化温度为1500℃左右，整体转化率较高且温度要求较低，能源适应性很好。另外，生产后的产品整体纯度很好，不存在重烃，一氧化碳与氢气的比例超过90%以上，同时煤气的总量保持的很好，所以消耗的煤量不大。

2.3 耗氧量低

壳牌干煤粉气化技术在生产过程中利用了干粉进料的处理技术，所以在整个生产过程中部需要进行水分蒸发，这样一来就可以有效降低耗氧量，最多可以减少25%以上的耗氧量，成本控制效果良好。另外，配套的空分装置规模也比较小，所以在进行投资建设时成本比较容易控制，不容易导致成本过高的问题。

2.4 热效率高

壳牌干煤粉气化技术具有冷煤气效率高的特征，相比于其他类型的气化技术具有明显的优势。其中，整体效率高达80%左右，同时原料煤的热效率得到保持，最高可以超过98%以上，效果良好。

2.5 环境适应性好

壳牌干煤粉气化技术具有很好的环境适应性，由于整个生产环节属于无废气排放模式，所以系统排出的熔渣、飞灰含量不高，所以能够满足水泥建筑材料的实际需求。在堆放过程中也没有污染物渗出的问题，所以气化污水不存在焦油等物质，处理方便，同时可以轻易达到低排放的要求。

3 壳牌气化炉在环保中的应用

壳牌干煤粉气化技术是工业中实现煤矿产品向着气化方向转变的主要途径，不但有效提升了资源的利用效率，同时也在客观上降低了其他气化技术带来的环境污染问题，现就壳牌干煤粉气化技术在环保中的应用情况讨论如下：

3.1 氧化氮污染控制方面的应用

壳牌干煤粉气化技术在氧化氮的污染控制方面具有不错的效果。作为气化炉燃烧过程中主要生成的污染物之一，一氧化氮与二氧化氮都是大气污染物，在炉内燃烧时会通过热力型模型在高温下氧化，该过程与炉膛的实际温度密切相关，只有温度高于1100℃时，一氧化氮的生产比例才会提升。壳牌干煤粉气化技术生产过程中炉膛的温度达到1500℃左右，但是其中会添加激冷气循环系统，在该系统中温度会降低到200℃并循环到炉膛内部，从而使得平均燃烧温度达到1000℃以内，从而有效降低一氧化氮污染物的生产率，从而在客观上保护了环境。

3.2 二氧化硫污染控制方面的应用

二氧化硫也是壳牌干煤粉气化技术生产过程中的常见污染物，在该反应中，温度上升到1500℃时会生产大量的硫化氢与二氧化硫，但是经过冷却处理后仅为300℃，再经过湿洗塔的三次处理并与碱液进行充分混合，此时大多数的二氧化硫与硫化氢均已经通过反应生产了大量的盐，而酸性气体的含量也可以得到很好的控制，减轻了后期处理的压力。

3.3 減少二氧化碳污染方面的应用

二氧化碳的污染控制主要通过合成气内部有害气体的控制为主，为了降低有害气体的含量，在工艺条件许可的情况下提升炉膛的温度，尽量使得其向正向发展。

除此之外，合成气当中没有转化的部分也可以在后续低温清洗中添加具有吸收功能的压缩设备，作为粉煤载气使用，从而有效降低二氧化碳的排放量，提升整体污染控制水平。

3.4 减少燃烧产物污染方面的应用

燃烧后的产物污染也是大气污染中最难治理的部分，一般包括飞灰以及污水等等。在壳牌干煤粉气化技术应用中，主要通过锁斗减压与气提处理装置来达到污染物控制的效果。

4 壳牌气化炉在环保中应用存在的问题

4.1 煤种变化

壳牌干煤粉气化技术在应用过程中具有很好的适应性，但是这并不代表可以配合所有类型的煤种。在实际生产过程中我们发现，有些煤种存在挥发分、含碳量以及灰分不均匀的问题，可能会因此导致气化系统不稳定波动，从而影响生产的稳定性。

4.2 炉膛温度

炉膛温度不但会影响生产效率与转化的质量，更与环保污染物的控制密切相关。导致炉膛温度不均匀、不稳定的因素很多，特别是合成气的含量判断可能会导致温度的不均匀变化，从而给炉膛温度的保持增加了难度。

4.3 受热不均匀

受热不均匀问题主要与膜式水冷壁的换热相关，在水路循环中清洁是一个重要的环节，如果清洁度不足，可能会导致出现管路堵塞的问题，进而出现区域换热效率下降，导致不均匀、超温等问题发生，严重时会导致反应室的炉膛损坏。

4.4 烧结金属损坏

烧结金属部位会在生产过程中受到持续的冲刷影响，如果管理不善，可能会导致金属部位的磨损加重，严重时会出现损坏的问题，从而影响生产安全与稳定性。

5 总结

综上所述，壳牌干煤粉气化技术作为一种高效、清洁的处理技术，其不但能够实现对大量有害物质的科学处理，同时也具有经济性好、操作效率高的特征。随着近些年来社会对于环保事业重视程度不断提升，壳牌干煤粉气化技术的环保问题也成为行业普遍关心的问题。根据本文的分析，探讨了壳牌干煤粉气化技术在氧化氮、二氧化硫、二氧化碳以及燃烧产物控制方面的作用，并对环保中存在的问题、处理策略进行探讨，以此来提升壳牌干煤粉气化技术的应用效果。

参考文献：

[1]付晓峰.延长壳牌气化炉煤烧嘴使用寿命的做法探讨[J].化工设计通讯，2017，43（09）：17+168.

[2]张宗飞，唐凤金，王光友，陈巳樊.环境友好的煤气化技术——壳牌煤气化[J].化肥设计，2015，53（06）：1-4.

[3]胡庆丽，赖智乐，王盘峰，胡步千.壳牌干煤粉气化技术与壳牌下行水激冷流程气化技术的比较[J].化肥设计， 2014，52（04）：20-22.