摘　要：随着时代不断进步，能源的消耗和采集已成为了全球人类所关注的话题。我国是能源消耗大国，我国的能源特点是缺油、少气、相对富煤，在目前及未来较长时期内煤都将在能源消耗中占据主导地位。所以采用先进的技术充分对煤进行利用，是煤能源发展的必然趋势。基于此，本文通过对Shell 煤粉加压气化技术流程的概述；对气化炉炉温波动产生因素，对气化炉温度监测、气化炉高温的影响进行了分析探讨。旨在与同行进行业务交流，以期提高Shell 煤粉加压气化技术水平。
　　
　　 关键词：Shell 气化炉　煤粉加压气化技术　炉温
　　社会经济的飞速发展，导致人们对生活水平及质量的要求也越来越高，而当前对煤的利用基本仍是采用直接燃用的方式，但是煤在燃用、贮运和环保方面仍存在诸多问题，特别是环保方面。因此，国家就实行了可持续发展战略，对煤利用的环保方面提出了更高要求，这也就对企业的利用煤的技术提供了更高要求，应用先进的洁净煤技术已成必然趋势。Shell 煤粉加压气化技术是现阶段世界最为先进的洁净煤技术之一，其具有节能、降耗等诸多特点，值得大力推广和广泛应用。因此，笔者就结合工作实践及对Shell 煤粉加压气化技术的所知，对Shell 煤粉加压气化技术的应用进行以下几方面的分析探讨。
　　一、Shell 煤粉加压气化技术流程的概述
　　1.Shell 煤粉加压气化技术概述
　　Shell 煤粉加压气化属气流床气化，气化炉、输气管及合成气冷却器组成了Shell 煤气化设备。在加压条件下氧气、蒸气、煤粉同时流进气化炉内，并在极短的时间里面就完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等系列物理及化学过程。干煤粉是Shell 煤粉加压气化的主要原料，氮气是其主要输送介质。被加压的氧气、蒸气、煤粉会从气化炉壳体上对称布置煤烧嘴流进气化炉中，且其转化成合成气应是在压力是3.5~4.0MPa及温度是1400~1600℃的条件下进行。
　　2.Shell 煤粉加压气化技术的原理与特点
　　一是煤粉加压气化技术的原理。煤粉经载气携带，跟氧气、蒸气进行混合后流进气化炉中，煤炭会在高温高压的条件下出现部分氧化反应，从而产生体积分数超过百分之九十的高温煤气。其主要反应有：碳加氧气生成二氧化碳，碳加二氧化碳生成一氧化碳等；由于气流中携带煤粉，导致气体体积分数大于固相颗粒的体积分数，造成颗粒被气体隔离，从而独自进行燃烧和气化反应。颗粒在气化炉中燃烧和氧化，会受到空间制约，所以反应必须在极短时间内完成；应选择极细的煤颗粒进入气化炉中，以便确保能够满足反应面积；还应提高反应温度从而保证反应速度。
　　二是Shell 煤粉加压气化技术特点。第一，煤种适应性广泛，能汽化烟煤、无烟煤及石油焦等。对煤反应活性要求极低。第二，节能，对氧气与煤的消耗极低。第三，碳转化率接近百分之百，且排出的熔渣不会对环境造成污染。汽化污水中含有害物质极少，极易处理，甚至能做到零排放。第四，安全性能高，运行成本低廉。第五，单台气化炉生产能力大。第六，具有先进的技术操作控制系统，能确保技术操作在最佳状态下运行。
　　二、气化炉炉温波动产生因素分析
　　1.煤线不稳定
　　第一，煤下料不顺畅，没有足够的能力输送煤粉，导致煤粉输送能力受限于Shell气化技术加压输送方式。设备管道极易出现破损，且其不能均匀分配氮气，导致没有良好的流化效果，这也能降低煤粉输送能力。还有就是充气锥堵塞或是损坏及充气锥氮气流量均会造成煤线的波动。
　　第二，粒子形状出现偏差以及煤粉粒度分布不均匀，也会对煤线的稳定性产生影响。
　　第三，煤粉管线的干净与否对煤线造成影响。如管线里存在金属碎片、陶瓷碎片螺栓等杂物，均会导致煤粉角阀堵塞，从而造成煤线出现不规则波动。
　　第四，煤粉线上测量仪表的精确性对煤线的影响。煤粉测量仪表的精确性非常重要，这是由于只有通過对煤线速度、密度进行测量，并结合管道直径计算所得，才能得出煤粉的质量流量。
　　2.Shell 煤气化工艺的影响因素
　　一是煤灰含量影响。煤灰是煤中的惰性物质，煤灰含量过高就会增加煤气化过程产生的灰渣量，这样就会造成部分潜热和显热丢失，从而降低了煤的热效率。还有就是煤灰含量越高就会导致原煤运输成本越大，气化煤耗、氧耗越高，气化炉和灰渣处理系统负荷越重，若是情况严重还会对气化炉的正常运行产生影响。煤灰含量过高还会对煤灰的熔融特性造成影响，可能致使气化炉渣阀排渣不畅。煤灰量过低，不易形成固体保护渣层，会增大气化炉热损，降低冷煤气效率降，从而对气化炉使用寿命造成影响。
　　二是煤灰熔点影响。灰熔点高，形成的渣流动性差，渣层变厚，保温性好，但容易造成熔渣在排渣口堵塞。灰熔点低，渣流动性强，渣层变薄，保温性差，对水冷壁易造成损害。因而采取添加助熔剂对煤灰的比例进行调节，这样能对煤的熔融特性进行改变，从而确保气化炉的正常运行。应根据煤灰组成进行助熔剂及加入量的选择。
　　三是煤的挥发分对Shell 煤气化技术的影响。煤加热后挥发出的有机质及其分解产物就是挥发分，能对煤的变质程度有大概体现。通常情况，越高的挥发分，煤化程度就越浅，煤质也就越轻，其反应活性也越好，这非常有利于气化反应。Shell 煤气化是高温气化，气体在炉内时间极短，因而气固间的扩散反应是控制碳转化的关键因素，这也就对煤粉粒度提出了更高要求。
　　四是煤的固定碳对Shell 煤气化技术的影响。煤的固定碳包含的元素较多，且任何一种元素都会对Shell 煤气化技产生一定影响，因此必须认真在元素分析组成中讨论各元素对该技术的影响情况。
　　三、气化炉温度监测
　　第一，气化炉蒸气产量可以用来作为气化炉温度监测的主要参数，与此同时应对其渣型进行参考，以便对炉温进行判断，从而对气化温度进行调控，二氧化碳和天然气也能作为炉温监控的重要参数。
　　第二，气化炉蒸气产量自动控制用于灰熔点和灰分正常波动时校正气化温度。
　　四、气化炉高温的影响
　　1.过热蒸气温度与设计要求不相符
　　积灰严重的气化炉合成器，会降低过热蒸汽换热器换热效果，造成气化副产的过热蒸汽温度下降，从而与设计要求温度不相符。变换及煤烧嘴是过热蒸气的主要用户，应将一部分用作变换，将另一部分并入中压蒸汽管网，将中压蒸气外送，这样能有效的减小损失。
　　2.烧嘴罩极易烧坏
　　偏高的气化炉温度，会增加熔渣的流动性，熔渣流经煤烧嘴附近会造成火焰和合成气偏斜，这样极易造成烧嘴罩出现烧坏情况。通常烧坏情况出现在从里往外数的第2到5圈。气化炉煤渣易受高炉温破坏，这样就无法达到Shell 设计理念。
　　五、结语
　　现阶段Shell 煤粉加压气化技术已被大型煤化工企业广泛应用，具有较大的发展空间和前景，因此对Shell 煤粉加压气化技术应用进行探析具有十分重要的意义，不仅能提高煤化工企业的经济效益与社会效益，还有助于促进煤能源的可持续发展。参考文献[1]郑海军,宋金荣,高原,李兵兵. SHELL气化炉控制应用及发展前景[J]. 化工时刊,2012,(11):45-49. [2]张冬梅. Shell气化炉中大块渣形成机理及析铁过程研究[D].安徽理工大学,2012. [3]刘兵,巴淑丽. 浅谈Shell煤气化技术[J]. 化工技术与开发,2011,(03):22-25.