殼牌氣化爐在環(huán)保中的應(yīng)用及存在問(wèn)題分析

賈有強(qiáng)

摘 要：殼牌干煤粉氣化技術(shù)是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的煤氣化處理技術(shù)，具有多方面的優(yōu)勢(shì)與特征，更可以很好的匹配我國(guó)環(huán)保發(fā)展的實(shí)際需求。本文首先介紹了殼牌干煤粉氣化技術(shù)的燃燒原理，其次對(duì)殼牌干煤粉氣化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、特征進(jìn)行了分析，并就殼牌干煤粉氣化技術(shù)在環(huán)保事業(yè)中的價(jià)值進(jìn)行了闡述，最后則探討了殼牌干煤粉氣化技術(shù)應(yīng)用于環(huán)保事業(yè)存在的問(wèn)題，希望可以有效提升殼牌干煤粉氣化技術(shù)的環(huán)保性能，促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：殼牌氣化爐;環(huán)保應(yīng)用;存在問(wèn)題

0 引言

殼牌干煤粉氣化技術(shù)具有許多其他氣化技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)，在殼牌干煤粉氣化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要想真正意義上提升其優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，就必須要明確殼牌干煤粉氣化技術(shù)的應(yīng)用原理，現(xiàn)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(shù)作為第二代煤氣化技術(shù)，其具有轉(zhuǎn)化率高、對(duì)原材料要求低的特征。在工藝實(shí)施過(guò)程中，主要通過(guò)高壓氮?dú)鈱⒚悍鬯腿氲綗觳糠?，隨后經(jīng)過(guò)預(yù)熱處理后進(jìn)行轉(zhuǎn)化。在殼牌干煤粉氣化技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要同時(shí)進(jìn)行多個(gè)燃燒氣的水冷卻膜的氣化，其中，第一步屬于放熱反應(yīng)，可以為第二步反應(yīng)提供充足的熱量，這樣不但可以最大限度的解決氣化過(guò)程中能量不足的問(wèn)題，同時(shí)也可以避免大量廢熱喪失，影響環(huán)境的整體適應(yīng)性，帶來(lái)能源方面的壓力。在反應(yīng)過(guò)程中，包括了氧化反應(yīng)、水蒸氣吸熱反應(yīng)與加氫氣反應(yīng)等不同的方面，其中氧化反應(yīng)是分開計(jì)算的，第二步以平衡反應(yīng)的方式出現(xiàn)。

殼牌干煤粉氣化技術(shù)實(shí)施過(guò)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(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)，進(jìn)而生成一氧化碳與氫氣的組合，其中可能會(huì)夾帶一部分的粗煤灰，通過(guò)200℃低溫循環(huán)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(chǎn)品的質(zhì)量。

2 殼牌氣化爐的優(yōu)勢(shì)與特征

殼牌干煤粉氣化技術(shù)作為殼牌公司主要的生產(chǎn)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)具有廣泛的優(yōu)勢(shì)，這主要得益于其如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)與特征：

2.1 安全性好

由于殼牌干煤粉氣化技術(shù)具有很強(qiáng)的穩(wěn)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(wú)論是質(zhì)地較差的褐煤還是質(zhì)地較好的煙煤都可以進(jìn)行生產(chǎn)。除此之外，由于灰熔點(diǎn)的適應(yīng)性很好，所以生產(chǎn)過(guò)程中一些酸性較強(qiáng)、水分含量較高的材料也可以進(jìn)行生產(chǎn)，且不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障與損耗，從而有效提升了生產(chǎn)的安全性與可靠性。

2.2 氣化溫度穩(wěn)定

從溫度設(shè)計(jì)方面，整個(gè)殼牌干煤粉氣化技術(shù)的氣化溫度為1500℃左右，整體轉(zhuǎn)化率較高且溫度要求較低，能源適應(yīng)性很好。另外，生產(chǎn)后的產(chǎn)品整體純度很好，不存在重?zé)N，一氧化碳與氫氣的比例超過(guò)90%以上，同時(shí)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(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中利用了干粉進(jìn)料的處理技術(shù)，所以在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中部需要進(jìn)行水分蒸發(fā)，這樣一來(lái)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(guī)模也比較小，所以在進(jìn)行投資建設(shè)時(shí)成本比較容易控制，不容易導(dǎo)致成本過(guò)高的問(wèn)題。

2.4 熱效率高

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

2.5 環(huán)境適應(yīng)性好

殼牌干煤粉氣化技術(shù)具有很好的環(huán)境適應(yīng)性，由于整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)屬于無(wú)廢氣排放模式，所以系統(tǒng)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(shí)際需求。在堆放過(guò)程中也沒有污染物滲出的問(wèn)題，所以氣化污水不存在焦油等物質(zhì)，處理方便，同時(shí)可以輕易達(dá)到低排放的要求。

3 殼牌氣化爐在環(huán)保中的應(yīng)用

殼牌干煤粉氣化技術(shù)是工業(yè)中實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)品向著氣化方向轉(zhuǎn)變的主要途徑，不但有效提升了資源的利用效率，同時(shí)也在客觀上降低了其他氣化技術(shù)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，現(xiàn)就殼牌干煤粉氣化技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用情況討論如下：

3.1 氧化氮污染控制方面的應(yīng)用

殼牌干煤粉氣化技術(shù)在氧化氮的污染控制方面具有不錯(cuò)的效果。作為氣化爐燃燒過(guò)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(nèi)燃燒時(shí)會(huì)通過(guò)熱力型模型在高溫下氧化，該過(guò)程與爐膛的實(shí)際溫度密切相關(guān)，只有溫度高于1100℃時(shí)，一氧化氮的生產(chǎn)比例才會(huì)提升。殼牌干煤粉氣化技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程中爐膛的溫度達(dá)到1500℃左右，但是其中會(huì)添加激冷氣循環(huán)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中溫度會(huì)降低到200℃并循環(huán)到爐膛內(nèi)部，從而使得平均燃燒溫度達(dá)到1000℃以內(nèi)，從而有效降低一氧化氮污染物的生產(chǎn)率，從而在客觀上保護(hù)了環(huán)境。

3.2 二氧化硫污染控制方面的應(yīng)用

二氧化硫也是殼牌干煤粉氣化技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程中的常見污染物，在該反應(yīng)中，溫度上升到1500℃時(shí)會(huì)生產(chǎn)大量的硫化氫與二氧化硫，但是經(jīng)過(guò)冷卻處理后僅為300℃，再經(jīng)過(guò)濕洗塔的三次處理并與堿液進(jìn)行充分混合，此時(shí)大多數(shù)的二氧化硫與硫化氫均已經(jīng)通過(guò)反應(yīng)生產(chǎn)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(yīng)用

二氧化碳的污染控制主要通過(guò)合成氣內(nèi)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(fā)展。

除此之外，合成氣當(dāng)中沒有轉(zhuǎn)化的部分也可以在后續(xù)低溫清洗中添加具有吸收功能的壓縮設(shè)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(chǎn)物污染方面的應(yīng)用

燃燒后的產(chǎn)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(shù)應(yīng)用中，主要通過(guò)鎖斗減壓與氣提處理裝置來(lái)達(dá)到污染物控制的效果。

4 殼牌氣化爐在環(huán)保中應(yīng)用存在的問(wèn)題

4.1 煤種變化

殼牌干煤粉氣化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有很好的適應(yīng)性，但是這并不代表可以配合所有類型的煤種。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，有些煤種存在揮發(fā)分、含碳量以及灰分不均勻的問(wèn)題，可能會(huì)因此導(dǎo)致氣化系統(tǒng)不穩(wěn)定波動(dòng)，從而影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4.2 爐膛溫度

爐膛溫度不但會(huì)影響生產(chǎn)效率與轉(zhuǎn)化的質(zhì)量，更與環(huán)保污染物的控制密切相關(guān)。導(dǎo)致爐膛溫度不均勻、不穩(wěn)定的因素很多，特別是合成氣的含量判斷可能會(huì)導(dǎo)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(wèn)題主要與膜式水冷壁的換熱相關(guān)，在水路循環(huán)中清潔是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，如果清潔度不足，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)管路堵塞的問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)區(qū)域換熱效率下降，導(dǎo)致不均勻、超溫等問(wèn)題發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)室的爐膛損壞。

4.4 燒結(jié)金屬損壞

燒結(jié)金屬部位會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中受到持續(xù)的沖刷影響，如果管理不善，可能會(huì)導(dǎo)致金屬部位的磨損加重，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)損壞的問(wèn)題，從而影響生產(chǎn)安全與穩(wěn)定性。

5 總結(jié)

綜上所述，殼牌干煤粉氣化技術(shù)作為一種高效、清潔的處理技術(shù)，其不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大量有害物質(zhì)的科學(xué)處理，同時(shí)也具有經(jīng)濟(jì)性好、操作效率高的特征。隨著近些年來(lái)社會(huì)對(duì)于環(huán)保事業(yè)重視程度不斷提升，殼牌干煤粉氣化技術(shù)的環(huán)保問(wèn)題也成為行業(yè)普遍關(guān)心的問(wèn)題。根據(jù)本文的分析，探討了殼牌干煤粉氣化技術(shù)在氧化氮、二氧化硫、二氧化碳以及燃燒產(chǎn)物控制方面的作用，并對(duì)環(huán)保中存在的問(wèn)題、處理策略進(jìn)行探討，以此來(lái)提升殼牌干煤粉氣化技術(shù)的應(yīng)用效果。

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