摘 要：介绍Shell粉煤气化工艺流程，总结Shell粉煤气化工艺对煤质的具体要求，阐述与煤质相关的几方面因素及这些因素的变化对Shell粉煤气化装置的影响，并根据这些影响得出相应的预防措施。
关键词：煤质；Shell；粉煤气化；影响
Shell粉煤气化工艺目前在国内的应用非常广泛，据不完全统计，到目前为止，国内在运或在建的Shell粉煤气化装置约有19套。通过运行实践发现，煤质的变化对Shell粉煤气化装置的影响非常大，它不仅影响整个气化装置的氧耗、煤耗及气化效率，也直接决定了Shell粉煤气化装置的运行经济性及长周期连续运行。而中国煤炭的地质分布本身就不均匀，同一煤矿不同矿井的煤质都会有较大变化，再加上开采方式、运输、储存及天气等影响因素，煤质的波动在所难免。因此，研究煤质的变化对Shell粉煤气化装置的影响就有其重要的现实意义。通过对煤质参数变化的分析，弄清楚煤质的变化对装置运行所带来的影响，提出稳定煤质的措施，是实现Shell粉煤气化装置长周期连续稳定运行的重要保障。
1 Shell粉煤气化工艺对煤质的要求
虽然Shell粉煤气化工艺能够气化的煤种较多，煤质适应范围相对较广，但也并不是所有煤种均适宜于Shell粉煤气化工艺，仍有不少煤种在Shell粉煤气化装置上得不到良好气化。Shell粉煤气化工艺对气化煤种煤质的具体要求如下[1-2]：①要求原煤中水分越低越好，一般要求煤中水分不超过10％，否则会给粉煤的磨制和输送带来麻烦；②对于灰分要求严格，最佳灰分含量为12％～25％，这样既能保证气化炉膜式水冷壁上正常挂渣，又能将装置的运行成本及对设备管道的磨损控制在合理范围内；③对煤中挥发分并没有特别要求，但煤中挥发分太高会影响磨煤系统的安全运行，要求原煤中挥发分不超过35％；④最适宜的煤种灰熔点范围为1250～1550 ℃，低灰熔点煤种在Shell粉煤气化炉上气化时存在转化率偏低、无法挂渣等问题；高灰熔点煤种只有在添加助溶剂时方可进行气化，否则勉强气化会影响气化炉内件的使用寿命；⑤粘温特性与灰熔点密切相关，Shell粉煤气化工艺要求气化煤种最佳灰渣黏度范围为25～40 Pa·s，在该黏度下气化炉膜式水冷壁可以正常挂渣，确保“以渣抗渣”原理顺利实现；⑥对粉煤粒度大小要求，煤的HGI在65以上，从而保证磨煤系统以合适能耗磨制出合格煤粉；⑦要求气化煤种拥有较好的化学反应活性及适中的热稳定性，这样才能确保气化炉内气化反应的速率、碳转化率及膜式水冷壁上的挂渣；⑧对于硫、氯等煤中微量的有毒有害元素，要求越低越好，这样既能保护环境，又能避免对操作人员的身心健康造成伤害。
2 煤质变化对Shell粉煤气化工艺的影响
Shell粉煤气化装置运行稳定与否与原煤的煤质稳定性直接相关，只有原煤各方面性质稳定，才能确保Shell粉煤气化装置的运行稳定性。而表征原煤煤质的参数是多方面的，煤质的变化最终也是通过这些参数体现出来。以下就原煤煤质各个参数的变化对Shell粉煤气化工艺的具体影响进行详细阐述[1-2]。
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