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shell炉 随着我国经济持续快速稳定的发展，对能源的需求量逐年增加。而我国能源结构缺油、少气、多煤。据统计，我国一次能源消费中煤炭约占75％ ，在今后相当长的一段时间内煤炭仍是我国的主要能源，本世纪初，国家已经把煤炭的高效，洁净利用技术作为煤炭资源的利用的主要手段。因此，各种先进的煤气化技术在我国均有应用业绩。 为了保护环境，拓宽原料煤种的范围，提高煤炭的综合利用效率，增加气化炉的单炉生产能力，降低煤耗和氧耗，保证气化炉安全稳定运行，国内外研究人员先后成功的开发了一些列先进的煤气化工艺技术，最具有代表性之一的便是Shell煤气化工艺，因为其技术经济性具有明显的优势和较强的竞争力。 一、Shell气化工艺简述? 从煤场通过皮带输送机运来的原煤在磨煤单元进行干燥、制粉，煤粉通过煤粉加压输送单元，在一定压力下，被送到气化炉煤烧嘴处。? 煤粉在4MPa、1500℃左右的气化炉中，和O2、蒸汽进行燃烧，发生反应，从而分别生成合成气和灰渣、飞灰。合成气从气化段顶部流出，利用来自湿洗段的“冷态”合成气进行急冷，将温度降低到900℃左右，随后在合成气输送段、气体返回段、合成气冷却段中，进一步将温度降低到350℃左右，从合成冷却器底部流出。? 大部分各种不能燃烧的组分以熔渣的形式从气化炉的底部排出，被急冷并分散成玻璃状的小颗粒，平均粒度大约为1mm，同渣水一并从渣池底部排出气化炉，进入渣处理单元的渣水处理系统中。少量熔渣以飞灰形式存在，通过急冷段、输送段、合成气冷却段后，随合成气一并排出气化炉，并且被收集在下游的飞灰脱除系统中。? 气化炉内件本身是一台膜式水冷壁及水管型冷却器，安装在整个气化炉外壳中。在这种内件中，保持一种强制的冷却水循环而吸收热量，产生中压蒸汽。 气化炉的结构? ? Shell气化炉由承压壳体、内件及辅属设备构成 (见图1)，是集动、静设备于一体，集燃烧、反应、换热、急冷等工艺于一身的复合设备。主要包括81台 (套)设备(见表1)。气化炉主要部件使用材料列于表2。 气化炉按工艺功能可分为6部分：气化反应段、急冷段、输气管段、气体返回段、冷却段、辅助设备。气化炉按机械结构可分为3部分：壳体、内件、辅助设备。2.1 气化反应段? 气化反应段主要由承压壳体、内件渣池、热裙、挡渣屏和反应段膜式壁组成。承压壳体由Cr-Mo耐热钢制作，内壁喷涂40mm厚的耐火材料130RGM，耐火材料由焊在内壁上的“龟甲网”支承固定，防止事故状态下的高温，保护外壳金属的热损伤。内件渣池由Incoloy合金制造，热裙是由INCOLOY合金Ω管焊接而成筒体结构，以防高温及渣水和冷凝液腐蚀，挡渣屏和反应段膜式壁E1320是由Cr-Mo耐热钢管与翅片相间焊接而成，膜式壁内壁都焊接有保温钉，以固定耐火材料SiC75P，耐火材料平均厚度为14mm。 2.2?急冷段? 急冷段主要由急冷段外壳体、急冷区和急冷管组成。? 急冷段外壳由Cr-Mo耐热钢制造，内衬耐火材料，其作用与气化段壳体相同。? 急冷区由两个功能区组成：一个是由湿洗单元经过冷却过滤后的合成气(约200℃)被送入反应段顶部流出的高温合成气中(约1500℃)，比例大约为 1∶1，混合后的合成气温度骤降到900℃左右；第二个是“急冷底部清洁区”，将高压氮气送入该区，由 192根喷管进行喷吹，以便减少或清除气化段出口区域积聚的灰渣。急冷区部件全部由INCOLOY合金制造，以承受高温与腐蚀。? 急冷管E1301则是用Cr-Mo耐热钢制造，为管子－翅片－管子(膜式壁)结构，合成气通过急冷管进一步冷却。 2.3 输气管段? 输气管段主要由输气管外壳和输气管组成。输气管外壳由Cr－Mo耐热钢制造，内衬耐火材料，作用与气化段壳体相同。? 输气管(E1302)是由Cr-Mo耐热钢Ω管焊接而成的膜式壁结构。输气管内下半部分焊有保温钉，用于固定一种耐冲刷腐蚀的耐火衬里。2.4 气体返回段气体返回段主要由气体返回段外壳和内件组成。气体返回段也由Cr-Mo耐热钢制造，内壁喷涂耐火材料，作用和气化段相同。内件(E1303)是由Cr－Mo耐热钢管与翅片相间焊接而成的膜式壁结构。2.5 气体冷却段? 气体冷却段主要由外壳、中压蒸汽过热器(E1306)、二段蒸发器(E1303B)、一段蒸发器组成。其中一段蒸发器又分成2个管束(E1303C／D)。? 气体冷却器外壳Cr-Mo耐热钢制造，内壁喷涂耐火材料，作用与气化段相同。? 中压蒸汽过热器是由Incoloy合金钢管－翅片相间焊接而成的盘管筒体结构，有6个不同直径的筒体相互套在一起，这些筒体能够向下自由膨胀。? 一段、二段蒸发器是由Cr-Mo耐热钢管与翅片相间焊接而成，结构与中压过热器相同。二段蒸发器有 6个不同直径的筒体相互套在一起，一段蒸发器有5个不同