Shell煤氣化過程是目前世界上較為先進的第二代煤氣化工藝之一。按化學工程特征分類，Shell煤氣化屬氣流床氣化。煤粉、氧氣及少量水蒸氣在加壓條件下并流進入氣化爐內，在極為短暫的時間內完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系列物理和化學過程，氣化產物為以H2和CO 為主的合成氣，CO2的含量很少。
1 Shell煤氣化技術的發(fā)展
自20世紀50年代起，殼牌公司就參與了氣化技術的開發(fā)。當時，該公司開發(fā)了以油為原料的殼牌氣化技術(SGP)，至今已有150多套裝置采用該技術。在積累了油氣化經驗后，殼牌公司1972年開始在該公司的阿姆斯特丹研究院(KSLA)進行煤氣化技術研究。1976年，煤氣化工藝(SCGP)達到了一定的水平并建立了一座處理煤量為6t/d的試驗廠，利用該裝置一共試驗了30多個不同的煤種。
1978年，在漢堡附近的哈爾堡煉油廠建設了一座處理煤量為150t/d的工廠，公司利用這座裝置進行了一系列成功的試驗，至1983年該裝置停止運轉為止，累計運行了6100h，其中包括超過1000h的連續(xù)運轉，順利完成了工藝開發(fā)和過程優(yōu)化的任務。
在漢堡中試裝置成功運行的基礎上，1987年，殼牌公司在美國休斯頓附近的DeerPark石化中心建設了一座規(guī)模較大的工廠，這座命名為SCGP 1的示范廠進煤量為每天250t高硫煤或每天400t高濕度、高灰褐煤，共進行了15000h的操作試驗。SCGP 1試驗了約18種原料，包括褐煤乃至石油焦。這些試驗結果充分證實殼牌煤氣化技術在可靠性、原料靈活性、負荷可調性和環(huán)保方面都達到了極高水準，該示范裝置的運行是成功的。
1988年，荷蘭國家電力局決定由其下屬的Demkolec公司在荷蘭南部的BuGGenun興建一座凈輸出為253MW的煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電廠(ＩGCC)。Shell公司為裝置提供專利技術及基礎工程設計，其煤氣化裝置設計能力為單爐日處理煤2000t、氣化壓力為2.8MPa。該電廠于1993年底試車，1994年初開始為期3年的示范運行。在此期間，該裝置成功地完成了14個煤種的試燒，并對商業(yè)化電站規(guī)模的可靠性操作、環(huán)保、負荷調節(jié)及經濟方面進行了全面的評估。該裝置的實踐表明，碳的轉化率可達99%以上，裝置負荷可在40%～100%之間調整。到2001年，氣化裝置運轉率在95%以上，從此Shell公司開始向市場推出殼牌氣化工藝。
由此可見，Shell煤氣化技術的進程從中試開始，到可以商業(yè)化，前后長達30年（見表1）。這說明，大型煤氣化技術的開發(fā)是艱巨的。這為我國正在興起的煤氣化技術的開發(fā)提供了很好的啟示。
表1 Shell技術進展表
2 Shell煤氣化工藝及特點簡介
2.1 Shell煤氣化工藝流程
典型的Shell煤氣化工藝流程見圖1。
圖1 Shell煤氣化工藝流程簡圖
來自煤場的煤和石灰石通過稱重給料機按一定比例混和后進入磨煤機混磨(按質量計，其中粒徑＜100μm的占90%)，并由熱風作為動力帶走煤中的水分，再經過袋式過濾器過濾，干燥的煤粉進入煤粉倉中貯存。
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