(1)煤粉制备和送料系统。Shell煤气化工艺采用干煤粉进料系统。原煤的干燥和磨煤系统与常规电站基本相同,但送料系统是高压的N2气浓相输送。与水煤浆不同,整个系统必须采取防爆措施。经预破碎后进入煤的干燥系统,使煤中的水分小于2%,然后进入磨煤机中被制成煤粉。对烟煤,煤粉细度R90一般为20%~30%,磨煤机是在常压下运行,制成粉后用N2气送入煤粉仓中。然后进入2级加压锁斗系统。再用高压N2气,以较高的固气比将煤粉送至4个气化炉喷嘴,煤粉在喷嘴里与氧气(95%纯度)混合并与蒸汽一起进入气化炉反应。
(2)气化炉。由对称布置的4个燃烧器喷入的煤粉、氧气和蒸汽的混合物,在气化炉内迅速发生气化反应,气化炉温度维持在1 400~1 600 ℃,这个温度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到气化炉底部,经淬冷后,变成一种玻璃态不可浸出的渣排出。
粗煤气随气流上升到气化炉出口,经过一个过渡段,用除尘后的低温粗煤气(150 ℃左右)使高温热煤气急冷到900 ℃,然后进入对流式煤气冷却器。在有一定倾角的过渡段中,由于热煤气被骤冷,所含的大部分熔融态灰渣凝固后落入气化炉底部。
Shell气化炉的压力壳内布置垂直管膜式水冷壁,产生4.0 MPa的中压蒸汽。向火侧有一层很薄的耐火涂层,当熔融态渣在上面流动时,起到保护水冷壁的作用。Demkolec IGCC电站的气化炉直径约5~6 m,高约50多m,标高达到60多m。气化炉的运行压力约2.6~2.8 MPa。
(3)煤气冷却器。粗热煤气在煤气冷却器中被进一步冷却到250 ℃左右。低温冷却段产生4.0 MPa的中压蒸汽,这部分蒸汽与气化炉产生的中压蒸汽混合后,再与汽轮机高压缸排汽一起再热成中压再热蒸汽。高温冷却段产生13 MPa的高压蒸汽,它与余热锅炉里的高压蒸汽一起过热成主蒸汽。
Demkolec电厂的煤气冷却器直径约4 m,高约64 m,冷却器顶部标高约74.5 m,是气化岛的最高点。冷却器的压力外壳里布置有8层螺旋管圈,上下共分成5段,热煤气由上而下在螺旋管外流动与螺旋管内的水换热。每一层螺旋管圈都有一个气动锤振打清除积灰。