干煤粉氣化中的GSP和SHELL工藝，代表了當今世界第三代煤氣化技術的先進水平。由于這兩種工藝具有煤種適應性廣，能處理高灰低熱值煤和高灰熔點煤的特點，正受到越來越多的關注。兩種工藝氣化爐進料均為干煤粉且氣化介質為蒸汽和氧氣，因此氣化爐反應溫度高，所生成的合成氣中CO含量較高，而水氣比相對較低（相對于德士古水煤漿加壓氣化工藝），這就給變換系統的設計，尤其是第一中溫變換爐的設計增加了一定的難度，如何保證在這種氣體成分下變換爐不超溫是大家關心的問題。
1 超溫原因分析
變換爐每變換1%的CO（濕基），則產生10～11 ℃的溫升。變換反應一般在較低的溫度，如240℃下開始，開始時由于CO和水蒸氣濃度較高，而CO2和H2含量相對較低，正反應速度快。隨著反應的進行，不斷放出反應熱，氣流溫度快速升高，正逆向反應速度常數均增加，但由于反應物CO和水蒸氣濃度減少而生成物CO2和H2濃度增加，使逆反應速度逐漸升高，正反應速度逐漸降低，也就是總的反應速度逐漸降低，直至趨近于零，正逆反應速度相等，反應達到化學平衡，這時氣體成分、氣流溫度和床層溫度達到相對穩(wěn)定。
對于德士古合成氣，CO為45%（干基，體積分率），水氣比R＝1.4，CO折算為濕基含量為18.75%，即使CO＋H2O＝CO2＋H2這一反應不受化學平衡的限制，即CO完全變換，床層溫升也只有188～206 ℃。若入口溫度為240 ℃，則床層熱點溫度為428～446 ℃，仍不會超溫。而對于干煤粉氣化生產的合成氣來說，CO為65%（干基，體積分率），水氣比R＝1.1，若CO不受化學平衡限制地進行變換反應，則床層溫升將達到310～340 ℃，熱點溫度將達到550～580 ℃，會造成嚴重超溫。此時再發(fā)生其他反應，如甲烷化，則變換爐將出現“飛溫”現象，造成嚴重事故。即使考慮化學平衡對變換反應的影響，床層溫升沒有那么大，但仍不能避免超溫事故的發(fā)生。
2 變換爐床層溫升計算
2.1 計算依據
計算是基于干煤粉加壓氣化工藝通常操作工況下的氣體成分及不考慮化學反應速度這兩點來計算的。
（1）氣體成分
CO 65%
CO2 4.3%
H2 23.7%
N2＋Ar+CH4 7%
水氣比R 1.15
（2）....
