河南煤业化工集团Shell煤气化工艺(SCGP)以干煤粉为原料、纯氧作为气化剂，液态排渣，属加压气流床气化。原煤先破碎研磨成煤粉并经干燥处理后，粉煤经过常压粉煤仓、粉煤锁斗及粉煤给料仓，由高压氮将粉煤送至气化炉喷嘴，在气化炉内压力为3.5～4.0 MPa、温度1400～1700 ℃发生化学反应，碳转化率≥99%，确保了粗合成气中基本上没有比甲烷重的有机组分。
Shell煤气化的两大气源——N2和CO2在系统中的应用情况如下。
1.正常生产状况下，高压N2缓冲罐V-3054接收空分送来的高压氮气，流量为10 km3/h;事故状态及开停车时期，空分启动事故氮泵，其流量可达20 km3/h，高压N2缓冲罐V-3054无接收二氧化碳工艺管线。
2.高压N2缓冲罐V-3054出口氮气主要用于激冷气压缩机K-1301密封气、管道充气器X1520流化气、管道充气器X1521流化气、管道充气器X1504流化气、管道充气器X1505 A/B流化气、氧气管线吹扫用气、高温高压飞灰过滤器S-1501气体反吹阀门气源气、激冷气补充气、渣锁斗V-1403充压用气、振打器密封气、合成气管线置换气、汽包冲压保护气、观火眼吹扫气、开工烧嘴/点火烧嘴吹扫密封气、调和水冲压气、U-1500除灰系统下料用气。
3.由于高压N2/CO2缓冲罐V-3051接收二氧化碳压缩机送来的气体，正常状态下压缩机入口为低压（0.2 MPa）氮气及二氧化碳气体,而2台二氧化碳压缩机启动后可供气体流量为20～25 km3/h。
4.高压N2/CO2缓冲罐V-3051去粉煤锁斗V-1204A/B充压用气、气化装置安全阀吹扫气、煤烧嘴吹扫气、煤进料罐V-1205A/B吹扫充压用气、煤粉循环管线吹扫冲压用气、气化炉环形空间置换气。
5.超高压N2/CO2缓冲罐V-3052接收二氧化碳气体，气化炉正常运行期间，其流量不稳定，平均为3～10 km3/h，出口去S-1501的反吹气、气化炉反吹气。其氮气来源干净、清洁，纯度可达99.9%，二氧化碳压缩机为往复式压缩机，四段气可外送，四段、五段气均含少量的油，气中油指标为＜10×10-6。
为了降低合成气中的氮气含量，公司采取了以下主要措施。
1.二氧化碳替代氮气作为煤粉输送载气
二氧化碳压缩机入口气由原来的低压氮气更改为二氧化碳气体后，可以一方面促进C与CO2的反应，另一方面促进H2O与CO2之间的反应，从而能够有效地提高合成气的产量。载气中切入CO2后，合成气组分中的N2量减少，这会减少气化装置N2的消耗；CO2掺入越多，煤线及煤粉输送U-1200系统消耗的N2量越少；同时合成气组分中的N2量减少，使得甲醇合成工序的弛放气减少，合成效率提高。在工况稳定、煤转化率高的情况下，切入CO2可提高合成气中CO组分的含量，降低H2的含量，有效气组分（CO2+H2）含量有小幅提升。合成气中CO2组分的含量明显提高，粗煤气送入变换净化工序后，可回收更多的CO2供气化等装置使用，进一步降低了N2的消耗，形成良性循环。
2.减少安全阀氮气的吹扫量
飞灰过滤器安全阀15PSV0001、15PSV0002、15PSV0006，气化炉安全阀13PSV0010等涉及合成气的安全阀共有10台安全阀，每台安全阀吹扫气量为600～1000 m3/h，从安全阀吹扫气进入合成气系统的氮气量6000～10000 m3/h。由于合成气具有腐蚀性，如果不加吹扫气，聚集在安全阀附近的合成气将会对安全阀造成破坏，严重时造成合成气的大量泄漏。因而安全阀的吹扫气是必要的，但其流量可以降低到一个合适的范围，如果安全阀吹扫气关掉2/3，则此股氮气流量即可降低到2000～3000 m3/h左右。
3.减少激冷气压缩机K-1301密封气的气量
激冷气压缩机K-1301密封气流量共计2000 m3/h，只要氮气减压阀之后压力与合成气之间压差合适，激冷气压缩机K-1301密封气流量也可以相应减少。根据经验，激冷气压缩机K-1301密封气在气化炉正常稳定运行时可保持在1000 m3/h，可减少1/2。
4.保持振打器的密封效果
气化炉正常运行期间，振打器密封氮气正常流量约为600 m3/h。振打器密封由于受合成气腐蚀，容易造成密封氮气外漏，因而密封氮气与气化炉压力差的设定是必要的，一般情况下，设定此压差为0.6 MPa。
5．激冷气补充氮气
受激冷气流量低的影响，激冷气补充氮气会在极冷比＜1.30时自动补充，流量控制为4000 m3/h左右。为降低合成气中氮气含量，可将这股氮气关闭。
经过以上优化操作，可减少合成气中的氮气含量约1万 m3/h，在86%的负荷下，干基有效气流量约为1万m3/h，因而基于以上操作，可降低合成气中的氮气含量约1%。
公司实施以上措施后，有了明显的效果，并取得了良好的经济效益。
1.合成气中氮气含量降低后可减少弛放气放空
在80%的负荷时，我公司甲醇合成弛放气的量从约2万 m3/h（含少量的H2+CO）降低为目前的约7000 m3/h。由此可见，合成气中氮气量的减少显著地降低了H2+CO的放空量，提高了合成气的利用率，仅此一项每天可减少有效气放空量约11.74 万m3。
2．合成气中氮气含量降低后对变换冷凝液的影响
系统经各项措施后，合成气中的氮气含量从13%下降为3%左右时，变换冷凝液中氨氮含量由原来的8000×10-6左右降低到现在的1000×10-6左右。
3.合成气中氮气含量降低后对甲醇产量的影响
随着系统中氮气含量的降低，甲醇日产量逐渐提高，2011年粗甲醇产量由原来839 t/d提高到现在1341 t/d。甲醇增产效果非常明显，按90%负荷计算，每年可多产甲醇约3.09万t，按3000元/t计算,年可增加收入约0.927亿元，可显著提高企业的经济效益。
目前，我公司合成气系统中氮气含量已经降为0.9%～1.3%，氮气含量的降低大大促进了甲醇产量的提高，目前在其他外围条件不变的情况下，我公司甲醇日均产量为1550 t，产量显著提高。综上所述，合成气中氮气含量的降低，不仅能够提高合成气的转化效率，而且还能减少系统的氮气流量，保证了系统氮气压力稳定，对系统的长周期、高产、高效运行起到了重要作用。