GSP煤气化技术的应用

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GSP粉煤加压气化技术在煤制气装置技改中的应用

GSP粉煤加压气化技术在煤制气装置技改中的应用作者/来源：刘功年（安徽淮化集团有限公司，安徽淮南232038)1 概述我公司拥有新老两套分别以煤、焦炭为原料的合成氨装置。

老装置于1965年建成投产，采用常压固定层，间歇(连续)制气工艺，造气炉为常规UGI炉。

投产时，原料焦炭由化工部统一调配供应。

70年代初，为缓解焦炭供应越来越少的紧迫形势，我公司以淮南洗精煤(气煤)为原料，建成280kt/a捣固式焦炉一座，此后，造气用焦炭由本公司直接供应，生产有了保证。

新装置于2000年10月建成投产，采用美国Texaco公司开发的水煤浆加压气化技术，造气炉为Texaco炉，原料为河南义马煤(灰熔点t3<1350℃)。

新、老两套合成氨装置，在合成气制气部分由于使用原料不同，采用的工艺技术不同，两套装置同时运行时，在环境污染及治理，特别是企业的经济效益上有显著的差距。

现分述如下。

（1）环境污染及治理的对比老合成氨装置造气部分的主要污染源有以下几部分。

①炼焦炉荒煤气放散：4769.5km3／a，其中含有NOx、H2S及苯并芘等有毒有害物质。

②炼焦含尘废气的排放：2080km3／a。

③焦炉加热过程中的加热废气排放32×107m3/a，含有SO2 约④造气过程中吹风气放散：345600km3／a，废气中含有CO 8424t，SO2 34t。

⑤焦化含酚废水：788.5km3／a，含CN-200mg/L，含酚2000mg/L、NH3-N 8000mg/L。

COD 1000~12000mg/L，经生化处理后，基本达标排放，但运转费用较高。

⑥造气含CN-污水(CN－1.78mg/L)排放：4200km3／a。

上述废气、废水的排放，对环境造成了严重的污染。

多年来，公司投入大量资金用于治理，效果不明显，污染仍然较严重。

新装置采用Texaco水煤浆加压气化技术，属洁净煤气化技术，造气部分基本无废气排放(黑水闪蒸气，1200km3／a，经焚烧后放空)，黑水系统闭路循环。

GSP气化技术运行改造

GSP气化技术运行改造文章主要介绍了GSP气化技术在工业应用中出现的问题，并针对这些制约长周期运行技术的瓶颈，通过优化GSP气化技术，实现气化炉的长周期、满负荷、安全稳定运行。

标签：GSP；气化；停车；优化；研究神华宁夏煤业集团于2005年引进单台日耗煤2000吨单喷嘴干煤粉气化技术（GSP干煤粉气化技术）作为年产50万吨煤基聚丙烯项目的合成气生产技术。

气化炉采用4开1备，单台气化炉粗煤气产量130，000Nm3/hr（CO+H2），煤气总产量52，000Nm3/hr（CO+H2）。

2010年11月04日成功投料试车，针对试车运行暴露的问题进行了大规模的技术改造，优化了技术工艺，解决了制约稳定运行的瓶颈问题，实现世界首套大规模工业示范单喷嘴干煤粉气化装置满负荷稳定运行。

1 气化装置试车情况作为世界首套大规模工业化应用的GSP粉煤气化技术，在试车阶段遇到了一系列问题，由于GSP干粉煤气化没有大规模运行经验可供借鉴，对于遇到的一些问题，经分析研究后，还要靠实践去验证是否正确。

2010年11月4日GSP 干煤粉气化装置投料试车成功，但是仅运行17分钟；之后多次出现煤粉输送不稳定、煤粉锁斗下料不畅、水冷壁挂渣不好等问题，气化炉无法稳定运行。

2 试车过程中出现的主要问题及改造2.1 密相输送系统出现的问题及改造优化原设计煤粉输送完全依靠发料罐和气化炉间的压差实现控制，即开车时通过逐渐提高发料罐和气化炉间的压差来增加煤粉输送量。

但影响此压差改变的因素很多：a、发料罐压力的改变。

发料罐在升压后，其压力由补气和排气系统控制两组共四个阀门进行分程控制，另外四个煤锁斗下料，疏松气体控制阀、流化气体控制阀等控制气路气体的改变也会影响发料罐的压力。

b、气化炉在开车升压过程中，压力是受两个调节阀控制的，在实际生产中，由于阀门的延后性，也很难控制气化炉压力恒定为设定的压力，相反，有时气化炉还会出现大的压力波动。

由上知，影响此压差的因素太多，所涉及阀门就多达十几个，所以很难通过压差的改变实现煤粉稳定输送。

煤炭气化技术研究与应用

煤炭气化技术研究与应用煤炭作为世界上最主要的化石能源之一，在人类经济发展中起到至关重要的作用。

然而，煤炭的传统燃烧方式不仅对环境造成极大的污染，还有限的化石燃料资源也使人们转向寻找更加清洁、高效利用煤炭资源的方法。

煤炭气化技术应运而生，为煤炭的可持续利用提供了新的机会。

本文将通过对煤炭气化技术的研究与应用进行探讨，以展示其在能源转型和环境保护方面的重要性。

煤炭气化是一种将煤炭转化为燃气或化学品的过程。

它通过高温下将煤炭与一定量的氧气或蒸汽反应，生成合成气（合成气主要由一氧化碳和氢气组成）。

合成气可以用作化学原料，用于生产合成油、合成天然气和合成燃料等。

与传统煤炭燃烧方式相比，煤炭气化具有以下几个重要的优点：首先，煤炭气化可以高效利用煤炭资源。

传统的煤炭燃烧方式在燃烧过程中会产生大量废气和固体废弃物，导致煤炭资源的浪费。

通过气化技术，可以将煤炭的能量有效转化为合成气，实现了能源的高效利用。

其次，煤炭气化可以减少环境污染。

煤炭燃烧产生的废气中含有大量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物质，对大气环境和人体健康造成严重影响。

而煤炭气化过程中，废气会经过处理，二氧化碳可以被捕获和储存，减少二氧化碳排放。

此外，气化产生的合成气可以进一步用于替代高碳热能，减少传统燃煤电厂的污染排放。

再次，煤炭气化可以实现能源转型和经济转型。

随着全球对可再生能源的需求增加，煤炭气化技术可以为能源行业提供一种过渡解决方案，使煤炭得到清洁利用。

合成气可以用于生产更清洁的燃料，如合成天然气和合成柴油，以替代传统的石油燃料。

此外，合成气还可以用于化工行业，生产各种化学品，如合成甲醇、合成氨等。

与此同时，煤炭气化技术也存在一些挑战和限制。

首先，煤炭气化过程需要高温、高压和复杂的设备，需要大量的投资。

这对于一些发展中国家来说可能是一个限制因素，阻碍其推广和应用。

其次，气化过程中会产生大量的废弃物，如气化渣、焦炭等，对环境造成二次污染。

为了解决这个问题，研究者需要在气化技术中加入废弃物处理和利用的方法，实现资源的最大化利用。

煤炭气化技术的创新与应用

煤炭气化技术的创新与应用煤炭气化技术是一种将煤炭转化为可用气体或液体燃料的工艺。

随着能源需求的增加以及环境问题的日益严重，煤炭气化技术的创新与应用变得尤为重要。

本文将探讨煤炭气化技术的创新方向以及其在实际应用中的意义。

1. 煤炭气化技术的创新方向煤炭气化技术的创新主要体现在以下几个方面：1.1 高效气化工艺的研发传统的煤炭气化工艺存在能源利用率低、燃气质量不高等问题。

因此，研发高效气化工艺是煤炭气化技术创新的重要目标之一。

高效气化工艺能够提高煤炭的气化效率，减少能源的浪费，并且产生的燃气质量更高，更适用于工业生产和发电。

1.2 新型催化剂的研究与应用催化剂在煤炭气化过程中起到重要的作用，可以加速反应速率，降低反应温度，提高产物的选择性。

因此，研究和应用新型催化剂是煤炭气化技术创新的另一个重要方向。

新型催化剂可以改变传统气化工艺的条件，提高反应效果，并且降低催化剂的使用成本。

1.3 燃气产生的再利用传统的煤炭气化过程中，产生的燃气往往没有得到充分利用。

燃气中含有丰富的一氧化碳和氢气等可再利用的气体，可以用于合成燃料、化工原料等领域。

因此，研究如何有效地利用燃气是煤炭气化技术创新的重要课题之一。

2. 煤炭气化技术的应用意义煤炭气化技术的创新和应用对能源产业和环境保护都有着重要的影响。

2.1 提高能源利用效率通过创新气化工艺和利用高效催化剂，可以提高煤炭气化的能源利用率。

这意味着相同数量的煤炭可以产生更多的气体或液体燃料，解决了能源供应紧张的问题。

2.2 减少环境污染传统的燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳、硫化物、氮氧化物等有害气体和固体废弃物。

而煤炭气化技术可以实现高效清洁燃烧，减少污染物的排放。

此外，煤炭气化技术还可以将煤炭中的二氧化碳捕获并封存，减缓温室气体的排放，有利于环境保护。

2.3 促进经济发展煤炭气化技术的创新和应用可以促进煤炭资源的综合利用，拓展煤炭产业的发展空间。

同时，由于煤炭气化技术可以产生丰富的气体或液体燃料，还可以替代石油和天然气的使用，减少对进口能源的依赖，提高能源安全性。

西门子GSP气化技术

西门子（GSP）气化技术西门子（GSP）气化技术是采用干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的气流床气化技术。

该流程包括干粉煤的加压计量输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。

通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。

西门子(GSP)气化工艺流程经研磨的干燥煤粉由低压氮气送到煤的加压和投料系统。

此系统包括储仓、锁斗和密相流化床加料斗。

依据下游产品的不同，系统用的加压气与载气可以选用氮气或二氧化碳。

粉煤流量通过入炉煤粉管线上的流量计测量。

载气输送过来的加压干煤粉，氧气及少量蒸汽（对不同的煤种有不同的要求）通过组合喷嘴进入到气化炉中。

气化炉包括耐热低合金钢制成的水冷壁的气化室和激冷室。

西门子（GSP）气化炉的操作压力为2.5～4.0MPa(g)。

根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350℃～1750℃之间。

高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。

从激冷室出来的达到饱和的粗合成气输送到下游的合成气净化单元。

气化与激冷系统气体除尘冷却系统包括两级文丘里洗涤器、一级部分冷凝器和洗涤塔。

净化后的合成气含尘量设计值小于1mg/Nm3，输送到下游。

系统产生的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。

沉降槽下部沉降物经压滤机滤出并压制成渣饼装车外送。

沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制水中总盐的含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统，并在系统中补充新鲜的软化水。

GSP与两段炉煤气化技术比较

GSP煤气化技术与两段式煤气化技术比较一. 气化技术概况1. 技术研发★GSP煤气化技术是由德国西门子集团拥有的，由前民主德国燃料研究所（DBI）于20世纪70年代末开发并投入商业化运行的大型粉煤气化技术，是世界先进的大型粉煤进料气流床加压技术之一。

★两段式干煤粉加压气化技术是西安热工研究院有限公司历经10余年的研究，并与2004年，建成了日处理煤量36～40t/d（10MWth）的干煤粉加压气化中试装置；2006年，开发成功1000～2000t/d级的干煤粉加压气化工业装置的大型粉煤气化技术。

2.技术应用〈中国〉★07年1月17日北京索斯泰克煤气化技术有限公司与中国神华宁夏煤业集团有限责任公司签订了83万吨/年二甲醚一期工程GSP 气化技术专有设备采购合同以及52万吨煤基烯烃项目GSP技术合作谅解备忘录。

★具有自主知识产权的两段式干煤粉加压气化技术，其干煤粉加压气化的核心技术和整体工艺获得国家发明专利，所制造的水冷壁式干煤粉加压气化装置属于我国第一套，填补了国内空白。

07年1月13～14日，由中国华能集团公司西安热工院主持完成的国家“十五”863计划项目“两段式干煤粉加压气化技术中试研究”分别通过了由科技部委托中国电机工程学会组织进行的项目验收和成果鉴定，这标志着“两段式干煤粉加压气化技术”的发展全面进入工业化阶段。

2000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（废锅流程）将应用于华能集团“绿色煤电”项目；1000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）将应用于内蒙古世林化工有限公司年产30万吨甲醇项目。

二. 煤气化工艺〈激冷流程〉1.相同1.1 两种煤气化技术均采用干粉进料、纯氧气流床气化、液态排渣。

1.2 煤种适应性强：两种煤气化技术均采用干煤粉作气化原料，不受成浆性的影响；由于气化温度高，可以气化高灰熔点的煤，故对煤种的适应性更为广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤均可使用。

1.3 工艺技术条件优越两种煤气化炉气化温度均可达到1400℃以上，气化反应压力可达到4.0 MPa，碳转化率达99%以上，有效气体成份（CO+H2）达90%以上。

煤气化技术应用与经济效益分析

煤气化技术应用与经济效益分析煤气化技术是将煤炭转化为可燃性气体的一种高效能源转换方式。

它通过在高温和高压条件下，将煤炭与氧气或蒸汽反应，生成合成气，即一氧化碳和氢气的混合物。

这种合成气可以用于发电、炼油、化工等各种工业领域，具有广泛的应用前景。

煤气化技术的应用可以带来丰富的经济效益。

首先，煤气化技术可以提高煤炭资源的利用率。

传统的燃煤发电方式只能利用煤炭的一小部分能量，而煤气化技术可以将煤炭中的有机物质完全转化为可燃性气体，从而提高能源利用效率。

此外，煤气化技术还可以将煤炭中的硫、磷等有害元素去除，减少环境污染。

其次，煤气化技术可以提供可再生能源替代品。

合成气中的一氧化碳和氢气可以用于发电，与传统的燃煤发电方式相比，煤气化发电具有更低的碳排放量和更高的能源利用效率。

这对于减少温室气体排放和改善环境质量具有重要意义。

此外，合成气还可以用于替代化石燃料进行炼油和化工生产，减少对进口石油和天然气的依赖，提高能源安全性。

再次，煤气化技术可以促进区域经济发展。

煤气化项目的建设需要大量的投资，包括设备购置、基础设施建设等。

这将带动相关产业链的发展，创造就业机会，提高当地居民的收入水平。

同时，煤气化技术的应用还可以提供廉价的能源供应，降低企业的生产成本，提高竞争力。

这对于促进区域经济的快速发展具有积极的影响。

然而，煤气化技术的应用也面临一些挑战。

首先，煤气化技术的投资成本较高，需要大规模的资金支持。

此外，煤气化技术的运营和维护也需要专业的技术人才，这对于一些发展中国家来说可能存在困难。

另外，煤气化技术的应用还面临一些环境和安全问题，如合成气的储存和运输、废水和废气的处理等。

这些问题需要政府、企业和科研机构共同努力解决。

综上所述，煤气化技术的应用具有广阔的发展前景和丰富的经济效益。

它可以提高煤炭资源的利用效率，减少环境污染，提供可再生能源替代品，促进区域经济发展。

然而，煤气化技术的应用也面临一些挑战，需要政府、企业和科研机构的共同努力。

GSP气化技术

西门子GSP气化技术在神华宁煤煤制烯烃项目的应用北京杰斯菲克气化技术有限公司 2012年11月29日 • 银川1神华宁煤烯烃项目项目概况2神神华宁煤烯烃（NCPP）项目概况烯况商业合同：签订于: 16-04-2007动力站空分装置工程设计范围: PDP / BEDP设备供应: 5 x 气化炉 (2000吨级) 10 x 组合烧嘴 5 x 给料容器内件, SIS 控制逻辑, …甲醇制丙烯单元技术服务:气化炉单元现场技术服务 (开车阶段) 专利许可:黑水处理单元项目概念煤基化工产品 5 x SFG500 MWÎ 基于当地的煤制取聚丙烯 Î 采用了5台标准的西门子 500MW（2000吨级）气化炉 Î 下游采用了一氧化碳变化工艺, 脱硫脱碳工艺; 以及丙烯聚合工艺 Î 3 台气化炉产生的合成气满足下游最小的生产负荷3神华宁煤烯烃项目全景西门子GSP气化技术及在SNG方面的应用北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有4神华宁煤烯烃项目进展时间表: • 2007年5月合同生效 • 2007年10月完成PDP设计 • 2008年5月完成BEDP设计年月完成设计2008年10月，第一批两台气化炉运达施工现场年月后台气 2009年1月后三台气化炉到达现场西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有5神华宁煤烯烃项目PDP最终审查会2007.10. 德国神华宁煤集团煤制烯烃项目PDP最终审查会西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有6神华宁煤烯烃项目进展2008年5月，第一批两台气化炉发运出厂仪式，德国西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有7神华宁煤烯烃项目进展2008年5月，第一批两台气化炉发运出厂仪式，德国西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有8神华宁煤烯烃项目进展2008年10月，第一批两台气化炉运抵现场，《中国化工报》西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有9神华宁煤烯烃项目进展2009年1月，第一批两台气化炉吊装西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有10神华宁煤烯烃项目进展2009年8月，气化炉厂房钢结构施工神华宁煤烯烃项目进展2009年12月，气化炉主厂房结构封顶，主要工艺设备吊装就位神华宁煤烯烃项目进展2010年5月，气化炉主厂房工艺管道安装神华宁煤烯烃项目气化岛全景神华宁煤烯烃项目气化岛面神华宁煤烯烃项目气化岛正面神华宁煤烯烃项目气化岛侧面神华宁煤烯烃项目气化岛夜景在弗莱贝格的开车培训进行模拟仿真系统培训煤粉管线密度计标定在弗莱贝格的开车培训仿真系统及测试装置为商业项目的安全可靠性运行提供保障认真学习、用心指导参加培训人员合影领导关怀领导关怀21领导关怀他在论坛做报告时特别提到8月22 日在考察了NCPP现场并听取了现场人员的介绍，他认为神华宁煤为宁东的煤化工建设做出了很大的、非常实在的贡献，技术选择非常先进，目前开车也非常稳定，他特别指出气化使用的西门子干粉气化技术，运行情况看，是目前三个主要煤制烯烃项目中开车比较好的，希望可以在产品的多样性上在做些深入的研究时任国家发改委副主任、国家能源局局长张时任国家发改委副主任国家能源局局长张国宝非常关心宁东煤化工基地的建设、多次考察NCPP项目。

GSP气化技术工业化应用及发展方向

‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期GSP 气化技术工业化应用及发展方向杨　英,魏　璐,罗春桃(神华宁夏煤业集团有限责任公司煤炭化学工业分公司,宁夏银川　750411)摘要:简要介绍了GSP 气流床气化工艺流程和技术特点,针对GSP 气化技术在工业应用中出现的粉煤输送不稳定㊁点火烧嘴脱火烧穿㊁特殊件磨损㊁水冷壁烧损等问题进行系统分析研究并提出改进措施㊂针对目前气化技术研究现状指出了GSP 气化技术的研究思路及方向㊂关键词:GSP 气化技术;煤气化;工业应用中图分类号:TQ546;TD849 文献标识码:A文章编号:1006-6772(2013)01-0072-03Industrial application and development direction of GSP gasification technologyYANG Ying,WEI Lu,LUO Chun⁃tao(Branch of Coal Chemical Industry ,Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.,Ltd.,Yinchuan 750411,China )Abstract :Introduce the technological process and characteristics of GSP gasification technology.There are a series of problems in its industrial application,such as unstable pulverized coal transportation,easy burn⁃through nozzle and water wall,special parts abrasion and the like.Analyse these problems and provide solutions.Based on the research status of GSP gasification technology,forecast its development direction.Key words :GSP gasification technology;coal gasification;industrial application 收稿日期:2012-07-27 责任编辑:宫在芹基金项目:宁夏回族自治区科技攻关项目作者简介:杨　英(1983 ),女,河北邯郸人,研发员,2010年于中国石油大学(北京)研究生毕业,主要从事煤气化方面工作㊂引用格式:杨　英,魏　璐,罗春桃.GSP 气化技术工业化应用及发展方向[J].洁净煤技术,2013,19(1):72-74,77. 中国的资源现状决定了煤化工具有非常重要的发展前景,其中煤气化技术是发展煤化工的龙头技术[1]㊂CO 和H 2是煤气化的合成气,是基本化工原料,可用于生产甲醇㊁二甲醚㊁丙烯㊁醋酸及煤制油等㊂GSP 气流床气化法是现代煤气化技术中最有前景的技术[2]㊂神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司52万t /a 烯烃项目合成气工程采用了GSP 气流床气化技术,引进了日投煤量2000t 的GSP 气流床气化炉(4开1备)的规模㊂由于本技术在世界上首次大规模工业化应用,所以在工业应用中出现了加料系统不稳定㊁烧嘴不易点火㊁特殊件磨损㊁水冷壁超温等问题,本文着重对GSP 气化炉的工业应用中出现的问题进行分析并提出解决措施㊂1　GSP 气化工艺技术1.1　GSP 工艺简介GSP 气化工艺流程主要由煤粉输送系统㊁气化系统㊁粗合成气处理系统㊁排渣系统和黑水处理系统等组成[3-4],图1为GSP 气化工艺流程㊂GSP 气化工艺用高压N 2或CO 2作为载气,将来自磨煤单元制备的煤粉,靠给料容器与气化炉之间的压差定量输送至气化炉,煤粉在气化炉内发生部分氧化反应,反应生成的工艺气(CO+H 2),经过激冷和洗涤满足除尘㊁降温㊁增湿后送入变换系统;同时,将气化系统中产生的黑水送入黑水处理系统,通过闪蒸㊁沉降㊁过滤单元,回收热量及循环使用灰水,反应生成的液态渣,经过激冷冷却㊁固化后通过渣锁斗27杨　英等:GSP气化技术工业化应用及发展方向图1　GSP 气化技术工艺流程系统排送至渣池,经过渣水分离后将渣送出界外㊂1.2　GSP 工艺特点GSP 气流床气化技术工艺流程简单㊁设备使用可靠周期长[5]㊂采用了简单特殊的水冷壁和激冷㊁洗涤除尘流程,使工艺流程简单化㊂GSP 气化炉寿命约为20a,喷嘴本体寿命约为10a,气化炉的水冷壁寿命达10a 以上,预期可达20a㊂原料适应性广[6]㊂GSP 气化原料煤对原料灰分㊁灰熔点的限制比较宽松,包括了从褐煤到无烟煤的基本煤种,灰分大于1%的焦油㊁石油焦等也可以作为原料㊂水冷壁可以根据灰熔点的变化自动调整挂渣膜壁的厚度,即使灰熔点较高的煤种,水冷壁也能适应,但这也增加了消耗,影响了经济效益㊂技术指标先进㊂碳转化率高达99%,其中煤气中有效气成分(CO+H 2)含量为92%~94%,气化反应温度1450~1650℃,反应压力4.10MPa [7-10](这依据炉渣熔化温度的特性和原料中有效成分和灰分来确定)㊂O 2消耗较低,相应降低了配套空分系统的投资和运行费用㊂开车和停车操作方便灵活且省时,从冷态达到满负荷约1~2h㊂操作弹性大,负荷调节范围为70%~110%㊂2　工业应用中存在的问题神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司的首套大规模工业化应用的GSP 干煤粉气化示范装置于2010年11月正式投料试车㊂该气化技术在工业应用中体现了技术的先进性,但也存在诸多问题㊂主要表现为加料技术煤粉输送不稳定㊁烧嘴点火点不着和烧穿㊁特殊件磨损㊁水冷壁超温等,对其原因进行分析,采取相应的优化措施㊂2.1　加料技术SFGT 的理念为以煤定氧,用压差控制煤粉输送量㊂在3条煤粉管线全部投运后,压差控制流量的方式在稳定煤粉流量方面效果不理想,主氧跟着波动,导致主烧嘴跳车;由于煤粉流量不稳定,导致气化炉不能提高负荷,气化炉挂渣效果差,难以实现以渣抗渣,水冷壁局部烧穿㊂这主要是因为采用的宁东煤粉水分含量高,细小颗粒所占比例较大,在输送中易结块,造成堵塞,使给料器与气化炉压差不易控制,煤粉流量波动较大㊂采取的措施是通过严格控制备煤工段煤粉粒度分布及水分含量来实现煤粉系统输送的稳定性㊂2.2　烧嘴GSP 烧嘴是点火烧嘴和工艺烧嘴为一体设计的组合式烧嘴㊂在工业生产应用中,点火烧嘴出现了不易点着和烧嘴烧穿现象㊂主要是因为在组合烧嘴运行过程中水蒸气和煤灰极易进入点火枪内部,使绝缘性降低且点火烧嘴出口处火焰的黑区”较小,致使头部温度过高,造成烧穿㊂优化措施是回装点火枪时,要严格控制气化炉的负压,防止空气进入气化炉系统;提高烧嘴中心37‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期管中的N 2流量,增加烧嘴出口处黑区”㊂点火烧嘴已基本实现正常点火,点火烧嘴仍发生烧穿㊂建议从三方面考虑进一步调整,分别是O 2旋流角度㊁冷却水流速和絮流程度及烧嘴出口火焰黑区”的范围㊂2.3　特殊件GSP 气化技术煤粉输送系统采用了大量的西门子提供的特殊件,有锁斗增压气疏松件㊁给料器流化板㊁激冷水D 喷头等㊂但这些特殊件均是从实验装置直接投入到工业化应用,从而出现了直接扩大应用后容易损坏㊁磨损的现象㊂如锁斗增压气特殊件和给料器流化板容易损坏㊁激冷水D 喷头易磨损等问题㊂优化措施是通过对锁斗疏松件㊁给料器流化板㊁给料器疏松件精细操作,稳定煤粉输送系统的工艺生产操作工况,以免大幅度波动㊂对煤粉管线上的特殊件加强监控,以防破裂后煤粉返窜至N 2管线㊂调整激冷水D 喷头水量㊂2.4　水冷壁GSP 水冷壁是采用以渣抗渣的原理㊂在实际生产过程中,水冷壁出现了烧损,导致挂渣效果不理想㊂主要原因是气化炉的耐火衬里(碳化硅)强度不够,且烧嘴结构不合理,致使煤粉同O 2混合反应不均形成偏喷,造成气化炉内局部过热冲刷,另外O 2旋风罩角度过大造成火焰长度不足,易对水冷壁上部造成冲刷㊂优化措施是将气化炉的耐火衬里替换为强度更高的耐火材料;调整烧嘴O 2旋流角度;同时提高水冷壁循环水量㊂调整之后水冷壁不再发生烧漏现象,但O 2的旋流角度需进一步调整,使气化炉内的反应更优化,使有效气组分更高㊂2.5　其他粗合成气洗涤系统中固含量高,水质差,存在结垢㊁磨损机械密封等问题㊂对系统的磨蚀非常严重,系统无法安全稳定运行㊂主要原因是气化反应不良,大量的煤粉未充分燃烧,致使粗合成气洗涤系统中含灰量增大;烧嘴结构需要改进,致使煤粉同O 2混合反应不均,同时在气化炉内的停留时间不足,影响气化效率㊂优化措施是控制好气化炉内的反应,这对减少粗合成气中的尘含量起着至关重要的作用;调整烧嘴O 2旋流角度,同时渣和滤饼的含碳量明显降低㊂优化之后,粗合成气中粉尘含量有了一定的降低,但效果仍不理想㊂建议从两方面入手优化:一是对现有粗合成气洗涤流程和分离设备的效果和效率进行考察,不断改进与优化;二是适当更改洗涤流程的设置,增加除尘设备等㊂3　GSP 气化技术研究展望目前,有关GSP 气化技术的研究,无论是实验研究还是数值模拟研究都有许多成果,但仍存在诸多不足,如原料煤的结构组成与表达㊁烧嘴特性与气化炉的匹配㊁挂渣数学模型的有效性等问题㊂3.1　研究现状气化炉的研究主要有两方面:实验研究和数值模拟㊂实验研究有冷态研究和热态研究,体现在煤粉输送㊁熔渣流动特性㊁气化炉特性和烧嘴特性等方面㊂数值模拟有数模研究和建模研究;主要有烧嘴受热㊁气化炉流场㊁气化炉内的气化反应过程和水冷壁挂渣等方面的研究㊂3.2　研究思路1)煤的结构表征与表达问题:研究不同煤种的物理特性,如密度㊁导热系数㊁比热容㊁分子式㊁生成焓㊁灰熔点等,并确定有关的数学表达式或计算方法㊂2)煤粉密相输送问题:研究不同煤种(粒径㊁水分㊁灰分)㊁气固比㊁煤粉给料罐与气化炉的压差㊁干粉输送采用的气体压力等对煤粉密相输送的影响㊂3)气化炉挂渣㊁堵渣问题:研究不同煤种(主要是灰熔融温度等)㊁冷却水流量㊁氧碳比㊁负荷变化㊁炉内温度与分布㊁炉内压力㊁进料速率㊁气煤质量比㊁下渣口结构等影响;烧嘴各通道中冷却水㊁O 2㊁煤粉颗粒在不同旋流条件下,以及氧碳比㊁气煤比㊁负荷变化对气化炉内的温度场和流场㊁碳转化率㊁合成气组成的影响㊂4)黑水和合成气的除尘问题:研究不同除尘设备的结构对水固㊁气固分离效果的影响,对整个黑水处理工艺与合成气洗涤工艺的分析㊁模拟与优化㊂3.3　研究方向1)数学计算:气化炉模型㊁煤的数学表达式㊁渣生成模型㊂2)数值模拟:烧嘴受热分析㊁煤粉密相输送㊁气化炉内流场与温度场㊁气化过程㊂(下转第77页)47马晓程等:谢一矿深部煤配煤炼焦实验方案设计4　结论1)谢一矿煤灰分均偏低,挥发分均较高,硫分低,其中深部的肥煤与焦煤具有良好的炼焦特性㊂2)焦煤对抗碎强度㊁耐磨强度的影响都是主要因素,焦煤配入量在40%左右时,得到的焦炭强度最高㊂3)气煤的配入对焦炭质量影响较大,气煤配入量在10%左右时,焦炭强度不佳,配入量在20%左右时,焦炭的反应性变差,故气煤配入量应严格控制在15%左右㊂4)1/3焦煤的作用与焦煤类似,为了充分利用浅部1/3焦煤资源以及节约深部焦煤资源,建议配比为35%㊂5)肥煤对焦炭质量影响最不显著,属于次要因素㊂6)以焦炭强度为主要因素,综合灰分㊁硫分及煤种价格等因素,确定最佳方案为6号,即质量比为气煤∶1/3焦煤∶肥煤∶焦煤为15∶35∶10∶40㊂参考文献:[1]申新明.中国炼焦煤的资源与利用[M].北京:化学工业出版社,2007.[2]黄文辉,杨起,唐修义,等.中国炼焦煤资源分布特点与深部资源潜力分析[J].中国煤炭地质,2010,22(5):1-5.[3]虎维岳,何满潮.深部煤炭资源及开发地质条件-研究现状与发展趋势[M].北京:煤炭工业出版社,2008.[4]GB 5751 2009,中国煤炭分类[S].[5]GB /T 15224.1 2004,煤炭质量分级第1部分:灰分[S].[6]GB /T 15224.2 2004,煤炭质量分级第2部分:硫分[S].[7]GB /T 15224.3 2004,煤炭质量分级第3部分:发热量[S].[8]安徽省煤田地质局第二勘探队.淮南矿业集团望峰岗煤矿地质补充勘探报告[R].2007.[9]李云燕,胡传荣.实验设计与数据处理[M].北京:化学工业出版社,2008.[10]孙西巍.少肥煤配比的配煤炼焦实验室研究与优化[D].上海:华东理工大学,2011.[11]GB /T 212 2008,煤的工业分析方法[S].[12]GB /T 214 2007,煤中全硫的测定方法[S].[13]GB /T 5447 1997,烟煤黏结指数测定方法[S].[14]GB /T 479 2000,烟煤胶质层指数测定[S].[15]GB /T 4000 1996,焦炭反应性及反应后强度试验方法[S].(上接第74页)3)小试试验:气煤粉密相(加压/高压)气流输送㊁烧嘴特性㊁气固及液固分离设备㊂4)中试试验:依托工业装置㊁新设备装置㊁新工艺技术㊂4　结语GSP 气化技术在首次大规模应用过程中出现诸多问题,通过对操作工艺优化及大量技术改造,在一定程度上实现了GSP 气化技术的稳定运行㊂但有关煤质与气化炉匹配性研究,气化炉与合成气洗涤系统优化等问题仍需不断探索和完善,使其真正达到长㊁满㊁优”稳定运行,同时也为后续项目采用GSP 气化技术提供一定的技术支撑㊂参考文献:[1]张大晶.气流床煤气化工艺技术的分析评价[J].云南化工,2008,35(3):21-25.[2]徐振刚,宫月华,蒋晓林.GSP 加压气流床气化技术及其在中国的应用前景[J].洁净煤技术,1998,3(3):15-18.[3]北京索斯泰克煤气化技术有限公司.GSP TM 煤气化技术的应用[J].应用化工,2006,35(8):66-83.[4]崔意华,袁善录.GSP 加压气流床气化技术工艺分析[J].煤炭转化,2008,31(1):93-96.[5]李大尚.GSP 技术是煤制合成气(或H 2)工艺的最佳选择[J].煤化工,2005(6):1-6.[6]唐宏青.GSP 工艺技术[J].中氮肥,2005(3):13-18.[7]王德山.GSP 煤气化技术设备概况[J].煤化工,2007(3):38-40.[8]赵瑞同,李磊,张峰,等.未来能源公司的GSP 气化技术[J].煤化工,2005(6):19-22.[9]朱玉芹,耿胜楚,李彦,等.气流床煤气化工艺技术分析[J].化工技术与开发,2011,40(10):79-82.[10]章荣林.基于煤气化工艺技术的选择与述评[J].化肥设计,2008,46(2):3-8.77。

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用

煤炭气化技术及其在清洁能源领域的应用煤炭气化技术是将煤炭转化为可燃气体的一种高效能源转化技术。

通过气化过程，煤炭中的碳、氢等元素可以转化为一氧化碳、氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。

煤炭气化技术不仅可以提高煤炭资源的利用率，还可以减少大气污染物的排放，因此在清洁能源领域具有广阔的应用前景。

煤炭气化技术的基本原理是在高温和高压下，将煤炭与空气或氧气反应，生成可燃气体。

这个过程主要包括煤炭的干馏和气化两个步骤。

在干馏过程中，煤炭中的挥发分被释放出来，生成焦炭和煤气。

而在气化过程中，焦炭和煤气与氧气反应，生成一氧化碳和氢气等可用于燃烧或化工合成的气体。

煤炭气化技术的应用领域非常广泛。

首先，煤炭气化技术可以用于发电。

通过煤炭气化，产生的一氧化碳和氢气可以用于燃烧，产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电。

相比传统的燃煤发电，煤炭气化发电可以显著减少大气污染物的排放，降低对环境的影响。

其次，煤炭气化技术还可以用于生产合成气。

合成气是一种由一氧化碳和氢气组成的混合气体，可以用于化工合成和燃料生产。

通过煤炭气化，可以大规模生产合成气，用于合成液体燃料、化工原料等。

这种利用煤炭气化技术生产合成气的方式，不仅可以提高煤炭资源的利用率，还可以减少对石油等化石能源的依赖。

此外，煤炭气化技术还可以用于制氢。

氢气是一种清洁能源，可以作为燃料电池的燃料，产生电能。

通过煤炭气化，可以产生大量的氢气，用于替代传统的石油和天然气等能源。

制氢技术的发展对于实现能源结构的转型具有重要意义，而煤炭气化技术可以为制氢提供可靠的来源。

然而，煤炭气化技术在应用过程中也面临一些挑战和问题。

首先，煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳，增加了温室气体的排放量。

因此，如何有效地处理和利用这些二氧化碳成为了一个关键问题。

目前，一些研究机构正在探索将二氧化碳捕集和封存技术与煤炭气化技术相结合，以减少对环境的影响。

另外，煤炭气化技术的投资成本较高，对技术和设备要求也较高。

现代煤气化技术发展趋势及应用综述

2016年第35卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·653·化工进展现代煤气化技术发展趋势及应用综述汪寿建（中国化学工程集团公司，北京 100007）摘要：现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环，涉及整个煤化工装置的正常运行。

本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状，叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。

包括第一类气流床加压气化工艺，又可分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤浆加压气化工艺。

干法气化代表性工艺包括Shell炉干煤粉气化、GSP炉干煤粉气化、HT-LZ航天炉干煤粉气化、五环炉（宁煤炉）干煤粉气化、二段加压气流床粉煤气化、科林炉（CCG）干煤粉气化、东方炉干煤粉气化。

湿法气化代表性工艺包括 GE水煤浆加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、多元料浆加压气化、熔渣-非熔渣分级加压气化（改进型为清华炉）、E-gas(Destec)水煤浆气化。

第二类流化床粉煤加压气化工艺，主要有代表性工艺包括U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化、灰熔聚常压气化（CAGG）。

第三类固定床碎煤加压气化，主要有代表性工艺包括鲁奇褐煤加压气化、碎煤移动床加压气化和BGL碎煤加压气化等。

文章指出应认识到煤气化技术的重要性，把引进国外先进煤气化技术理念与具有自主知识产权的现代煤化工气化技术有机结合起来。

关键词：煤气化；市场应用；气化特点；参数数据分析中图分类号：TQ 536.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）03–0653–12DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.001Development and applicatin of modern coal gasification technologyWANG Shoujian（China National Chemical Engineering Group Corporation，Beijing100007，China）Abstract：Modern coal gasification technology is an important part of modern coal chemical industrial plants，involving stable operation of the entire coal plant. This paper introduces application of modern coal gasification technologies in China，summarizes characteristics of gasification processes，application parameters，market data，etc. The first class gasification technology is entrained-bed gasification process，which can be divided into dry pulverized coal pressurized gasification and wet coal-water slurry pressurized gasification. The typical dry pulverized coal pressurized gasification technologies include Shell Gasifier，GSP Gasifier，HT-LZ Gasifier，WHG (Ning Mei) Gasifier，Two-stage Gasifier，CHOREN CCG Gasifier，SE Gasifier. The typical wet coal-water slurry pressurized gasification technologies include GE (Texaco) Gasifier，coal-water slurry gasifier with opposed multi-burners，Multi-component Slurry Gasifier，Non-slag/slag Gasifier (modified as Tsinghua Gasifier)，E-gas (Destec) Gasifier. The second class gasification technology is fluidized-bed coal gasification process. The typical fluidized-bed coal gasification technologies include U-gas Gasifier，SES Lignite Gasifier，CAGG Gasifier. The third class gasification technology is fixed-bed coal gasification process. The typical fixed-bed coal gasification technologies include Lurgi Lignite收稿日期：2015-09-14；修改稿日期：2015-12-17。

煤炭气化技术的发展与应用前景

煤炭气化技术的发展与应用前景煤炭作为我国主要的能源资源之一，在我国的能源结构中占据着重要地位。

然而，煤炭的高污染排放和能源利用效率低下等问题也日益凸显。

为了解决这些问题，煤炭气化技术应运而生，并且在近年来取得了长足的发展。

本文将探讨煤炭气化技术的发展与应用前景。

首先，煤炭气化技术是一种将固体煤转化为气体燃料的技术。

通过高温和高压的条件下，煤炭中的碳和氢等元素与水蒸气或空气反应，生成合成气。

合成气中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等成分，可以用于发电、制造化学品和燃料等方面。

相比于传统的燃煤发电方式，煤炭气化技术能够大幅减少污染物的排放，提高能源利用效率，对于改善环境污染和节约能源具有重要意义。

其次，煤炭气化技术的发展已经取得了显著的成果。

我国在煤炭气化技术方面投入了大量的研发和应用工作，并取得了一系列重要的突破。

例如，我国成功开发了多种煤炭气化技术，包括固定床气化、流化床气化和煤浆气化等。

这些技术在实际应用中已经取得了良好的效果，为我国的能源结构调整和环境保护提供了有力支撑。

此外，煤炭气化技术的应用前景也非常广阔。

首先，煤炭气化技术可以用于发电。

合成气可以直接燃烧，也可以通过气轮机和蒸汽轮机等设备转化为电能。

这种发电方式不仅能够提高能源利用效率，还能够减少大气污染物的排放。

其次，煤炭气化技术可以用于制造化学品。

合成气可以用于合成氨、甲醇、乙烯等化学品，为化工行业提供了新的原料来源。

此外，煤炭气化技术还可以用于制造燃料。

合成气可以通过化学反应转化为液体燃料，如合成柴油和合成天然气等，为交通运输和工业生产提供了新的能源选择。

然而，煤炭气化技术的发展也面临一些挑战和问题。

首先，煤炭气化技术的建设成本较高。

由于煤炭气化技术需要高温和高压的条件，设备的制造和维护成本较高，需要大量的投资。

其次，煤炭气化技术的环境影响也需要引起关注。

尽管煤炭气化技术可以减少大气污染物的排放，但在气化过程中仍会产生一定量的二氧化碳和其他有害气体。

煤炭气化技术及应用前景

煤炭气化技术及应用前景近年来，随着环境保护意识的增强和能源结构调整的需要，煤炭气化技术逐渐受到关注。

煤炭气化是将煤炭转化为合成气的过程，通过高温和压力条件下，将煤炭中的碳氢化合物转化为氢气和一氧化碳。

这种技术不仅可以有效降低煤炭的污染排放，还可以提高能源利用效率，具有广阔的应用前景。

首先，煤炭气化技术可以减少煤炭的污染排放。

传统的燃煤方式会产生大量的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等有害气体和固体颗粒物。

而煤炭气化技术可以将煤炭中的有害物质转化为气体，通过合适的处理设备可以有效地捕获和处理这些有害物质，减少对环境的污染。

此外，煤炭气化技术还可以将煤炭中的硫化物转化为硫化氢，通过硫化氢的后续处理，可以实现硫的高效去除，进一步降低煤炭的污染排放。

其次，煤炭气化技术可以提高能源利用效率。

煤炭气化后得到的合成气主要由氢气和一氧化碳组成，这两种气体在燃烧过程中的热值高，可以用于发电、供热和工业生产等领域。

相比于直接燃烧煤炭，利用合成气进行能源转换可以提高能源利用效率，减少能源浪费。

此外，煤炭气化技术还可以将合成气转化为合成燃料，如合成油和合成天然气，这些燃料具有高热值、低污染和可替代性等优势，可以替代传统的石油和天然气，实现能源结构的调整和优化。

再者，煤炭气化技术具有广阔的应用前景。

随着能源需求的增加和能源结构的调整，煤炭气化技术在发电、炼油、化工和城市燃气等领域的应用前景十分广阔。

在发电领域，利用合成气发电可以减少煤炭的燃烧过程中产生的有害物质，提高发电效率，降低环境污染。

在炼油领域，煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成油，用于替代传统的石油资源，实现能源供应的多样化。

在化工领域，煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气和合成油，用于生产化工原料和化学品，实现资源的高效利用。

在城市燃气领域，煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气，用于替代传统的天然气，满足城市居民的生活和工业用气需求。

然而，煤炭气化技术也面临一些挑战。

首先，煤炭气化过程中需要高温和压力条件，设备和工艺要求较高，投资成本较大。

浅析现代煤化工项目GSP气化炉煤气化技术运用

浅析现代煤化工项目GSP气化炉煤气化技术运用摘要：随着我国经济的快速发展，各行各业对于能源的需求也是与日俱增，目前用于生产的能源大部分还是依赖于煤炭等资源的燃烧，为了在抓经济的同时能够做到节能低碳，就必须大幅提高对于煤炭资源的利用率。

目前我国常用的提高煤炭利用率的方式是煤气化技术，随着煤气化技术的日渐成熟，这项技术也成为了一种效率较高的煤炭资源加工技术。

本文从国内的煤气化技术进行深入的研究探讨，以煤气化技术中的GSP气化炉加压气化技术进行阐述，然后对我国煤气化技术的现状进行分析，并对其未来进行一定的展望，以供参考。

关键词：现代煤化工；煤气化技术； GSP气化炉加压气化；发展引言：能源紧缺已经成为一个世界性的难题，我国的煤化工行业会为我国的能源可持续发展提供巨大的支持，会大幅降低煤炭燃烧对环境造成的破坏，也会有效地降低我国目前对于进口石油的依赖程度。

所以，煤化工行业在我国拥有着良好的发展环境，市场对其需求也非常大，因此要着重去提高煤化工行业生产的效率和产品的质量，这样能够对提高煤化工行业的竞争力有着非常重要的作用。

一、煤气化技术概述1、煤气化技术的原理。

煤气化的本质是利用煤炭作为原材料制作生产用于工业生产所需的燃气、生活所需的煤气以及化工气体，通过煤气化能够较为高效的利用好煤炭本身所存储的能量，也能够降低直接燃烧煤炭带来的污染。

煤气化技术的基本原理是在特定的环境中将煤炭转化为可以燃烧的气体、焦油以及其他固体颗粒，所谓的煤气化总体而言是一个化学反应，在气化的过程中煤炭要经历一系列的物理反应和化学反应，煤气化的过程是一个吸收热量的过程，因此适当合理的增加压力能够提高煤气化的转化速度，提高利用煤气化技术生产燃气的工作效率。

2、煤气化技术的类别。

煤气化技术有很多的类别，按照将煤炭进行气化的场所的不同可以分为固定气化、流化气化以及气流气化三种类别，第一，固定气化技术是最原始的煤气化技术，成块的煤炭从气化炉的上方进入，并且经过高温会形成一层固定层，空气会从底部穿过这一固定层，成块的煤炭会保持固定的形态开始逐渐燃烧，燃烧之后的渣土会从气化炉的底部排出；流化气化技术会先将煤炭压碎，利用氮气将碎煤吹至气化炉，氧气会从气化炉的底部快速进入，这样会让碎煤在气化炉内以一种流化的形状高速运用，然后会有剧烈的反应，这时炉内的温度可以超过一千摄氏度，同样渣土会通过气化炉底部排出；气流气化技术是要将煤炭打碎至粉状，将煤炭粉末与空气一起喷入气化炉当中，会在气化炉内发生剧烈反应，炉内温度能够达到两千摄氏度，燃烧后渣土从底部排出。

GSP加压气流床气化技术及其在中国的应用前景

G SP加压气流床气化技术及其在中国的应用前景徐振刚宫月华(煤炭科学研究总院)蒋　晓　林(德国诺尔-克尔茨能源环保技术有限公司北京代办处) 摘要　GSP加压气流床气化技术是近年来投入商业化运行的新一代大型先进气化技术之一,由前东德的德意志燃料研究所开发。

该气化技术采用气化炉顶干粉加料、氧气气化、炉底液态排渣。

本文在介绍了该气化技术的开发历程、气化炉结构、工艺流程及技术特点的基础上,分析了该气化技术在中国的应用前景。

关键词　气化　气流床　煤化工　煤气化联合循环发电(IGCC) GSP加压气流床气化技术是近年来开发并投入商业化运行的新一代大型先进气化技术之一。

与其它同类气化技术相比,该气化技术因采用气化炉顶干粉加料与反应室周围水冷壁结构,因而在气化炉结构以及工艺流程上有其独到之处。

煤炭气化技术作为煤炭深度加工、转化的先导技术,是中国洁净煤技术的优先发展领域之一。

目前,中国在加速发展大型煤化工和煤气化联合循环发电(IGCC)的过程中,需要配套使用大型先进煤气化技术。

因此,GSP加压气流床气化技术在中国应该具有十分广阔的应用前景。

1　技术开发历程GSP加压气流床气化技术是由前东德的德意志燃料研究所(G erman Fuel Institute)开发,始于本世纪70年代末。

最初的目的是用高灰分褐煤生产民用煤气,并在弗来堡(Freiburg)建立了一套3MW中试装置,完成了一系列基础研究和工艺验证工作。

1982年,又在黑水泵市(Schwarze Pumpe)的劳柏格(Laubag)电厂建立了一套130MW商业化装置,原料处理能力为30t/h,该装置运行了5年而未需更换气化炉的喷嘴和水冷壁。

从1989年起,技术开发的重点转向了以工业废物和生物质等为气化原料,并先后气化过约60种物料,包括各种变质程度和灰分含量的煤、城市污泥、工业废渣、石油焦以及一些固体废物的干馏产物等。

表1给出了几种典型气化原料的特性及气化所产煤气的组成。

任务3.3：分析GSP煤气化技术

粉煤冷却水
冷却水
Cooling water
Cooling water
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项目三
进料气体和原料物料共分内中外三层：烧嘴外层是主燃料(3个进口) , 外层煤粉; 中层是氧气和高压蒸汽；内层进料为燃料气, 作为持续点火用。该烧嘴还配有闭路循环水冷却系统, 为安全起见, 该冷却系统的循环水压高于气化炉的操作压力。冷却水也有三层：分别在物料的内中之间、中外层之间和外层之外, 这种冷却方式传热比较均匀, 可以使烧嘴的温度保持在较低的水平, 特别是烧嘴头部的温度不至于太高, 以免将烧嘴的头部烧坏。烧嘴头部的材料较好, 其使用寿命预计可以在10 a 以上, 但是, 烧嘴头部金属材料的要求比较高, 且每年都要维修。
⑺、对环境影响小：无有害气体排放，污水排放量小，炉渣不含有害物质，可做建筑原料。
12
项目三
二、 GSP气化技术关键设备
燃料
Fuel Burner
燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen
烧嘴
氧气
Pressur. water outlet
带压水出口
思考：据你所知，描绘一下GSP气化炉的结构特点？
33
项目三
在A段以前气体与气体及洗涤液以同等的速度流动，进入收缩管A后流速增大，粗合成气产生较大的加速度，由于洗涤水质量较重，产生的加速度较小。此时洗涤水与气体即产生相对运动，因而两者就有了碰撞、接触的机会，同时洗涤水被雾化。
在喉管B，气体流速达到最大值，由于管道截面较小，气体及洗涤液均被压缩，运动速度达到 50～100m/s，此时B段成为高密度的混合区，从喷嘴喷射出来的水滴，在高速气流冲击下进一步雾化成更细小的液沫（雾滴），气体湿度达到饱和，同时尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水湿润。压力降低，尘粒与水滴，或尘粒与尘粒之间发生激烈的碰撞、凝聚。通过B段以后，气体与洗涤水的混合体，以高密度、高速度的形态进入扩散管C，由于截面增大，所以气流速度减小，压力回升，在气、液、固三相之间由于惯性力的不同，产生了相对运动，于是固体颗粒大小颗粒间、液体和固体间、以及液体不同直径水滴间发生了相互碰撞，凝并。即洗涤液对气体又进行了一次捕集。气流速度的减小和压力的回升使凝聚作用发生得更快。有利于颗粒的有效尺寸增大。粒径较大的含尘水滴进入脱水器后，在重力、离心力等作用下，尘粒与水分离，达到除尘的目的。

GSP 气化炉技术工业化应用

四喷嘴运行值
温度
℃
1400～ 1500
1400～ 1700
1300～ 1400
1200～ 1400
压力 MPa（a） 3.85～3.9 3.5～4.0 ～6.2
GSP 气化炉与 SHELL 气化炉、GE 气化炉、华东理工大学四喷嘴气化炉运行、经济情况对比，GSP 气化炉技术具有处理能力大、气化效率和炭转化率高、反应器热损失低的优点，详见下表：
第5期
臧庆安等：GSP 气化炉技术工业化应用
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技术运行值
SHELL 运行值
德士古运行值
黑水闪蒸单元和排渣单元的黑水，在沉降槽中自然沉降后，将沉降槽中固含量较高的泥浆送至真空过滤机进行过滤处理，澄清液送至循环水罐，经循
环水泵送至气化装置循环使用，部分经废水泵送至汽提单元。
3 GSP 气化工艺的关键设备结构及反应原理简介
3.1 气化炉气化炉作用是提供一定压力的高温空间，以干
煤粉为原料，生产粗合成气（CO+H2）。气化炉由烧嘴、气化室、水冷壁和激冷室等部分组成，结构示意见图 2。
中电投新疆煤制气项目将投资建 8 台 500MWth。神宁煤业集团煤制油项目将建 24 台 500MWth GSP 气化炉。
2 GSP 气化技术简介
GSP 气化技术是采用干煤粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的气流床气化技术。工艺流程见图 1，包括备煤、煤粉加压计量输送、气化与激冷、排渣、气体除尘冷却、黑水处理等工序，流程简单介绍如下：
2005 年在捷克共和国建成 140MWth 气化装置，处理煤焦油为 IGCC 的原料气。
1.2 国内商业化应用情况 2010 年 10 月，在神华煤业集团已建成并投用了 5