GSP气化炉工艺介绍
GSP气化炉技术工业化应用
２０ 年在英国米德尔斯堡建成 了 ３Ｍ ｈ ０１ ０ ｗｔ 气化 装置 ， 处理液态废物 （ 尼龙合成过程中产生的液体废
物 ）生 产燃料 气 。 ，
图 １ Ｇ Ｐ气 化工 艺流 程 简 图 Ｓ
备 煤 装 ０
１ ＧＳ Ｐ气化炉技术开发历史及进展
Ｇ Ｐ 德 文 Ｇ ｓｏ ｂａｔ ｃｗ ｒ ｕ ｐ ） 化 技 Ｓ（ ａｋｍ ｉｎ ｈ ａｚ ｐ ｍ ｅ 气 Ｓ ｅ
术是 ２ ０世纪 ７ 年代前民主德 国燃料研究所开发的 ０ 单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术 ，根据煤 气用途不 同可用直接水激冷 ，也可用废锅回收煤气
应， 气化 温度约 １ ０ ￣ ４ ０Ｃ～１０ ￣ ， 化压力 ４１ ａ ６０ 气 ． ＭＰ Ｇ，
产 生富含 Ｈ 和 Ｃ ： Ｏ及 少量 Ｃ ＨＳ的高 温粗合 成气 ， Ｏ、２
同时产生液态渣 。 气化室内设有水冷壁 ， 水冷壁主要
作 用 是 抵 抗 １０ ￣ 一１０ ｑ高 温 及 熔 渣 的侵 蚀 ， ４０ ７ ０ｃ 水 冷 壁 系 由水 冷 盘 管 及 固定 在 盘 管上 的抓 钉 与 ＳＣ耐 ｉ 火 材料 共 同组 成 的一个 圆筒形 膜 式 壁 。膜 壁 与 承压 外 壳 间约有 ５ ｍ 间隙 ， ０ｍ 间隙 间充满 一 股流 动 的常 温
２ １ 年 １ 月，在神华煤业集团已建成并投用了５ ００ ０ 台 ５０ Ｗｔ 单 台 Ｅ投 煤量 约 ２０ Ｇ Ｐ气 化炉 。 ０ Ｍ ｈ（ ｔ ００ｔ Ｓ ）
山西 兰花 煤化 工公 司合 成氨 项 目 ，将 建 成 ２台
５ ０ Ｗｔ（ 台日投煤量约 ２０ Ｇ Ｐ气化炉 。 ０Ｍ ｈ单 ００ ）Ｓ ｔ
第 ５期
臧庆安等 ： Ｐ气化 炉技 术工业化应 用 ＧＳ
GSP粉煤气化技术煤粉锁斗下料优化控制
GSP粉煤气化技术煤粉锁斗下料优化控制张国伟(神华宁夏煤业集团煤化工烯烃公司，宁夏银川750410)摘要：神华宁煤集团煤化工烯烃公司采用德国GSP粉煤加压气化技术，在正常生产过程中，煤锁斗经常出现下料不畅的情况，如处理不及时，给料容器料位低引起组合烧嘴跳车，进而影响整个气化工艺的稳定运行，本文通过对煤粉的性质和工艺条件控制两个方面分析锁斗煤粉下料不畅的原因，并提出相应处理和预防措施。
关键词：GSP，锁斗，煤粉，下料GSP粉煤气化工艺是指单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术。
干煤粉是来自备煤单元所磨制的具有一定粒度和水分要求的煤粉，通过载气输送至气化煤粉输送单元的粉煤仓，煤粉输送系统的主要设备包括煤仓，煤仓过滤器，锁斗，泄压过滤器，煤粉气力输送仓，给料容器和送组合烧嘴的三根煤粉输送管线。
煤粉加压输送单元的目的是通过四个锁斗的顺控循环，把煤仓里常压的煤粉升压至进料容器的操作压力，由进料容器通过三根煤粉输送管线，送至气化炉的组合烧嘴进行气化反应，同时根据工艺需要调整煤粉的流量，并由安全仪表系统对气化炉运行进行安全监控。
1 锁斗的主要工艺技术参数宁煤烯烃公司的锁斗的工艺参数见下表1.1。
锁斗是煤粉升压输送单元的关键，煤粉锁斗的介质为干煤粉，输送气体介质为高压CO2／N2，由于锁斗工作压力一直变化，所以其操作温度应控制在75℃，防止由于操作温度变化，锁定在升压泄压过程中产生热应力，缩短锁斗的使用寿命。
锁斗的操作压力通过给料器和煤仓的压力联锁控制，煤仓的正常工作压力为1.0-2.0KPa，给料器正常生产时的压力为4.6MPa，投煤压力为4.45MPa。
２煤粉的主要性质2.1煤粉的粒径与粒度分布煤粉颗粒是构成煤粉的基本单位。
煤粉的许多性质都由颗粒的大小及分布状态所决定。
粒径或粒度都是表征粉煤所占空间范围的代表性尺寸。
对单个颗粒，常用粒径来表示几何尺寸的大小；对颗粒群，则用平均粒度来表示。
(1)粒径以粉粒的长度尺寸来表示粒度时，该尺寸称为粒径。
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。
Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 壹
贰 叁 肆
反应原理
工艺流程
工艺技术对比
主要工艺指标对比
一、反应原理 1、德士古水煤浆气化反应原理
德士古水煤浆加压气化炉是两相并流型气化炉，氧 气和煤浆通过特制的工艺喷嘴混合后喷入气化炉，在炉 内水煤浆和氧气发生不完全氧化原反应产生水煤气，其 反应释放的能量可维持气化炉在煤灰熔点温度以上反应 以满足液态排渣的需要。
3、GSP气化炉工艺流程 将预处理好的原料煤在磨煤机内磨碎到适于气化的粒度（对不同煤种有不同 的要求）并进行干燥用输气（N2 或CO2）从加料斗中将干煤粉送到气化炉 的组合喷嘴中。 加压干煤粉，氧气及少量蒸汽通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉的操作 压力为2.5~4.0MP，根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350~1750 ℃。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 气经两级文氏管洗涤后，使含尘量达到要求后送出界区。 激冷室和文氏管排出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过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，为控制回水中的总盐含量，需 将少量污水送界区外的全厂污水处理系统。
二、工艺流程
1、德士古水煤浆气化炉工艺流程 将原料煤水及添加剂等送入磨机磨成水煤浆（出磨机水煤浆浓度为 65%），由高压煤浆泵送入气化炉喷嘴来自空分的氧气经氧气缓冲罐稳压后 进入烧嘴送入炉内的水煤浆和氧气在高温加压后发生部分氧化反应，气化炉 膛内温度1350~1450℃离开气化炉的粗合成气和熔渣进入激冷室，粗合成气 经第一次洗涤并被水淬冷后，温度降低被水蒸汽饱和后出气化炉。 气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来，在渣收集阶段 排入渣斗，定时排入渣池，由捞渣机捞出后装车外运。 渣收集阶段渣斗上部的黑水一部分用锁斗循环泵抽出循环回气化炉，用于 冲气化炉激冷室的渣。 来自黑水处理工段的黑水进入碳洗塔， 碳洗塔中部排出的较清洁的黑水 用黑水循环泵加压后分别送文丘里洗涤器及气化炉激冷环，用于洗 涤粗合成气气化炉碳洗塔等排出的黑水经四级闪蒸后送往澄清槽进行处理。
气化炉 GSP HT-L
GSPGSP 加压气流床气化技术融合了干法、湿法进料两种气化工艺技术的优点。
具体过程如下：粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，喷嘴置于气化炉上端这不同于壳牌气化炉喷嘴布置。
粉煤在燃烧的同时放出大量热量供自身气化，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，熔渣在激冷室内被激冷水冷却后通过渣锁斗定期排入渣池，此过程与texco过程相似。
粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态，由激冷室上部排出，经两级串联的文丘里洗涤器分离后使粗煤气含尘量降至1mg/m3，送至合成单元。
下图是GSP工艺流程图。
1、GSP气化技术通过干法加料，采用多级组合进料技术, 粉体密相气体输送, 由常压、加压、变压、加料器和称重计量几个单元组成, 各单元间均由球形阀联结, 并配有压力、温度和料位等指示仪器。
该组合进料技术要求原料破碎至0.2mm 以下的粒级含量达80%以上, 粉体由载气通过输送管送入储仓, 载气经除尘过滤后排出系统, 两个加压锁斗交替充入粉体并使气体增压至 4.0MPa, 而且在后续过程形成加压连续输送, 粉体经过加压、料位检测进入加料器, 并经过秤重计量送入气化炉燃烧气化。
干法进料过程如图2。
图2 干法进料过程示意图2、GSP气化烧嘴设计采用多层内水夹套、多通道设计，共设计有6层通道，多种进料雾化方式,是GSP 气化技术的两大关键设备之一。
该烧嘴独有的特点就是每个通道都设计有各自的水夹套来冷却，使烧嘴受热均匀，温度始终保持在一个较低水平，极大地延长了烧嘴使用寿命，烧嘴中心管既可以是干粉通道，又可以是氧化剂通道，是GSP气化喷嘴独有的特点，是所有干法和湿法气流床气化喷嘴所不具有的。
图3 烧嘴结构图3、GSP 气化炉GSP气化炉为水冷壁炉, 分为colling screen 和cooling wall两种形式, 是GSP 气化技术的两大关键设备之一，采用单喷嘴顶喷式进料, 粗煤气激冷流程，底部液态排渣。
由气化喷嘴、水冷壁气化室和激冷室组成，整个气化炉主体为圆筒型结构，气化炉外壁带水夹套，其中气化室有水冷壁抓丁挂渣和砌筑耐火砖两种类型，规模大小不等。
1.3 宁煤 GSP气化技术,新
Hale Waihona Puke F-T• 气化炉炉体部分的构成包括三个组成部分： 耐压壳体，燃烧室和激冷室。
F-T
其中，气化炉燃烧室由四 个部分组成：水冷壁，烧 嘴支撑，排渣口和外部冷 却夹套。
激冷室由六个部分组成：导 管，内壳，激冷水A，B，C 和D 环及其喷头，激冷室锥 体，水冷壁支撑板等
F-T
• 水冷壁与承压外壳间
嘴进行点火。） 主烧嘴作用： 在气化炉正常生产压力3.8MP时，把煤粉和氧 气送至气化炉燃烧室进行气化反应。
24
止主烧嘴熄灭在主烧嘴停车期间继续保持运行；
F-T
GSP 的烧嘴是一种 内冷式多通道的多用途 烧嘴, 结构见图。是 GSP气化技术的关键设 备之一。 该烧嘴独有的特点就 是每个通道都设计有各 自的水夹套来冷却,使烧 嘴受热均匀, 温度始终 保持在一个较低水平, 极大地延长了烧嘴使用 寿命。
保持水冷壁内水温恒定
。
F-T
• 下部为激冷室， 内有激冷喷头 和内衬筒。 • 内衬筒与承压外壳环隙间激冷
水自下而上经环隙顶端溢出，
在衬筒内壁形成水膜， 有效降
低承压壳体金属温度， 且保证
承压壳体不会局部过热。
F-T
A环和B环共12个喷头出来的雾 状激冷水洗涤、冷却粗煤气和熔 渣（约200℃）出激冷室的粗煤 气通过折流板经D环四个喷头逆 向洗涤； C环共有4 个喷头，在激冷室的 顶部呈圆形布置。C环的雾状激 冷水对激冷室顶部的支撑板进行 冷却，
1975 年Deutscges Brennstoffinstitut Freiberg公司以褐煤 或其他固体燃料为原料实现商业化运转。
1991 年Preussag-Noell 公司取得技术专利权，其后为瑞 士未来能源公司继承， 现为德国西门子（Siemens）所有。 西门子拥有完整的GSP技术知识产权、气化技术研发团 队和中试基地，
GSP粉煤气化的有效气含量与参数控制的关系
GSP粉煤气化的有效气含量与参数控制的关系张国伟(神华宁夏煤业集团煤化工烯烃公司，宁夏银川750410)摘要：通过对GSP粉煤气化炉的在实际生产运行中的历史数据进行分析，确定不同的参数控制对有效气 )含量的影响。
提出采用纯氧气化是提高GSP粉煤炉原料气中的有效气的有效方法。
(CO+H2关键词：GSP气化炉；粉煤气化；有效气含量；影响因素1 GSP气化的主要工艺流程中压蒸汽和来自空分装置的高压氧气在主烧嘴的氧气管线上混合后，送至主烧嘴的出口，跟给料容器D-22105 过来的三根煤粉输送管线的煤粉，在组合烧嘴出口进行充分的混合与雾化，在气化炉上部的燃烧室（反应温度1450-1650℃，压力4.1MPa）进行部分氧化反应，产生富含H2和CO及少量CO2、H2S的高温原料气，同时产生液态渣。
原料气和液态渣经燃烧室下部的排渣口和导管进入气化炉的激冷室。
在激冷室的导管出口处，被激冷水A 环和B环共12个喷头出来的雾状激冷水冷却至约220℃。
冷却的同时，产生大量的水蒸汽，随原料气进入下游的文丘里洗涤。
出激冷室的原料气由激冷水喷头D进一步除灰后，原料气进入下游的两级文丘里洗涤器。
激冷室底部的粗渣靠重力落入破渣机X-24101（50mm）后进入渣锁斗D-24102，通过锁斗顺控进行泄压和降温排放。
黑水由激冷室下部的出口进入闪蒸系统。
2 影响GSP气化有效气含量的因素分析黑化GSP气化炉粉煤气化炉富氧气化运行情况如1(表中汽耗为440℃、5.2 MPa蒸汽消耗，有效气为CO+H：)。
不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体(CO+H2)达到85%以上。
从煤气化反应原理可知，温度、压力、气化剂种类和配比会对煤气组分产生影响。
对给定的炉型，其气化炉的形状、尺寸和操作压力已定，所以操作状况的调整主要依靠温度、氧煤比、蒸汽煤比等指标。
王辅臣等[1-3] 采用模拟计算的方法，得出有效气产率随氧煤比的变化有一最佳值，随蒸煤比的升高而增加，纯氧气化时生成煤气中(CO+H2 )含量高。
Gsp气化炉
●GSP煤气、粗煤 气洗涤系统组成.即备煤、 气化、除渣三部分组成。
固体气化原料被碾磨为不大于0.5㎜的粒度后，经过干燥，通过浓相气 流输入系统送至烧嘴。气化原料与气化剂氧气经烧嘴同时喷入气化炉 （R1001）内的反应室，然后在高温(1 400一1 600℃)、高压（4. 0 MPa)下发生快速气化反应，产生以CO和H2为主要成分的热粗煤气。 气化原料中的矿物部分形成熔渣。热粗煤气和熔渣一起通过反应室底部 的排渣口进入下部的激冷室。 冷却后的粗煤气进入分离器（V1002）， 从分离器出来的气体分为两部分：一部分进入变换炉（R1002），气体 出来后进入换热器（E1003），出来的气体和另外一部分气体混合后进 入水解器，气体出来后入分离器（V1004），从V1004出来后去净化工 段；而从分离器（V1002）下分离出的液体进入分离器（V1003），从 V1003出来的气体经过冷却器（E1002）后，主要为H2S去硫回收系统； 从V1003下分离的液体去污水处理系统，处理后的水和从E1002， E1003，V1004出来的冷液一起返回气化炉冷激室。气化炉冷激室里的 渣粒固化成玻璃状，通过锁斗系统排出。 污水的处理 过程是先送入减压闪蒸槽，闪蒸后的液体进入沉淀池，沉淀后去浓缩， 再去过滤。
氧 蒸汽 原煤
蒸汽
硫回收 冷却水 系统
去净化
水
污水处理
谢谢大家！
GSP气化炉
组长：薛瑞丽 组员：王秀娟、史萌萌、李猛、贾朝亮
3.2 GSP煤气化炉
GSP气化技术最早是由前东德 的德意志燃料研究所(简称DBI)从 1975年起开发的能源技术，可用于 处理固体燃料，尤其是低品位褐煤， 后来几经易主，现已被德国西门子 公司收购。
● 进料方式：干法和湿法均有；
西门子(GSP)气化技术
西门子(GSP)气化技术北京杰斯菲克气化技术有限公司公司背景简介西门子公司是世界上最大的电气工程和电子公司之一，作为基础设施建设和工业解决方案供应商，其核心业务主要集中在三大领域：能源、工业及医疗。
迄今为止，西门子业务遍及全球190多个国家，在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处，在中国已经建立了90多家运营企业，在60个城市建立了地区办事处，拥有40多万员工，在中国有50,000多名员工，是在华拥有员工数最多的外商投资企业之一。
2006年5月，西门子公司通过收购索斯泰克集团的技术及工程设计业务，继续扩展其电站业务，为煤—电转换提供产品和解决方案。
此次收购包括了德国未来能源公司以及该公司100％的股权与神华宁夏煤业集团的中国合资企业(北京杰斯菲克气化技术有限公司)中50%的股份。
通过收购，西门子拥有完整的GSP技术知识产权、气化技术研发团队和中试基地，借助强有力的技术、工程与设备制造支持，将为全球用户带来更全面、可靠的服务。
北京杰斯菲克气化技术有限公司是中国境内唯一推广与销售西门子(GSP)气化技术许可商。
图 1 北京杰斯菲克气化技术有限公司股东结构。
图 1 北京杰斯菲克气化技术有限公司股东结构西门子(GSP)气化技术介绍西门子(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。
图 2 西门子(GSP)气化工艺流程。
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。
表 1 西门子(GSP)气化燃料分析表，表 2 西门子(GSP)气化合成气组成(干基)。
气流床气化生产工艺流程组织GSP粉煤气化工艺
项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
在主烧嘴的出口，氧气呈旋转的方向离开主烧嘴出口，跟外面的煤粉充 分接触进行气化反应。
4.烧嘴冷却水系统 烧嘴冷却水系统是对受强烈热辐射的组合烧嘴、气化炉支撑板和燃烧室
高温原料气出口处的导管进行冷却。 5.水冷壁冷却水系统 水冷壁冷却水系统是对内表面跟高温原料气直接接触的水冷壁、烧嘴支
2.工艺过程 激冷室过来的黑水，压力约为4. 2 MPa,温度约为158℃。在闪蒸系统里，
通过两级闪蒸罐的减压和蒸发，把黑水温度降到约70 ℃，并释放出溶 解在黑水里的大部分气体。之后，黑水送往澄清池进行除灰和再循环利 用。闪蒸释放出来的气体成为酸性气，经冷却后送往焚烧炉。
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项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
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项目六 气流床气化生产工艺流程组织— GSP粉煤气化工艺
(4)主烧嘴 主烧嘴的作用是在气化炉正常生产压力4. 1 MPa时，把煤粉和氧气输入
气化炉燃烧室进行气化反应，以生成以氢气和一氧化碳为主的原料气。 在组合烧嘴里，主烧嘴位于点火烧嘴的外面，整个点火烧嘴套在主烧嘴 里面。主烧嘴的内表面跟点火烧嘴的外表面形成的环状空间，构成了主 烧嘴输氧的通道，输氧通道与其外面的环状输煤通道之间，是一个带有 冷却水夹套的管壁。在输煤管道的外面，同样也是一个带有冷却水夹套 的管壁。主烧嘴带有两个冷却水夹套的目的是防止气化炉燃烧室内的高 温对主烧嘴外表面的高温辐射。 三根煤粉输送管线在主烧嘴煤粉通道里的出口，均切线进入环状的煤粉 通道，以确保煤粉的均匀分布。
8.合成气洗涤 气体洗涤单元是将来自气化炉被激冷水充分饱和的粗合成气在本单元进
一步用水洗涤除尘、除卤，洗涤后的合成气作为产品送往变换装置。 (四)闪蒸单元 1.目的与特点
GSP煤气化技术设备概况
GSP煤气化技术设备概况GSP煤气化工艺同壳牌煤气化工艺和德土古气化工艺是当今世界上先进的气流床煤气化工艺，具有生产能力大、消耗低及环保等优点，被誉为洁净煤气化技术，具有广阔的市场前景。
尤其是GSP气化工艺，由于气化炉效率高，结构尺寸紧凑，在煤制合成气(或H2)方面，兼有壳牌气化工艺和德士古气化工艺的优点，节省建设投资，引起了业界人士广泛关注。
本文概括地介绍了GSP气化工艺的设备情况，以便读者对GSP 气化工艺设备有初步的了解。
1 GSP煤气化工艺简述与其他煤气化工艺一样，GSP气化工艺过程也是由备煤、气化、除渣三部分组成。
1.1 备煤系统备煤系统包括磨煤、干燥、常压输送、储存、加压输送及给料等单元。
预先破碎到0mm～50mm粒度，经计量无金属的煤，通过输送机送入磨煤机，在磨煤机内将煤研磨到气化王艺需要的粒度(依煤种而异)，同时被干燥到含水量小于规定值(依煤种而异)，并用惰性气体(一般为N2)输送到常压粉煤储仓。
粉煤依重力进入给料锁斗，经给料锁斗加压后送入加料器，气化用煤粉经密相输送管道连续不断送往组合喷嘴，与气化剂一起进入气化炉。
输入喷嘴的煤粉量可通过加料器上的称重传感器和质量流量计进行计量。
1.2 气化、激冷、洗涤除尘、排渣系统粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，在气化炉的气化室内高温下发生部分氧化反应，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，在激冷室内被激冷水冷却，粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态。
液态熔渣在激冷室水浴冷却成颗粒状，通过渣锁斗定期排入渣池。
由捞渣机捞出送出界区。
被激冷的粗煤气由激冷室上部排出，经两级串连的文丘里洗涤器分离后，使粗煤气中的含尘质量浓度小于1mg/m3后送出界区。
渣水送往黑水处理系统。
1.3 黑水处理系统黑水经两级闪蒸后送入沉降槽，并加入絮凝剂，沉降槽的浓相经过滤后，滤饼送出界区，清相返回气化系统作为激冷水和冲洗水。
闪蒸出的少量气体送入火炬系统，燃烧后排放。
GSP气化炉工艺介绍
Noell股份有限公司 Noell GmbH
Founded成立:
Employees雇员:
1824 in Würzburg
ca.（大约） 8300
Major business sectors主要的业务部门:
System and Mechanical Engineering系统工程和机械工程 Power and Environmental Engineering能源和环境工程部 Process Engineering工艺工程部 Services售后服务部
- 5 MW entrained-flow gasifier (cooling screen) 5MW 气流床气化炉（水冷格栅） - Pulverized fuel dosing and feeding system粉状燃料定量给料系统 - Pyrolysis unit especially for biomass 热解装置，尤其对生物体 - Other necessary auxiliary units 其它必须的辅助装置
烧嘴
Pressur. water outlet
氧气
带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen
激冷水
冷却夹套
Cooling jacket
Gas outlet
气体出口
Water overflow
排水口
Granulated slag
烧嘴
Pressur. water outlet
氧气
带压水出口 水冷格栅 带压水理口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen
GSP煤气化技术设备概况
GSP煤气化技术设备概况GSP煤气化工艺同壳牌煤气化工艺和德土古气化工艺是当今世界上先进的气流床煤气化工艺，具有生产能力大、消耗低及环保等优点，被誉为洁净煤气化技术，具有广阔的市场前景。
尤其是GSP气化工艺，由于气化炉效率高，结构尺寸紧凑，在煤制合成气(或H2)方面，兼有壳牌气化工艺和德士古气化工艺的优点，节省建设投资，引起了业界人士广泛关注。
本文概括地介绍了GSP气化工艺的设备情况，以便读者对GSP 气化工艺设备有初步的了解。
1 GSP煤气化工艺简述与其他煤气化工艺一样，GSP气化工艺过程也是由备煤、气化、除渣三部分组成。
1.1 备煤系统备煤系统包括磨煤、干燥、常压输送、储存、加压输送及给料等单元。
预先破碎到0mm～50mm粒度，经计量无金属的煤，通过输送机送入磨煤机，在磨煤机内将煤研磨到气化王艺需要的粒度(依煤种而异)，同时被干燥到含水量小于规定值(依煤种而异)，并用惰性气体(一般为N2)输送到常压粉煤储仓。
粉煤依重力进入给料锁斗，经给料锁斗加压后送入加料器，气化用煤粉经密相输送管道连续不断送往组合喷嘴，与气化剂一起进入气化炉。
输入喷嘴的煤粉量可通过加料器上的称重传感器和质量流量计进行计量。
1.2 气化、激冷、洗涤除尘、排渣系统粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，在气化炉的气化室内高温下发生部分氧化反应，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，在激冷室内被激冷水冷却，粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态。
液态熔渣在激冷室水浴冷却成颗粒状，通过渣锁斗定期排入渣池。
由捞渣机捞出送出界区。
被激冷的粗煤气由激冷室上部排出，经两级串连的文丘里洗涤器分离后，使粗煤气中的含尘质量浓度小于1mg/m3后送出界区。
渣水送往黑水处理系统。
1.3 黑水处理系统黑水经两级闪蒸后送入沉降槽，并加入絮凝剂，沉降槽的浓相经过滤后，滤饼送出界区，清相返回气化系统作为激冷水和冲洗水。
闪蒸出的少量气体送入火炬系统，燃烧后排放。
GSP技术简介
1. GSPTM气化技术概况1.1技术研发GSPTM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。
该研究所创建于1956年，全称为Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg，一直致力于煤炭综合利用的开发工作，即使在国际市场石油过剩时，也没有中断过对煤气化技术的开发工作。
针对化工行业，本着降低投资与成本，而研发出的GSPTM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。
分别于1979年和1996年，在西门子的气化研发中心（Freiberg）建立了３ＭＷ和５ＭＷ两套气化中试装置。
这两套装置试验过的煤种来自德国、中国、波兰、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、加拿大、澳大利亚和捷克等国家。
东西德合并后，该技术扩展应用到生物质、城市垃圾、石油焦、含氯废物和其他燃料等气化领域。
1.2技术应用GSPTM煤气化技术自研发成功以后，其商业化应用扩展就丝毫没有停止过。
1984年在德国黑水泵工厂采用GSPTM气化技术建立了一套200MW的商业化装置，粉煤处理能力为30t/h。
该装置在1984至1990年间，成功对普通褐煤及含盐褐煤进行了气化，生产民用煤气。
东西德合并后，德国政府引进天然气取代了城市煤气，且对垃圾处理有补贴政策，故1990年后，该装置分别气化过天然气、焦油、废油、浆料和固态污泥等原料，生产出的合成气用于甲醇生产及联合循环发电（IGCC）。
2001年，巴斯夫（BASF）在英国的塑料厂建成30MW工业装置，用于气化塑料生产过程中所产生的废料。
2006年，捷克Vresova工厂采用GSPTM气化技术建设的175MW工业装置开车试运转，其气化原料为煤焦油，用于联合循环发电项目（IGCC）。
具体应用成功范例见表1。
表1 GSPTM气化工艺应用成功范例气化类型气流床气化炉气流床气化炉气流床气化炉用户Schwarze Pumpe BASF plc，Sealsands Sokolovskd uhelnd，a.s．所在地Schwarze Pumpe，德国Middlesbrough，英国Vresová，捷克共和国试车1984 2001 2006年反应器类型气流床，水冷壁气流床，耐火砖气流床，耐火砖热容量200MW 30MW 175MW压力 2.8 MPa(g) 2.8 MPa(g) 2.7 MPa(g) 温度1400℃1400℃1400℃激冷方式完全激冷局部激冷完全激冷供料系统煤粉/液态供料液态供料液态供料气化原料1984-1990前采用普通的与含盐的褐煤1990年以后采用天然气、污泥、焦油以及生物质等尼龙合成过程中产生的液体废物，包括合氢氰酸和硝酸盐的副产物以及含硫酸铵的有机物440MWIGCC的26个固定床气化炉产生的焦油与其它液态副产品产品用于IGCC和甲醇的原气燃料气用于IGCC的燃气1.3在中国的推广中国是能源消耗大国，更是煤炭大国，石油资源相对缺乏。
scgp(壳牌)煤气化工艺
SCGP（壳牌）煤气化工艺1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。
1.1工艺原理。
SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。
由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。
典型的SCGP煤气成分见表1。
1.2工艺流程。
目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。
原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。
来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。
煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。
气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。
经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。
湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。
闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。
在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。
1.3技术特点。
1.3.1煤种适应性广。
SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。
对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。
1.3.2单系列生产能力大。
煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。
西门子GSP气化技术介绍PDF
北京杰斯菲克气化技术有限公司加压气加压气加压气、输送气依据不同产品可选用CO水分含量气化炉结构示意西门子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11西门子GSP气化技术特点技术特色干粉进料煤种适应性强：无需考虑煤的成浆性， 从较差的褐煤、次 烟煤、各种烟煤到无烟煤均可使用 技术指标优越：碳转化率高，合成气中有效成分CO+H2高， 冷煤气效率高； 氧耗低：可降低配套空分装置投资和运行费用； 烧嘴寿命长 气化温度可以较高,能够气化高灰熔点的煤,增强了煤种适应 性 设备寿命长，维护量小，连续运行周期长，在线率高 开、停车操作方便，且时间短 控制系统简单、节省投资、便于操作 维护简单方便、便于接入全厂控制系统 与废锅流程相比，可以节省净化后的煤气循环系统、废锅 和飞灰处理系统的巨大投 资；简单的流程操作可靠、故障 率低。
对煤化工项目，粗合成气夹带的水蒸气可以满足变 换需要北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有水冷壁结构组合单烧嘴激冷流程西门子GSP气化技术及其应用业绩12目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩13西门子GSP气化技术研发基地西门子燃料气化技术有限公司研发中心拥有 5MWth和3MWth气化试验装置、浆料进料装置、 粉料进料装置、气体处理和公用工程等，可对 不同的煤种及其他物料进行试验研究，对技术 的进步提供了强大的研发动力，同时也可以满 足客户不同的实验要求。
PDP设计、煤种试烧、输送性测试也在此完成。
5MWth 1996 3MWth 1978粉煤输送 装置Ge rm an y2008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14西门子带来的什么？ 充实专业技术人员，工程实力与设计实力增加(35/200685/2009) 各种专业软件引用，如Smartplant 5MW中试装置及相关实验装置的更新与建设(生物质气 化，废锅流程，干粉进料系统) 西门子对气化岛整体制造技术的整合，包括烧嘴工艺的改 进 引起先进的工艺流程的仪控系统，完成模拟系统的设计， 实现了非实控操作系统的培训 完成了关键设备国产化的推进，未来95%以上关键设备都 将在中国生产、组装 完成1200MW大型气化炉的模拟计算 开发部分激冷流程及合成气冷却器西门子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15水冷壁结构气化炉SFG 气化炉 (> 2% 灰份)Fuel Burner Pressur. water outlet Oxygen, steam特点多物料 (标准500 MW)适用于灰份大于2%的多种物料(从褐煤到无烟煤所有 变质程度的煤，石油焦、生物质等)干法进料Cooling screen高效率 高碳转化率 (> 98%)Pressur. water inlet Quench water Cooling jacket Gas outlet水冷壁结构开停车时间短 (~ 2h) 低维护量 高在线率Water overflow全激冷简单稳定 利于下游变换Granulated slag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16耐火砖衬里的气化炉SFG 气化炉 (< 2% 灰份)Burner insert特点多物料性 (标准 200 MW)适用于不同的低灰份<2%.液体物料 (如，焦油、重油及其它液态废物)Cooling wall Refractory lining SiC layer Cooling water Quench water Total quench Gas outlet Cooled reactor outlet液态进料高效率 高碳转化率 (> 98 %)耐火砖衬里适用于低灰份物料冷却壁保护压力外壳全激冷简单稳定 适于下游的变换西门子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17技术研发方向－IGCC一体化Gasifier Upscaling - optimized concept for IGCC and chemical applications500 MW ~120.000 Nm3/h(H2+CO)~1200 MW ~260.000 Nm3/h(H2+CO)Objective : Optimized IGCC concept consisting of one gasifier and single shaft power train configurationAdvanced F Class SGCC Design with CO2 Capture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18目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩19西门子GSP气化技术－商业业绩德国IGCC项目 -IGCC -2X2000吨/天 加拿大能源公司 -IGCC -1X2000吨/天已建成项目：2个 新签约项目：10个乌克兰项目 -制氢 -1X2000吨/天 神华宁煤煤制烯烃项目 -167万吨甲醇制烯烃 -5X2000吨/天 山西兰花集团 -52万吨尿素 -2X2000吨/天 澳大利亚CTL项目美国安全能源公司 -合成天然气 -2X2000吨/天 美国Texas项目 -合成氨+IGCC -4X2000吨/天 美国SNG/IGCC -合成天然气 -4X2000吨/天 德国黑水泵 -处理煤、废物 -1X200MW -1984年开车， 2008年停运 德国弗赖贝格 -3MW装置 1978 -5MW装置 1996-CTL -3X2000吨/天 澳大利亚能源公司 -120万吨尿素 -2X2000吨/天 捷克Vresóva -处理焦油 -1X175MWth -2008年开车西门子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20国外业绩 德国黑水泵综合物料处理中心1984年 建成并试车 1986－ 使用普通的及含盐的褐煤 1990年 进行工业生产 1990年以 使用天然气、焦油、工 业垃圾及废物等进行气化 后 2008年停运客户 试车时间 反应器类型 气化炉能力 操作压力 气化炉数目 产品 合成气量德国黑水泵综合物料处理中心 1984年 带水冷壁的气流床气化炉 200MWth (720吨/天) 2.8 MPa 1 12万/a甲醇与75MWe IGCC 50,000Nm3/h H2+CO 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩21国外业绩 捷克Sokolovska uhelnd电厂客户捷克Sokolovska uhelnd 电厂 2008年 175MWth 1 反应器类型 操作压力 产品 带耐火砖气流床气化炉 2.8 MPa 440MWe试车时间 气化炉能力 气化炉数目西门子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22国外业绩 美国Decatur合成天然气项目客户美国安全能源公司（Secure Energy Inc.) 500MWth(约2000吨/天) 2 产品 操作压力 4.0 MPa预计试车时间（2010年，受美国金融危机影响，未定）反应器类型 带水冷壁的气流床气化炉 气化炉能力 气化炉数目 ：原计划5.7亿Nm3/a 合成天然气，现改为化工产品煤种：伊利诺斯州（Illionis）5号煤（硬煤／次烟煤，高硫） 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23国外业绩 美国Tenaska SNG＋IGCC项目项目阶段： 预计试车时间： 反应器类型 ： 带水冷壁的GSP气化炉 气化炉能力： 500MWth(约2000吨/天) 操作压力： 气化炉数目： 产品： 10亿Nm3/a 合成天然气＋IGCC 煤种 ： 烟煤 4.0 MPa 4 设计 2014年西门子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24国内业绩 神华宁煤集团煤制烯烃项目客户 预计试车时间 气化炉能力 气化炉数目中国神华宁夏煤业集团 2010年 500MWth(约2000吨/天) 5 反应器类型 操作压力 产品 带水冷壁的气流床气化炉 4.0 MPa 167万吨甲醇制烯烃合成气量 520,000Nm3/h H2+CO 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有 西门子GSP气化技术及其应用业绩25国内业绩 山西兰花煤化工集团合成氨及甲醇项目客户山西兰花煤化工集团 PDP完成时间：2008年6月合同生效时间：2007年9月 预计试车时间：2012年 4.0 MPa 30万吨合成氨10万吨甲醇煤种试烧时间：2007年12月 气化炉能力 气化炉数目 合成气量500MWth(约2000吨/天) 2 125,000Nm3/h H2+CO操作压力 产品西门子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26目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩27煤气化工艺概述固定（移动）床气化技术 代表技术：常压固定床气化, 鲁奇加压气化，BGL等 流化床气化技术 代表技术：常温温克勒，高温温克勒，U-GAS，灰熔聚，KBR，恩德技 术等 气流床气化技术 特点：以粉煤为原料，操作压力高，利用纯氧作为氧化剂, 反应温度在煤 灰熔点之上, 液态连续排渣 优势: 单炉能力大,气化效率高，合成气中的有效成份高；碳转化率高; 清洁环保 代表技术： K－T炉技术，壳牌技术， Prenflo技术，通用－德士古技 术，西门子GSP技术等西门子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28煤制天然气气化技术选择循环水中杂质／（mg/L） 苯酚 氨 焦油 氰化物 COD加压固定床 1500～5500 3500～9000 <500 1～40 3500～23000西门子GSP炉 无 100～800 无 10 400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29西门子气化/ IGCC 整体解决方案燃气透平 仪表，控制系统＆诊断系统气化/ IGCC操作与维护服务气化炉（国产化）空分: Air / N2 / O2 / CO2 / 系列压缩机 蒸汽透平 西门子培训与模拟西门子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30联系我们北京杰斯菲克气化技术有限公司北京亦庄经济技术开发区荣华中路15号朝林大厦1709室电话: （8610）51660836传真: （8610）51078668电邮: gsp@网址: 31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。
GSP炉子工艺
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。
图：西门子(GSP)气化工艺流程。
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。
干煤粉的加压计量输送系统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。
图：干煤粉的加压计量输送系统示意图。
气化与激冷系统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。
图：气化与激冷系统。
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。
气体除尘冷却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。
黑水处理系统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气化炉
GSP煤气化炉组合式气化多喷嘴结构示意图
GSP干煤粉气化工艺 GSP加压气流床气化技术由前东德的德意志燃料
研究所开发。GSP工艺已经过多年大型装置的运 行，不仅可以气化高硫、高灰等劣质煤，而且可 以气化工业废料、生物质等，气化过程简单，气 化温度约1 400℃～l 600℃，产品气体清净，煤 气中有效气体(CO+H2)达到90％以上，从而降低 了煤的耗量。由于是干法进料，与水煤浆气化工 艺比，氧耗降低15％～25％，因而配套空分装置 规模可减少，投资降低。气化炉采用环管水冷壁 结构，水冷壁寿命在10 a以上。气化炉装置的开 工率在95％以上。这些装置的生产实践证明， GSP气化技术是先进可靠的
●GSP煤气化工艺（干法进料）源自GSP气化工艺流程
由给料系统、气化炉、粗煤 气洗涤系统组成.即备煤、 气化、除渣三部分组成。
固体气化原料被碾磨为不大于0.5㎜的粒度后，经过干燥，通过浓相气 流输入系统送至烧嘴。气化原料与气化剂氧气经烧嘴同时喷入气化炉 （R1001）内的反应室，然后在高温(1 400一1 600℃)、高压（4. 0 MPa)下发生快速气化反应，产生以CO和H2为主要成分的热粗煤气。 气化原料中的矿物部分形成熔渣。热粗煤气和熔渣一起通过反应室底部 的排渣口进入下部的激冷室。 冷却后的粗煤气进入分离器（V1002）， 从分离器出来的气体分为两部分：一部分进入变换炉（R1002），气体 出来后进入换热器（E1003），出来的气体和另外一部分气体混合后进 入水解器，气体出来后入分离器（V1004），从V1004出来后去净化工 段；而从分离器（V1002）下分离出的液体进入分离器（V1003），从 V1003出来的气体经过冷却器（E1002）后，主要为H2S去硫回收系统； 从V1003下分离的液体去污水处理系统，处理后的水和从E1002， E1003，V1004出来的冷液一起返回气化炉冷激室。气化炉冷激室里的 渣粒固化成玻璃状，通过锁斗系统排出。 污水的处理 过程是先送入减压闪蒸槽，闪蒸后的液体进入沉淀池，沉淀后去浓缩， 再去过滤。
GSP干煤粉气化工艺简介
GSP干煤粉气化工艺简介GSP加压气流床气化技术是由前东德的德意志燃料研究所开发，始于上世纪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。
80年代初，在黑水泵电厂建立了一套130MW商业化装置，原料处理能力为30t/h，84年建成并投入运行，该装置运行了10年而气化炉的喷嘴和水冷壁仍可使用。
该工艺在1991到2002年随产权公司的变更，至2002年由FE公司所有。
GSP工艺已经过多年大型装置的运行，已先后气化了80余种原料，不仅可以气化高硫、高灰等劣质煤，而且可以气化工业废料、生物质等，煤气中CH4含量很低，很适合生产合成气，气化过程简单，气化炉装置生产能力大，装置的开工率在95%以上。
这些装置的生产实践证明，GSP 气化技术是先进可靠的。
目前国内已有多家企业对GSP技术接触。
其主要特点如下：?1、对气化原料有较宽的适应性，且可同时气化固体原料和液体原料。
固体原料中的褐煤、烟煤、无烟煤和石油焦均可气化，对煤的活性没有要求，对煤的灰熔点适应范围比其它气化工艺可以更宽。
对于高灰份、高水份、含硫量高的煤种也同样适应。
?2、气化温度约1400℃～1600℃，碳转化率高达99%以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体(CO+H2)达到90%以上，从而降低了煤的耗量。
?3、由于是干法进料，与水煤浆气化工艺相比，氧耗降低15%～25%，因而配套之空分装置规模可减少，投资降低。
?4、单炉生产能力大，目前已投入运转的气化炉气化压力为3.0 MPa，单台炉日处理煤量720t，已设计日处理量为2000t及4000t级的更大规模装置。
?5、冷煤气效率78%～83%。
GSP一般采用激冷流程，即用水将煤气直接冷却至200℃以下，气化热效率约为90%。
?6、气化炉采用环管水冷壁结构，无耐火砖衬里，设备维护量较少。
气化炉内也无转动部件，运转周期长，生产装置无需配置备用炉，水冷壁寿命在10年以上。
GSP工艺技术
GSP 工艺技术唐宏青(中国石化集团宁波工程有限公司,甘肃兰州 730060)[摘 要]GSP 工艺技术是一种大中型先进煤气化技术。
介绍了该气化技术的开发过程,对气化炉结构、工艺流程、技术特点及气化后工艺对气化炉选择的影响作了分析,并提出了若干看法和建议。
[关键词]GSP ;煤气化;气化炉[中图分类号]TQ 54612 [文献标识码]A [文章编号]100429932(2005)022*******[收稿日期]2004211222[作者简介]唐宏青(1941-),男,上海人,教授级高工。
中国石化集团兰州设计院副总工程师。
GSP ProcessTANG Hong -q i ng(S inop ec N ing bo E ng ineering Co .,L anz hou 730060,Ch ina )Abstract :GSP p rocess is a large and m edium 2scale gasificati on p rocess.T he developm en t of the p rocess is in troduced in th is p ap er .Comm en ts are m ade on the structu re of gasifier ,p rocess ,techn ical featu re and effect on gasifier selecti on by the p rocess after gasificati on .V iew s and suggesti on s are subm itted .Key words :GSP ;coal gasificati on ;gasifier0 前 言GSP 工艺技术是20世纪70年代末由GDR(原民主德国)开发并投入商业化运行的大中型煤气化技术。
与其他同类气化技术相比,该技术因采用了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先进之处。
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烧嘴
Pressur. water outlet
氧气
带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen
激冷水
冷却夹套
Cooling jacket
Gas outlet
气体出口
Water overflow
排水口
Granulated slag
Organization of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司的组织结构 Management 经理层
Quality Management 质管部
Secretary 秘书处
Sales Management 销售部
Engineering 工程技术部
Commercial Management 商务部
烧嘴
Pressur. wa进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen
激冷水
冷却夹套
Cooling jacket
公司背景 1.3 Category of technical activities 科技活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略
烧嘴
Pressur. water outlet
氧气
带压水出口 水冷格栅 带压水理口
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激冷水
冷却夹套
Cooling jacket
公司背景 1.3 Category of technical activities 技术活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略
Noell股份有限公司 Noell GmbH
Founded成立:
Employees雇员:
1824 in Würzburg
ca.（大约） 8300
Major business sectors主要的业务部门:
System and Mechanical Engineering系统工程和机械工程 Power and Environmental Engineering能源和环境工程部 Process Engineering工艺工程部 Services售后服务部
Noell股份有限公司
Noell GmbH 1999
Babcock Borsig Power GmbH Babcock Borsig电力股份有限公司 2002 FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司
Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg (DBI)
Gas Transport and Storage 煤气输送和储存部
Gas Utilization 煤气开发部 Nuclear Technology 核技术部 • In 1991 the Gas Generation Division of DBI was taken over by Noell GmbH 1991年DBI煤气制造部被NOELL股份有限公司收购
Pulverized fuel dosing and feeding system up to 10 t/h
1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner
燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen
未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company
弗赖伯格市DBI公司 • Central R&D institute of all coal mining related industries of the GDR (former East Germany)
前东德煤碳工业的研究和发展中心
Founded成立: 1956 in Freiberg 1956年成立于弗赖伯格市 Employees雇员: more than 1000 超过1000人 Divisions部门: Coal Upgrading 煤的精选部 Gas Generation 煤气制造部
烧嘴
Pressur. water outlet
氧气
带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen
激冷水
冷却夹套
Cooling jacket
公司背景 1.3 Category of technical activities 技术活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略
Gas outlet
气体出口
Water overflow
排水口
Granulated slag
水碎渣
Category of Technical Activities in FUTURE ENERGY GmbH 未来能源股份有限公司的技术活动动态
- Process design, basic engineering for gasification island and supply of main equipment 气化装置的工艺设计，基础工程设计以及主要设备供应 - Coal feeding and gasification tests for the potential clients 为潜在客户提供煤的输送以及气化的试验 - Slurry mixing and gasification tests of biomass slurry (pyrolysis oil + char) co-operated with Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) 和FZK公司合作做生物浆料（油和碳热解）的混合及气化测试 - Planning, construction and testing of additional test plant units for Fischer-Tropsch synthesis (using gas mainly from gasification of biomass
水碎渣
1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner
燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen
未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company
Gas outlet
气体出口
Water overflow
排水口
Granulated slag
水碎渣
Background of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司
Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg (DBI) 弗赖伯格市DBI公司
1991
Process Engineering 工艺工程组
Construction 建设单位
Pilot Plant 试验工厂
GSP Gasification Test Facilities of FUTURE ENERGY GmbH in Freiberg 弗赖伯格市未来能源股份有限公司气化试验工厂
5 MW 装置 3 MW 装置
Table of contents目录
1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH 未来能源股份有限公司介绍 2. Description of GSP gasification technology GSP气化技术描述 3. Industrial applications of GSP technology GSP技术的工业应用 4. Comparison with other similar technologies 与其他类似技术的比较
Major business sectors主要部门: Boiler Engineering锅炉工程部 Power Plant Engineering电力工程部 Environmental Engineering环境工程部 Services售后服务部 Insolvency proceedings opened up on September 1, 2002 2002年9月1日进入破产程序
Office 办公楼
GasifierVV100气化炉 Reactor with cooling wall 2-3 MW带水冷壁的反应器 max. 30 bar巴 Gasifier气化炉 Reactor with cooling screen 3-5 MW带水冷壁的反应格栅 max. 30 bar巴
Inert gas plant Oxygen plant 惰性气装置 制氧装置 1000 Nm3/h max. 300 Nm3/h 粉状燃料定量给料系统，可达10 t/h 80 bar巴 80 bar巴 SulFerox desulfurization unit 脱硫装置 Sewage sludge drier Waste water treatment 废水处理装置 污泥干燥装置500 kg/h Slurry feeding300 COS水解 COS hydrolysis Pyrolysis unit热解装置 kg/h HCN水解 HCN hydrolysis 500 kg/h 料浆供给系统
- 5 MW entrained-flow gasifier (cooling screen) 5MW 气流床气化炉（水冷格栅） - Pulverized fuel dosing and feeding system粉状燃料定量给料系统 - Pyrolysis unit especially for biomass 热解装置，尤其对生物体 - Other necessary auxiliary units 其它必须的辅助装置