GSP 气化炉技术工业化应用
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水冷壁水冷管内的水采用强制密闭循环，通过 在汽包内换热间接产生 0.5MPa 低压蒸汽，将水中部 分热量移走，以保持水冷壁内水温恒定。激冷室为一 承压空壳，粗合成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，被激冷水共 12 个喷头出来的雾状激冷水冷却 至约 220℃。合成气由激冷室中部引出，进入下游的 两级文丘里洗涤器，分别进行酸性洗涤和碱性洗涤， 并且在两级文丘里分离罐进行气液分离。溶有灰尘 和杂质的洗涤水从两级文丘里罐底排出，送往黑水 闪蒸单元。合成气进入部分冷凝器，通过降温冷凝作 用，使形成的液滴进一步捕捉粗合成气夹带的微量 灰尘，粗合成气进入原料气分离罐再次进行气液分 离。气液分离后，粗合成气从分离罐顶部的出口管线 送往下游变换单元，分离出来的冷凝液，跟变换装置 送过来的工艺冷凝液混合，作为文丘里洗涤系统的 洗涤水。
干煤粉 喷嘴
加压水 出口
蒸汽 / 氧气
水冷壁
加压水 入口 激冷水
气化室
激冷室
水夹套 合成气出
溢流口
渣
图 2 GSP 气化炉结构图
气化炉分为两室，上部为气化室，压力壳体内有 水冷壁，外有水夹套。水冷壁内壁涂敷耐火材料 SiC。随着气化反应的进行，通过烧嘴的粉煤与纯氧 及水蒸汽进行部分氧化反应。同时形成一部分灰渣， 熔融态 的 灰渣 遇 到水 冷 壁 后冷 却 凝固 ，附 着 在 水 冷 壁上的 SiC 涂层上，在水冷壁内侧 SiC 衬里表面挂渣 层。生产后采取以渣抗渣的原理进行保护水冷壁，挂 渣是一个动态过程，即低温渣层加厚，温度升高渣层 减薄。
受到高热负荷的烧嘴部件由循环冷却水强制冷 却，烧嘴端部焊有多圈散热块，烧嘴主体材质为奥氏 体不锈钢，喷头部位为镍合金材料。
4 GSP 气化炉的优缺点
4.1 优点 4.1.1 能够处理低热值、灰分高和高熔点的煤种
GSP 炉用煤的煤种适应性较广，褐煤、烟煤、无 烟煤均可使用，对煤的灰分、硫分和氧含量，对煤的 粒 度 、粘 结 性 、结 焦 性 及 活 性 等 均 不 敏 感 。 干 粉 煤 进料，不受成浆性影响，可使用相对高灰分和高灰熔 点煤。 4.1.2 高技术指标
·72·
反应室和激冷室通过气化器的特殊的排出口连 接：激冷水在排出口处供给，合成气在激冷室的下部 引出。在激冷室的下部为锥型集渣室，激冷水从渣室 上部溢流出气化炉。
粉煤气化炉的燃烧室温度一般为 1400℃～1500℃， 采用部分氧化的方式释放出能量，维持反应在大于灰 熔融性温度时进行，保证煤中的无机物灰分组分形成 熔融状态的渣。反应非常迅速，随压力的不同而不同， 一般在 4～20s 之内完成反应，基本反应式为：
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
台 500MWth（单台日投煤量约 2000 t）GSP 气化炉。 山西兰花煤化工公司合成氨项目，将建成 2 台
500MWth（单台日投煤量约 2000 t）GSP 气化炉。 1.3 近期投资建设项目规划
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
关键词： 气化炉 工业化应用 问题 解决思路
中图分类号：TQ5
文献标识码：B
文章编号：1674-8492（2012）05-070-04
煤的气化是指煤和氧化剂（空气、水、氧气）进行 不完全氧化反应，将固体燃料转变为 CO 和 H2 为主 要气体成分的工艺 。气化产出的气体既可作为发电 用的燃料，又可作为化工原料用于生产合成氨或甲 醇等。煤的气流床气化技术主要分为两种，一种是水 煤浆进料气化技术，主要代表是美国 GE 德士古技 术、康菲 E-Gas 技术、华东理工四喷嘴技术、清华非 熔渣－熔渣气化技术等；另外一种是干煤粉进料气 化技术，主要代表是荷兰 SHELL 技术、德国西门子 GSP 技术、德国 Prenflo 技术、日本 MHI 技术、我国的 航天炉技术和热工院技术等。
激冷室下部为锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成 颗粒落入水浴，通过渣锁斗排放到捞渣机，固体渣经 捞渣机送至渣车外运，液体经黑水泵送至黑水单元 沉降处理。
气 化 炉激 冷 室和 文 丘里 洗 涤 系 统 的 排 放 水 ，经 两级闪蒸罐闪蒸后，将黑水中细灰进一步浓缩后送 入下游黑水处理单元沉降过滤处理，灰水经加压、加 温后返回激冷水系统回用。
GSPTM 煤气化工艺流程 原料煤 磨煤干燥 干煤粉
氮气 泄压
加压
储仓 锁斗
干煤粉 纯氧 1400℃～1700℃
汽包
低压蒸汽
气体Leabharlann Baidu涤 200℃～200℃
CO+H2 合成气去下游
加料斗 输送气 N2 或 CO2
SUSTEC GSP CHINA TECHNOLOGY CO., Ltd.
灰水处理
炉渣 排渣系统
图 1 GSP 气化工艺流程简图
备煤装置的煤粉（200 目 0.075mm）输送至气化 煤粉储仓，储仓中的煤粉进入 4 个锁斗，通过锁斗顺 控将煤粉从常压升至进料容器生产所要求的操作压 力（约 4.35MPa（g）），交替向加料斗供应煤粉，加料斗
第5期
臧庆安等：GSP 气化炉技术工业化应用
·71·
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：
CnHm + n/2O2→nCO+m/2H2 粉煤气化反应大致可分为 3 个区域： （1）裂解区和挥发分燃烧区。当煤粒喷入炉内高 温区域，煤颗粒将被迅速加热，释放出挥发物。挥发物 的数量与反应物的性质、环境温度、颗粒大小及升温 速度有关，裂解产生的挥发物迅速与氧气发生反应， 因为这一区域的氧浓度高，所以挥发物的燃烧是完全 的，同时产生大量的热量。 （2）燃烧 - 气化区。在这一区域内，脱去挥发物 的煤焦或其他碳颗粒，一方面与残余的氧反应（产物 是 CO 和 CO2 的混合物）；另一方面与水蒸气和 CO2 反应生成 CO 和 H2，CO 和 H2 又可在气相中与残余的 氧反应，产生更多的热量。 （3）气化区。燃烧物进入气化区后，发生下列反 应：C 和 CO2 的反应，C 和 H2 的反应，CH4 转化反应 和煤气转化反应。由于在高温（1400℃左右）下反应， 碳转化率相当高，CH4 含量很低，不产生焦油、酚及高 级烃等复杂的副产物。所以所排放废水少，对环境基 本不产生污染，且处理起来亦相当简单。 3.2 GSP 烧嘴的原理及结构 GSP 烧嘴作用是将干煤粉均匀喷出，与氧气 / 蒸 汽混合后在一定温度压力下燃烧，生成合成气。烧嘴 包括点火烧嘴和主烧嘴，主烧嘴由两个水冷夹套和 煤粉通道、氧气通道组成。点火烧嘴由燃料气通道、 氧气通道和水冷夹套组成，每个通道都是环形区域。 点火烧嘴与点火系统和火焰监视一起安放在主烧嘴 的中间。点火烧嘴由氧气和燃料气进行燃烧。点火烧 嘴的用途是启动系统，加热反应器，给系统升压并点 燃主烧嘴。一旦主烧嘴有故障，点火烧嘴可以继续运 行并保持气化炉压力，可以迅速重启主烧嘴。主烧嘴 在烧嘴口有一个适当的涡状组件。氧气在这里旋转， 使媒介与旁边流出的煤颗粒一起转化成焰色反应的 形式。煤粉通过 3 个煤粉管道提供，管道的尾端以切
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。
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
·73·
技术指标对比表
项目
单位
GSP 运行值
SHELL 运行值
德士古 运行值
通过角阀控制，经 3 根煤粉管线向气化炉供应煤粉， 输送气体介质为 N2 / CO2。
中压蒸汽和高压氧气在主烧嘴氧气管线上混合 后，送至主烧嘴的出口，与给料容器来的 3 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，在气化炉上部的气化 / 燃烧室进行部分氧化反 应，气化温度约 1400℃～1600℃，气化压力 4.1MPaG， 产生富含 H2 和 CO 及少量 CO2、H2S 的高温粗合成气， 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 1400℃～1700℃高温及熔渣的侵蚀，水 冷壁系由水冷盘管及固定在盘管上的抓钉与 SiC 耐 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 50mm 间隙，间隙间充满一股流动的常温 合成气。
水冷壁内通入较高流量的低压冷却水，外侧有 SiC 及挂渣的耐火隔热保护，使得水冷壁金属表面温度保持 在较低的水平，因此水冷壁管材为低温合金钢。
在水冷壁与承压壳体环隙间，通入冷却了的合 成气，承压壳体外有水夹套冷却，该结构有效降低了 承压壳体的温度。
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。
第 10 卷 第 5 期 VOL.10 NO.5
2012 年 9 月 Sep.2012
GSP 气化炉技术工业化应用
臧庆安 张洪涛
（神华集团公司煤制油化工部，北京，100011）
摘 要： 介绍了德国 GSP 气化炉技术的发展历程及现状，主要介绍气化技术、关键设备和工业化应
用运行中出现的问题并提出了解决思路。
第5期
线的方式通过环绕在氧气区域的环形区域。这样能 够确保粉煤喷出形成的烟雾统一分布。
吹扫起 冷却水出口 氧气 / 蒸汽 冷却水进口
电点火装置 火焰测量装置 点火用燃料气
冷却水进口
冷却水出口 粉状燃料
冷却水进口
冷却水出口
图 3 GSP 加压气流床气化炉烧嘴结构
联合烧嘴由生产烧嘴和配有火焰检测器的点火 烧嘴所组成（见图 3），故称为联合式气化烧嘴。其结 构由 7 个同心圆筒组成，由中心向外的环隙依次为 点火燃料气、点火用氧气、冷却水、氧气 / 蒸汽、冷却 水、煤粉通道和冷却水。3 根煤粉输送管均布于最外 环隙，并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出。给煤管线 末端与烧嘴顶端相切，在烧嘴外形成一个均匀的煤 粉层，与氧气 / 蒸汽混合后在气化室内高温下发生部 分氧化反应，生成主要成分为 CO 和 H2 的合成气。
1 GSP 气化炉技术开发历史及进展
GSP（德文 Gaskombiant Schwarze pumpe）气化技 术是 20 世纪 70 年代前民主德国燃料研究所开发的 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 显热，产生中低压蒸汽。该技术分别于 1979 年和 1996 年在德国 Freiberg 建有 3MWth 气化装置 （投煤 量为 7.2t/d）和 5MWth（投煤量 12t/d，内径 0.6m）的中 试气化装置。 1.1 国外商业化应用情况
1984 年在德国黑水泵建成了 130MWth 气化装 置（投褐煤量 720～750t/d，设计压力为 3.0MPa，工作 压 力 2.5MPa， 产 气 量 为 5 ×104Nm3/h）， 生 产 用 于 IGCC 和甲醇的原料气。
2001 年在英国米德尔斯堡建成了 30MWth 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。
干煤粉 喷嘴
加压水 出口
蒸汽 / 氧气
水冷壁
加压水 入口 激冷水
气化室
激冷室
水夹套 合成气出
溢流口
渣
图 2 GSP 气化炉结构图
气化炉分为两室，上部为气化室，压力壳体内有 水冷壁，外有水夹套。水冷壁内壁涂敷耐火材料 SiC。随着气化反应的进行，通过烧嘴的粉煤与纯氧 及水蒸汽进行部分氧化反应。同时形成一部分灰渣， 熔融态 的 灰渣 遇 到水 冷 壁 后冷 却 凝固 ，附 着 在 水 冷 壁上的 SiC 涂层上，在水冷壁内侧 SiC 衬里表面挂渣 层。生产后采取以渣抗渣的原理进行保护水冷壁，挂 渣是一个动态过程，即低温渣层加厚，温度升高渣层 减薄。
受到高热负荷的烧嘴部件由循环冷却水强制冷 却，烧嘴端部焊有多圈散热块，烧嘴主体材质为奥氏 体不锈钢，喷头部位为镍合金材料。
4 GSP 气化炉的优缺点
4.1 优点 4.1.1 能够处理低热值、灰分高和高熔点的煤种
GSP 炉用煤的煤种适应性较广，褐煤、烟煤、无 烟煤均可使用，对煤的灰分、硫分和氧含量，对煤的 粒 度 、粘 结 性 、结 焦 性 及 活 性 等 均 不 敏 感 。 干 粉 煤 进料，不受成浆性影响，可使用相对高灰分和高灰熔 点煤。 4.1.2 高技术指标
·72·
反应室和激冷室通过气化器的特殊的排出口连 接：激冷水在排出口处供给，合成气在激冷室的下部 引出。在激冷室的下部为锥型集渣室，激冷水从渣室 上部溢流出气化炉。
粉煤气化炉的燃烧室温度一般为 1400℃～1500℃， 采用部分氧化的方式释放出能量，维持反应在大于灰 熔融性温度时进行，保证煤中的无机物灰分组分形成 熔融状态的渣。反应非常迅速，随压力的不同而不同， 一般在 4～20s 之内完成反应，基本反应式为：
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
台 500MWth（单台日投煤量约 2000 t）GSP 气化炉。 山西兰花煤化工公司合成氨项目，将建成 2 台
500MWth（单台日投煤量约 2000 t）GSP 气化炉。 1.3 近期投资建设项目规划
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
关键词： 气化炉 工业化应用 问题 解决思路
中图分类号：TQ5
文献标识码：B
文章编号：1674-8492（2012）05-070-04
煤的气化是指煤和氧化剂（空气、水、氧气）进行 不完全氧化反应，将固体燃料转变为 CO 和 H2 为主 要气体成分的工艺 。气化产出的气体既可作为发电 用的燃料，又可作为化工原料用于生产合成氨或甲 醇等。煤的气流床气化技术主要分为两种，一种是水 煤浆进料气化技术，主要代表是美国 GE 德士古技 术、康菲 E-Gas 技术、华东理工四喷嘴技术、清华非 熔渣－熔渣气化技术等；另外一种是干煤粉进料气 化技术，主要代表是荷兰 SHELL 技术、德国西门子 GSP 技术、德国 Prenflo 技术、日本 MHI 技术、我国的 航天炉技术和热工院技术等。
激冷室下部为锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成 颗粒落入水浴，通过渣锁斗排放到捞渣机，固体渣经 捞渣机送至渣车外运，液体经黑水泵送至黑水单元 沉降处理。
气 化 炉激 冷 室和 文 丘里 洗 涤 系 统 的 排 放 水 ，经 两级闪蒸罐闪蒸后，将黑水中细灰进一步浓缩后送 入下游黑水处理单元沉降过滤处理，灰水经加压、加 温后返回激冷水系统回用。
GSPTM 煤气化工艺流程 原料煤 磨煤干燥 干煤粉
氮气 泄压
加压
储仓 锁斗
干煤粉 纯氧 1400℃～1700℃
汽包
低压蒸汽
气体Leabharlann Baidu涤 200℃～200℃
CO+H2 合成气去下游
加料斗 输送气 N2 或 CO2
SUSTEC GSP CHINA TECHNOLOGY CO., Ltd.
灰水处理
炉渣 排渣系统
图 1 GSP 气化工艺流程简图
备煤装置的煤粉（200 目 0.075mm）输送至气化 煤粉储仓，储仓中的煤粉进入 4 个锁斗，通过锁斗顺 控将煤粉从常压升至进料容器生产所要求的操作压 力（约 4.35MPa（g）），交替向加料斗供应煤粉，加料斗
第5期
臧庆安等：GSP 气化炉技术工业化应用
·71·
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：
CnHm + n/2O2→nCO+m/2H2 粉煤气化反应大致可分为 3 个区域： （1）裂解区和挥发分燃烧区。当煤粒喷入炉内高 温区域，煤颗粒将被迅速加热，释放出挥发物。挥发物 的数量与反应物的性质、环境温度、颗粒大小及升温 速度有关，裂解产生的挥发物迅速与氧气发生反应， 因为这一区域的氧浓度高，所以挥发物的燃烧是完全 的，同时产生大量的热量。 （2）燃烧 - 气化区。在这一区域内，脱去挥发物 的煤焦或其他碳颗粒，一方面与残余的氧反应（产物 是 CO 和 CO2 的混合物）；另一方面与水蒸气和 CO2 反应生成 CO 和 H2，CO 和 H2 又可在气相中与残余的 氧反应，产生更多的热量。 （3）气化区。燃烧物进入气化区后，发生下列反 应：C 和 CO2 的反应，C 和 H2 的反应，CH4 转化反应 和煤气转化反应。由于在高温（1400℃左右）下反应， 碳转化率相当高，CH4 含量很低，不产生焦油、酚及高 级烃等复杂的副产物。所以所排放废水少，对环境基 本不产生污染，且处理起来亦相当简单。 3.2 GSP 烧嘴的原理及结构 GSP 烧嘴作用是将干煤粉均匀喷出，与氧气 / 蒸 汽混合后在一定温度压力下燃烧，生成合成气。烧嘴 包括点火烧嘴和主烧嘴，主烧嘴由两个水冷夹套和 煤粉通道、氧气通道组成。点火烧嘴由燃料气通道、 氧气通道和水冷夹套组成，每个通道都是环形区域。 点火烧嘴与点火系统和火焰监视一起安放在主烧嘴 的中间。点火烧嘴由氧气和燃料气进行燃烧。点火烧 嘴的用途是启动系统，加热反应器，给系统升压并点 燃主烧嘴。一旦主烧嘴有故障，点火烧嘴可以继续运 行并保持气化炉压力，可以迅速重启主烧嘴。主烧嘴 在烧嘴口有一个适当的涡状组件。氧气在这里旋转， 使媒介与旁边流出的煤颗粒一起转化成焰色反应的 形式。煤粉通过 3 个煤粉管道提供，管道的尾端以切
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。
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
·73·
技术指标对比表
项目
单位
GSP 运行值
SHELL 运行值
德士古 运行值
通过角阀控制，经 3 根煤粉管线向气化炉供应煤粉， 输送气体介质为 N2 / CO2。
中压蒸汽和高压氧气在主烧嘴氧气管线上混合 后，送至主烧嘴的出口，与给料容器来的 3 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，在气化炉上部的气化 / 燃烧室进行部分氧化反 应，气化温度约 1400℃～1600℃，气化压力 4.1MPaG， 产生富含 H2 和 CO 及少量 CO2、H2S 的高温粗合成气， 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 1400℃～1700℃高温及熔渣的侵蚀，水 冷壁系由水冷盘管及固定在盘管上的抓钉与 SiC 耐 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 50mm 间隙，间隙间充满一股流动的常温 合成气。
水冷壁内通入较高流量的低压冷却水，外侧有 SiC 及挂渣的耐火隔热保护，使得水冷壁金属表面温度保持 在较低的水平，因此水冷壁管材为低温合金钢。
在水冷壁与承压壳体环隙间，通入冷却了的合 成气，承压壳体外有水夹套冷却，该结构有效降低了 承压壳体的温度。
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。
第 10 卷 第 5 期 VOL.10 NO.5
2012 年 9 月 Sep.2012
GSP 气化炉技术工业化应用
臧庆安 张洪涛
（神华集团公司煤制油化工部，北京，100011）
摘 要： 介绍了德国 GSP 气化炉技术的发展历程及现状，主要介绍气化技术、关键设备和工业化应
用运行中出现的问题并提出了解决思路。
第5期
线的方式通过环绕在氧气区域的环形区域。这样能 够确保粉煤喷出形成的烟雾统一分布。
吹扫起 冷却水出口 氧气 / 蒸汽 冷却水进口
电点火装置 火焰测量装置 点火用燃料气
冷却水进口
冷却水出口 粉状燃料
冷却水进口
冷却水出口
图 3 GSP 加压气流床气化炉烧嘴结构
联合烧嘴由生产烧嘴和配有火焰检测器的点火 烧嘴所组成（见图 3），故称为联合式气化烧嘴。其结 构由 7 个同心圆筒组成，由中心向外的环隙依次为 点火燃料气、点火用氧气、冷却水、氧气 / 蒸汽、冷却 水、煤粉通道和冷却水。3 根煤粉输送管均布于最外 环隙，并在通道内盘旋，使煤粉旋转喷出。给煤管线 末端与烧嘴顶端相切，在烧嘴外形成一个均匀的煤 粉层，与氧气 / 蒸汽混合后在气化室内高温下发生部 分氧化反应，生成主要成分为 CO 和 H2 的合成气。
1 GSP 气化炉技术开发历史及进展
GSP（德文 Gaskombiant Schwarze pumpe）气化技 术是 20 世纪 70 年代前民主德国燃料研究所开发的 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 显热，产生中低压蒸汽。该技术分别于 1979 年和 1996 年在德国 Freiberg 建有 3MWth 气化装置 （投煤 量为 7.2t/d）和 5MWth（投煤量 12t/d，内径 0.6m）的中 试气化装置。 1.1 国外商业化应用情况
1984 年在德国黑水泵建成了 130MWth 气化装 置（投褐煤量 720～750t/d，设计压力为 3.0MPa，工作 压 力 2.5MPa， 产 气 量 为 5 ×104Nm3/h）， 生 产 用 于 IGCC 和甲醇的原料气。
2001 年在英国米德尔斯堡建成了 30MWth 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。