GSP粉煤气化技术引进方案的优化

1、贵州开阳化工有限公司年产50万ta合成氨项目，由兖矿贵州能化公司与贵州开磷集团共同出资建设，是国内目前规模最大、技术最先进的合成氨装置之一，目的是为建设中的开阳磷煤化工基地提供液氨原料，采用管道运输方式，为下游磷氨肥生产装置全天候供氨。装置采用国内外先进的低温甲醇洗和液氮洗、全凝式蒸汽透平驱动的离心式合成气压缩机组等技术，煤气化技术引进德国GSP粉煤加压气化工艺，在充分考察调研国外此项技术运行装置特点及发展过程的前提下，结合国内德士古水煤浆气化先进经验，对气化引进技术方案进行优化，现对优化情况进行介绍。 1  贵州原料煤的性质    干粉煤气化技术对具有

2、高灰分、高灰熔融性温度、高硫分特点的贵州无烟煤，有很好的适应性，原料煤分析见表1。2  GSP煤气化技术简介2.1  对GSP煤气化技术的认识    德士古水煤浆及Shell煤粉气化技术在中国的推广历程是曲折漫长的，显示了一个关键技术从引进到成熟的不易。贵州开阳化工有限公司从2005年5月17日第一次与德国未来能源公司交流起至今，先后与德国未来能源公司、科林公司的专家多次交流，基本了解了GSP气化技术的专利现状和技术发展的真实历程，以及该技术最大的优点和存在的问题。GSP气化技术作为一种新的干煤粉气化技术，兼有Shell气化和德士古气

3、化的许多优点，投资几乎是Shell气化的一半，不用备炉，年检修费用少（主要是没有耐火材料的更换费用及烧嘴的使用时间大于8000h），可以适应灰熔融性温度更高的煤。2.2  GSP气化技术的特点2.2.1  主要优点    （1）产物完全无焦油；（2）高达99的碳转化率；（3）给料煤种范围广；（4）气化能力强，设备尺寸比同处理量的其他设备小，且寿命长；（5）气化炉寿命长，水冷壁系统寿命在10a以上，炉体寿命更长。2.2.2  技术方特种设备特点    气化炉（水冷壁）寿命10a（正常操作）；

4、60;   烧嘴（进料烧嘴）寿命10a（烧嘴端部维修最多1年2次）；    密相进料系统寿命  15a。2.2.3  可靠性（预计使用寿命，包括维护和停车时间）    气化炉容器预计使用寿命  25a；    水冷壁预计使用寿命    25a；    压力容器预计使用寿命    25a。3  GSP煤气化技术的优化方案    气化界区主要包括：煤粉的研磨干燥制备；煤粉

5、的密相输送及气化；粗煤气的初步净化、黑水处理。3.1  煤粉的研磨干燥制备    从国内引进Shell气化技术来看，其干煤粉的研磨干燥制备部分几乎全部由国内进行设计，从湖北双环和中石化洞氮的开车情况来看，国内制粉技术是完全可以信赖的。GSP气化技术在备煤上几乎与Shell气化一样，Shell气化的使用经验是完全可以借鉴的，所以，引进范围应把备煤单元切分出来，交给国内相关单位设计，既解决了可靠性的问题，又降低了投资。3.2  煤粉的密相输送及气化    GSP气化技术的煤粉密相输送及气化技术在国外有运行装置，国内只有

6、类似试验装置，所以要引进此部分先进技术，降低风险。3.3  粗煤气净化、黑水处理系统3.3.1  对国内外粗煤气净化、黑水处理系统的认识    从GSP气化发展的历史来看，其粗煤气净化效果是很难考证的，因国外GSP气化的功能主要是供给燃料气，远不如供给化工作原料气对含尘量的要求那样严格，很难设想粗煤气净化的设计会比德士古先进很多。众所周知，GSP气化合成气的含尘量将会直接影响到后工序变换催化剂的使用寿命，影响装置的运行。另外，德士古气化的粗煤气净化、黑水系统引进技术在中国发展过程中也经过了不少改进，各厂的变换催化剂所受的影响也各不相同

7、，尤其黑水系统仍然是影响气化系统长周期运行的因素，各厂在黑水系统方面作出了较多的努力和技术改造，虽然最终都实现了稳定生产，但其中的经验和教训值得吸取。兖矿国泰化工有限公司水煤浆气化粗煤气净化及黑水处理系统由华东理工大学设计，此设计完全打破了引进德土古水煤浆气化技术的局面，经过近一年的运行考验，能达到长周期运行，所以，引进时，把粗煤气净化及黑水处理系统切分出来，由华东理工大学设计，既解决了可靠性的问题，又降低了投资，是比较合理的。3.3.2  分级净化式的粗煤气初步净化工序    兖矿国泰化工有限公司粗煤气初步净化工序采用“分级净化”，由混合器、分离器、水

8、洗塔3个单元组合，形成合成气初步净化工艺流程（见图1），即先“粗分”再“精分”，属高效、节能型。混合器后设置分离器，除去8090的细灰，使进入水洗塔的合成气较为洁净；加入水洗塔的洗涤水比加入混合器的润湿洗涤水更清洁，保证洗涤效果，可使系统压降低（0.08MPa0.10MPa），分离效果好，合成气中细灰含量低（1mgm3）。同时分级净化的方法避免了粗煤气初步净化工序的堵塞问题。德士古水煤浆气化炉投料初期，由于附着在工艺气出口管线内壁上的垢片受热及高速气流冲刷后脱落，易造成水洗塔出口管线堵塞。由于设置了分离器，灰垢被预先挡在了分离器内，即使分离器排水管线被堵，碳洗塔排水照样可完成排灰作用。3.3.3  含渣黑水处理工序    兖矿国泰化工有限公司含渣黑水处理工序采用含渣黑水蒸发产生的蒸汽与灰水直接换热回收热量，同时完成传质、传热过程，其工艺流程示于图2。其先进性为：无影响长周期运转的隐患；回收热量充分，高温灰水与闪蒸汽温差2，热效率高。而引进的德土古水煤浆气化技术因采用间接换热方式，换热设备结垢堵塞严重，导致系统无法长周期运转。4  结束语    根据现代煤化工的基本要求，项目宜采用高新技术，优化工艺路线，充分注重环保和经济效益相结合，在技术成熟可