GSP粉煤氣化技術(shù)引進(jìn)方案的優(yōu)化

1、貴州開陽化工有限公司年產(chǎn)50萬ta合成氨項(xiàng)目，由兗礦貴州能化公司與貴州開磷集團(tuán)共同出資建設(shè)，是國內(nèi)目前規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的合成氨裝置之一，目的是為建設(shè)中的開陽磷煤化工基地提供液氨原料，采用管道運(yùn)輸方式，為下游磷氨肥生產(chǎn)裝置全天候供氨。裝置采用國內(nèi)外先進(jìn)的低溫甲醇洗和液氮洗、全凝式蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心式合成氣壓縮機(jī)組等技術(shù)，煤氣化技術(shù)引進(jìn)德國GSP粉煤加壓氣化工藝，在充分考察調(diào)研國外此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)行裝置特點(diǎn)及發(fā)展過程的前提下，結(jié)合國內(nèi)德士古水煤漿氣化先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對氣化引進(jìn)技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)對優(yōu)化情況進(jìn)行介紹。 1貴州原料煤的性質(zhì) 干粉煤氣化技術(shù)對具有高灰分、高灰熔融性溫度、高硫分特點(diǎn)的貴州無煙煤，有

2、很好的適應(yīng)性，原料煤分析見表1。2GSP煤氣化技術(shù)簡介2.1對GSP煤氣化技術(shù)的認(rèn)識 德士古水煤漿及Shell煤粉氣化技術(shù)在中國的推廣歷程是曲折漫長的，顯示了一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)從引進(jìn)到成熟的不易。貴州開陽化工有限公司從2005年5月17日第一次與德國未來能源公司交流起至今，先后與德國未來能源公司、科林公司的專家多次交流，基本了解了GSP氣化技術(shù)的專利現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展的真實(shí)歷程，以及該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題。GSP氣化技術(shù)作為一種新的干煤粉氣化技術(shù)，兼有Shell氣化和德士古氣化的許多優(yōu)點(diǎn)，投資幾乎是Shell氣化的一半，不用備爐，年檢修費(fèi)用少（主要是沒有耐火材料的更換費(fèi)用及燒嘴的使用時(shí)間大于800

3、0h），可以適應(yīng)灰熔融性溫度更高的煤。2.2GSP氣化技術(shù)的特點(diǎn)2.2.1主要優(yōu)點(diǎn) （1）產(chǎn)物完全無焦油；（2）高達(dá)99的碳轉(zhuǎn)化率；（3）給料煤種范圍廣；（4）氣化能力強(qiáng)，設(shè)備尺寸比同處理量的其他設(shè)備小，且壽命長；（5）氣化爐壽命長，水冷壁系統(tǒng)壽命在10a以上，爐體壽命更長。2.2.2技術(shù)方特種設(shè)備特點(diǎn) 氣化爐（水冷壁）壽命10a（正常操作）； 燒嘴（進(jìn)料燒嘴）壽命10a（燒嘴端部維修最多1年2次）； 密相進(jìn)料系統(tǒng)壽命15a。2.2.3可靠性（預(yù)計(jì)使用壽命，包括維護(hù)和停車時(shí)間） 氣化爐容器預(yù)計(jì)使用壽命25a； 水冷壁預(yù)計(jì)使用壽命 25a； 壓力容器預(yù)計(jì)使用壽命 25a。3GSP煤氣化技術(shù)的優(yōu)化

4、方案 氣化界區(qū)主要包括：煤粉的研磨干燥制備；煤粉的密相輸送及氣化；粗煤氣的初步凈化、黑水處理。3.1煤粉的研磨干燥制備 從國內(nèi)引進(jìn)Shell氣化技術(shù)來看，其干煤粉的研磨干燥制備部分幾乎全部由國內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從湖北雙環(huán)和中石化洞氮的開車情況來看，國內(nèi)制粉技術(shù)是完全可以信賴的。GSP氣化技術(shù)在備煤上幾乎與Shell氣化一樣，Shell氣化的使用經(jīng)驗(yàn)是完全可以借鑒的，所以，引進(jìn)范圍應(yīng)把備煤單元切分出來，交給國內(nèi)相關(guān)單位設(shè)計(jì)，既解決了可靠性的問題，又降低了投資。3.2煤粉的密相輸送及氣化 GSP氣化技術(shù)的煤粉密相輸送及氣化技術(shù)在國外有運(yùn)行裝置，國內(nèi)只有類似試驗(yàn)裝置，所以要引進(jìn)此部分先進(jìn)技術(shù)，降低風(fēng)險(xiǎn)。3

5、.3粗煤氣凈化、黑水處理系統(tǒng)3.3.1對國內(nèi)外粗煤氣凈化、黑水處理系統(tǒng)的認(rèn)識 從GSP氣化發(fā)展的歷史來看，其粗煤氣凈化效果是很難考證的，因國外GSP氣化的功能主要是供給燃料氣，遠(yuǎn)不如供給化工作原料氣對含塵量的要求那樣嚴(yán)格，很難設(shè)想粗煤氣凈化的設(shè)計(jì)會比德士古先進(jìn)很多。眾所周知，GSP氣化合成氣的含塵量將會直接影響到后工序變換催化劑的使用壽命，影響裝置的運(yùn)行。另外，德士古氣化的粗煤氣凈化、黑水系統(tǒng)引進(jìn)技術(shù)在中國發(fā)展過程中也經(jīng)過了不少改進(jìn)，各廠的變換催化劑所受的影響也各不相同，尤其黑水系統(tǒng)仍然是影響氣化系統(tǒng)長周期運(yùn)行的因素，各廠在黑水系統(tǒng)方面作出了較多的努力和技術(shù)改造，雖然最終都實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，但其

6、中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)值得吸取。兗礦國泰化工有限公司水煤漿氣化粗煤氣凈化及黑水處理系統(tǒng)由華東理工大學(xué)設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)完全打破了引進(jìn)德土古水煤漿氣化技術(shù)的局面，經(jīng)過近一年的運(yùn)行考驗(yàn)，能達(dá)到長周期運(yùn)行，所以，引進(jìn)時(shí)，把粗煤氣凈化及黑水處理系統(tǒng)切分出來，由華東理工大學(xué)設(shè)計(jì)，既解決了可靠性的問題，又降低了投資，是比較合理的。3.3.2分級凈化式的粗煤氣初步凈化工序 兗礦國泰化工有限公司粗煤氣初步凈化工序采用“分級凈化”，由混合器、分離器、水洗塔3個(gè)單元組合，形成合成氣初步凈化工藝流程（見圖1），即先“粗分”再“精分”，屬高效、節(jié)能型。混合器后設(shè)置分離器，除去8090的細(xì)灰，使進(jìn)入水洗塔的合成氣較為潔凈；加入水洗塔

7、的洗滌水比加入混合器的潤濕洗滌水更清潔，保證洗滌效果，可使系統(tǒng)壓降低（0.08MPa0.10MPa），分離效果好，合成氣中細(xì)灰含量低（1mgm3）。同時(shí)分級凈化的方法避免了粗煤氣初步凈化工序的堵塞問題。德士古水煤漿氣化爐投料初期，由于附著在工藝氣出口管線內(nèi)壁上的垢片受熱及高速氣流沖刷后脫落，易造成水洗塔出口管線堵塞。由于設(shè)置了分離器，灰垢被預(yù)先擋在了分離器內(nèi)，即使分離器排水管線被堵，碳洗塔排水照樣可完成排灰作用。3.3.3含渣黑水處理工序 兗礦國泰化工有限公司含渣黑水處理工序采用含渣黑水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽與灰水直接換熱回收熱量，同時(shí)完成傳質(zhì)、傳熱過程，其工藝流程示于圖2。其先進(jìn)性為：無影響長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的隱患；回收熱量充分，高溫灰水與閃蒸汽溫差2，熱效率高。而引進(jìn)的德土古水煤漿氣化技術(shù)因采用間接換熱方式，換熱設(shè)備結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致系統(tǒng)無法長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。4結(jié)束語 根據(jù)現(xiàn)代煤化工的基本要求，項(xiàng)目宜采用高新技術(shù)，優(yōu)化工藝路線，充分注重環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，在技術(shù)成熟可靠的情況下，最大限度降低投資。同樣的項(xiàng)目規(guī)模，采用Shell氣化的流程組織，總體投資約31億元35