GSP煤氣化技術(shù)講座(章晨暉)課件

1、中國石化集團寧波技術(shù)研究院 章 晨 暉GSP 煤 氣 化目錄 1 概況2 GSP煤氣化技術(shù)的主要特點3 工藝流程4 關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)5 設(shè)備布置6 性能指標GSP技術(shù)是由原民主德國黑水泵公司于1976年研發(fā)的加壓氣化工藝。1979年在弗來堡建立了兩套中試裝置。1984年，在黑水泵市的勞柏格電廠建立了一套W30冷壁爐的商業(yè)化裝置。概況 W30氣化裝置投煤量720t/d（干煤)，工作壓力3.0Mpag，產(chǎn)氣量40000Nm3/h，氣化用蒸汽約6t/h，氧氣耗量15000Nm3/h。該裝置1985年正式投入運行，產(chǎn)品煤氣主要作城市煤氣，氣化煤種為褐煤 GSP工藝以煤粉作為原料，其中0.2mm粒級達

2、80%以上。氣化是在以氧氣和蒸汽為氣化劑的火焰反應(yīng)中進行，物料在爐內(nèi)的平均停留時間約10s，氣化火焰溫度18002200。采用干煤粉(水分含量2%)作氣化原料，根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品的要求，煤粉可用氮氣或二氧化碳輸送。氣化溫度高，一般在14501600，產(chǎn)品合成氣中甲烷含量極少(CH40.1vol%)，高H2、高CO，(H2 CO)高達90vol%(干基)以上。氣化爐采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火材料襯里。只設(shè)一個組合式燒嘴(開工燒嘴與粉煤主燒嘴二合一)。氣化原料適應(yīng)范圍寬，包括褐煤、煙煤、無煙煤、工業(yè)廢渣、石油焦等。工藝技術(shù)簡單，整個氣化過程沒有冷凝產(chǎn)物，合成氣中不含有焦油和酚等有機物。GSP煤氣化技術(shù)的主要

3、特點 合成氣可用于生產(chǎn)多種化工基礎(chǔ)原料，如甲醇、合成氨及燃料油。反應(yīng)速率高。液態(tài)排渣，冷卻成顆粒狀渣。燒嘴和水冷壁的使用壽命比較長，氣化爐的開工率比較高，基本上是每年一次，可以不設(shè)備爐。氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率都較高，與Shell的煤氣化爐基本相近，碳轉(zhuǎn)化率達99%。氣化爐操作彈性大，負荷調(diào)節(jié)靈活，可以半負荷生產(chǎn)。GSP煤氣化技術(shù)的主要特點 GSP采用干粉進料，純氧氣流床氣化，液態(tài)排渣，粗合成氣激冷工藝流程。工藝流程 煤氣化裝置磨煤及干燥粉煤加壓及輸送氣化及洗滌除渣黑水處理 工藝流程 關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)氣化爐氣化爐水冷壁燒嘴粉煤流化設(shè)備鎖斗特殊閥門入爐物料的精確計量氣化爐示意圖。關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)氣

4、化爐爐頭關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)氣化爐爐體關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)氣化爐水冷壁 目前已工業(yè)化的干法氣化無一例外均采用了冷壁式結(jié)構(gòu)，GSP氣化爐采用了盤管結(jié)構(gòu)的水冷壁，水冷壁的操作壓力高于氣化爐1.01.5Mpa，利用合成氣的工藝余熱副產(chǎn)0.5MPa的低壓蒸汽。 氣化爐水冷壁示意圖關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)氣化爐水冷壁關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)燒嘴 設(shè)置一個組合式燒嘴(開工燒嘴與粉煤主燒嘴二合一)，中心環(huán)道為開工燒嘴，采用液化氣等燃料氣作為氣化爐點火、開工升溫用。粉煤主燒嘴投用后，中心燒嘴仍通入少量的燃料氣，作為長明燈用。燒嘴設(shè)有火焰眼。燒嘴示意圖。關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)粉

5、煤流化設(shè)備 氣化裝置內(nèi)粉煤的輸送主要是依據(jù)重力流的原理進行的，為了保證粉料輸送的順暢，在每臺粉煤儲罐的錐部分兩層，每層布置四個粉煤流化器，它是粉料輸送技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，在工藝操作中擔(dān)負著粉料儲罐的加壓、固體粉料的流化、除橋等任務(wù)。 GSP的粉料輸送設(shè)備不同于Shell粉煤氣化的通氣錐、通氣管，采用了Gravel filter。 關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)粉煤流化設(shè)備關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)鎖斗 GSP煤氣化中的鎖斗設(shè)置在粉煤加壓及進煤、除渣等幾個固體物料處理單元。鎖斗在生產(chǎn)操作中反復(fù)加壓減壓，承受交變應(yīng)力。 關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)特殊閥門 粉煤輸送、處理系統(tǒng)的切斷閥、氧閥以及黑水系統(tǒng)的切斷閥、調(diào)節(jié)閥，由于切換動作及密封性要求高，操作條件惡劣，決定了這些閥門的加工精度要求高，材質(zhì)選擇要求高，且多襯有硬質(zhì)合金。關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)入爐物料的精確計量 粉煤屬氣、固混相，常規(guī)儀表已無法完成粉煤的計量，與Shell粉煤氣化類似，也采用了檢測物流速度、密度，并結(jié)合溫、壓補償?shù)姆绞接嬎愕贸龇勖旱牧髁俊?設(shè)備布置 氣化裝置所有單元的設(shè)備根據(jù)流程及重力流的需要，自上至下布置在一個框架之內(nèi)。 單爐投煤日投煤2000t(以含水2%的干煤計)，框架的高度73m。性能指標項 目 設(shè) 計 值 比煤耗，kg/kNm3(H2+CO