GSP粉煤气化技术引进方案的优化

第1期(总第134期)煤化工No.1 (Total No.134)2008年2月Coal Chemical IndustryFeb.2008GSP粉煤气化技术引进方案的优化谭成敏曹召军(贵州开阳化工有限公司,开阳550300)摘要概述了GSP粉煤气化技术的特点,介绍了50万t/a合成氨项目中引进的GSP煤气化技术方案的优化情况:煤粉的研磨千燥制备采用国内制粉技术即可满足要求;煤粉的密相输送及气化需引进国外先进技.术;粗煤气净化可借鉴、采用德士古工艺的分级净化;黑水处理系统可采用国内经过改进的德士古工艺的含渣黑水处理工序。通过以上优化方案,GSP 煤气化技术的引进可节省投资,提高项目竞争力。关键词CSP煤气化 技术引进 合成氨方案优化文章编号:1005-9598 (2008)-01-00-03中圈分类号:TQ54 文献标识码:B贵州开阳化工有限公司年产50万t/a合成氨项过程的前提下，结合国内德士古水煤浆气化先进经目,由兖矿贵州能化公司与贵州开磷集团共同出资建验，对气化引进技术方案进行优化,现对优化情况进设,是国内目前规模最大、技术最先进的合成氨装置行介绍。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1贵州原料煤的性质天候供氨。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干粉煤气化技术对具有高灰分、高灰熔融性温技术，煤气化技术引进德国GSP 粉煤加压气化工艺，度高硫分特点的贵州无烟煤,有很好的适应性,原料在充分考察调研国外此项技术运行装置特点及发展煤分析见表1。表1原料煤分析工业分析元素分析M_/%_ M.2/% A./%V/% FC.w/%可磨指数HCIC_/%H2/%N./%S2/%运行值62.215.00 9.00 73. 8012074. 482. 931.052.66设计值26.67 6. 4264. 7110863.39°2. 530.903.14灰熔融性温度热值0w/%As/X106 F/X 10*C1/%DT/CST/C FT/CQow/kJ.kg71. 660. 01212201 3201 50026 378.0.880.80.0121 0901 3501 45025 194主要灰组分SiO2A120, .FePO3CaOMg0SO,TiO2 .KONa.0MnO244. 6628. 8512. 842.770. 921. 321. 583.520. 790.03528.8512.840.921.321.583. 520.790. 035中国煤化工收稿日期:2007-09-22作者简介:谭成敏(1971-),男,1992年毕业于华东化工2.CCHCNMHG学院(现华东理工大学)煤化工工艺专业,工程师,现从事德士古水煤浆及Shell 煤粉气化技术在中国的煤气化生产科研工作。推广历程是曲折漫长的,显示了一个关键技术从引进2008年2月谭成敏等:GSP粉煤气化技术引进方案的优化- 11-到成熟的不易。贵州开阳化工有限公司从2005年5从GSP气化发展的历史来看,其粗煤气净化效果月17日第一次与德国未来能源公司交流起至今,先 是很难考证的,因国外GSP气化的功能主要是供给燃后与德国未来能源公司、科林公司的专家多次交流，料气, 远不如供给化工作原料气对含尘量的要求那样基本了解了GSP气化技术的专利现状和技术发展的严格,很难设想粗煤气净化的设计会比德士古先进很真实历程,以及该技术最大的优点和存在的问题。GSP多。 众所周知,GSP气化合成气的含尘量将会直接影气化技术作为一种新的干煤粉气化技术,兼有Shell响到后工序变换催化剂的使用寿命，影响装置的运气化和德士古气化的许多优点,投资几乎是Shell气行。另外,德士古气化的粗煤气净化、黑水系统引进技化的一半,不用备炉，年检修费用少(主要是没有耐火术 在中国发展过程中也经过了不少改进,各厂的变换材料的更换费用及烧嘴的使用时间大于8 00h),可催 化剂所受的影响也各不相同,尤其黑水系统仍然是以适应灰熔融性温度更高的煤。影响气化系统长周期运行的因素,各厂在黑水系统方2.2 GSP 气化技术的特点面作出了较多的努力和技术改造,虽然最终都实现了2.2.1主要优点稳定生产,但其中的经验和教训值得吸取。兖矿国泰(1)产物完全无焦油;(2)高达99%的碳转化率;化工有限公司水煤浆气化粗煤气净化及黑水处理系(3)给料煤种范围广;(4)气化能力强,设备尺寸比同统由华东理工大学设计,此设计完全打破了引进德士处理量的其他设备小,且寿命长;(5)气化炉寿命长，古水煤浆 气化技术的局面，经过近-年的运行考验 ,水冷璧系统寿命在10a以上,炉体寿命更长。能达到长周期运行,所以,引进时,把粗煤气净化及黑2.2.2技术方特种设备特点水处理系统切分出来,由华东理工大学设计,既解决气化炉(水冷璧)寿命10a(正常 操作);了可靠性的问题,又降低了投资,是比较合理的。烧嘴(进料烧嘴)寿命10a(烧嘴 端部维修最多13.3.2分级净化式的粗煤 气初步净化工序年2次);兖矿国泰化工有限公司粗煤气初步净化工序采密相进料系统寿命15a。用“分级净化”,由混合器、分离器、水洗塔3个单元组2.2.3可靠性 (预计使用寿命,包括维护和停车时间)合,形成合成气初步净化工艺流程(见图1),即先“粗气化炉容器预计使用寿命25a;分”再“精分”,属高效、节能型。混合器后设置分离水冷壁预计使用寿命25a;器,除去80%~90%的细灰，使进入水洗塔的合成气较压力容器预计使用寿命25a。为洁净;加入水洗塔的洗涤水比加人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. 08MPa~3GSP煤气化技术的优化方案0. 10MPa) ,分离效果好,合成气中细灰含量低(< <1mg/m)。气化界区主要包括:煤粉的研磨千燥制备;煤粉同时分级净化的方法避免了粗煤气初步净化工序的的密相输送及气化;粗煤气的初步净化黑水处理。堵塞问题。德士古水煤浆气化炉投料初期,由于附着3.1煤粉的研磨干燥制备在工艺气出口管线内壁上的垢片受热及高速气流冲从国内引进Shell气化技术来看,其干煤粉的研刷后脱落,易造成水洗塔出口管线堵塞。由于设置了磨干燥制备部分几乎全部由国内进行设计,从湖北双分离器,灰垢被预先挡在了分离器内,即使分离器排环和中石化洞氮的开车情况来看,国内制粉技术是完水管线被堵,碳洗塔排水照样可完成排灰作用。全可以信赖的。GSP气化技术在备煤上几乎与Shell煤浆氧气+蒸汽气化一样,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1t相关单位设计,既解决了可靠性的问题,又降低了投黑水0石3.2煤粉的密 相输送及气化5KGSP气化技术的煤粉密相输送及气化技术在国外有运行装置,国内只有类似试验装置,所以要引进中国煤化工此部分先进技术,降低风险。MHCNMHG风分离器3.3粗煤气净化 .黑水处理系统4- -水洗塔5一蒸发热水塔3.3.1对国内外 粗煤气净化.黑水处理系统的认识圈1粗煤气初步净化工序工艺流程示意图-12-煤化工2008年第1期.3.3.3含渣黑水处理工序进性为:无影响长周期运转的隐患;回收热量充分,高兖矿国泰化工有限公司含渣黑水处理工序采用温灰水与闪蒸汽温差<2C ,热效率高。而引进的德士含渣黑水蒸发产生的蒸汽与灰水直接换热回收热量,古水煤浆气化技术因采用间接换热方式,换热设备结同时完成传质、传热过程,其工艺流程示于图2。其先垢堵塞严重,导致系统无法长周期运转。火炬放空.气化炉黑水当4结束语旋风分商器黑杰水洗塔黑水向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,自己在技术成熟可靠的情况下,最大限度降低投资。同样的项目规模,采用Shell气化的流程组织,总体投资1一蒸发热水塔2- 灰水换热器3-真空闪 蒸罐约31亿元~35亿元，由于我们借鉴国内德士古煤气.4-真空闪蒸换热器5- 酸性气分离器化一些先进经验,采用经过优化的相对简化的GSP引6-真空闪蒸分离罐7- 澄清槽8一灰水槽进流程,投资约在24亿元,不但大大节省了投资,进围2含渣 黑水处理工序工艺流程示意图而大大提高了项目的竞争力。Optimization of Licensed GSP Coal Gasification Scenario from AbroadTan Chengmin and Cao Zhaojun(Guizhou Kaiyang Chemical Co., Ltd, Kaiyang 550300)Abstract The features of the GSP coal gasification technology was intoduced in brief, and the optimization of theGSP coal gasification scenario for a 500 000t/a ammonia project was also expatiated. It is proposed that the Chinese tech-nologies for coal milling, drying and preparation can be adopted, the dense phase transportation of the pulverized coal andcoal gasification can be licensed from abroad, the crude gas purification can be classified into different stages, as for theblack water treatment system, direct heat exchange between the steam which comes from the evaporation of the black watercontaining slag and the ash water shall be caried out to recover heat. Through the. above optimizations, cost of licensingthe GSP technology from abroad can be cut down, and the project can become more competitive.Key words GCSP coal gasification, ammonia, optimization(上接第9页)Analysis of the Market of Coal Bed Methane Emission Reduction in Shanxi ProvinceLiang Litong' and Hu Yizi?(1. Key laboratory of Coal Science and Technology for Ministy of Education and Shanxi Province, .Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024;2. Taiyuan Coal Gasifcation (Group )Co, Ltd., Taiyuan 030024)Abstract The coal bed methane is one of the greenhouse gases. The emission reduction of methane during itsutilization is helpful to control greenhouse efect. The article briefly introduced the CDM Droiects in Shanxi province. Theenvironment benefits from the use of CBM and from CDM were anal中国煤化工fure large ecale ;exploitation and utilization of coal bed methane will give rise to a pot!Y台C N M H Gction. Finally, thispaper gives some suggestions on the future CDM projects cooperation.Key words clean development mechanism(CDM), coal bed methane(CBM), greenhouse gas, emission reduction