GSP气化炉工艺介绍

GSP粉煤气化技术煤粉锁斗下料优化控制张国伟(神华宁夏煤业集团煤化工烯烃公司，宁夏银川750410)摘要：神华宁煤集团煤化工烯烃公司采用德国GSP粉煤加压气化技术，在正常生产过程中，煤锁斗经常出现下料不畅的情况，如处理不及时，给料容器料位低引起组合烧嘴跳车，进而影响整个气化工艺的稳定运行，本文通过对煤粉的性质和工艺条件控制两个方面分析锁斗煤粉下料不畅的原因，并提出相应处理和预防措施。

关键词：GSP，锁斗，煤粉，下料GSP粉煤气化工艺是指单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术。

干煤粉是来自备煤单元所磨制的具有一定粒度和水分要求的煤粉，通过载气输送至气化煤粉输送单元的粉煤仓，煤粉输送系统的主要设备包括煤仓，煤仓过滤器，锁斗，泄压过滤器，煤粉气力输送仓，给料容器和送组合烧嘴的三根煤粉输送管线。

煤粉加压输送单元的目的是通过四个锁斗的顺控循环，把煤仓里常压的煤粉升压至进料容器的操作压力，由进料容器通过三根煤粉输送管线，送至气化炉的组合烧嘴进行气化反应，同时根据工艺需要调整煤粉的流量，并由安全仪表系统对气化炉运行进行安全监控。

1 锁斗的主要工艺技术参数宁煤烯烃公司的锁斗的工艺参数见下表1.1。

锁斗是煤粉升压输送单元的关键，煤粉锁斗的介质为干煤粉，输送气体介质为高压CO2／N2，由于锁斗工作压力一直变化，所以其操作温度应控制在75℃，防止由于操作温度变化，锁定在升压泄压过程中产生热应力，缩短锁斗的使用寿命。

锁斗的操作压力通过给料器和煤仓的压力联锁控制，煤仓的正常工作压力为1.0-2.0KPa，给料器正常生产时的压力为4.6MPa，投煤压力为4.45MPa。

２煤粉的主要性质2.1煤粉的粒径与粒度分布煤粉颗粒是构成煤粉的基本单位。

煤粉的许多性质都由颗粒的大小及分布状态所决定。

粒径或粒度都是表征粉煤所占空间范围的代表性尺寸。

对单个颗粒，常用粒径来表示几何尺寸的大小；对颗粒群，则用平均粒度来表示。

(1)粒径以粉粒的长度尺寸来表示粒度时，该尺寸称为粒径。

GSP煤气化技术与两段式煤气化技术比较一. 气化技术概况1. 技术研发★GSP煤气化技术是由德国西门子集团拥有的，由前民主德国燃料研究所（DBI）于20世纪70年代末开发并投入商业化运行的大型粉煤气化技术，是世界先进的大型粉煤进料气流床加压技术之一。

★两段式干煤粉加压气化技术是西安热工研究院有限公司历经10余年的研究，并与2004年，建成了日处理煤量36～40t/d（10MWth）的干煤粉加压气化中试装置；2006年，开发成功1000～2000t/d级的干煤粉加压气化工业装置的大型粉煤气化技术。

2.技术应用〈中国〉★07年1月17日北京索斯泰克煤气化技术有限公司与中国神华宁夏煤业集团有限责任公司签订了83万吨/年二甲醚一期工程GSP 气化技术专有设备采购合同以及52万吨煤基烯烃项目GSP技术合作谅解备忘录。

★具有自主知识产权的两段式干煤粉加压气化技术，其干煤粉加压气化的核心技术和整体工艺获得国家发明专利，所制造的水冷壁式干煤粉加压气化装置属于我国第一套，填补了国内空白。

07年1月13～14日，由中国华能集团公司西安热工院主持完成的国家“十五”863计划项目“两段式干煤粉加压气化技术中试研究”分别通过了由科技部委托中国电机工程学会组织进行的项目验收和成果鉴定，这标志着“两段式干煤粉加压气化技术”的发展全面进入工业化阶段。

2000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（废锅流程）将应用于华能集团“绿色煤电”项目；1000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）将应用于内蒙古世林化工有限公司年产30万吨甲醇项目。

二. 煤气化工艺〈激冷流程〉1.相同1.1 两种煤气化技术均采用干粉进料、纯氧气流床气化、液态排渣。

1.2 煤种适应性强：两种煤气化技术均采用干煤粉作气化原料，不受成浆性的影响；由于气化温度高，可以气化高灰熔点的煤，故对煤种的适应性更为广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤均可使用。

1.3 工艺技术条件优越两种煤气化炉气化温度均可达到1400℃以上，气化反应压力可达到4.0 MPa，碳转化率达99%以上，有效气体成份（CO+H2）达90%以上。

GSPGSP 加压气流床气化技术融合了干法、湿法进料两种气化工艺技术的优点。

具体过程如下：粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，喷嘴置于气化炉上端这不同于壳牌气化炉喷嘴布置。

粉煤在燃烧的同时放出大量热量供自身气化，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，熔渣在激冷室内被激冷水冷却后通过渣锁斗定期排入渣池，此过程与texco过程相似。

粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态，由激冷室上部排出，经两级串联的文丘里洗涤器分离后使粗煤气含尘量降至1mg/m3，送至合成单元。

下图是GSP工艺流程图。

1、GSP气化技术通过干法加料，采用多级组合进料技术, 粉体密相气体输送, 由常压、加压、变压、加料器和称重计量几个单元组成, 各单元间均由球形阀联结, 并配有压力、温度和料位等指示仪器。

该组合进料技术要求原料破碎至0.2mm 以下的粒级含量达80%以上, 粉体由载气通过输送管送入储仓, 载气经除尘过滤后排出系统, 两个加压锁斗交替充入粉体并使气体增压至 4.0MPa, 而且在后续过程形成加压连续输送, 粉体经过加压、料位检测进入加料器, 并经过秤重计量送入气化炉燃烧气化。

干法进料过程如图2。

图2 干法进料过程示意图2、GSP气化烧嘴设计采用多层内水夹套、多通道设计，共设计有6层通道，多种进料雾化方式,是GSP 气化技术的两大关键设备之一。

该烧嘴独有的特点就是每个通道都设计有各自的水夹套来冷却，使烧嘴受热均匀，温度始终保持在一个较低水平，极大地延长了烧嘴使用寿命，烧嘴中心管既可以是干粉通道，又可以是氧化剂通道，是GSP气化喷嘴独有的特点，是所有干法和湿法气流床气化喷嘴所不具有的。

图3 烧嘴结构图3、GSP 气化炉GSP气化炉为水冷壁炉, 分为colling screen 和cooling wall两种形式, 是GSP 气化技术的两大关键设备之一，采用单喷嘴顶喷式进料, 粗煤气激冷流程，底部液态排渣。

由气化喷嘴、水冷壁气化室和激冷室组成，整个气化炉主体为圆筒型结构，气化炉外壁带水夹套，其中气化室有水冷壁抓丁挂渣和砌筑耐火砖两种类型，规模大小不等。

GSP粉煤气化的有效气含量与参数控制的关系张国伟(神华宁夏煤业集团煤化工烯烃公司，宁夏银川750410)摘要：通过对GSP粉煤气化炉的在实际生产运行中的历史数据进行分析，确定不同的参数控制对有效气 )含量的影响。

提出采用纯氧气化是提高GSP粉煤炉原料气中的有效气的有效方法。

(CO+H2关键词：GSP气化炉；粉煤气化；有效气含量；影响因素1 GSP气化的主要工艺流程中压蒸汽和来自空分装置的高压氧气在主烧嘴的氧气管线上混合后，送至主烧嘴的出口，跟给料容器D-22105 过来的三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，在气化炉上部的燃烧室（反应温度1450-1650℃，压力4.1MPa）进行部分氧化反应，产生富含H2和CO及少量CO2、H2S的高温原料气，同时产生液态渣。

原料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A 环和B环共12个喷头出来的雾状激冷水冷却至约220℃。

冷却的同时，产生大量的水蒸汽，随原料气进入下游的文丘里洗涤。

出激冷室的原料气由激冷水喷头D进一步除灰后，原料气进入下游的两级文丘里洗涤器。

激冷室底部的粗渣靠重力落入破渣机X-24101（50mm）后进入渣锁斗D-24102，通过锁斗顺控进行泄压和降温排放。

黑水由激冷室下部的出口进入闪蒸系统。

2 影响GSP气化有效气含量的因素分析黑化GSP气化炉粉煤气化炉富氧气化运行情况如1(表中汽耗为440℃、5.2 MPa蒸汽消耗，有效气为CO+H：)。

不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体(CO+H2)达到85%以上。

从煤气化反应原理可知，温度、压力、气化剂种类和配比会对煤气组分产生影响。

对给定的炉型，其气化炉的形状、尺寸和操作压力已定，所以操作状况的调整主要依靠温度、氧煤比、蒸汽煤比等指标。

王辅臣等[1-3] 采用模拟计算的方法，得出有效气产率随氧煤比的变化有一最佳值，随蒸煤比的升高而增加，纯氧气化时生成煤气中(CO+H2 )含量高。

西门子(GSP)气化技术北京杰斯菲克气化技术有限公司公司背景简介西门子公司是世界上最大的电气工程和电子公司之一，作为基础设施建设和工业解决方案供应商，其核心业务主要集中在三大领域：能源、工业及医疗。

迄今为止，西门子业务遍及全球190多个国家，在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处，在中国已经建立了90多家运营企业，在60个城市建立了地区办事处，拥有40多万员工，在中国有50,000多名员工，是在华拥有员工数最多的外商投资企业之一。

2006年5月，西门子公司通过收购索斯泰克集团的技术及工程设计业务，继续扩展其电站业务，为煤—电转换提供产品和解决方案。

此次收购包括了德国未来能源公司以及该公司100％的股权与神华宁夏煤业集团的中国合资企业(北京杰斯菲克气化技术有限公司)中50%的股份。

通过收购，西门子拥有完整的GSP技术知识产权、气化技术研发团队和中试基地，借助强有力的技术、工程与设备制造支持，将为全球用户带来更全面、可靠的服务。

北京杰斯菲克气化技术有限公司是中国境内唯一推广与销售西门子(GSP)气化技术许可商。

图 1 北京杰斯菲克气化技术有限公司股东结构。

图 1 北京杰斯菲克气化技术有限公司股东结构西门子(GSP)气化技术介绍西门子(GSP)气化技术是采用干粉进料、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。

该流程包括干粉煤的加压计量输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。

图 2 西门子(GSP)气化工艺流程。

通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。

表 1 西门子(GSP)气化燃料分析表，表 2 西门子(GSP)气化合成气组成(干基)。

GSP煤气化技术设备概况GSP煤气化工艺同壳牌煤气化工艺和德土古气化工艺是当今世界上先进的气流床煤气化工艺，具有生产能力大、消耗低及环保等优点，被誉为洁净煤气化技术，具有广阔的市场前景。

尤其是GSP气化工艺，由于气化炉效率高，结构尺寸紧凑，在煤制合成气(或H2)方面，兼有壳牌气化工艺和德士古气化工艺的优点，节省建设投资，引起了业界人士广泛关注。

本文概括地介绍了GSP气化工艺的设备情况，以便读者对GSP 气化工艺设备有初步的了解。

1 GSP煤气化工艺简述与其他煤气化工艺一样，GSP气化工艺过程也是由备煤、气化、除渣三部分组成。

1.1 备煤系统备煤系统包括磨煤、干燥、常压输送、储存、加压输送及给料等单元。

预先破碎到0mm～50mm粒度，经计量无金属的煤，通过输送机送入磨煤机，在磨煤机内将煤研磨到气化王艺需要的粒度(依煤种而异)，同时被干燥到含水量小于规定值(依煤种而异)，并用惰性气体(一般为N2)输送到常压粉煤储仓。

粉煤依重力进入给料锁斗，经给料锁斗加压后送入加料器，气化用煤粉经密相输送管道连续不断送往组合喷嘴，与气化剂一起进入气化炉。

输入喷嘴的煤粉量可通过加料器上的称重传感器和质量流量计进行计量。

1.2 气化、激冷、洗涤除尘、排渣系统粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，在气化炉的气化室内高温下发生部分氧化反应，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，在激冷室内被激冷水冷却，粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态。

液态熔渣在激冷室水浴冷却成颗粒状，通过渣锁斗定期排入渣池。

由捞渣机捞出送出界区。

被激冷的粗煤气由激冷室上部排出，经两级串连的文丘里洗涤器分离后，使粗煤气中的含尘质量浓度小于1mg/m3后送出界区。

渣水送往黑水处理系统。

1.3 黑水处理系统黑水经两级闪蒸后送入沉降槽，并加入絮凝剂，沉降槽的浓相经过滤后，滤饼送出界区，清相返回气化系统作为激冷水和冲洗水。

闪蒸出的少量气体送入火炬系统，燃烧后排放。

GSP煤气化技术设备概况GSP煤气化工艺同壳牌煤气化工艺和德土古气化工艺是当今世界上先进的气流床煤气化工艺，具有生产能力大、消耗低及环保等优点，被誉为洁净煤气化技术，具有广阔的市场前景。

尤其是GSP气化工艺，由于气化炉效率高，结构尺寸紧凑，在煤制合成气(或H2)方面，兼有壳牌气化工艺和德士古气化工艺的优点，节省建设投资，引起了业界人士广泛关注。

本文概括地介绍了GSP气化工艺的设备情况，以便读者对GSP 气化工艺设备有初步的了解。

1 GSP煤气化工艺简述与其他煤气化工艺一样，GSP气化工艺过程也是由备煤、气化、除渣三部分组成。

1.1 备煤系统备煤系统包括磨煤、干燥、常压输送、储存、加压输送及给料等单元。

预先破碎到0mm～50mm粒度，经计量无金属的煤，通过输送机送入磨煤机，在磨煤机内将煤研磨到气化王艺需要的粒度(依煤种而异)，同时被干燥到含水量小于规定值(依煤种而异)，并用惰性气体(一般为N2)输送到常压粉煤储仓。

粉煤依重力进入给料锁斗，经给料锁斗加压后送入加料器，气化用煤粉经密相输送管道连续不断送往组合喷嘴，与气化剂一起进入气化炉。

输入喷嘴的煤粉量可通过加料器上的称重传感器和质量流量计进行计量。

1.2 气化、激冷、洗涤除尘、排渣系统粉煤及气化剂经组合喷嘴进入气化炉，在气化炉的气化室内高温下发生部分氧化反应，生成粗煤气及熔渣，而后进入下部激冷室，在激冷室内被激冷水冷却，粗煤气被冷却到220℃左右并接近饱和状态。

液态熔渣在激冷室水浴冷却成颗粒状，通过渣锁斗定期排入渣池。

由捞渣机捞出送出界区。

被激冷的粗煤气由激冷室上部排出，经两级串连的文丘里洗涤器分离后，使粗煤气中的含尘质量浓度小于1mg/m3后送出界区。

渣水送往黑水处理系统。

1.3 黑水处理系统黑水经两级闪蒸后送入沉降槽，并加入絮凝剂，沉降槽的浓相经过滤后，滤饼送出界区，清相返回气化系统作为激冷水和冲洗水。

闪蒸出的少量气体送入火炬系统，燃烧后排放。

1. GSPTM气化技术概况1.1技术研发GSPTM煤气化技术是由德国西门子集团拥有的，由前民主德国燃料研究所（DBI）于20世纪70年代末开发并投入商业化运行的大型粉煤气化技术。

该研究所创建于1956年，全称为Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg，一直致力于煤炭综合利用的开发工作，即使在国际市场石油过剩时，也没有中断过对煤气化技术的开发工作。

针对化工行业，本着降低投资与成本，而研发出的GSPTM煤气化技术是世界先进的大型粉煤进料气流床加压技术之一。

分别于1979年和1996年，在西门子的气化研发中心（Freiberg）建立了３ＭＷ和５ＭＷ两套气化中试装置。

这两套装置试验过的煤种来自德国、中国、波兰、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、加拿大、澳大利亚和捷克等国家。

东西德合并后，该技术扩展应用到生物质、城市垃圾、石油焦、含氯废物和其他燃料等气化领域。

1.2技术应用GSPTM煤气化技术自研发成功以后，其商业化应用扩展就丝毫没有停止过。

1984年在德国黑水泵工厂采用GSPTM气化技术建立了一套200MW的商业化装置，粉煤处理能力为30t/h。

该装置在1984至1990年间，成功对普通褐煤及含盐褐煤进行了气化，生产民用煤气。

东西德合并后，德国政府引进天然气取代了城市煤气，且对垃圾处理有补贴政策，故1990年后，该装置分别气化过天然气、焦油、废油、浆料和固态污泥等原料，生产出的合成气用于甲醇生产及联合循环发电（IGCC）。

2001年，巴斯夫（BASF）在英国的塑料厂建成30MW工业装置，用于气化塑料生产过程中所产生的废料。

2006年，捷克Vresova工厂采用GSPTM气化技术建设的175MW工业装置开车试运转，其气化原料为煤焦油，用于联合循环发电项目（IGCC）。

具体应用成功范例见表1。

表1 GSPTM气化工艺应用成功范例气化类型气流床气化炉气流床气化炉气流床气化炉用户Schwarze Pumpe BASF plc，Sealsands Sokolovskd uhelnd，a.s．所在地Schwarze Pumpe，德国Middlesbrough，英国Vresová，捷克共和国试车1984 2001 2006年反应器类型气流床，水冷壁气流床，耐火砖气流床，耐火砖热容量200MW 30MW 175MW压力 2.8 MPa(g) 2.8 MPa(g) 2.7 MPa(g) 温度1400℃1400℃1400℃激冷方式完全激冷局部激冷完全激冷供料系统煤粉/液态供料液态供料液态供料气化原料1984-1990前采用普通的与含盐的褐煤1990年以后采用天然气、污泥、焦油以及生物质等尼龙合成过程中产生的液体废物，包括合氢氰酸和硝酸盐的副产物以及含硫酸铵的有机物440MWIGCC的26个固定床气化炉产生的焦油与其它液态副产品产品用于IGCC和甲醇的原气燃料气用于IGCC的燃气1.3在中国的推广中国是能源消耗大国，更是煤炭大国，石油资源相对缺乏。

SCGP（壳牌）煤气化工艺1、SCGP（壳牌）煤气化技术简介。

1.1工艺原理。

SCGP壳牌煤气化过程是在高温、加压条件下进行的，煤粉、氧气及少量蒸汽在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程。

由于气化炉内温度很高，在有氧存在的条件下，碳、挥发分及部分反应产物（H2和CO等）以发生燃烧反应为主，在氧气消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，即过程进入到气化反应阶段，最终形成以CO和H2为主要成分的煤气离开气化炉。

典型的SCGP煤气成分见表1。

1.2工艺流程。

目前，壳牌煤气化装置采用废锅流程，废锅流程的壳牌煤气化工艺简略流程见图1。

原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成煤粉（90％＜100μm）并干燥，煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。

来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽混合后导入煤烧嘴。

煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。

气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。

经合成气冷却器回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气中含尘量小于1mg／m3送后续工序。

湿洗系统排出的废水大部分经冷却后循环使用，小部分废水经闪蒸、沉降及汽提处理后送污水处理装置进一步处理。

闪蒸汽及汽提气可作为燃料或送火炬燃烧后放空。

在气化炉内气化产生的高温熔渣，自流进入气化炉下部的渣池进行激冷，高温熔渣经激冷后形成数毫米大小的玻璃体，可作为建筑材料或用于路基。

1.3技术特点。

1.3.1煤种适应性广。

SCGP工艺对煤种适应性强，从褐煤、次烟煤、烟煤到无烟煤、石油焦均可使用，也可将2种煤掺混使用。

对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽，即使是较高灰分、水分、硫含量的煤种也能使用。

1.3.2单系列生产能力大。

煤气化装置单台气化炉投煤量达到2000t/d以上，生产能力更高的的煤气化装置也正在建设中。

北京杰斯菲克气化技术有限公司加压气加压气加压气、输送气依据不同产品可选用CO水分含量气化炉结构示意西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有11西门子GSP气化技术特点技术特色干粉进料煤种适应性强：无需考虑煤的成浆性， 从较差的褐煤、次 烟煤、各种烟煤到无烟煤均可使用 技术指标优越：碳转化率高，合成气中有效成分CO+H2高， 冷煤气效率高； 氧耗低：可降低配套空分装置投资和运行费用； 烧嘴寿命长 气化温度可以较高,能够气化高灰熔点的煤,增强了煤种适应 性 设备寿命长，维护量小，连续运行周期长，在线率高 开、停车操作方便，且时间短 控制系统简单、节省投资、便于操作 维护简单方便、便于接入全厂控制系统 与废锅流程相比，可以节省净化后的煤气循环系统、废锅 和飞灰处理系统的巨大投 资；简单的流程操作可靠、故障 率低。

对煤化工项目，粗合成气夹带的水蒸气可以满足变 换需要北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有水冷壁结构组合单烧嘴激冷流程西门子GSP气化技术及其应用业绩12目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩13西门子GSP气化技术研发基地西门子燃料气化技术有限公司研发中心拥有 5MWth和3MWth气化试验装置、浆料进料装置、 粉料进料装置、气体处理和公用工程等，可对 不同的煤种及其他物料进行试验研究，对技术 的进步提供了强大的研发动力，同时也可以满 足客户不同的实验要求。

PDP设计、煤种试烧、输送性测试也在此完成。

5MWth 1996 3MWth 1978粉煤输送 装置Ge rm an y2008西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有14西门子带来的什么？ 充实专业技术人员，工程实力与设计实力增加(35/200685/2009) 各种专业软件引用，如Smartplant 5MW中试装置及相关实验装置的更新与建设(生物质气 化，废锅流程，干粉进料系统) 西门子对气化岛整体制造技术的整合，包括烧嘴工艺的改 进 引起先进的工艺流程的仪控系统，完成模拟系统的设计， 实现了非实控操作系统的培训 完成了关键设备国产化的推进，未来95%以上关键设备都 将在中国生产、组装 完成1200MW大型气化炉的模拟计算 开发部分激冷流程及合成气冷却器西门子GSP气化技术及其应用业绩 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有15水冷壁结构气化炉SFG 气化炉 (> 2% 灰份)Fuel Burner Pressur. water outlet Oxygen, steam特点多物料 (标准500 MW)适用于灰份大于2%的多种物料(从褐煤到无烟煤所有 变质程度的煤，石油焦、生物质等)干法进料Cooling screen高效率 高碳转化率 (> 98%)Pressur. water inlet Quench water Cooling jacket Gas outlet水冷壁结构开停车时间短 (~ 2h) 低维护量 高在线率Water overflow全激冷简单稳定 利于下游变换Granulated slag西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有16耐火砖衬里的气化炉SFG 气化炉 (< 2% 灰份)Burner insert特点多物料性 (标准 200 MW)适用于不同的低灰份<2%.液体物料 (如，焦油、重油及其它液态废物)Cooling wall Refractory lining SiC layer Cooling water Quench water Total quench Gas outlet Cooled reactor outlet液态进料高效率 高碳转化率 (> 98 %)耐火砖衬里适用于低灰份物料冷却壁保护压力外壳全激冷简单稳定 适于下游的变换西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有17技术研发方向－IGCC一体化Gasifier Upscaling - optimized concept for IGCC and chemical applications500 MW ~120.000 Nm3/h(H2+CO)~1200 MW ~260.000 Nm3/h(H2+CO)Objective : Optimized IGCC concept consisting of one gasifier and single shaft power train configurationAdvanced F Class SGCC Design with CO2 Capture西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有18目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩19西门子GSP气化技术－商业业绩德国IGCC项目 -IGCC -2X2000吨/天 加拿大能源公司 -IGCC -1X2000吨/天已建成项目：2个 新签约项目：10个乌克兰项目 -制氢 -1X2000吨/天 神华宁煤煤制烯烃项目 -167万吨甲醇制烯烃 -5X2000吨/天 山西兰花集团 -52万吨尿素 -2X2000吨/天 澳大利亚CTL项目美国安全能源公司 -合成天然气 -2X2000吨/天 美国Texas项目 -合成氨+IGCC -4X2000吨/天 美国SNG/IGCC -合成天然气 -4X2000吨/天 德国黑水泵 -处理煤、废物 -1X200MW -1984年开车， 2008年停运 德国弗赖贝格 -3MW装置 1978 -5MW装置 1996-CTL -3X2000吨/天 澳大利亚能源公司 -120万吨尿素 -2X2000吨/天 捷克Vresóva -处理焦油 -1X175MWth -2008年开车西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有20国外业绩 德国黑水泵综合物料处理中心1984年 建成并试车 1986－ 使用普通的及含盐的褐煤 1990年 进行工业生产 1990年以 使用天然气、焦油、工 业垃圾及废物等进行气化 后 2008年停运客户 试车时间 反应器类型 气化炉能力 操作压力 气化炉数目 产品 合成气量德国黑水泵综合物料处理中心 1984年 带水冷壁的气流床气化炉 200MWth (720吨/天) 2.8 MPa 1 12万/a甲醇与75MWe IGCC 50,000Nm3/h H2+CO 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩21国外业绩 捷克Sokolovska uhelnd电厂客户捷克Sokolovska uhelnd 电厂 2008年 175MWth 1 反应器类型 操作压力 产品 带耐火砖气流床气化炉 2.8 MPa 440MWe试车时间 气化炉能力 气化炉数目西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有22国外业绩 美国Decatur合成天然气项目客户美国安全能源公司（Secure Energy Inc.) 500MWth(约2000吨/天) 2 产品 操作压力 4.0 MPa预计试车时间（2010年，受美国金融危机影响，未定）反应器类型 带水冷壁的气流床气化炉 气化炉能力 气化炉数目 ：原计划5.7亿Nm3/a 合成天然气，现改为化工产品煤种：伊利诺斯州（Illionis）5号煤（硬煤／次烟煤，高硫） 西门子GSP气化技术及其应用业绩 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有23国外业绩 美国Tenaska SNG＋IGCC项目项目阶段： 预计试车时间： 反应器类型 ： 带水冷壁的GSP气化炉 气化炉能力： 500MWth(约2000吨/天) 操作压力： 气化炉数目： 产品： 10亿Nm3/a 合成天然气＋IGCC 煤种 ： 烟煤 4.0 MPa 4 设计 2014年西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有24国内业绩 神华宁煤集团煤制烯烃项目客户 预计试车时间 气化炉能力 气化炉数目中国神华宁夏煤业集团 2010年 500MWth(约2000吨/天) 5 反应器类型 操作压力 产品 带水冷壁的气流床气化炉 4.0 MPa 167万吨甲醇制烯烃合成气量 520,000Nm3/h H2+CO 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有 西门子GSP气化技术及其应用业绩25国内业绩 山西兰花煤化工集团合成氨及甲醇项目客户山西兰花煤化工集团 PDP完成时间：2008年6月合同生效时间：2007年9月 预计试车时间：2012年 4.0 MPa 30万吨合成氨10万吨甲醇煤种试烧时间：2007年12月 气化炉能力 气化炉数目 合成气量500MWth(约2000吨/天) 2 125,000Nm3/h H2+CO操作压力 产品西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有26目 录 1 2 3 4GSP气化技术特点简介技术发展及工程保障能力技术业绩及最新进展GSP气化技术在SNG项目中的优势北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有西门子GSP气化技术及其应用业绩27煤气化工艺概述固定（移动）床气化技术 代表技术：常压固定床气化, 鲁奇加压气化，BGL等 流化床气化技术 代表技术：常温温克勒，高温温克勒，U-GAS，灰熔聚，KBR，恩德技 术等 气流床气化技术 特点：以粉煤为原料，操作压力高，利用纯氧作为氧化剂, 反应温度在煤 灰熔点之上, 液态连续排渣 优势: 单炉能力大,气化效率高，合成气中的有效成份高；碳转化率高; 清洁环保 代表技术： K－T炉技术，壳牌技术， Prenflo技术，通用－德士古技 术，西门子GSP技术等西门子GSP气化技术及其应用业绩 北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有28煤制天然气气化技术选择循环水中杂质／（mg/L） 苯酚 氨 焦油 氰化物 COD加压固定床 1500～5500 3500～9000 <500 1～40 3500～23000西门子GSP炉 无 100～800 无 10 400西门子GSP气化技术及在SNG方面的 应用北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有29西门子气化/ IGCC 整体解决方案燃气透平 仪表，控制系统＆诊断系统气化/ IGCC操作与维护服务气化炉（国产化）空分: Air / N2 / O2 / CO2 / 系列压缩机 蒸汽透平 西门子培训与模拟西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有30联系我们北京杰斯菲克气化技术有限公司北京亦庄经济技术开发区荣华中路15号朝林大厦1709室电话: （8610）51660836传真: （8610）51078668电邮: gsp@网址: 31西门子GSP气化技术及其应用业绩北京杰斯菲克气化技术有限公司版权所有。

西门子(GSP)气化技术是采用干粉进料、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。

该流程包括干粉煤的加压计量输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。

图：西门子(GSP)气化工艺流程。

通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。

干煤粉的加压计量输送系统经研磨的干燥煤粉由低压氮气送到煤的加压和投料系统。

此系统包括储仓、锁斗和密相流化床加料斗。

依据下游产品的不同，系统用的加压气与载气可以选用氮气或二氧化碳。

粉煤流量通过入炉煤粉管线上的流量计测量。

图：干煤粉的加压计量输送系统示意图。

气化与激冷系统载气输送过来的加压干煤粉，氧气及少量蒸汽（对不同的煤种有不同的要求）通过组合喷嘴进入到气化炉中。

气化炉包括耐热低合金钢制成的水冷壁的气化室和激冷室。

图：气化与激冷系统。

西门子(GSP)气化炉的操作压力为2.5～4.0MPa(g)。

根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350℃～1750 ℃之间。

高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。

从激冷室出来的达到饱和的粗合成气输送到下游的合成气净化单元。

气体除尘冷却系统气体除尘冷却系统包括两级文丘里洗涤器、一级部分冷凝器和洗涤塔。

净化后的合成气含尘量设计值小于1mg/Nm3，输送到下游。

黑水处理系统系统产生的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。

沉降槽下部沉降物经压滤机滤出并压制成渣饼装车外送。

沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制水中总盐的含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统，并在系统中补充新鲜的软化水。