下载文档原格式
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)。
