GSP粉煤氣化技術(shù)引進(jìn)方案的優(yōu)化

第1期(總第134期)煤化工No.1 (Total No.134)2008年2月Coal Chemical IndustryFeb.2008GSP粉煤氣化技術(shù)引進(jìn)方案的優(yōu)化譚成敏曹召軍(貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司,開(kāi)陽(yáng)550300)摘要概述了GSP粉煤氣化技術(shù)的特點(diǎn),介紹了50萬(wàn)t/a合成氨項目中引進(jìn)的GSP煤氣化技術(shù)方案的優(yōu)化情況:煤粉的研磨千燥制備采用國內制粉技術(shù)即可滿(mǎn)足要求;煤粉的密相輸送及氣化需引進(jìn)國外先進(jìn)技.術(shù);粗煤氣凈化可借鑒、采用德士古工藝的分級凈化;黑水處理系統可采用國內經(jīng)過(guò)改進(jìn)的德士古工藝的含渣黑水處理工序。通過(guò)以上優(yōu)化方案,GSP 煤氣化技術(shù)的引進(jìn)可節省投資,提高項目競爭力。關(guān)鍵詞CSP煤氣化 技術(shù)引進(jìn) 合成氨方案優(yōu)化文章編號:1005-9598 (2008)-01-00-03中圈分類(lèi)號:TQ54 文獻標識碼:B貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司年產(chǎn)50萬(wàn)t/a合成氨項過(guò)程的前提下，結合國內德士古水煤漿氣化先進(jìn)經(jīng)目,由兗礦貴州能化公司與貴州開(kāi)磷集團共同出資建驗，對氣化引進(jìn)技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化,現對優(yōu)化情況進(jìn)設,是國內目前規模最大、技術(shù)最先進(jìn)的合成氨裝置行介紹。之一,目的是為建設中的開(kāi)陽(yáng)磷煤化工基地提供液氨原料,采用管道運輸方式,為下游磷氨肥生產(chǎn)裝置全1貴州原料煤的性質(zhì)天候供氨。裝置采用國內外先進(jìn)的低溫甲醇洗和液氮洗、全凝式蒸汽透平驅動(dòng)的離心式合成氣壓縮機組等干粉煤氣化技術(shù)對具有高灰分、高灰熔融性溫技術(shù)，煤氣化技術(shù)引進(jìn)德國GSP 粉煤加壓氣化工藝，度高硫分特點(diǎn)的貴州無(wú)煙煤,有很好的適應性,原料在充分考察調研國外此項技術(shù)運行裝置特點(diǎn)及發(fā)展煤分析見(jiàn)表1。表1原料煤分析工業(yè)分析元素分析M_/%_ M.2/% A./%V/% FC.w/%可磨指數HCIC_/%H2/%N./%S2/%運行值62.215.00 9.00 73. 8012074. 482. 931.052.66設計值26.67 6. 4264. 7110863.39°2. 530.903.14灰熔融性溫度熱值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主要灰組分SiO2A120, .FePO3CaOMg0SO,TiO2 .KONa.0MnO244. 6628. 8512. 842.770. 921. 321. 583.520. 790.03528.8512.840.921.321.583. 520.790. 035中國煤化工收稿日期:2007-09-22作者簡(jiǎn)介:譚成敏(1971-),男,1992年畢業(yè)于華東化工2.CCHCNMHG學(xué)院(現華東理工大學(xué))煤化工工藝專(zhuān)業(yè),工程師,現從事德士古水煤漿及Shell 煤粉氣化技術(shù)在中國的煤氣化生產(chǎn)科研工作。推廣歷程是曲折漫長(cháng)的,顯示了一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)從引進(jìn)2008年2月譚成敏等:GSP粉煤氣化技術(shù)引進(jìn)方案的優(yōu)化- 11-到成熟的不易。貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司從2005年5從GSP氣化發(fā)展的歷史來(lái)看,其粗煤氣凈化效果月17日第一次與德國未來(lái)能源公司交流起至今,先 是很難考證的,因國外GSP氣化的功能主要是供給燃后與德國未來(lái)能源公司、科林公司的專(zhuān)家多次交流，料氣, 遠不如供給化工作原料氣對含塵量的要求那樣基本了解了GSP氣化技術(shù)的專(zhuān)利現狀和技術(shù)發(fā)展的嚴格,很難設想粗煤氣凈化的設計會(huì )比德士古先進(jìn)很真實(shí)歷程,以及該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題。GSP多。 眾所周知,GSP氣化合成氣的含塵量將會(huì )直接影氣化技術(shù)作為一種新的干煤粉氣化技術(shù),兼有Shell響到后工序變換催化劑的使用壽命，影響裝置的運氣化和德士古氣化的許多優(yōu)點(diǎn),投資幾乎是Shell氣行。另外,德士古氣化的粗煤氣凈化、黑水系統引進(jìn)技化的一半,不用備爐，年檢修費用少(主要是沒(méi)有耐火術(shù) 在中國發(fā)展過(guò)程中也經(jīng)過(guò)了不少改進(jìn),各廠(chǎng)的變換材料的更換費用及燒嘴的使用時(shí)間大于8 00h),可催 化劑所受的影響也各不相同,尤其黑水系統仍然是以適應灰熔融性溫度更高的煤。影響氣化系統長(cháng)周期運行的因素,各廠(chǎng)在黑水系統方2.2 GSP 氣化技術(shù)的特點(diǎn)面作出了較多的努力和技術(shù)改造,雖然最終都實(shí)現了2.2.1主要優(yōu)點(diǎn)穩定生產(chǎn),但其中的經(jīng)驗和教訓值得吸取。兗礦國泰(1)產(chǎn)物完全無(wú)焦油;(2)高達99%的碳轉化率;化工有限公司水煤漿氣化粗煤氣凈化及黑水處理系(3)給料煤種范圍廣;(4)氣化能力強,設備尺寸比同統由華東理工大學(xué)設計,此設計完全打破了引進(jìn)德士處理量的其他設備小,且壽命長(cháng);(5)氣化爐壽命長(cháng)，古水煤漿 氣化技術(shù)的局面，經(jīng)過(guò)近-年的運行考驗 ,水冷璧系統壽命在10a以上,爐體壽命更長(cháng)。能達到長(cháng)周期運行,所以,引進(jìn)時(shí),把粗煤氣凈化及黑2.2.2技術(shù)方特種設備特點(diǎn)水處理系統切分出來(lái),由華東理工大學(xué)設計,既解決氣化爐(水冷璧)壽命10a(正常 操作);了可靠性的問(wèn)題,又降低了投資,是比較合理的。燒嘴(進(jìn)料燒嘴)壽命10a(燒嘴 端部維修最多13.3.2分級凈化式的粗煤 氣初步凈化工序年2次);兗礦國泰化工有限公司粗煤氣初步凈化工序采密相進(jìn)料系統壽命15a。用“分級凈化”,由混合器、分離器、水洗塔3個(gè)單元組2.2.3可靠性 (預計使用壽命,包括維護和停車(chē)時(shí)間)合,形成合成氣初步凈化工藝流程(見(jiàn)圖1),即先“粗氣化爐容器預計使用壽命25a;分”再“精分”,屬高效、節能型?；旌掀骱笤O置分離水冷壁預計使用壽命25a;器,除去80%~90%的細灰，使進(jìn)入水洗塔的合成氣較壓力容器預計使用壽命25a。為潔凈;加入水洗塔的洗滌水比加人混合器的潤濕洗滌水更清潔,保證洗滌效果,可使系統壓降低(0. 08MPa~3GSP煤氣化技術(shù)的優(yōu)化方案0. 10MPa) ,分離效果好,合成氣中細灰含量低(< <1mg/m)。氣化界區主要包括:煤粉的研磨千燥制備;煤粉同時(shí)分級凈化的方法避免了粗煤氣初步凈化工序的的密相輸送及氣化;粗煤氣的初步凈化黑水處理。堵塞問(wèn)題。德士古水煤漿氣化爐投料初期,由于附著(zhù)3.1煤粉的研磨干燥制備在工藝氣出口管線(xiàn)內壁上的垢片受熱及高速氣流沖從國內引進(jìn)Shell氣化技術(shù)來(lái)看,其干煤粉的研刷后脫落,易造成水洗塔出口管線(xiàn)堵塞。由于設置了磨干燥制備部分幾乎全部由國內進(jìn)行設計,從湖北雙分離器,灰垢被預先擋在了分離器內,即使分離器排環(huán)和中石化洞氮的開(kāi)車(chē)情況來(lái)看,國內制粉技術(shù)是完水管線(xiàn)被堵,碳洗塔排水照樣可完成排灰作用。全可以信賴(lài)的。GSP氣化技術(shù)在備煤上幾乎與Shell煤漿氧氣+蒸汽氣化一樣,Shell氣化的使用經(jīng)驗是完全可以借鑒的,所以,引進(jìn)范圍應把備煤?jiǎn)卧蟹殖鰜?lái),交給國內1t相關(guān)單位設計,既解決了可靠性的問(wèn)題,又降低了投黑水0石3.2煤粉的密 相輸送及氣化5KGSP氣化技術(shù)的煤粉密相輸送及氣化技術(shù)在國外有運行裝置,國內只有類(lèi)似試驗裝置,所以要引進(jìn)中國煤化工此部分先進(jìn)技術(shù),降低風(fēng)險。MHCNMHG風(fēng)分離器3.3粗煤氣凈化 .黑水處理系統4- -水洗塔5一蒸發(fā)熱水塔3.3.1對國內外 粗煤氣凈化.黑水處理系統的認識圈1粗煤氣初步凈化工序工藝流程示意圖-12-煤化工2008年第1期.3.3.3含渣黑水處理工序進(jìn)性為:無(wú)影響長(cháng)周期運轉的隱患;回收熱量充分,高兗礦國泰化工有限公司含渣黑水處理工序采用溫灰水與閃蒸汽溫差<2C ,熱效率高。而引進(jìn)的德士含渣黑水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽與灰水直接換熱回收熱量,古水煤漿氣化技術(shù)因采用間接換熱方式,換熱設備結同時(shí)完成傳質(zhì)、傳熱過(guò)程,其工藝流程示于圖2。其先垢堵塞嚴重,導致系統無(wú)法長(cháng)周期運轉?；鹁娣趴?氣化爐黑水當4結束語(yǔ)旋風(fēng)分商器黑杰水洗塔黑水向根據現代煤化工的基本要求,項目宜采用高新技術(shù),優(yōu)化工藝路線(xiàn),充分注重環(huán)保和經(jīng)濟效益相結合,自己在技術(shù)成熟可靠的情況下,最大限度降低投資。同樣的項目規模,采用Shell氣化的流程組織,總體投資1一蒸發(fā)熱水塔2- 灰水換熱器3-真空閃 蒸罐約31億元~35億元，由于我們借鑒國內德士古煤氣.4-真空閃蒸換熱器5- 酸性氣分離器化一些先進(jìn)經(jīng)驗,采用經(jīng)過(guò)優(yōu)化的相對簡(jiǎn)化的GSP引6-真空閃蒸分離罐7- 澄清槽8一灰水槽進(jìn)流程,投資約在24億元,不但大大節省了投資,進(jìn)圍2含渣 黑水處理工序工藝流程示意圖而大大提高了項目的競爭力。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頁(yè))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中國煤化工fure large ecale ;exploitation and utilization of coal bed methane will give rise to a pot!Y臺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