西門子(GSP)與德士古氣化技術的比較

劉鍵(神華寧夏煤業集團烯烴一分公司，寧夏 銀川 751411)

西門子(GSP)與德士古氣化技術的比較

劉鍵(神華寧夏煤業集團烯烴一分公司，寧夏 銀川 751411)

煤炭是我國的重要能源，通過煤氣化方式的應用，即能夠實現煤炭對清潔、高效新能源的轉變。本文對西門子(GSP)與德士古氣化技術進行一定的比較分析。

西門子(GSP)；德士古；氣化技術

煤炭作為我國的重要能源類型，在社會生產中發揮著重要作用。我國是一個煤炭資源豐富，但燃氣資源相對缺少的國家，因此將煤炭實現對清潔、高效新能源的轉化成為了一項重要工作。煤氣化即是對該目標進行實現的有效方式，GSP以及德士古是對該目標進行實現的兩種具有代表性的技術，本研究將對兩類技術進行一定的對比分析。

1 原料需求

從經濟方面考慮，在氣流床液態排渣氣化當中，需要對灰分低、揮發分高、活性好以及水分低的煤種進行優先考慮，將其作為原料煤進行使用。而在實際選擇當中，也將受到來自較多方面的限制，如建廠條件以及煤種等。對于GSP以及德士古這兩類技術來說，兩者具有著不同的要求，在進料狀態、方式以及原料煤的制備方面存在著一定的差異，這部分差異情況的存在，也直接體現在對原料煤的要求方面。其中德士古為水煤漿加壓技術，要求低粘度、好流動性以及高濃度煤漿材料，且對煤的灰熔點以及灰分等都具有一定的要求。因此高活性煙煤就成為煤漿氣化工藝中首選的煤種類型。為了能夠滿足其在粘度以及濃度方面的需求，即需要向其中進行適當添加劑的加入，部分煤種還需要添加助溶劑。

GSP方面，其使用干粉煤入爐，要求煤粉溫度在70℃以上。為了對合格的干煤粉進行制備，則需要對煤粉進行干燥處理，即煙煤要求在2%以下，褐煤則在8%～10%之間。因GSP氣化爐為水冷壁結構，能夠對較高的溫度進行承受，對此，其在原料煤灰熔點方面同德士古相比更為嚴格。因為干煤粉入爐，在氣化當中在水蒸氣量需求方面較小，也將具有較少的煤粉代入水分。其氣化溫度在煤耗、煤氣質量以及氧耗方面同德士古技術相比不是特別明顯。即同德士古技術相比，GSP技術在原料煤方面有著更廣的適應范圍，對于無法制出合格水煤漿的煤則可能實現對GSP合格氣化原料的轉化。

2 反應原理

德士古氣化技術的操作壓力在2．6MPa與8．5MPa之間。生產合成氣將應用在甲醇、發電、合成氨以及醋酸當中。其特點，即氣液兩相并流型氣化爐，在實際生產中，煤漿與氧氣則將經過特制工藝燒嘴混合處理之后進入到氣化爐當中，在耐火磚吸熱之后形成部分氧化還原反應，形成以氫氣與一氧化碳為主的粗合成氣，兩者在該合成氣當中的比重在80%左右。同時，在反應當中也將生成大量的熱量，能夠保持爐溫能夠始終處在煤灰熔點以上，以此對液態排渣相關需求進行滿足。在氣化爐當中，其反應較為復雜，主要為煤裂解、燃燒、氣化反應這幾個階段。

GSP氣化反應方面，則在高溫加壓環境下完成，為氣流床反應。在實際生產中，幾根煤粉管線將以均勻的方式進入到外環隙當中，在通道當中內盤旋向下，以此噴出煤粉，并在其外部形成均勻煤粉層。之后，蒸汽同氧氣則將在氣化室當中氣化處理，并形成以氫氣以及一氧化碳為主的粗煤氣。從該方面可以了解到，GSP同德士古具有著基本相同的反應原理，為不完全氧化還原反應，兩者所存在的區別，即在德士古技術當中使用的為水煤漿材料，而在GSP技術當中則使用的為干煤粉氣化。

3 工藝流程

在德士古技術當中，其通過氧氣與水煤漿在氣化爐當中形成部分氧化反應，在此過程中生產以氫氣與一氧化碳為主的合成氣，同時有熔渣生成。熔渣與合成氣兩者混合之后，將進入到激冷室水浴當中，經過降溫洗滌處理后，將經過上升管進入到洗滌塔當中進一步降溫洗滌。之后再將滿足要求的合成氣實現對變化工段的輸送。熔渣方面，其在激冷室底部位置堆積之后，將以定期的方式向外運輸，而洗滌塔、激冷室當中形成的黑水在運輸到閃蒸系統后，在經過固體雜質以及酸性氣體循環利用后即能夠實現水資源的有效解決。固體雜質方面，則在經過沉清槽過濾處理運輸到廠外。

GSP同其余煤氣化工藝相同，由備煤、氣化以及除渣幾部分組成。在備煤系統當中，其由干燥、磨煤、儲存、加壓輸送以及常壓輸送這幾部分組成。在實際處理當中，先對其進行破碎處理，將其破碎到0-50mm粒度，使用惰性氣體將其傳輸到粉煤儲倉當中。之后，粉煤則會在重力作用下進入給料鎖斗當中，在經過料鎖斗加壓處理后送入到加料器中，在經過輸送管道的使用將粉煤實現對組合噴嘴的輸送，同氣化劑一起進入到氣化爐當中。之后，其在氣化室的高溫影響下則將發生部分氧化反應，形成熔渣以及粗煤氣，進入到下部激冷室當中，并在被冷卻處理后接近飽和狀態。當液態熔渣在激冷室經過水浴冷卻形成顆粒狀之后，再經過渣鎖斗排入到渣池當中。而被激冷處理的煤氣則會從激冷室的上部位置排出，在經過兩級洗滌器分離處理，在保證煤氣含塵濃度在1mg/m3以內送出界區，將渣水送到黑水處理系統當中。

在黑水處理系統當中，黑水在經過兩級閃蒸處理后將進入到沉降槽當中，在向其中加入絮凝劑后，將濾餅送出界區當中，清相返回氣化系統作為沖洗以及激冷水。在閃蒸處理后，少量氣體則將進入到火炬系統中，并在燃燒之后排放。通過這部分研究可以了解到，GSP與德士古兩種技術在處理流程方面大同小異，除了煤粉制備以及煤漿技術具有著一定的區別以外，排渣、氣化以及黑水閃蒸原理基本相同。而同德士古技術相比，GSP技術合成器有效成分更高，具有著較低的消耗指標，在經濟方面比德士古更具優勢。

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