西门子(GSP)与德士古气化技术的比较

刘键(神华宁夏煤业集团烯烃一分公司，宁夏 银川 751411)

西门子(GSP)与德士古气化技术的比较

刘键(神华宁夏煤业集团烯烃一分公司，宁夏 银川 751411)

煤炭是我国的重要能源，通过煤气化方式的应用，即能够实现煤炭对清洁、高效新能源的转变。本文对西门子(GSP)与德士古气化技术进行一定的比较分析。

西门子(GSP)；德士古；气化技术

煤炭作为我国的重要能源类型，在社会生产中发挥着重要作用。我国是一个煤炭资源丰富，但燃气资源相对缺少的国家，因此将煤炭实现对清洁、高效新能源的转化成为了一项重要工作。煤气化即是对该目标进行实现的有效方式，GSP以及德士古是对该目标进行实现的两种具有代表性的技术，本研究将对两类技术进行一定的对比分析。

1 原料需求

从经济方面考虑，在气流床液态排渣气化当中，需要对灰分低、挥发分高、活性好以及水分低的煤种进行优先考虑，将其作为原料煤进行使用。而在实际选择当中，也将受到来自较多方面的限制，如建厂条件以及煤种等。对于GSP以及德士古这两类技术来说，两者具有着不同的要求，在进料状态、方式以及原料煤的制备方面存在着一定的差异，这部分差异情况的存在，也直接体现在对原料煤的要求方面。其中德士古为水煤浆加压技术，要求低粘度、好流动性以及高浓度煤浆材料，且对煤的灰熔点以及灰分等都具有一定的要求。因此高活性烟煤就成为煤浆气化工艺中首选的煤种类型。为了能够满足其在粘度以及浓度方面的需求，即需要向其中进行适当添加剂的加入，部分煤种还需要添加助溶剂。

GSP方面，其使用干粉煤入炉，要求煤粉温度在70℃以上。为了对合格的干煤粉进行制备，则需要对煤粉进行干燥处理，即烟煤要求在2%以下，褐煤则在8%～10%之间。因GSP气化炉为水冷壁结构，能够对较高的温度进行承受，对此，其在原料煤灰熔点方面同德士古相比更为严格。因为干煤粉入炉，在气化当中在水蒸气量需求方面较小，也将具有较少的煤粉代入水分。其气化温度在煤耗、煤气质量以及氧耗方面同德士古技术相比不是特别明显。即同德士古技术相比，GSP技术在原料煤方面有着更广的适应范围，对于无法制出合格水煤浆的煤则可能实现对GSP合格气化原料的转化。

2 反应原理

德士古气化技术的操作压力在2．6MPa与8．5MPa之间。生产合成气将应用在甲醇、发电、合成氨以及醋酸当中。其特点，即气液两相并流型气化炉，在实际生产中，煤浆与氧气则将经过特制工艺烧嘴混合处理之后进入到气化炉当中，在耐火砖吸热之后形成部分氧化还原反应，形成以氢气与一氧化碳为主的粗合成气，两者在该合成气当中的比重在80%左右。同时，在反应当中也将生成大量的热量，能够保持炉温能够始终处在煤灰熔点以上，以此对液态排渣相关需求进行满足。在气化炉当中，其反应较为复杂，主要为煤裂解、燃烧、气化反应这几个阶段。

GSP气化反应方面，则在高温加压环境下完成，为气流床反应。在实际生产中，几根煤粉管线将以均匀的方式进入到外环隙当中，在通道当中内盘旋向下，以此喷出煤粉，并在其外部形成均匀煤粉层。之后，蒸汽同氧气则将在气化室当中气化处理，并形成以氢气以及一氧化碳为主的粗煤气。从该方面可以了解到，GSP同德士古具有着基本相同的反应原理，为不完全氧化还原反应，两者所存在的区别，即在德士古技术当中使用的为水煤浆材料，而在GSP技术当中则使用的为干煤粉气化。

3 工艺流程

在德士古技术当中，其通过氧气与水煤浆在气化炉当中形成部分氧化反应，在此过程中生产以氢气与一氧化碳为主的合成气，同时有熔渣生成。熔渣与合成气两者混合之后，将进入到激冷室水浴当中，经过降温洗涤处理后，将经过上升管进入到洗涤塔当中进一步降温洗涤。之后再将满足要求的合成气实现对变化工段的输送。熔渣方面，其在激冷室底部位置堆积之后，将以定期的方式向外运输，而洗涤塔、激冷室当中形成的黑水在运输到闪蒸系统后，在经过固体杂质以及酸性气体循环利用后即能够实现水资源的有效解决。固体杂质方面，则在经过沉清槽过滤处理运输到厂外。

GSP同其余煤气化工艺相同，由备煤、气化以及除渣几部分组成。在备煤系统当中，其由干燥、磨煤、储存、加压输送以及常压输送这几部分组成。在实际处理当中，先对其进行破碎处理，将其破碎到0-50mm粒度，使用惰性气体将其传输到粉煤储仓当中。之后，粉煤则会在重力作用下进入给料锁斗当中，在经过料锁斗加压处理后送入到加料器中，在经过输送管道的使用将粉煤实现对组合喷嘴的输送，同气化剂一起进入到气化炉当中。之后，其在气化室的高温影响下则将发生部分氧化反应，形成熔渣以及粗煤气，进入到下部激冷室当中，并在被冷却处理后接近饱和状态。当液态熔渣在激冷室经过水浴冷却形成颗粒状之后，再经过渣锁斗排入到渣池当中。而被激冷处理的煤气则会从激冷室的上部位置排出，在经过两级洗涤器分离处理，在保证煤气含尘浓度在1mg/m3以内送出界区，将渣水送到黑水处理系统当中。

在黑水处理系统当中，黑水在经过两级闪蒸处理后将进入到沉降槽当中，在向其中加入絮凝剂后，将滤饼送出界区当中，清相返回气化系统作为冲洗以及激冷水。在闪蒸处理后，少量气体则将进入到火炬系统中，并在燃烧之后排放。通过这部分研究可以了解到，GSP与德士古两种技术在处理流程方面大同小异，除了煤粉制备以及煤浆技术具有着一定的区别以外，排渣、气化以及黑水闪蒸原理基本相同。而同德士古技术相比，GSP技术合成器有效成分更高，具有着较低的消耗指标，在经济方面比德士古更具优势。

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