GSP煤气化渣水系统的选择参考.doc

GSP煤气化渣水系统的选择 谭成敏，丁振伟（贵州开阳化工有限公司，贵州 开阳 ） 2007-01-01 ??? 贵州开阳年产500 kt/a合成氨项目是兖矿贵州能化公司与贵州开磷集团共同出资建设目前国内规模最大、技术最先进的合成氨装置之一，装置以无烟煤为原料，在吸收国内外先进技术的基础上,按照先进、节能、可靠、成熟和经济合理的原则，合理选择工艺技术路线。通过考察调研，采用了德国未来能源公司GSP粉煤加压气化工艺，该技术对贵州煤种有广泛的适应性，但我们公司不引进此煤气化技术的渣水处理系统技术，而是采用国内设计的兖矿国泰化工有限公司水煤浆气化渣水处理技术。下面介绍我们选择的缘由。 1?? GSP煤气化技术发展史 ??? 前东德的德意志国家燃料研究所（DeutschesBrennstoffInstitut Freiberg，简称DBI）于1956年成立，一直致力于煤炭综合利用的研究开发工作，最初开发固定床气化技术，即使在国际市场石油过剩的年代也没有中断过褐煤的气化开发工作。为了进一步开发褐煤及其他煤种的气化，提高粉煤的利用率，减少块煤的需要和减少焦油的生成，于1976年研究开发了基于水冷壁的粉煤加压气化工艺，因位于东德黑水泵地区，故取名GSP（德文黑水泵 Gaskombiant Schwarze Pumpe的简称）煤气化技术。 ??? 未来能源公司GSP粉煤气化技术开发过程 ??? 未来能源公司位于德国弗赖贝格（Freiberg），其前身是前东德的德意志燃料研究所。1990年东西德合并后被诺尔公司收购（Noell）,1999年又被德国巴博高克电力公司收购，2002年德国巴博高克电力公司破产，由瑞士可持续技术公司(SUSTEC AG)收购其煤气化技术部门，成立了其全资子公司－未来能源有限责任公司。GSP技术的开发历程如下： ??? ■???1956～1977年东德的德意志燃料研究所（DBI），在黑水泵煤气化厂建成24台固定床气化炉； ??? ■???1978～1989年在弗赖贝格示范装置建成3MW流化床气化炉，试验气化褐煤、盐化泥煤等42种煤种，15种硬煤，石油焦、飞灰等； ??? ■???1984年黑水泵厂建成130MW气化炉，用作城市煤气，主要燃烧东德当地的褐煤； ??? ■???1996年建成5MW水冷壁气化炉； ??? ■???1990～1999年被Noell GmbH收购，气化废油、焦油、木屑、禾杆、工业废物等及生物有机质液化； ??? ■???2000～2002年被德国巴高克公司收购，气化焦油； ??? ■???2002～2004年被未来能源公司收购，气化焦油，开发新的水冷壁气化炉。 ??? 从GSP气化发展的历史来看，其粗煤气净化及渣水处理效果是很难考证的，因为国外GSP气化主要用于生产燃料气及循环发电（IGCC），远不如作化工原料气对含尘量的要求那样严格，很难设想德国人粗煤气净化及渣水处理设计会比德士古水煤浆技术先进很多。众所周知，GSP气化合成气的含尘量将会直接影响到后工序变换催化剂的使用寿命，影响装置的运行周期。另外国内引进的德士古气化的粗煤气净化、渣水处理系统在中国也经历了不少改造，各厂的变换催化剂所受的影响也各不相同，到目前为止，渣水系统仍然是影响气化系统长周期运行的一个因素。各厂在渣水处理方面做了较多的努力和技术改造，虽然最终都恢复了正常稳定生产，但其中的经验和教训值得吸取。兖矿国泰化工水煤浆气化粗煤气净化及渣水处理系统由华东理工大学设计，此设计完全不同于德士古水煤浆气化引进技术。经过近一年的运行考验，显示出很好的长周期运行效益优势。所以引进范围统一到把粗煤气净化及黑水处理系统切分出来，交给华东理工大学设计，既解决了可靠性的问题，又降低了投资风险，是比较合理的。 2?? 国内引进的典型德士古水煤浆气化渣水系统情况 ??? 自从德士古第一套水煤浆加压气化装置在鲁南化肥厂投料开车以来，最近十几年国内又陆续上了十多套该类型装置，并且都已经取得成功。德士古气化渣水系统是该工艺的一个重要技术环节，渣水系统运行的正常与否，直接影响整个系统能否长周期安全稳定运行。针对该类装置国内各厂在渣水系统方面经过不断的革新、改造，渣水系统已经运行得比较稳定，但仍然存在着不少问题。 2. 1? 鲁南渣水系统 ??? 兖矿鲁南化肥厂的德士古水煤浆加压气化装置是国内第一套示范装置，世界第五套生产装置。该项目于1989开工建设，1993年4月建成投入试生产。该装置灰水处理系统采用了三级闪蒸,压力分别为：高压0.71MPa，中压0.20 MPa，真空－0.055 MPa ～－0.065 MPa，如图1。从早期运行的情况来看，渣水系统的运行周期较短,一般为2～3个月，主要缺点有：因闪蒸罐气相（废气）均放空之火炬，开停车过程中闪