1、GSP 粉煤气化装置运行分析摘 要：根据 GSP 粉煤气化装置开车以来在运行中出现的问题，有待进一步解决的主要问题是气化工艺生产过程中产生的粗合成气尘含量高，导致变换原料气换热器和保护床堵塞，文丘里系统管道、阀门、设备、机泵等经常性磨损、堵塞，严重影响装置长周期运行。 关键词：GSP 粉煤气化 运行分析 措施 我公司是首批以煤为原料生产烯烃的大型工业化项目之一，该项目采用德国 GSP 煤气化工艺制取合成气，生产出中间产品甲醇后采用德国鲁奇的 MTP 工艺制丙烯，采用 ABB 公司 Novolen 气相立式搅拌床聚合工艺，生产最终产品聚丙烯。全厂生产装置主要有气化装置、CO 变换装置、低温甲醇洗
2、装置、硫回收装置、甲醇合成精馏装置、甲醇制丙烯装置（MTP）和聚丙烯装置（PP） 。 气化装置自投料试车以来，原始开车很不顺利，通过大量技改优化，逐步趋于稳定。但目前仍因气化炉粗合成气带灰量大、文丘里洗涤水系统磨损严重等问题，严重制约装置长周期运行。 一、GSP 气化装置的概述 上图为 GSP 煤气化工艺流程示意图，气化装置的主要任务是把合格煤粉用高压氮气作为载气，依靠给料容器和气化炉之间的压差通过煤粉角阀定量输送至气化炉，在气化炉内煤粉进行部分氧化反应，生成的工艺气经激冷、鼓泡和洗涤满足增湿、降温、除尘效果，送入变换单元；同时将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降、过滤系统，以达到回收热量及灰水再
3、生、循环使用，反应生成的液态渣，经激冷水冷却、固化后排至渣池，渣水分离后将渣送出界区外。 二、GSP 气化装置运行情况 自 2011 年至 2012 年 6 月，气化炉停、跳车次数统计见表一： 期间单炉连续运行最长时间为 757 小时。 三、GSP 气化装置运行存在的几个问题及处理措施 1.合成气带灰量大，系统堵塞、磨损严重 设计合成气含尘量小于 1mg/m3，现由于气化反应过程中产生的细灰含量大，合成气带灰严重，导致变换系统粗合成气加热器、变换保护床堵塞，已导致气化系统停车数次。 另外合成气含尘量高，文丘里洗涤水带灰渣大，造成系统磨损严重。GSP 气化炉激冷室采用喷嘴进行激冷降温除灰渣，在实
4、际运行过程中，因为细灰含量大，气化炉激冷室的除渣效果不好，激冷室出口合成气带灰渣量较大，造成文丘里洗涤系统洗涤分离后洗涤水中固含量高，导致排液管线堵塞、阀门磨损，装置停车数次。 2.黑水闪蒸系统不合理，循环水、蒸汽消耗大，旁路闪蒸使用后磨损及堵塞问题突出 黑水主路闪蒸系统采用较传统的两级闪蒸，但设计的一级闪蒸压力低（0.04MPa）且闪蒸罐偏小，造成闪蒸气相冷凝后仍有大量固体，凝液无法直接回用，将其改入沉降槽沉降处理，没有完全实现闪蒸分离，故大量使用循环水降温后沉降处理。回用的灰水又需耗费大量低压蒸气加热至 150，整个系统设计不合理、不经济。 旁路闪蒸系统采用先冷却后闪蒸，该设计使闪蒸实质为
5、减压过程，无法实现闪蒸分离功能。文丘里洗涤水开路控制后，借用了旁路闪蒸系统采取连续运行模式，充分暴露出了旁路闪蒸容易堵塞和磨损的问题。所有黑水都要通过循环水冷却、沉降处理、预热后回用，因此整个黑水闪蒸系统设计不合理。 3.基于上述影响气化装置长周期运行的瓶颈问题，经过多方研究决定，形成了气化装置实施长期技改措施，如下： 3.1 气化炉出口新增鼓泡塔 在气化炉合成气出口增加鼓泡塔，对出气化炉的合成气进行粗洗，单系列增加 1 台洗涤塔循环水泵，通过喷头为鼓泡塔供洗涤水，对粗煤气进行粗洗，降低合成气中尘含量，对粗颗粒的渣进行洗涤。 3.2 文丘分离罐加长改造 对现有的一、二级文丘里分离罐结构进行改造
6、，加长分离罐 1.5 米，有效控制分离罐液位在正常控制范围内，实现原设计理念的旋风分离效果，降低合成气中含尘量。 3.3 原料气分离罐加长改造 在现有原料气分离罐本体上进行改造，将原料气分离罐筒体加长 2.4米；同时内部新增三层泡罩塔盘，上部旋风式除沫器改为丝网式除沫器。3.4 高压喷雾洗涤系统改造 在部分冷凝器下游、原料气分离罐上游增加高压喷雾洗涤系统；自动力站引一路高压锅炉水做为高压喷雾洗涤系统的洗涤水；在部分冷凝器和原料气分离罐之间增加高压喷雾装置，对原料气中 25m 的细灰进行精洗，降低合成气含尘量，减少对后系统的堵塞、磨损等不利因素。3.5 黑水闪蒸系统的改造 3.5.1 闪蒸单元：
7、取消原设计旁路闪蒸换热器，每个系列重新设计 2组固定管板式换热器；新增 1 台高压循环水预热器。因循环水量增大，新增 3 台循环水加压泵及 3 台高压循环水泵。 3.5.2 澄清单元：新增一台澄清槽， ，两台泥桨泵，一套絮凝剂制备站，两台离心风机。 3.6 设备、管道问题 自 2011 年至 2012 年 6 月，因文丘里、激冷水系统磨蚀、黑水管线磨蚀等关键设备、阀门、管线磨蚀问题停车累积 13 次，严重制约长周期稳定运行。 尽管管线磨蚀泄漏等有些问题可以采取降负荷在线处理或待压堵漏，但大多数问题都只能停车处理。且一般发生泄漏的都是带压部分，给安全生产和作业带来较大的风险。 针对管线弯头磨蚀问
8、题，综合其他同类问题的处理方法，现阐述如下： 一是合理布局现场管线，尽量使用大半径弯头，规避使用小半径弯头，并减少使用弯头数量。 二是应对含尘量高、流速快、易出现磨蚀的管线材质进行特殊选型，并利用加厚的硬质合金等方法进一步有效的抵抗磨蚀应力。 三是考虑将弯头换为三通，三通的管口 1 和 2 分别走介质，管口 3可适当延长 1 米焊接改为盲法兰，以便缓冲管线冲刷磨蚀情况。 四是在有较高的安全性的情况下，可以带压堵漏。待下次计划停车时一并处理管线泄漏的部分。 四、结束语 随着煤气化产业的迅速发展，GSP 粉煤气化装置出现的问题有些是个别性的，但很多问题都具有共性。通过不断地沟通交流、总结创新，出现的问题也不断地得到解决，使其单系列产能大、环境效益好等优点逐渐体现出来。通过后续的长期的技改措施的实施，相信能够很快的实现装置满负荷连续长周期平稳运行的目标。 参考文献 1唐宏青.GSP 工艺技术.中氮肥.2005.（2）：14-18. 2李大尚.GSP 技术是煤制合成气（或 H2）工艺的最佳选择.煤化工.2005.（3）：2-6. 3赵瑞同.李磊.张峰等.未来能源公司的 GSP 气化技术.煤化工.2005.（6）：19-22. 4章荣林.对 GSP 干法粉煤加压气化工艺技术的评述.氮肥与甲醇.2006.1（3）：9-12.
