煤粉密相输送载气对GSP气化炉的影响

闫 峰，闫 波

（神华宁夏煤业集团煤制油分公司，宁夏银川 750041）

煤粉密相输送载气对GSP气化炉的影响

闫 峰，闫 波

（神华宁夏煤业集团煤制油分公司，宁夏银川 750041）

介绍了神宁煤化工GSP气化煤粉密相输送系统中分别采用高压N2和高压CO2作为载气的应用，主要分析了N2和CO2分别作为载气时对气化炉反应以及粗煤气组分的影响。实践表明，煤粉密相输送系统采用CO2替代N2作为载气，有效降低粗煤气中N2含量，提高粗煤气中有效气（H2+CO）的含量，同时CO2可以循环回收利用，在一定程度上节约了成本，降低了能耗，减小CO2排放保护了环境，优势明显。

GSP气化；煤粉输送；密相输送

神宁集团50万t/a煤基烯烃项目的5台气化炉（四开一备）采用了全球最大的单喷嘴GSP炉，为国际首次工业运行。煤粉密相输送系统使用的载气为CO2和高压N2，在运行过程中可以互相切换使用或混用。

1 煤粉输送载气利用流程

来自低温甲醇洗工段的CO2经过压缩机加压后送到煤气化装置密相输送单元高压N2/CO2缓冲罐，部分CO2作为煤粉输送气，吹扫气或注射气进入气化炉中，另一部分在锁斗加压输送后通过减压过滤器与煤粉分离后回到净化装置的尾气洗涤塔，洗涤CO2中微量的甲醇蒸汽后放空。

2 煤粉密相输送载气对气化反应的影响

作为煤粉系统的输送载气，高压N2或高压CO2在煤粉系统里的作用：一是起到惰性保护，二是承载煤粉在输送过程中保持密相流化状态。但是由于其本身的性质差异，在使用过程中又会对系统造成不同的影响。

2.1 高压N2对气化反应的影响

高压N2进入气化炉中很少参与反应，但进入气化炉内降低了气化燃烧效率，主要原因有两个方面，一方面燃烧空间的氧含量降低，而另一方面是吸附在煤粉颗粒外表面和气孔中的N2在煤粉燃烧的时间内来不及脱附。

2.2 高压CO2对气化反应的影响

由于CO2的三相压力高于大气压力，由高压状态变化至大气压状态时，有可能形成干冰，从而堵塞阀门和管道，在实际应用过程中存在一定的危险性；在密相输送中，高压气体节流产生的降温也可能导致管道中的水分结冰，影响输送及排气过程。

3 煤粉密相输送载气对粗煤气组份的影响

我们先将N2作为密相输送载气运行8h后再切换为CO2运行8h，来分析比较它们对粗煤气组份的影响，如图（A）、（B）、（C）、（D）所示为不同输送载气对粗煤气组份的影响变化趋势。

从上图中我们可以看出，气化炉煤粉输送载气由高压N2向高压CO2切入前后CO和CO2的组分也增加，H2的组分减小，有效气组分（CO+H2）也相对增加。这与CO2作为煤粉系统载气参与反应有关，CO2可与H2反应生成CO和H2O，这是H2组分减少的主要原因；CO2还可与碳反应生成CO，这是有效气气量和CO组分增加的原因。CH4值大幅度上涨，气化炉炉温下降，这是由于CO2和H2反应产生过多的甲烷化反应造成的。

4 结论

煤粉密相输送系统采用CO2替代N2作为载气，有效降低粗煤气中N2含量，提高粗煤气中有效气（H2+CO）的含量，同时CO2可以循环回收利用，在一定程度上节约了成本，降低了能耗，减小CO2排放保护了环境。虽然CO2在合成气内的含量会升高，但是随着氧煤比的提高，反应热的增加CO2会逐渐下降，所以CO2作为煤粉系统输送气可以安全运行，在一定程度上可减少工艺蒸汽的需求量，不会产生大量惰性气稀释合成气，提高粗煤气效率，特别适用于甲醇合成以及其他羰基合成等多联产技术，并为合理利用和减排CO2探索了新的途径。

Study on the Influence of Dense Phase Conveying of Pulverized Coal on GSP Gasifier

Yan Feng，Yan Bo

This paper introduces the Shenhua Ningxia coal chemical GSP gasification of pulverized coal dense phase conveying system were used in high voltage N2and high voltage CO2used as carrier gas，the main analysis of the N2and CO2were used as the carrier gas reaction of the gasifier and crude gas component influence.Practice shows that the pulverized coal dense phase conveying system using CO2instead of N2as the carrier gas，effectively reduce the content of N2in raw gas，improve gas in raw gas（H2+CO）content，whileCO2can recycle，to a certain extent，save the cost，reduce energy consumption，reduce emissions of CO2environmental protection in the process of advantage obviously.

GSP gasification；pulverized coal transportation；dense phase transport

TQ546

B

1003–6490（2016）09–0012–01

2016–09–09

闫峰（1988—），男，河南汝南人，助理工程师，主要研究方向为化学工程与工艺。