煤粉密相輸送載氣對GSP氣化爐的影響

閆 峰，閆 波

（神華寧夏煤業集團煤制油分公司，寧夏銀川 750041）

煤粉密相輸送載氣對GSP氣化爐的影響

閆 峰，閆 波

（神華寧夏煤業集團煤制油分公司，寧夏銀川 750041）

介紹了神寧煤化工GSP氣化煤粉密相輸送系統中分別采用高壓N2和高壓CO2作為載氣的應用，主要分析了N2和CO2分別作為載氣時對氣化爐反應以及粗煤氣組分的影響。實踐表明，煤粉密相輸送系統采用CO2替代N2作為載氣，有效降低粗煤氣中N2含量，提高粗煤氣中有效氣（H2+CO）的含量，同時CO2可以循環回收利用，在一定程度上節約了成本，降低了能耗，減小CO2排放保護了環境，優勢明顯。

GSP氣化；煤粉輸送；密相輸送

神寧集團50萬t/a煤基烯烴項目的5臺氣化爐（四開一備）采用了全球最大的單噴嘴GSP爐，為國際首次工業運行。煤粉密相輸送系統使用的載氣為CO2和高壓N2，在運行過程中可以互相切換使用或混用。

1 煤粉輸送載氣利用流程

來自低溫甲醇洗工段的CO2經過壓縮機加壓后送到煤氣化裝置密相輸送單元高壓N2/CO2緩沖罐，部分CO2作為煤粉輸送氣，吹掃氣或注射氣進入氣化爐中，另一部分在鎖斗加壓輸送后通過減壓過濾器與煤粉分離后回到凈化裝置的尾氣洗滌塔，洗滌CO2中微量的甲醇蒸汽后放空。

2 煤粉密相輸送載氣對氣化反應的影響

作為煤粉系統的輸送載氣，高壓N2或高壓CO2在煤粉系統里的作用：一是起到惰性保護，二是承載煤粉在輸送過程中保持密相流化狀態。但是由于其本身的性質差異，在使用過程中又會對系統造成不同的影響。

2.1 高壓N2對氣化反應的影響

高壓N2進入氣化爐中很少參與反應，但進入氣化爐內降低了氣化燃燒效率，主要原因有兩個方面，一方面燃燒空間的氧含量降低，而另一方面是吸附在煤粉顆粒外表面和氣孔中的N2在煤粉燃燒的時間內來不及脫附。

2.2 高壓CO2對氣化反應的影響

由于CO2的三相壓力高于大氣壓力，由高壓狀態變化至大氣壓狀態時，有可能形成干冰，從而堵塞閥門和管道，在實際應用過程中存在一定的危險性；在密相輸送中，高壓氣體節流產生的降溫也可能導致管道中的水分結冰，影響輸送及排氣過程。

3 煤粉密相輸送載氣對粗煤氣組份的影響

我們先將N2作為密相輸送載氣運行8h后再切換為CO2運行8h，來分析比較它們對粗煤氣組份的影響，如圖（A）、（B）、（C）、（D）所示為不同輸送載氣對粗煤氣組份的影響變化趨勢。

從上圖中我們可以看出，氣化爐煤粉輸送載氣由高壓N2向高壓CO2切入前后CO和CO2的組分也增加，H2的組分減小，有效氣組分（CO+H2）也相對增加。這與CO2作為煤粉系統載氣參與反應有關，CO2可與H2反應生成CO和H2O，這是H2組分減少的主要原因；CO2還可與碳反應生成CO，這是有效氣氣量和CO組分增加的原因。CH4值大幅度上漲，氣化爐爐溫下降，這是由于CO2和H2反應產生過多的甲烷化反應造成的。

4 結論

煤粉密相輸送系統采用CO2替代N2作為載氣，有效降低粗煤氣中N2含量，提高粗煤氣中有效氣（H2+CO）的含量，同時CO2可以循環回收利用，在一定程度上節約了成本，降低了能耗，減小CO2排放保護了環境。雖然CO2在合成氣內的含量會升高，但是隨著氧煤比的提高，反應熱的增加CO2會逐漸下降，所以CO2作為煤粉系統輸送氣可以安全運行，在一定程度上可減少工藝蒸汽的需求量，不會產生大量惰性氣稀釋合成氣，提高粗煤氣效率，特別適用于甲醇合成以及其他羰基合成等多聯產技術，并為合理利用和減排CO2探索了新的途徑。

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

閆峰（1988—），男，河南汝南人，助理工程師，主要研究方向為化學工程與工藝。