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GSP气化炉工艺介绍


Introduction to FUTURE ENERGY GmbH and GSP Gasification Technology 未来能源股份有限公司和GSP 气化技术的介绍

September, 2005 2005年10月

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

Table of contents目录
1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH 未来能源股份有限公司介绍 2. Description of GSP gasification technology GSP气化技术描述 3. Industrial applications of GSP technology GSP技术的工业应用 4. Comparison with other similar technologies 与其他类似技术的比较

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

公司背景 1.3 Category of technical activities 科技活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Outline of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司的概况

Founded创建:

Founded in 2002 创建于2002年 (from former Babcock Borsig Power GmbH 前身是Babcock Borsig电力股份有限公司) Sustec Holding AG, Switzerland 瑞士Sustec Holding 公司 Dirk Volkmann

Owner拥有者:

Managing director总经理:
Technical staffs:
技术人员

15 engineers工程师 5 technicians技术员

Test facilities:
试验工厂

- 3 MW entrained-flow gasifier (cooling wall) 3MW 气流床气化炉(水冷壁)
- 5 MW entrained-flow gasifier (cooling screen) 5MW 气流床气化炉(水冷格栅) - Pulverized fuel dosing and feeding system粉状燃料定量给料系统 - Pyrolysis unit especially for biomass 热解装置,尤其对生物体 - Other necessary auxiliary units 其它必须的辅助装置

Organization of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司的组织结构 Management 经理层

Quality Management 质管部

Secretary 秘书处

Sales Management 销售部

Engineering 工程技术部

Commercial Management 商务部

Process Engineering 工艺工程组

Construction 建设单位

Pilot Plant 试验工厂

GSP Gasification Test Facilities of FUTURE ENERGY GmbH in Freiberg 弗赖伯格市未来能源股份有限公司气化试验工厂

5 MW 装置 3 MW 装置

Office 办公楼

GasifierVV100气化炉 Reactor with cooling wall 2-3 MW带水冷壁的反应器 max. 30 bar巴 Gasifier气化炉 Reactor with cooling screen 3-5 MW带水冷壁的反应格栅 max. 30 bar巴

Inert gas plant Oxygen plant 惰性气装置 制氧装置 1000 Nm3/h max. 300 Nm3/h 粉状燃料定量给料系统,可达10 t/h 80 bar巴 80 bar巴 SulFerox desulfurization unit 脱硫装置 Sewage sludge drier Waste water treatment 废水处理装置 污泥干燥装置500 kg/h Slurry feeding300 COS水解 COS hydrolysis Pyrolysis unit热解装置 kg/h HCN水解 HCN hydrolysis 500 kg/h 料浆供给系统

Pulverized fuel dosing and feeding system up to 10 t/h

1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

公司背景 1.3 Category of technical activities 技术活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Background of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司

Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg (DBI) 弗赖伯格市DBI公司

1991
Noell股份有限公司

Noell GmbH 1999

Babcock Borsig Power GmbH Babcock Borsig电力股份有限公司 2002 FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司

Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg (DBI)
弗赖伯格市DBI公司 ? Central R&D institute of all coal mining related industries of the GDR (former East Germany)
前东德煤碳工业的研究和发展中心

Founded成立: 1956 in Freiberg 1956年成立于弗赖伯格市 Employees雇员: more than 1000 超过1000人 Divisions部门: Coal Upgrading 煤的精选部 Gas Generation 煤气制造部
Gas Transport and Storage 煤气输送和储存部

Gas Utilization 煤气开发部 Nuclear Technology 核技术部 ? In 1991 the Gas Generation Division of DBI was taken over by Noell GmbH 1991年DBI煤气制造部被NOELL股份有限公司收购

Noell股份有限公司 Noell GmbH
Founded成立:
Employees雇员:

1824 in Würzburg
ca.(大约) 8300

Major business sectors主要的业务部门:
System and Mechanical Engineering系统工程和机械工程 Power and Environmental Engineering能源和环境工程部 Process Engineering工艺工程部 Services售后服务部

In 1999 Noell GmbH was taken over by Deutsche Babcock AG
在1999年NOELL股份有限公司被Deutsche Babcock 公司收购

Babcock Borsig Power GmbH Babcock Borsig 电力股份有限公司
Founded成立: Employees雇员: 1898 10,000

Major business sectors主要部门: Boiler Engineering锅炉工程部 Power Plant Engineering电力工程部 Environmental Engineering环境工程部 Services售后服务部 Insolvency proceedings opened up on September 1, 2002 2002年9月1日进入破产程序

1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水理口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

公司背景 1.3 Category of technical activities 技术活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Category of Technical Activities in FUTURE ENERGY GmbH 未来能源股份有限公司的技术活动动态
- Process design, basic engineering for gasification island and supply of main equipment 气化装置的工艺设计,基础工程设计以及主要设备供应 - Coal feeding and gasification tests for the potential clients 为潜在客户提供煤的输送以及气化的试验 - Slurry mixing and gasification tests of biomass slurry (pyrolysis oil + char) co-operated with Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) 和FZK公司合作做生物浆料(油和碳热解)的混合及气化测试 - Planning, construction and testing of additional test plant units for Fischer-Tropsch synthesis (using gas mainly from gasification of biomass
F-T合成的试验装置的规划、设计和试验(使用的气体主要来自生物浆料气化)

- Planning, construction and testing of additional test plant units for zero emission power plant with CO2 sequestration具有CO2多价螯合作用的无辐 射电厂测试装置的规划、设计和试验

1. Introduction to FUTURE ENERGY GmbH
燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

未来能源股份有限公司的介绍 1.1 Outline of the company 公司概况 1.2 Background of the company

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

公司背景 1.3 Category of technical activities 技术活动动态 1.4 Development strategy in future 未来发展战略

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Development of advanced technology 先进技术的开发
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Gasification reactor size (upscaling) 气化反应器的尺寸 Reactor design at 8.5 MPa dry and slurry feed) 8.5 Mpa固态和液态给料的气化反应器设计 Heat recovery boiler development 废锅的开发 Concepts for the gasification of MSW/RDF MSW/RDF气化原理 Approach for black liquor gasification 黑液气化的方法

Marketing Strategy in Future 未来市场策略
? Europe欧州
– Coal to power, fuels and chemicals用煤生产电、燃料和化工产品 – Gasification of chemical residues 化工废料的气化 – Biomass to Liquids (BTL) 生物体液化( BTL )

? The Americas美州
– Coal to power, fuels and chemicals用煤生产电、燃料和化工产品 – Gasification of chemical residues and waste化工废料及垃圾的气化

? Asia亚州
– Coal to power, fuels and chemicals用煤生产电、燃料和化工产品 – Biomass to Liquids (BTL)生物体液化( BTL )

? Australia / NZ澳大利亚/新西兰
– Coal to power, fuels and chemicals用煤生产电、燃料和化工产品

Fischer-Tropsch Synthetic Pilot Plant FUTURE ENERGY GmbH in Freiberg
未来能源股份有限公司F-T合成试验装置

? Presently at Basic Engineering stage基础工程的目前状 ? Input投入:
– Biomass-slurry生物浆: – Oxygen氧气: 500 kg/h

– Recycled liquids回收液体:

50 kg/h (from FTS and HC)

375 Nm3/h

? Output产出:
– Diesel柴油:
– Naphtha粗气油: – Fuel gas燃料气:

156 kg/h
20 kg/h 7.5 kg/h

? Start-up planned for 2006 (in operation)计划2006年开车

Flow sheet of Fischer-Tropsch synthetic pilot plan
未来能源股份有限公司的F-T合成试验装置流程图

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

2. Description of GSP gasification tehnology GSP气化技术的描述

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅
Cooling screen

2.1 The development course of the technology GSP技术的发展过程
2.2 Flow sheet of the process from coal to gas 煤制气的工艺流程图
冷却夹套
Cooling jacket

带压水进口
Pressur. water inlet Quench water

激冷水

Gas outlet

2.3 Configuration of a GSP gasifier using coal GSP煤气化炉的构造 2.4 Other configurations of GSP gasifiers GSP 气化炉的其他构造

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Development course of GSP gasification technology GSP气化技术的发展历程
年份 在黑水泵联合制气厂有24台(固定床)气化炉 气流床气化 示范工厂 商业化工厂 固定床气化

褐煤

In Freiberg 弗赖伯格

3 MW

In Schwarze Pumpe黑水泵厂
褐煤

含盐褐煤 42种褐煤 15种无烟煤 (世界范围内) 粉状的无烟煤和褐煤 石油焦、细灰

130 MW
含盐褐煤
天然气 废油、焦油

15种城市和工业垃圾、 MSW、废油、木材、麦杆 料浆、细灰 工业垃圾及废料 有机氯化物 含氮有机废物 黑液 料浆、焦油/固体垃圾

5 MW

含氮有机废物

焦油

Development course of GSP technology GSP技术发展历程
Pilot plant 3 MW & 5MW Cooling screen / Cooling wall from 1979
1979年建成的带水冷格栅/水冷壁的3 MW 和 5MW试验装置

Industrial plant 130 MW Cooling screen from 1984 1984年建成的带水冷格栅的确良30MW工业装置

Origin of Coals Investigated in 3 MW Test Facilities 3MW试验工厂煤源调查

Germany德国
South Africa南非

PR China中国

Poland波兰 Coal Gasification 煤气化 Russia俄罗斯

Spain西班牙

捷克Czech Republic

Australia 澳大利亚

Bulgaria 保加利亚

锻造煤
Anthracite Forge coal 无烟煤 Petcoke石油焦 Lean coal贫煤 95

硬褐煤
Medium-volatile Hard 软褐煤 coal中等挥发份煤 brown coal High-volatile Soft Fat coal coal高挥发份的煤 brown coal 肥煤

Coals Gasified in the Facilities of the R & D Center of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司研发中心的工厂气化的煤

52
51 90 Carbon content 碳含量Cdaf [wt.-%] 85 41 27 21 28 24 23 22 25 75 12 13 29 26

(Carbon Content碳含量 Cdaf无水无灰基)
SOFT BROWN COALS 01 GERMANY Schwarze Pumpe 02 GERMANY Braunsbedra 03 BULGARIA Elhovo 04 AUSTRALIA Mine Bowmans HARD BROWN COALS 11 SPAIN Teruel 12 RUSSIA Kansk-Atschinsk 13 CHINA Harbin 14 CZECH REPUBLIC Most 15 CZECH REPUBLIC Sokolov

80

15
02 70 14 04 65 11 60 01

HARD COALS 21 GERMANY Ruhrgebiet 22 POLAND Sosnica 2/1 23 POLAND Sosnica 24 SPAIN Puertollano A (washed coal) 25 SPAIN Puertollano (unwashed coal) 26 AUSTRALIA Drayton 27 AUSTRALIA Newlands 28 SOUTH AFRICA Koornfontein*) 29 COLOMBIA Cerrajon*) 41 Petcoke ANTHRACITES 51 GERMANY Doberlug 52 GERMANY Ruhrgebiet *) gasified as a mixture chicken manure powder

03 55 0 10 20 30 40 [wt.-%] 50 60 70

Volatile matter content Vdaf

锻造煤
Anthracite Forge coal 无烟煤 Petcoke石油焦 Lean coal贫煤 40

硬褐煤
Medium-volatile Hard coal中等挥发份煤 brown coal High-volatile Soft brown Fat coal coal高挥发份的煤 Coal软褐煤 肥煤

Coals Gasified in the Facilities of the R & D Center of FUTURE ENERGY GmbH
未来能源股份有限公司研发中心的工厂气化的煤

(Oxygen Content氧含量Odaf无水无灰基)
35 Oxygen content 氧含量 Odaf [wt.-%] 30 SOFT BROWN COALS 01 GERMANY Schwarze Pumpe 02 GERMANY Braunsbedra 03 BULGARIA Elhovo 04 AUSTRALIA Mine Bowmans HARD BROWN COALS 11 SPAIN Teruel 12 RUSSIA Kansk-Atschinsk 13 CHINA Harbin 14 CZECH REPUBLIC Most 15 CZECH REPUBLIC Sokolov HARD COALS 21 GERMANY Ruhrgebiet 22 POLAND Sosnica 2/1 23 POLAND Sosnica 24 SPAIN Puertollano A (washed coal) 25 SPAIN Puertollano (unwashed coal) 26 AUSTRALIA Drayton 27 AUSTRALIA Newlands 28 SOUTH AFRICA Koornfontein*) 29 COLOMBIA Cerrajon*) 41 Petcoke ANTHRACITES 51 GERMANY Doberlug 52 GERMANY Ruhrgebiet 20 30 40 [wt.-%] 50 60 70

03

25 11 20 12 15

04 01

14
15 02

10 28

23 24

25 22 29

13

21 5 51 52 41 0 10 27 26

0

*) gasified as a mixture chicken manure powder

Volatile matter content Vdaf

Coals Gasified in the Facilities of the R & D Center of FUTURE ENERGY GmbH (Hydrogen Content Hdaf) 未来能源股份有限公司研发中心的工厂气化的煤(氢含量)
锻造煤
Anthracite 无烟煤 Forge coal Petcoke石油焦 Lean coal贫煤 Medium-volatile Hard coal中等挥发份煤 brown coal High-volatile 硬褐煤 Fat coal coal高挥发份的煤

软褐煤
Soft brown coal SOFT BROWN COALS 01 GERMANY Schwarze Pumpe 02 GERMANY Braunsbedra 03 BULGARIA Elhovo 04 AUSTRALIA Mine Bowmans HARD BROWN COALS 11 SPAIN Teruel 12 RUSSIA Kansk-Atschinsk 13 CHINA Harbin 14 CZECH REPUBLIC Most 15 CZECH REPUBLIC Sokolov

肥煤

10

8 Hydrogen content Hdaf [wt.-%] 13 6 27 28 4 52 51 2 23 41 24 25 11 04 03 21 22 26 29 12 14 15 02

01

HARD COALS 21 GERMANY Ruhrgebiet 22 POLAND Sosnica 2/1 23 POLAND Sosnica 24 SPAIN Puertollano A (washed coal) 25 SPAIN Puertollano (unwashed coal) 26 AUSTRALIA Drayton 27 AUSTRALIA Newlands 28 SOUTH AFRICA Koornfontein*) 29 COLOMBIA Cerrajon*) 41 Petcoke

0 0 10 20 30 Volatile matter content Vdaf 40 [wt.-%] 50 60 70

ANTHRACITES 51 GERMANY Doberlug 52 GERMANY Ruhrgebiet *) gasified as a mixture chicken manure powder

Coals Gasified in the Facilities of the R & D Center of FUTURE ENERGY GmbH (Acid/Base Ratio of the Ash Constituents) 未来能源股份有限公司研发中心的工厂气化的煤(灰组份的酸碱比例)
Anthracite 无烟煤 Forge coal Petcoke石油焦 Lean coal贫煤 Fat coal

锻造煤

Medium-volatile coal中等挥发份煤 High-volatile coal高挥发份的煤

Hard brown coal

硬褐煤

肥煤

Soft brown Coal软褐煤

10 51 k= Fe2O3 + CaO + MgO + Na2O + K2O 8 Acid/base ratio k of the ash constituents 灰组份的酸碱比例 6 24 28 22 4 26 52 21 23 2 11 12 04 03 14 29 13 25 SiO2 + Al2O3 + TiO2

27

15

0
0 10 20 30 Volatile matter content Vdaf 40 [wt.-%] 50

01

02

60

70

Fuel Analyses燃料分析
Component 组成 C H N O S Moisture水份 Ash (dry)灰份 Unit 单位 wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% Hard coal 无烟煤 92.0 3.5 1.0 2.5 1.0 2.0 5.0 – 15.0 25 - 32 Petcoke 石油焦 87.0 3.9 2.0 0.2 5.3 2.0 1.0 – 5.0 34 - 36 Lignite 褐煤 66.5 5.2 0.5 27.5 0.5 10.0 5.0 – 15.0 18 - 25 Oil 油 85.5 12.5 1.0 1.0 < 0.1 > 0.5 39 - 42 Biomass Spruce wood 生物木料 51.4 6.1 0.9 41.5 0.1 20.0 0.5 – 1.5 17 - 19 Sewage Sludge 垃圾 34.5 5.0 3.5 20.5 1.5 15.0 39.0 – 45.0 10 - 13 Household Waste 家庭垃圾 35.4 4.4 1.5 30.5 1.5 10.0 15.0 – 25.0 12 - 15

Heating value热值MJ/kg (dry basis干基)

Fuel Ash Analyses燃料灰分析
Component 组成 SiO2 CaO MgO Al2O3 P2O5 Unit 单位 wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% wt.-% Hard coal 无烟煤 47,5 Trace metals Va, Ni, K, Na 5.5 1.0 18.0 < 0.5 Petcoke 石油焦 Lignite 褐煤 46.5 Trace metals 22.5 3.5 5.0 < 0.2 Oil 油 Biomass Spruce wood 生物木料 5.5 56.3 Va, Ni 10.9 2.5 5.4 Sewage Sludge 垃圾 42.0 20.5 3.5 13.5 8.5 Household Waste 家庭垃圾 47.5 22.0 3.5 16.6 1.5

Fe2O3
K2O Na2O Ash (dry) 灰(干基)

wt.-%
wt.-% wt.-% wt.-%

20.5
1.5 1.0 5.0 –15.0 > 0.5

22.0
1.0 0.5 5.0 –15.0 > 0.5

< 0.5
16.3 3.6 0.5 – 1.5

7.5
1.0 0.5 39.0 – 45.0

7.0
1.5 4.0 15.0 – 25.0

Fluid Point t25 of Technical Ashes as a Function of the CaO/SiO2 Ratio
灰中的CaO/SiO2比值与煤的流动温度的关系

>1600
1600

1500
Temperature温度 [°C]

1400

Fluid point t25
1300
流动温度

1200

1100 0
Acidic 酸性

1
Alkaline 碱性

2

3

4

5

6

CaO/SiO2 ratio CaO/SiO2比

Phase Diagram of the System CaO-Al2O3SiO2CaO-Al2O3-SiO2系统相图
Coal煤 1 Coal煤 2 Coal 1 + Coal 2

Fuel Preparation Reference Value 燃料参考数据
Fuels 燃料 Petcoke石油焦 Anthracite 无烟煤 Hard coal
无烟煤

Particle-Size Distribution 颗粒尺寸范围 50% - 90 % < 63 ?m 100 % < 200 ?m

Moisture Content 水份 < 2 wt.-%

(low reactivity 低活性 – daf V <12 %)

Pyrolysis coke 热解焦 Hard coal
无烟煤

> > -

99 % < 250 ?m 100 % < 500 ?m 94 % < 250 ?m 100 % < 500 ?m 94 % < 250 ?m 100 % < 500 ?m 55 % < 100 ?m 99 % < 500 ?m 94 % < 250 ?m

< 2 wt.-% < 2 wt.-% < 8 wt.-% < 12 wt.-% < 10 wt.-%

(high reactivity低 活性, Vdaf> 28 %) –

Hard brown coal 硬褐煤 Soft brown coal 软褐煤 Sewage sludge 垃圾

> > > > -

100 % < 500 ?m

Composition of Raw Gas from Different Feedstocks 不同原料所产的粗合成气的比较
Component组 份
Calorificvalue (dry) 热值(干基)

Unit 单位 MJ/kg vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% vol.-% MJ/Nm3

Hard Coal 无烟煤 25 - 32 27 64 3 < 0.1 5.5 0.46 0.04 1.0 0.4 11.1

Petcoke 石油焦 34 - 36 22 65 5 < 0.1 6.5 1.3 0.16 0.8 0.3 10.9

Lignite 褐煤 18 - 25 31 55 8 < 0.1 4.3 0.20 0.02 1.0 0.24 10.3

Oil 油 39 - 42 45 48 4 < 0.1 2.9 0.1 0.01 0.2 0.4 11.2

Biomass 生物体 17 - 19 27 50 14 < 0.1 6.3 0.12 < 0.1 0.3 0.4 9.3

Domestic Refuse 生活垃圾 12 - 15 29 49 16 < 0.1 5.6 0.36 0.02 0.01 0.25 9.4

Sewage Sludge 垃圾 10 - 13 32 49 12 < 0.1 6.7 0.28 0.02 2.0 0.3 9.7

H2 CO CO2 CH4 N2 H2S COS HCN NH3 Calorific value 热值

30 H2 content of the raw gas [vol.-%dry] 25

中等挥发份煤 硬褐煤 Medium-Volatile Hard 软褐煤 Forge coal Anthracite Coal brown coal 无烟煤 Petcoke石油焦 High-volatile Soft Fat coal Lean coal贫煤 brown coal Coal高挥发份煤 肥煤

锻造煤

粗合成气 氢含量

粗合成气 CO含量

CO content of the raw gas [vol.-%dry] 63

20 68

58 15 Heating value of the raw gas [MJ/Nm3dry] 10

Scale-up of Experimental Data Obtained from Gasification of Coals of Different Rank for Commercialization
为了商业应用,气化不同等级的煤所得的经验数据

粗合成 气热值

Specific raw gas output [Nm3dry/kg] 1.9

5 2.4

产气率

气化效率

Gasification efficiency [%]

1.4 82

80

h =

VRG . H u . mc . Hu

RG c

78 10 20 30 50 40 Volatile matter content Vdaf [wt.-%] 挥发份含量 60 70

Development Course of the 130 MW GSP Entrained-flow Gasification Technology in Schwarze Pumpe
Schwarze Pumpe 130 MWGSP气流床气化技术发展历程

1984

Plant construction finished and commissioning1984年装置建成并开车 Trial operation on common and saliferous lignite 1984-1986年普通褐煤及含盐褐煤气化装置试运行 (Peak load) plant operations on common/saliferous lignite 1986-1990年普通褐煤及含盐褐煤气化装置满负荷运行 (Peak load) plant operations on natural gas 1990-1992年天然气气化装置满负荷运行 Oil gasification 1992-1994年油气化装置运行 Gasification of slurries and tar-oil-solids suspensions 自1994年开始气化料浆和焦油及有固体悬浮物的油 Production of methanol and electric power (IGCC) 自1998年开始生产甲醇和发电(IGCC)

1984 – 1986
1986 – 1990 1990 – 1992 1992 – 1994 from 1994 from 1998

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

2. Description of GSP gasification tehnology GSP气化技术的描述

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅
Cooling screen

2.1 The development course of the technology GSP技术的发展过程
2.2 Flow sheet of the process from coal to gas 煤制气的工艺流程图
冷却夹套
Cooling jacket

带压水进口
Pressur. water inlet Quench water

激冷水

Gas outlet

2.3 Configuration of a GSP gasifier using coal GSP煤气化炉的构造 2.4 Other configurations of GSP gasifiers GSP 气化炉的其他构造

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Schematic Flow Diagram of the GSP Test Facility 3 MWth 3 MWth 试验工厂流程图
蒸汽发生器及其过热
Steam generation + superheating Natural gas supply

火 炬 冷却塔 冷却回水管线
Cooling water return line Cooling tower

燃烧室 脱硫装置
Desulfurization unit Combustion chamber

粉状燃料贮槽 fuel

Pulverized

天然气供给 液体燃料供给
Slurry supply Liquid fuel supply

Storage Bin

浆料供给

Pulv. fuel/flue gas

Activated carbon filter Recirculation tank

粉状燃料/烟道气

活性碳过滤器 煤气
Gasification gas

回收槽 洗涤水
Lock hoppers Scrubbing water

锁斗

反应器

Quench water

洗涤塔
Scrubber Flash tank

闪蒸罐
Feeder vessel

给料器
Slag lock hopper Ash lock hopper

分离器

Stripper

制氧装置
Oxygen Plant

氧气
Oxygen

渣锁斗

灰锁斗

烟道气
Inert gas plant Flue gas Slag setting basin Waste water

惰性气装置

废水

渣池

Flare

Schematic Flow Diagram of the GSP Test Facility 5 MWth 5 MWthGSP试验工厂流程图
粉状燃料供给 气化 激冷/洗涤 粗合成气冷却 COS水解 硫回收装置

Pulverized fuel feeding
粉状燃料
Pulverized fuel

Gasification
Oxygen/steam

Quenching/ scrubbing

Raw gas COS SulFerox cooling hydrolysis unit

放空气
Vent gas

氧气/蒸汽

粉状燃料

惰性气
Inert gas

合成气
el

Syngas

惰性气
Inert gas Slurry
M

Granulate discharge system Slurry feeding
料浆供给 排渣系统
Feed water Air

硫磺
Sulfur

料浆

给水
Waste water treatment

废水处理

M

Feed water

给水


Slag

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

2. Description of GSP gasification tehnology GSP气化技术的描述

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅
Cooling screen

2.1 The development course of the technology GSP技术的发展过程
2.2 Flow sheet of the process from coal to gas 煤制气的工艺流程图
冷却夹套
Cooling jacket

带压水进口
Pressur. water inlet Quench water

激冷水

Gas outlet

2.3 Configuration of a GSP gasifier using coal GSP煤气化炉的构造 2.4 Other configurations of GSP gasifiers GSP 气化炉的其他构造

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

GSP Entrained-flow Gasifier GSP气流床气化炉
燃料
Burner Fuel Gas to pilot burner 燃气去点火烧咀 Oxygen

氧气

烧嘴

Pressur. water outlet

带压水出口

Cooling screen

水冷格栅

Pressur. water inlet

带压水进口
Quench water

激冷水

冷却夹套 Cooling jacket

气体出口
Gas outlet

排水口
Water overflow

水碎渣
Granulated slag
Fig. 7

GSP Gasification Chamber GSP气化炉的气化室
Coals煤 Oxygen, Steam 氧气、蒸汽

Slag discharge unit 渣排出装置

Raw gas 粗气及渣 Slag

Fig. 7

Pneumatic Conveying and Feeding System for Pulverized Solid Materials 粉状固态物料的气体输送和给料系统 Waste air
Material
物料
LIA PI

废气

Storage bin
N2
储存仓

TI

Depressurization
泄压

M

M

Depressurization
泄压 锁斗

PIC

PIC

锁斗

Lock hopper
LIC M

H LIC L

H L

Lock hopper
M

N2

N2

FIC

UC LIC

Q

S

Material to gasifier
物料去气化炉

Feeding vessel
PI M

给料仓

N2

Burner for Coal Gasification 煤气化烧嘴
点火器 Ignition voltage Flame signal 火焰检测 Fuel gas for pilot flame 点火烧嘴燃料气 冷却水 Cooling water 冷却水 Cooling water Pulverized coal 粉煤

冷却水 Cooling water 氧气/蒸气 Oxygen/steam

冷却水 Cooling water

冷却水 Cooling water

冷却水 Cooling water

Cooling Screen of the Gasification Reactor 气化反应器的水冷格栅
Liquidslag slag Liquid 液态渣 Membrane wall wall Membran
隔膜墙 Pressurized water Pressurized water Solid Solidslag slag 固态渣

加压水

Ramming mass Ramming mass 夯实层

Pipe coil with Pipe coil with studs studs
带抓丁的盘管

Cooling Screen Stratification in Coal Gasification 150 kW/m2
1500

150 kW/m2 煤气化装置中的水冷格栅各层温度分布
水 管子 碳化硅 渣

Water t [癈 ]

Tube 3.5 mm = 50 W/mK

SiC 13 mm = 8 W/mK

Slag 5.5 mm = 1 W/mK

~ 1400 °C

1000

500

~ 500 °C

250

70 0 5 10 15 20 [s/mm] 25

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

2. Description of GSP gasification tehnology GSP气化技术的描述

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅
Cooling screen

2.1 The development course of the technology GSP技术的发展过程
2.2 Flow sheet of the process from coal to gas 煤制气的工艺流程图
冷却夹套
Cooling jacket

带压水进口
Pressur. water inlet Quench water

激冷水

Gas outlet

2.3 Configuration of a GSP gasifier using coal GSP煤气化炉的构造 2.4 Other configurations of GSP gasifiers GSP 气化炉的其他构造

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

GSP Gasification Reactors GSP气化反应器
Reactor with cooling wall 带水冷壁的反应器 Reactor with cooling screen 带水冷格栅的反应器
Burner insert
插烧咀处

Burner insert
插烧咀处

水冷壁

Cooling wall Refractory耐火层 lining Ramming 夯实层 mass
冷却水

Gasification chamber
气化室

Cooling water Gasification chamber
气化室 部分激冷装置 气体和渣出口

Partial quench unit Gas outlet
气体出口

Gas and slag outlet Gas outlet
气体出口

Quench section
激冷部分

水碎渣

水碎渣

Granulated slag

▼ Granulated slag

未来能源股份公司的气化反应器 Gasification Reactors of FUTURE ENERGY GmbH
Reactor with cooling screen Reactor wth cooling screen and andspecial special quench quench
带水冷格栅和特殊激冷室的反应器
Burner nozzle 插烧咀处 Cooling screen 冷却格栅 Smelt discharge

Reactor with cooling wall Reactor with cooling wall
带水冷壁的反应器
Burner insert 插烧咀处

Reactor with cooling screen Reactor with cooling screen
带水冷格栅的反应器
Burner insert 插烧咀处

水冷壁 Cooling wall
Refractory lining 耐火层 SiC layer SiC层

熔融物出口

激冷系统 Quench system
Gas outlet 气体出口

Cooling water 冷却水

Cooled 被冷却的反 reactor outlet 应器出口 Gas and slag outlet 气体和渣 出口

Partial quench unit

部分激冷系统

Gas outlet

气体出口

绿液

Proprietary Gasification Technologies 专有的气化技术
可回收的燃料 残油 合成废料: 有机氯化物 含氮有机物 垃圾 FE气流 床气化
FE Entrained-Flow Gasification Reactor with cooling screen and quench FE Entrained-Flow Gasification Reactor with cooling wall FE Entrained-Flow Gasification Reactor with cooling screen Noell Conversion Process Pyrolysis plus gasification Recoverable fuel Black Liquor Chemical wastes Residual oils + tail gases Synthesis residues Chlor. org. materials Nitrogen organic waste low-ash

化工废料

Conventional fuels Oil 油 Natural gas Biogas Hard coal Brown coal Petroleum coke ash-containing

常规燃料

Residual and waste materials

残渣及废料

黑液
high-salt

沥青 Tar 重油 Heavy oil 油渣 Oil sludge 煤泥 Sewage sludge
ash-containing

MSW 有毒垃圾 生物经技术 处理的部分 分类垃圾 NOELL变 换工艺 热解气化

天然气沼气
ash-free

MSW Hazardous waste Bio-mech. treatment fractions Waste classif. res. ash-containing

高盐

低灰

无灰

含灰

含灰

含灰

Fuel Black Liquor Oxygen

Oxygen

Fuel

Oxygen

Burner flange Pressur. water outlet Cooled wall Pyrolysis gas Cooling screen Refractory liner Coat Cooling water Pressur. water inlet Clean gas Quench system Gas outlet Partial quench system Gas outlet Gas outlet Iron and non-iron metals to utilization Quenchwater Cooling jacket Mill Slurry Pyrolysis coke MSW Oxygen

Pyrolysis

Entrained-flow gasification

Cooling screen

Smelt outlet

Water overflow

Green liquor

Granulated slag

Methanol Hydrogen Fertilizers Oxoalcohols

Syngas

Raw syngas
Recovered resources
Hydrochlorid acid Clean salts Granulated slag Green liquor

Gas to energetic use
Power Heat Fuel gas

Entrained-flow Gasifier with Heat Recovery Steam Generator (HRSG) 带废锅的气流床气化炉

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

3. Industrial applications of GSP technology GSP气化技术的工业应用 3.1 Gasification of lignite in Schwarze Pumpe Schwarze Pumpe的褐煤的气化

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

3.2 Gasification of other feed stocks 其它物料的气化 3.3 The applications of the product gas GSP制气工艺的应用 3.4 Scale-up of gasifier based-on 130 MW unit 基于130兆瓦装置放大的气化炉

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Industrial applications status of GSP gasification technologyGSP 气化技术的工业应用状况
Schwarze Pumpe Germany德国 130 MW Coal fines粉


1984-1990 Other feeds
其它物料

from 1991
德国Schwarze Pumpe厂 1984-1990130MW的粉煤气化 1991年开始其它物料气化

Middlesbrough The United Kingdom 英国米德尔斯堡 Liquid wastes from chemical plant 30 MW 化工厂的液体废料 from 2001
2001年建成的英国米德尔斯堡 30MW的化工厂的液体废料气化

Vresová Czech Repubilc 捷克共和国 Coal tar 煤焦油 140 MW from 2005
2005年建成的捷克共和国 Vresová140MW煤焦油气化

处理固体和液体废料的大致流程 外部处理后的固体废料 污泥 甲醇 废塑料

25% coal and 75% solid 现在25%煤和 wastes at the moment 75%固体垃圾

废木料 城市垃圾及其它废料 蒸汽 沥青及其它泥渣



灰、渣

硫酸钙

液体/糊状垃圾

气体 净化后的废水

氧气 污泥块 压缩塑料 碎木 垃圾制品 制粒装置 气流床气化 BGL气化 床层加压气化 气体净化 油水分离器 锅炉装置 污水处理 甲醇 联合发电 气体透平

Picture source: SVZ GmbH, Schwarze Pumpe

Coal gasification using the 130 MW GSP Entrained-flow Gasification Technology in Schwarze Pumpe
Schwarze Pumpe 130MW的GSP气流床煤气化技术
Plant construction finished and commissioning

1984 1984 – 1986 1986 – 1990 From 1991

1984年装置建成并开车
Trial operation on common and saliferous lignite 1984-1986年普通褐煤及含盐褐煤气化装置试运行 (Peak load) plant operations on common/saliferous lignite 1986-1990年普通褐煤及含盐褐煤气化装置满负荷运行 Plant operations on other feed stocks 1991年起气化其它物料的装置运行

Feed stocks for gasification from 1984 to 1990 1984-1990年气化用的物料
Elemental Analysis, Ash Content and Heating Value of Lignites Items of analysis 分析项目 C H S N O Ash (wf)灰份 Moisture湿度 Heating value(waf)热值 wt.-% (waf) wt.-% (waf) wt.-% (waf) wt.-% (waf) wt.-% (waf) wt.-% wt.-% MJ/kg 69.39 5.11 1.23 0.63 23.64 13.7 10.1 25.5 520 Lignite褐煤
(褐煤的元素分析、灰份和热值)

Lignite褐煤(含盐) (salt containing)
72.44 5.73 3.25 0.73 17.85 14.1 10.4 27.8

Bulk density堆密度

kg/m3

540

Flow-Measurement for Densephase-Conveying 密向输送的流量测量仪器

密向流量计是为了测量输送的高密度固体的流量而专门设技的

密向流量计用于以下情况的在线测量:

粉状或粒装物质 用气体输送的高密度物质 燃料(有灰)

在机械传输系统之后,如滑道、滑动或管道 具有大的流量

压缩气体

加压漏斗

燃烧室

DN50钢管
初始燃料

Picture source: SWR engineering

流动气体(N2)

Automation Control System for GSP Technology
GSP技术的自动控制系统

Control station 1

控制站1

Control station 2

控制站2

Control station 3

控制站3

Application station

应用站

黑水处理装置过程站
Process station Soot water plant

气化装置过程站
Process station Gasification plant
MODBUS

事故安全PLC
Fail safe PLC

DCS connection by application installation

DCS的连接由 应用站安装

DCS for control
Soot water plant

黑水处理装置

Gasification plant

气化装置

DCS控制系统 PLC for security PLC安全系统

Gasification Efficiency as a Function of Load 负荷与气化效率关系
hv [%]
83

Hard coal无烟煤

82

81

80

79

78

Lignite褐煤

77

76

75 50 70 90

Load 负荷[%]

110

Range of load反应器负荷: 50% to 110 % Carbon conversion rate碳转化率: > 99 %

Availability and Endurance of Main Equipment 主要设备的使用寿命和利用率
Equipment 设备
Gasifier system

Endurance 使用寿命
10 years年

Availability 利用率

Maintenance Cycle维护周期
Annual一年

Maintenance down-time
维护用时间

1 week

(cooling screen)
气化炉系统(水 冷格栅) Burner烧嘴 (feed injector 喷头)
Dense-flow feeding system 给料系统

(visual check检查)
10 years10年 (with repair of burner tip烧嘴头部 维修) 15 years年 90 % ~ 95 % half-yearly半年 (redundant burner备 用烧嘴) annual change of valve / seal rings 阀和密封圈更换/1年

1周
1 shift 1工作日

1 week 1周

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

3. Industrial applications of GSP technology GSP气化技术的工业应用 3.1 Gasification of lignite in Schwarze Pumpe Schwarze Pumpe的褐煤的气化

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

3.2 Gasification of other feed stocks 其它物料的气化 3.3 The applications of the product gas GSP制气工艺的应用 3.4 Scale-up of gasifier based-on 130 MW unit 基于130兆瓦装置放大的气化炉

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Potential feedstocks for GSP gasification technology

GSP气化技术可能使用的物料
Potential products 可能的产品
Reduction gas 还原气(铁、 (iron ore, steel) 铜、钢) Hydrogen 氢气 Carbon monoxide 一氧化碳 Oxygen氧气 Nitrogen氮气 Coal煤 Chemical residues 化工废料
Sewage sludge污泥

Potential feeds 可能的原料

Argon氩气
Carbon dioxide二氧化 碳

Biomass生物体 Petroleum coke石 油焦 Waste oil 废油 Residual oil 渣油 Black liquor 黑液 Municipal waste 城 市垃圾 Refinery gas炼油 厂气 (Natural gas天然气) 有空分和净化的气化 装置

Sulfur/sulfuric acid 硫/硫酸 Steam 蒸汽

Gasifier island with ASU and gas cleaning

Combined cycle 联合发电

Electrical energy 电能

Fertilizers 肥料

Slag tobuilding industries 渣用于建筑工业

Chemical Production 化工产品

Chemicals 化工产品 Methanol 甲醇 Acetic acid 醋酸

Fischer-Tropsch Synthesis 合成

Motor fuels气车燃 料 Chemicals 化工产品

Feedstocks for gasification in Schwarze Pumpe

Schwarze Pumpe气化的原料

SVZ生产的城市煤气来源于Schwarze Pumpe的褐煤气化

自1995年起产量逐年增加,现已处理起过两百万吨的固体和液体垃圾。
包括:

废塑料 废木料

垃圾颗粒
这种煤气化工艺已成功开发3百年了,被用于九十家垃圾处理 工厂,涉及许多新技术,并且现代化装置已建军成。

污泥 沥青渣粒

公司340名雇员包括有资格工人和机动合作工人及技术人员

和一百万吨污染的废油,油水混合物和溶剂混合物

我们是一家资深专业公司,引进并实施了DIN EN ISO 9002质量管理体系

Information source: SVZ GmbH, Schwarze Pumpe

The wastes accepted for gasification in Schwarze Pumpe

Schwarze Pumpe可接受的气用垃圾
以下是SVZ处理的符合技术要求的垃圾的污染物最大浓度: 污染物 计量单位 固体垃圾 液体垃圾 液体垃圾

Liquid waste
小于5%固体 砷 铅 镉 铬 铜 镍 汞 锌 锡 起过5%固体

氯/卤素
氰化物 戴奥辛/呋喃 聚氯化物 联笨

Information source: SVZ GmbH, Schwarze Pumpe

Average emissions in Schwarze Pumpe

Schwarze Pumpe的平均散发物
SVZ保证空气中的散发物浓度在17世纪的 BLMSchV标准之下(联邦控制标准)

散发物 (体积mg/m3) 最大浓度

SVZ平均值

一氧化碳

有机化合物

硫的氧化物

灰尘

氮的氧化物

戴奥辛/呋喃(17世纪BlmSchvR的最大浓度为:0.1ng/m3)低于下限

Information source: SVZ GmbH, Schwarze Pumpe

Vresóva Plant in Czech Republic 捷克共和国Vresóva 工厂
Steam 蒸汽 无烟褐煤 Hard brown coal Oxygen 氧气 Electricity电 440 MW

26 fixed-bed gasifiers 28 bar
26个固定床气化炉28巴 Steam 蒸汽

Condensation 冷凝

Rectisol Plant 净化装置

GuD combined-cycle plant
联合发电装置 Waste water废水

Tar 焦油 粗合成气

Oxygen氧气

Entrained-flow gasification 28bar/140MW
气流床气化炉 28巴/140MW

Raw gas

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

3. Industrial applications of GSP technology

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

GSP气化技术的工业应用
3.1 Gasification of lignite in Schwarze Pumpe Schwarze Pumpe的褐煤的气化

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

冷却夹套
Cooling jacket

3.2 Gasification of other feed stocks
其它物料的气化 3.3 The applications of the product gas

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

GSP制气工艺的应用
Granulated slag

水碎渣

3.4 Scale-up of gasifier based-on 130 MW unit 基于130兆瓦装置放大的气化炉

Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Scheme with Partial Quench带部分激冷的联合发电完整气化流程
Gasification system
气化系统 粗合成气冷却

Combined cycle
联合发电

Stack
烟囱

HP steam 高压蒸汽

Raw gas cooler
蒸汽
固体物质(煤、褐 煤、燃料、灰尘)

Steam

氧气

Clean gas
粗合成气/净 化气热交换

净化气

Oxygen

Raw gas/ exchanger LP steam Scrubber
低压蒸汽

Solid materials (coals,lignites, fuel, dusts) Feeding system
进料系统

Reactor
反应器 洗涤

Water



气体冷 Gas cooler 1 却器1 气体冷 却器2

G
Gas turbine
气体透平

Heat recovery steam generator
热量回收蒸汽 发生器

Gas cooler 2

Partial quench
部分激冷

脱硫

G
Steam turbine
冷凝器 蒸汽透平

Lock

锁斗

Deaerator
脱氧槽

Condenser Condensate preheater
冷凝液预热器

Feeder

给料机

Waste water treatment

Granulate Solids
渣粒 固体

Water


Sulfur
硫磺

Production of syngas for Methanol or Automotive Fuels 生产甲醇及汽车燃料的制气工艺
Shift conversion
变换 氧气 蒸汽

COS hydrolysis
COS水解

H2S removal
脱H2S

CO2 removal
脱CO2 甲醇合成

Steam


Oxygen 蒸汽 Steam

蒸汽

Synthesis gas 合成气

Methanol synthesis or Fischer-Tropsch synthesis 合成

Steam

Coal

Reactor

粗合成气

Quench



Water

激 冷 室

冷却器

Cooling

反 应 器

CO 2

Cooler
冷凝液

H2S fraction

H2S馏分

Slag


Effluent 废物处理 treatment

Claus plant 克劳斯装置 sulfur 硫磺

Production of Hydrogen 制氢
Shift conversion
变换

H2S removal
脱H2S

CO2 removal
脱CO2

Steam 蒸汽 Oxygen 氧气 Coal


蒸汽

Synthesis gas 合成气

Steam

Hydrogen


Reactor
反 应 器 冷 却

粗合成气

Quench

激 冷 室

冷却器

Cooling

CO 2

Cooler
冷凝液



Water

Condensate

H2S H2S fraction 馏分

Slag


Effluent treatment

废物处理

Claus plant 克劳斯装置 sulfur 硫磺

Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Scheme with Heat Recovery Steam Generator (HRSG)
带废锅的联合发电综合气化流程
Gasification 气化 Gas cooling气体冷却器 Separator分离器 Desulfurization脱硫 Gas turbine 体透平气 Waste heat boiler 废热锅炉 Stack 烟囱
Fuel 燃料 Steam蒸汽 Oxygen 氧气

Boiler锅 Feed 炉 water 水

Steam to turbine 蒸汽去透平 Boiler feed water 锅炉给水

Heat recovery 热回收

Electricity 电

Steam turbine 蒸汽透平

Slag渣

Dust灰

Condensate 冷凝液

3. Industrial applications of GSP technology
燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

GSP气化技术的工业应用

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

3.1 Gasification of lignite in Schwarze Pumpe
Schwarze Pumpe的褐煤的气化 3.2 Gasification of other feed stocks
冷却夹套
Cooling jacket

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

其它物料的气化 3.3 The applications of the product gas GSP制气工艺的应用 3.4 Scale-up of gasifier based-on 130 MW unit 基于130兆瓦装置放大的气化炉

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Size Relation of different scale GSP Entrained-flow Gasifiers (2.5 MPa)
不同放大比例的气流床气化炉( 2.5 Mpa)
400 MW 160.000 Nm3/h

800 MW 320.000 Nm3/h

130 MW 50.000 Nm3/h
6700 5250

? 3650

? 2000

3500

? 2900

燃料
Fuel Burner

燃气去点火烧咀
Gas to pilot burner Oxygen

4. Comparison with other similar technologies 与其它类似的技术的比较

烧嘴
Pressur. water outlet

氧气

● Investment cost of the gasification island
气化装置的投资费用 ● Carbon conversion and cold gas efficiency
冷却夹套
Cooling jacket

带压水出口 水冷格栅 带压水进口
Pressur. water inlet Quench water Cooling screen

激冷水

碳的转化率和冷煤气效率 ● Maintenance, availability and experience 维修,利用率和经验 ● Operation cost of the gasification process 气化工艺的运行成本

Gas outlet

气体出口
Water overflow

排水口

Granulated slag

水碎渣

Different Entrained-flow Gasifier Designs 气流床气化炉的比较
FUTURE ENERGY
未来能源 水冷格栅 Cooling screen

Texaco
德士古

Krupp-Uhde/Shell
希尔 粗合成气 Raw gas

Conoco Phillips/ E-Gas
Raw gas 粗合成气

Burner 烧咀

Refractory lining 耐火层

Burner 烧咀 HRSG

部分 激冷 系统

Slurry 煤浆

焦炭 Coke

Raw gas Slag 粗合成气和渣

Raw gas Slag 粗合成气和渣

Burner 烧咀 Slag 渣 Slag 渣

Quench water
激冷水

Fig. 18

Comparison of Different Entrained-flow Gasification Technologies 不同的气流床气化技术的比较 Comparison of Entrained Flow Gasification Technologies
FUTURE ENERGY GmbH Cooling screen Feed fuel Cooling wall Chevron Texaco Shell / Krupp-Uhde Shell / Prenflow coal 煤 slurry oil 油 coal 煤 Shell oil coal, residues Conoco Phillips / E-Gas

原料

原料供给系统
Fuel feeding system Fuel ash content 原料灰含量 Slag Pressure Capacity

含 coal, ash 灰 煤containing 物 materials 质
> 1%

ash free materials

油、无灰物质

oil,



气压输送 煤浆
pneumatic <1%

煤、残渣

气压输送pneumatic, slurry 煤浆 熔渣 molten, granulated 粗渣
up to 80 bar up to 500 MW cooling screen

煤浆slurry (50 – 70 % coal) 粗渣 熔渣 molten, granulated 粗渣
up to 40 bar

渣 压力 能力

熔渣molten, granulated 粗渣
up to 80 bar up to 500 MW refractory lining 1 – 2 years medium 5 years

熔渣 molten, granulated
up to 40 bar up to 500 MW

up to 80 bar

Reactor lining

水冷壁(耐火衬里)
cooling wall (refr. lining) 5 years low 低 total or partial qu. radiant heat exchanger 3 days 95 % > 99 % 83.5 %

耐火衬里

反应器内衬 内衬使用时间 Relining interval
Reactor heat loss 反应器热损

水冷格栅
1–5%

部分水冷格栅
5 years low integr. radiant HE and pre-cooling by syngas 70 – 80 % > 99 % 83 % 83.5 % 85 plants 套 low

partial cooling screen

refractory lining

耐火衬里

refractory lining 5 years low

耐火衬里

10 years total quench radiant heat exchanger

中等

激冷及气体冷却
Quench / gas cooling

total quench/radiant heat exch. (dependent on feedstock) 3 days 85 % > 84 % 70.5 % 130 licenses / 72 plants 95 %

total or partial qu. nd pre-quench (2 gas. stage) external radiant on coal slurry (900 - 1000 ° C) heat exchanger 3 days 95 % 70 % > 94 % 84.0 % 1 plant

Start-up time 开车用时 1 hour 开工率 Availability (single gasifier) 90 - 95 % (单炉) Carbon conversion rate 碳转化率 > 99 % Cold gas efficiency 冷煤气效率 78 - 83 % Reference plants (number) 5 plants

3 days





可参考装置(数量)

130套授权/72套


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