西门子GSP气化技术已经有30多年的研发经验与20多年煤化工实际生产经验。该技术的研发起源于统一前的东德国家燃料研究所。早在1984年，西门子GSP气化技术就已经在当时的东德黑水泵工厂实现了工业化运行。该工厂一直运行到2007年，因经济效益不好而停产。期间，采用GSP气化技术的西门子SFG200气化炉（日投煤量约720吨）先后气化过东德地区的褐煤（6年）、天然气、废油等液态废料，并与同一厂区的固定床气化炉产生的合成气一起生产甲醇和发电，同时处理固定床产生的含焦油及酚废水。到目前为止，西门子GSP气化技术已经对褐煤、烟煤、无烟煤、市政污泥、废水、生物质等都做过测试，并大规模地试烧了加拿大、澳大利亚煤及中国的淮南烟煤、晋城无烟煤、宁夏的长焰煤等，有超过60种不同物料及100次以上的试烧数据，为工程设计提供了坚实的技术基础。

北京杰斯菲克气化技术有限公司作为德国西门子燃料气化技术有限公司与中国神华宁煤集团公司50%对50%的合资公司，唯一拥有在中国转让GSP气化技术100%的技术转让权。GSP^TM注册商标是经国家工商行政管理总局商标局审查后授予北京杰斯菲克气化技术有限公司的。GSP^TM商标在煤气化和煤化工等领域受《中华人民共和国商标法》保护，任何其他机构声称自己的气化技术是GSP^TM技术的，都属于侵权行为。

一  气化技术特点

西门子GSP气化技术属于先进的、大型化的、高压、纯氧、熔渣操作的气流床气化技术。GSP气化技术最显著的特点包括干煤粉进料、气化反应室水冷壁结构、组合单烧嘴顶置下喷、粗合成气全激冷工艺流程等内容。该流程包括干粉煤的加压计量密相输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于甲醇、合成氨、合成油，还可以用于发电或用于城市煤气、合成天然气使用。

（一）西门子GSP气化工艺流程

1、干煤粉的加压计量输送系统

磨煤干燥好的粉煤从煤仓进入到密相进料系统。每台气化炉配带一个进料系统，由常压煤仓（储仓）、变压锁斗和密相进料器（加料斗）组成。锁斗交替操作以保证进料器中的粉煤保持在一定的料位。粉煤进入煤仓，载气和吹扫气通过煤仓顶部的过滤器排放到空气中。煤粉从煤仓进入到锁斗，锁斗装满后，由吹扫气加压之后进入到进料器。粉煤在进料器搅拌器的作用下，并通过气体吹扫形成部分流化床。粉煤以密相流形式从流化床部位通过浸没的输煤管线输送到气化炉顶部的烧嘴。粉煤密度较大，既确保处于悬浮状态，又使得载气的用量很小。进料器和气化炉之间的压差控制着粉煤的流动速度。

整个密相输送系统作为顺序控制系统被集成到自控系统。因此，所有与系统相关的参数都处于控制系统的实时监测之中。连锁系统确保了压力等级系统并与顺序控制无关。在密相输送系统中，二氧化碳被用作载气和锁斗的加压气，该气体由客户提供到西门子界区（如来自于一氧化碳变换后的气体处理系统）。

2、气化与激冷系统

载气输送来的加压干煤粉，氧气及少量蒸汽（对不同的煤种有不同的要求）通过组合喷嘴进入到气化炉中。气化炉包括装有水冷壁的气化室和激冷室。

西门子GSP气化炉的操作压力为2.5～4.0MPa(g)。根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350℃～1750℃之间。高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。

从激冷室出来的、达到饱和的粗合成气输送到下游的合成气净化单元。

3、气体除尘冷却系统

粗合成气从气化炉出来后进入合成气洗涤系统。该系统由沉降管式洗涤器加文丘里洗涤器和高压聚集除尘器以及洗涤塔组成。在沉降管式洗涤器和文丘里洗涤器中，合成气和水充分混合以确保除去细灰和炭黑颗粒。旋风分离器从合成气中除去水和颗粒。文丘里洗涤器使用循环水和来自下游气体处理工艺的气体冷凝液（西门子界区外）。高压聚集除尘器和洗涤塔能够减少合成气中的微小颗粒尤其是盐雾。净化后的合成气含尘量设计值小于1mg/Nm³，输送到下游。

4、黑水处理系统

系统产生的黑水经减压后送入闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。沉降槽下部沉降物经压滤机滤出并压制成渣饼装车外送。沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制水中总盐的含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统，并在系统中补充新鲜的软化水。

（二）技术优势

1.高煤种适应性：从褐煤到无烟煤乃至石油焦均可使用。粉煤进料，不受煤的成浆性影响。对于灰份与灰熔点有较大的适应性。

2.高技术指标：气化温度高，一般在1350℃～1750℃。碳转化率最高可达99%，合成气中不含煤焦油、酚类等难于处理的有机物。合成气中有效气成份即CO+H₂很高，一般在90%以上。冷煤气效率高达80%以上。

3.低投资：针对不同规模的项目，气化炉实现标准化与大型化。设备规格相比同类技术尺寸小、设备成本、建设成本及运行成本低。

4.低维护费用：工艺流程紧凑；设备寿命长，采用水冷壁结构的气化炉，无耐火砖；使用组合式喷嘴(点火喷嘴与生产喷嘴合二为一），开、停车操作方便，且时间短（从冷态达到满负荷仅需1～2小时）。

5.节能环保：秉承西门子集团节能环保的要求，西门子GSP气化技术无有害气体排放；污水中不含酚、氰等有害物；炉渣不含可溶性有害物，可作建材原料；系统水循环利用，实现了能源的清洁、高效利用。

二  技术特点参数表

三  市场应用情况

在中国，西门子的技术许可包括气化岛的性能保证、工艺包设计、专有设备的供应，还可以依据客户的要求提供从项目开始的可行性研究、前端设计到后期的现场服务、操作及维护的一系列服务。

2007年5月，神华宁煤50万吨/年烯烃项目的520000Nm³/hCO+H₂西门子GSP气化技术许可与专有设备采购和设计合同正式生效。该项目是宁东煤化工基地的重点项目，也是目前世界上规模最大的煤基聚丙烯项目，其中间产品167万吨甲醇，最终产品52万吨聚丙烯。该项目采用5台SFG500(日投煤量约2000吨)西门子GSP气化炉。2010年11月开始试车，12月31日气化岛产生的合成气送到下游产出优质精甲醇。2011年中4月开始试生产，煤气化装置产生的合格合成气产出的聚丙烯，给神华宁煤集团带来了良好的经济效益。

2007年9月，山西兰花煤化工有限责任公司晋城3052项目西门子GSP气化技术许可与专有设备采购和设计合同正式生效。该项目使用2台SFG500(日投煤量约2000吨)西门子GSP气化炉。这是先进的大型粉煤气流床气化技术第一次应用于山西省大型煤化工项目，为充分利用高灰熔点，高硫的无烟粉煤提供了一种清洁环保高效的解决方案。

2011年7月，中国电力投资集团新疆伊南60亿标准立方米/年煤制天然气项目一期20亿标准立方米/年工程气化专利合同正式生效。该项目是目前世界上一次建成规模最大的煤制天然气项目。项目一期工程采用8台套西门子SFG500（日处理煤量约2000吨）气化炉。这是继已经投产的神华宁煤煤制烯烃项目之后，西门子SFG500气化炉再次成为世界上规模最大的干煤粉气流床气化装置。中国电力投资集团副总经理苏力先生表示：“之所以选择西门子GSP气化技术，首先它是大型化的气化炉，适应本项目的要求，第二，西门子GSP气化技术是世界上最先进的气化技术，第三，西门子是一个可靠的合作伙伴。”这也是干粉气流床气化技术应用于大型煤制天然气项目的开始。

2012年1月，神华宁煤年产400万吨煤炭间接液化制油项目采用西门子GSP气化技术许可与专有设备采购和设计合同正式生效。该项目是宁东煤化工基地的又一重点项目，也是目前世界上一次建成规模最大的煤炭间接液化制油项目。该项目采用24台SFG500(日投煤量约2000吨)西门子GSP气化炉。这也是干粉气流床气化技术应用于大型煤制油项目的开始。

在全世界范围内，西门子GSP气化技术得到了广泛认可，已经成为新建项目优先选择的解决方案。在IGCC、化工及最新的煤制天然气项目上都有了新的合作伙伴。2012年,SFG850(日投煤量约3000吨)的西门子GSP气化炉已经启动。

四  最佳运行案例

五  有关该技术的最新动态

目前，西门子方面已经完成了关键气化设备的国产化工作，与国内有丰富制造经验的厂家签署了合作协议并开始国产化生产，可为中国的客户提供国内生产的完全符合国际质量标准的关键设备。同时可为客户提供了多种设备采购选择。

为了便于在中国的煤化工项目的顺利执行，德国西门子燃料气化技术有限公司已经将项目执行团队转移到中国。同时在中国建立了技术改进的研发团队。

为了更好地适应国内用户和国家有关部门的要求，西门子GSP气化技术已经与国内经验丰富的工程公司、上下游技术专利商合作，开展降低气化岛造价与提高气化岛能效的研究，并取得了很好效果。

同时，SFG850(日投煤量约3000吨)的西门子GSP气化炉也已经向国内大型的煤化工项目用户推荐。

展望未来，西门子GSP气化技术在经过工业化验证后，从工艺包设计、专有设备供应到项目执行及售后服务将逐步实现国产化，全方位、全流程满足国内蓬勃发展的大型现代煤化工项目。