英国煤气化公司/德国鲁奇公司气化工艺——将煤转化为洁净能源
概述
90年代初，英国煤气公司大致完成了2亿英镑的煤炭气化研究、开发和示范项目。该项目于1975年开始，与德国鲁奇能源与环境(Lurgi Energie und Umwelt GmbH)公司合作进行。该项目是围绕英国煤气公司和德国鲁奇公司(BGL)气化炉展开的。该 BGL气化炉是长期以来技术已成熟的鲁奇干灰式气化炉的排渣式改型。
1990年，在英国贸工部(DTI)的支持下，对BGL气化炉在发电方面的性能进行了示范。利用气化炉中制得的经过净化的燃气在罗尔斯·罗依斯( Rolls —Royce ) 公司的奥林帕斯( Olympus)燃气轮机中燃烧，并发电。示范证明了，这项技术是燃煤发电的一个有效方法。此外，示范项目产生的数据，为气化炉用于整体煤气化联合循环(IGCC)电厂或合成气生产的商业性运行提供了保障。
由DTI委托的一项总结性研究表明， BGL整体煤气化联合循环确是高效、经济的发电工艺。该研究还表明，该工艺比常规燃煤电站的环境效益更好。
目前，英国煤气公司和德国鲁奇公司已给苏格兰和德国的项目发放了许可证，使这项技术走向商业化。苏格兰和德国的这两个项目是通过废物气化进行发电。带来的效益
生产能力强——BGL气化炉已运行了15，000多小时，气化了177，000多吨英国和美国煤炭、生产的电力并入英国国家电网。
环境影晌佳——BGL气化工艺气化高硫煤时，脱硫效率为99.5％。
效率高——作为IGCC电厂的组成部分，BGL气化炉至少提供44％低热值(LHV)的净循环效率——配有现代燃气轮机，效率将达到50％LHV。
应用灵活——BGL气化炉除用于发电，也可用于化工合成。
市场机会
BGL气化技术很适用于发电和化工合成。其应用市场遍及全球发达国家和发展中国家。该技术尤其适用于对现有电厂燃气轮机的改造；当然，在燃用劣质煤以及燃用废物和生物质的情况下，亦应考虑应用这一技术。
英国贸工部的支持
BGL气化技术的开发和示范的总费用为2亿英镑、其中贸工部资助800万英镑。贸工部的支持最终促成了BGL气化炉的结合与应用，并且促进了该技术的商业化。
参与这项技术开发的其他机构还有英国煤炭公司、国家电力公司和Power Gen 公司。
背景
BGL气化工艺
BGL气化炉示意图
在BGL气化炉中，块煤(最大粒度50mm)通过煤料床顶部的闸斗仓进入加压的气化炉。结渣剂(石灰石)和煤一起添加。当煤逆着向上的气流在气化炉中由上向下移动时，被干燥、脱除挥发分、气化、最终燃烧。在气化炉的基底，喷嘴将水蒸汽和氧的混合物喷入燃烧区，在这里氧和余下的焦反应释放出温度高于2000℃的高热。这样的高温足以使灰熔化，并提供热以支持气化反应。
液态灰渣先排到炉底收集池里,然后再自动排入水冷装置。灰渣在水冷装置形成一种无味的、不可渗滤的熔渣状玻璃质固体。所有炉灰都以这种方式排出。
从事的开发工作
70年代中期，英国煤气公司和德国鲁奇公司为生产代用天然气(SNG)着手开发排渣型移动床气化炉。以鲁奇公司于灰气化炉为基础的设计方案优于原始设计方案，具体表现在：
·煤——气的转换率高；
·比干灰气化炉的产气量大；
·炉灰由不可渗滤性的玻璃质固体所取代。
1975—1981年间，用一个直径1．8m的气化炉对10万t英国和美国各种煤炭和焦炭进行气化。1981年后，一个直径2．3m的气化炉投入运行长达5，000小时，示范了处理粉煤的三种方法，即，加工成型煤经闸斗仓投入，干煤粉经喷嘴喷入，或以水煤浆形式通过喷嘴喷入。
1990年，应用上述气化工艺发电进行了连续2个月的试验。该试验是为满足电力企业提出的按发电负载变化运行的严格要求而设计的。试验期间，使用了一台27MWe的罗尔斯·罗依斯公司的奥林帕斯燃气轮机燃烧气化炉产出的煤气进行发电，并将电力并入英国国家电网。该试验表明。BGL气化炉可轻松满足电力企业根据电力需求变化灵活调整设备运行的要求。
在贸工部参与之前，此项开发工作得到—厂国际上许多机构的帮助，如：美国电力研究所( EPRI)，欧盟委员会和燃气研究院。
BGL气化炉IGCC流程图
BGL特点
·与其他以氧气为主的气化系统相比， BGL气化炉耗氧量较低，从而使总效率明显提高；
·煤料床顶部的气体温度一般为-450℃、因而不需要昂贵的热回收设备；
·气体出口处凝结的焦油和油类副产品可保护炉壁金属表面使之不受腐蚀，这样，炉壁使用低成本的碳钢就足够了；
·灰渣是质地紧密的固体物质，封存了微量元素。灰渣无害并具非浸溶性，适于作建筑材料；
·气化过程中无飞灰产生；原始产品气的 CO2含量低；能够满足改变负荷的要求；
·气化炉可快速开机和关机；
·水蒸汽／氧气喷射系统(利用的是与鼓风炉里相似的喷嘴)可使焦油和油类副产品气化；
·喷嘴也可用来把其他废物喷入气化炉中进行焚烧；
·在气化炉底部的高温区，炉壁被一层固体灰渣所保护；
·煤中90％以上的能量被转化成可利用的燃料；
·原煤可被气化，粉煤可另加工成型煤投入或从喷嘴喷入；
·BGL设备不必由专门生产商提供部件一可确保当地供应部件；
·可利用成熟的气体处理技术予以脱除原始产品气中的硫；
·净化后的产品气可直接用作燃料气，其热值约为13MJ／m3，或用作各种化工工艺所需的原料气；
·BGL工艺不排放废水；
·气体出口温度低、无需产生高压水蒸汽，提高了工艺效率，并可灵活选择气化炉场地。
用途
化工合成和代用天然气( SNG)
主要从天然气生产出来的合成气在全球范围内广泛用于多种化学生产过程。 BGL 气化炉可高度灵活地为化工生产提供高纯度的合成气。
在现有设备当中，BGL工艺具有独一无二的高效生产SNG的优势。英国煤气公司也开发了一种生产 SNG的特制高压气化炉。
废物气化
以填埋和填海处理废物的方式受到来自环境部门越来越大的压力。气化可使废物中的热值转换为洁净的产品气。排渣系统确保废物中包括重金属在内的矿物质熔入惰性灰渣内。 BGL气化炉还具有可接受大粒级人料的优点。
BGL气化工艺的现状
英国煤气公司和德国鲁奇公司在继续推动该技术走向商业化，尤其是在当前废物气化领域。苏格兰和德国的两个项目已到了前期的计划和设计阶段。预计这两个项目不久将进入商业实施阶段。
BGL气化技术也适十将气化炉生产的煤气进行远距离应用。这样，就可以在需用电力之处建设小型的、分散的发电厂。利用分散的小型发电厂也可有效地利用热电联供系统中的废热。
结论
·BGL工艺技术上成熟，即可实现商业化；
·BGL工艺以较高的热效率实现煤炭的完全气化；
·BGL工艺具有良好的运行灵活性，产气量高；
·BGL工艺的环境污染小，可使用高硫煤；
·作为 IGCC电厂的组成部分， BGL气化炉的总效率高
于44％LHV；
·BGL工艺可用于现有电厂的改造；
·BGL气化炉可燃用多种燃料，包括各种废物和生物质；
·BGL 工艺可用于化工合成，可生产出代用天然气、氨
等各种产品。
英国煤气公司的评价
煤气化工艺流程 一、原料准备 煤气化工艺的原料主要是煤炭，需要将原煤进行破碎、筛分、干燥等预处理，以确保原料煤的质量和稳定性。预处理后的原料煤需经过称量、运输和储存等环节，为后续的煤气化工艺流程做好准备。 二、煤浆制备 煤浆制备是将经过预处理的原料煤与水按照一定比例混合，经过球磨机等设备进行研磨和搅拌，制备出一定浓度的煤浆。制备好的煤浆需经过质量检验，确保其浓度、粒度等指标符合工艺要求。 三、气化炉操作 煤气化工艺的核心设备是气化炉，它将经过制备的煤浆与氧气进行高温高压反应，生成合成气。气化炉的操作需要严格按照工艺参数进行控制，以确保反应的稳定性和安全性。 四、煤气净化 从气化炉出来的合成气含有大量的杂质，需要进行净化处理。通过洗涤、除尘、脱硫等净化环节，将合成气中的杂质去除，得到纯净的煤气。净化过程中使用的药剂和设备需定期检查和维护，以保证净化效果。 五、尾气处理 煤气化工艺的尾气主要指未完全反应的废气和排放的废渣等。这些废气和废渣需进行妥善处理，以防止对环境和人体健康造成不良影响。常见的尾气处理方法包括废气燃烧、废渣回收再利用等。
六、煤气储存与运输 经过净化和处理的煤气可以储存在专门的储气罐中，以供后续使用。煤气运输需使用专业的管道或车辆进行，确保安全、高效地将煤气输送到目的地。 七、安全生产措施 为了确保煤气化工艺流程的安全生产，需要采取一系列的安全措施。包括但不限于：严格控制工艺参数、加强设备维护和检修、定期进行安全演练和培训等。这些措施的实施可以最大限度地减少事故发生的可能性，保障员工和企业安全。 八、环境影响控制 煤气化工艺流程对环境有一定的影响，主要体现在废气、废水和废渣的排放上。为了降低对环境的影响，需要采取有效的环保措施，如废水处理、废气处理和废渣回收再利用等。此外，还需要加强对环保法规的遵守和环保意识的普及，以实现煤气化工艺流程的可持续发展。
BGL炉技术经济评价与最佳运行方案 BGL气化炉，为碎煤加压气化液态排渣移动床气化炉，它是在原碎煤加压气化固态排渣移动床鲁奇气化炉基础上发展而来。它克服鲁奇气化炉水蒸汽分解率低、工艺废水量大、气化温度低、固定碳利用率不高、装置能力低等弊病。它是目前以煤气化为核心的传统煤化工、现代煤化工主要气化技术之一。 BGL气化炉工作原理 气化剂为纯氧和水蒸汽，随着炉内压力、温度增加，气化、干馏强度与装置能力加大，产油率（尤其是轻质油）和油品质量提升，煤气热值也随压力增加而提高。对煤质要求：煤的强度、热稳定性要好（尤其是热稳定性），非粘结性，灰熔点要低，煤具有一定粒度（5-50mm）。该炉非常适合于高挥发分煤，如低阶煤当中的烟煤（长烟煤、不粘煤、弱粘煤等）、褐煤等。 该炉，从上到下分为干燥层、干馏层、甲烷层、还原层、氧化灰熔层。 1、氧化灰熔层。也叫燃烧层，或放热层，在此半焦与氧充分接触燃烧，并形成高温区，促使灰熔，同时也为上面各层反应提供热量。氧化灰熔层温度>2000℃，主要化学反应。 C+O2→CO2+Q 2C+O2→2CO+Q 2CO+O2→2CO2+Q
2、还原层。也叫气化层，或吸热层，它是水煤气主要产生层。还原层温度>800℃，温度越高越有利于还原反应，主要化学反应。 CO2+C→2CO-Q CO+H2O→CO2+H2+Q C+H2O→CO+H2-Q C+2H2O→CO2+2H2-Q 3、甲烷层。该层也是一个放热反应，增加压力、降低温度有利于甲烷生成。同时，也有利于轻质油的生成。甲烷层温度550℃-800℃，主要化学反应。 C+2H2→CH4+Q CO+3H2→CH4+H2O+Q 2CO+2H2O→CH4+2CO2+Q CO2+4H2→CH4+2H2O+Q 2C+2H2O→CH4+CO2+Q 轻质油生成反应 nCO+（2n+1）H2→C n H2n+2+nH2O+Q 2nCO+（n+1）H2→C n H2n+2+nCO2+Q （3n+1）CO+（n+1）H2O→C n H2n+2+（2n+1）CO2+Q nCO2+（3n+1）H2→C n H2n+2+2nH2O+Q 总反应：2CO+2H2→｛ CH2 ｝ +CO2+Q 4、干馏层。也叫热解层，属于吸热层，它是热解焦油、热解煤气产生层，也是产生液体燃料关键层。同时部分重油在该层热分解，生
1. 背景介绍 1.1 煤化工综述 世界目前主要能源除原油以外，还包括天然气、液化石油气、煤炭等。我国是一个富煤、少气和贫油的国家，煤炭资源丰富，煤种齐全，国家“十五”能源科技和能源建设计划对发展煤化工给予充分的重视，煤化工在我国面临新的市场需求和发展机遇。立足本国的富集资源，依靠技术革新的力量，开展新型煤化工，很大程度上可以实现石油和天然气资源的补充和部分替代。 煤化工产业是指以煤为主要原料，采用化工过程，生产化工产品的产业，包括煤焦化、煤气化、煤液化和电石等行业，涵盖以煤为原料生产的焦炭、电石、氮肥、甲醇、二甲醚、烯烃、油品、天然气等产品，涉及煤炭、电力、石化等领域，是技术、资金、资源密集型产业，对能源、水资源的消耗较大，对资源、生态、安全、环境和社会配套条件要求较高。 我国煤化工产业正逐步从焦炭、电石、煤制化肥为主的传统煤化工产业向石油替代产品为主的现代煤化工产业转变。石油替代产品是煤化工产业的发展方向。发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充 传统煤化工 现代煤化工
国内石油供需缺口有现实和长远的意义， 煤的气化是新一代煤化工的核心。煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础，煤直接液化、煤间接液化、煤制烯烃等项目都要用到煤炭气化。 1.2 煤气化综述 煤气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。 1.3 工业化煤气化工艺及我国应用情况 煤气化工艺发展到今天，可以作为大型化工企业选择的气化方法主要有以下几种类型： ●·流化床气化工艺 ●·气流床气化工艺 ●·固定床气化技术 1.3.1 流化床气化 流化床气化又称之为沸腾床气化，这是一种成熟的气化工艺，在国外应用较多，该工艺可直接使用0～6mm 或0～10mm 的碎煤作为原料，但亦不希望1mm 以下的细粉过多，备煤工艺简单，气化剂同时作为流化介质，炉内气化温度均匀，但气化温度较低小于1 000 ℃左右，碳反应不完全，渣和飞灰中碳含量高，煤气中有效成份较低，近年来流化床气化技术已有较大发展，开发了如德国的高温温克勒（HTW），美国的U - Gas 等加压流化床气化新工艺，在一定程度上解决了常压流化床气化存在的带出物过多等问题，但仍然存在带出物含量高、碳含量高且又难分离、碳转化率偏低、煤气中有效成分低、而且要求煤高活性、高灰熔点等多方面问题。该气化工艺操作压力偏低，煤气污水中有少量焦油、酚等。因此流化床气化比较适合中、小化工企业采用。 此种气化工艺及气化炉在我国应用较少。 1.3.2 气流床气化 气流床气化是一种并流式气化。从原料形态分有水煤浆、干煤粉2类；从专利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉，气化温
英国煤气化公司/德国鲁奇公司气化工艺——将煤转化为洁净能源 概述 90年代初，英国煤气公司大致完成了2亿英镑的煤炭气化研究、开发和示范项目。该项目于1975年开始，与德国鲁奇能源与环境(Lurgi Energie und Umwelt GmbH)公司合作进行。该项目是围绕英国煤气公司和德国鲁奇公司(BGL)气化炉展开的。该 BGL气化炉是长期以来技术已成熟的鲁奇干灰式气化炉的排渣式改型。 1990年，在英国贸工部(DTI)的支持下，对BGL气化炉在发电方面的性能进行了示范。利用气化炉中制得的经过净化的燃气在罗尔斯·罗依斯( Rolls —Royce ) 公司的奥林帕斯( Olympus)燃气轮机中燃烧，并发电。示范证明了，这项技术是燃煤发电的一个有效方法。此外，示范项目产生的数据，为气化炉用于整体煤气化联合循环(IGCC)电厂或合成气生产的商业性运行提供了保障。 由DTI委托的一项总结性研究表明， BGL整体煤气化联合循环确是高效、经济的发电工艺。该研究还表明，该工艺比常规燃煤电站的环境效益更好。 目前，英国煤气公司和德国鲁奇公司已给苏格兰和德国的项目发放了许可证，使这项技术走向商业化。苏格兰和德国的这两个项目是通过废物气化进行发电。带来的效益 生产能力强——BGL气化炉已运行了15，000多小时，气化了177，000多吨英国和美国煤炭、生产的电力并入英国国家电网。 环境影晌佳——BGL气化工艺气化高硫煤时，脱硫效率为99.5％。 效率高——作为IGCC电厂的组成部分，BGL气化炉至少提供44％低热值(LHV)的净循环效率——配有现代燃气轮机，效率将达到50％LHV。 应用灵活——BGL气化炉除用于发电，也可用于化工合成。 市场机会 BGL气化技术很适用于发电和化工合成。其应用市场遍及全球发达国家和发展中国家。该技术尤其适用于对现有电厂燃气轮机的改造；当然，在燃用劣质煤以及燃用废物和生物质的情况下，亦应考虑应用这一技术。 英国贸工部的支持 BGL气化技术的开发和示范的总费用为2亿英镑、其中贸工部资助800万英镑。贸工部的支持最终促成了BGL气化炉的结合与应用，并且促进了该技术的商业化。
煤气化工艺流程 煤气化工艺是将固体煤转化为气体能源的一种方法。它是一项非常重要的技术，可以将煤转化为合成气，用于发电、燃料和化工等领域。煤气化工艺流程包括煤气化反应、气体净化和气体利用三个主要阶段。 首先是煤气化反应阶段。煤气化是指将煤在高温、高压和缺氧的条件下转化为气体。在煤气化反应过程中，煤被加热到高温，以使其发生热解反应，生成一系列气体。这些气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、二氧化碳（CO2）和少量甲烷（CH4）。煤气化反应通常在反应器中进行，反应器可以是固定床、流化床或喷射床等形式。 接下来是气体净化阶段。在煤气化反应产生的气体中，含有一些杂质和有害成分，如硫化物、氯化物和灰分等。这些杂质和有害成分会对后续的气体利用和环境造成一定影响，因此需要进行净化处理。气体净化通常包括除尘、脱硫和脱氯等步骤。除尘主要通过过滤、静电除尘或洗涤等方法去除气体中的固体颗粒；脱硫可以采用吸收剂或催化剂吸收硫化物，使其转化为硫酸；脱氯也可采用类似的方法。通过气体净化，可以得到高纯度的合成气。 最后是气体利用阶段。经过煤气化反应和气体净化后，得到的合成气可以作为一种重要的能源来源。合成气常被用作燃料，如用于发电和工业燃烧；同时也可以通过合成反应转化为化学品，如合成石油、合成天然气和合成醇等。气体的利用方法取决于不同的应用领域和需求。在发电中，合成气可以作为燃料
供给燃气轮机或燃气锅炉；在化工中，合成气可以经过进一步的化学反应，得到不同的化学品。 总结起来，煤气化工艺流程包括煤气化反应、气体净化和气体利用三个主要阶段。通过这些步骤，可以将固体煤转化为气体能源，并用于发电、燃料和化工等领域。煤气化工艺在能源转化和资源利用方面具有重要意义，可以提供可再生的替代能源，并减少对化石燃料的依赖。
煤气化工艺 下面按反应器分类方法分别进行介绍。 １、移动床煤气化 前已述及,煤的移动床气化是以块煤为原料，煤由气化炉顶加入,气化剂由炉底送入。气化剂与煤逆流接触,气化反应进行得比较完全,灰渣中残碳少。产物气体的显热中的相当部分供给煤气化前的干燥和干馏,煤气出口温度低，灰渣的显热又预热了入炉的气化剂，因此气化效率高。这是一种理想的完全气化方式。 移动床气化方法又分常压及加压两种。常压方法比较简单,但对煤的类型有一定要求,要用块煤,低灰熔点的煤难以使用。常压方法单炉生产能力低，常用空气－水蒸气为气化剂，制得低热值煤气，煤气中含大量的N２，不定量的ＣO、CO2、O2和少量的气体烃。加压方法是常压方法的改进和提高。加压方法常用氧气与水蒸气为气化剂,对煤种适用性大大扩大。为了进一步提高过程热效率又开发了液态排渣的移动床加压气化炉,它又是加压移动床的一种改进型式。 ⑴混合发生炉煤气 采用蒸气与空气的混合物为气化剂。制成的煤气称为混合发生炉煤气。目前这种煤气在国内应用相当广泛。 ①理想发生炉煤气理论上，制取混合发生炉煤气是按下列两个反应进行的: 2C＋Ｏ２+3．7６Ｎ２＝2CＯ+3.76N２＋２46４35kJ C+H2Ｏ=CO+H２-11882１kJ 理想的发生炉煤气的组成取决于这两个反应的热平衡条件，即满足放热反应与吸热反应的热效应衡等的条件。为了达到这个条件,每２ｋｍol碳与空气反应，则与水蒸气起反应的碳应为: 2464３5／11８821=2.07 所以，4.０7kｍol碳与蒸气空气混合物相互作用,在理论上，产生的煤气量为: 4．07＋２.07＋3．7６＝9．9kｍｏl，煤气组成为: CO=４.０７/９.9×１0０%=４1．１% H2=2．07/9.9×1０0％＝20.9％ N2＝3.76／９．9×100％＝３8.0％ 在标准状态下煤气的产率：
煤气化技术 简介 煤气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。它可以将煤炭中的有机物质转化为气体燃料，如合成气（一种碳氢混合气体）或甲烷。煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。 煤气化原理 煤气化是通过加热煤炭，在缺少氧气的条件下进行的化学反应。这个过程通常在高温（约1000℃）和高压（2-5 MPa）下进行。在煤气化过程中，煤炭中的碳氢化合物被分解为可燃气体。 由于煤气化是在缺氧条件下进行的，因此产生的气体中几乎不含硫和氮。这使得煤气化技术相对于传统的燃煤发电技术具有更低的环境污染。此外，煤气化产生的燃气可以直接用于发电、供热、制氢等多种应用。
煤气化工艺 煤气化工艺主要分为干燥气化和水煤浆气化两种。干燥气化是将煤炭在高温下与热气体接触，使煤炭中的水分蒸发，然后进行气化反应。水煤浆气化是将煤炭与水形成的浆料喷入气化炉中，在气化过程中煤炭与水蒸汽产生反应。 两种煤气化工艺各有优势。干燥气化可以直接利用煤炭的热值，不需要额外的供热设备。而水煤浆气化可以利用水蒸汽的催化作用，提高气化效率。根据实际需求和条件，选择适合的煤气化工艺非常重要。 应用领域 煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有广泛的应用。以下是煤气化技术在几个重要应用领域的应用示例： 1.发电：煤气化产生的燃气可以用于燃气轮机或内燃 机发电。与传统的燃煤发电相比，煤气化发电具有更高的效率和更低的污染排放。 2.供热：煤气化产生的燃气可用于供热，替代传统的 燃煤供热系统。煤气化供热系统具有更高的热效率和更少的污染排放。
3.制氢：煤气化可以产生合成气体，其中主要成分为 氢气和一氧化碳。这些气体可用于制氢，用于石油炼制、 化学工业等领域。 4.乙二醇生产：煤气化产生的合成气可以用于乙二醇 的生产。乙二醇是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑 料、涂料、纺织等行业。 煤气化技术的优势和挑战 煤气化技术具有多种优势，但也面临一些挑战。 优势： - 较低的污染排放：煤气化产生的燃气几乎不含硫 和氮，具有较低的污染排放。 - 多样的应用：煤气化产生的燃气可以用于发电、供热、制氢等多种应用。 - 提高能源利用率：煤气化可以更充分地利用煤炭中的能源，提高综合能源利用效率。 挑战： - 高温高压操作：煤气化需要在高温高压条件下进行，对设备和工艺的要求较高。 - 煤质波动：不同煤质在气化过程中的行为和产物有所差异，需要根据煤质特性进行合理的工艺设计。 - 产业链协同：煤气化技术需要与其他产业链环节协同，如煤炭开采、煤炭清洁化、煤气净化等。 - 经济可行性：
煤气化技术简介 我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80％以上.近些年，煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但石油焦、石油和天然气在当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家，煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。煤气化生产的合成气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展，可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。 煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品. 一、煤气化技术分类及概况 目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类：固定床（或称为移动床）、流化床和气流床。其中具有代表性的煤气化技术如下： 各种气化技术已经发展多年，但在目前的情况下，并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求，从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。 固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外，从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工序流程长,
BGL碎煤熔渣气化技术在煤制天然气工业中的应用 1 BGL 气化技术的开发 20世纪70 年代中期，英国煤气公司(British Gas) 和德国鲁奇能源与环境(Lurgi Energie und Umweh GmbH公司为大规模高效生产替代天然气(SNG),在h唧干灰式气化炉的基础上开发出液态排渣型移动床气化炉(BGL)。BGI气化炉结合了高温熔渣气化与加压固定床气化技术的优点，是一种高效、经济的气化技术。 1975 —1981年问，在 Westfield 使用1台由直径1. 8m Lurgi气化炉改造成的处理能力300t /d,操作压力2 . 5MPa勺BGI气化炉，共对100kt英国和美国各种煤炭和焦炭等原料进行气化试验。1981年后，一个 直径2. 3m的气化炉投入运行长达 5000h，共处理了炉的3倍。试验的最后阶段是在I台内径1 . 2m处理能力200t /d的BG气化炉中进行的，在2. 5〜7. 0MPa勺操作压力范围内气化炉的操作性能很优秀，示范试验表明在较高压力下能够达到更高的产量，但产品中甲烷含量也有所升高。 2000年德国黑水泵(Schwarze Pumpe)综合物料处理中心建成1台内径为3. 6113的BGL气化炉，与Lu晒及GSP气化炉共同用来处理多种废弃物，联产甲醇、合成气及电力。 2005年，云南解化集团与Advantica公司(原British Gas 科技开发部)合作，在开远合成氨厂将1台Lu 晒气化炉改造为BGL气化炉，进行当地高含水率(约35% )褐煤的试烧。2006年7月完成改造，到2007年5月，75 kt 煤，处理能力达到500t /d,是Lu哂气化共进行了8次试验，初步达到了预期目标。 2BGL气化工艺 BGL气化炉采用块煤(6〜50i /lln)或型煤通过炉顶锁斗仓进料，结渣剂(石灰石)和煤一起添加，允许 块煤夹带适量粉煤。当煤逆向在气化炉中由上向下移动时被干燥、脱除挥发分、气化，最终燃烧。在炉底部，熔渣池上方有1 组均匀分布、按径向对称并稍向下倾斜，带水冷套的钛钢气化剂喷嘴。气化剂和煤粉及部分焦油由此喷人炉内，在熔渣池中心管的排渣口上部汇集，使得该区域温度可达2000 C左右，使灰渣呈 流动状态，并提供热量以推动气化反应。高温液态排渣，气化反应的速度大大提高，是BG的主要优点。 BGL气化炉的主要特点是炉体下部的特殊排渣机构，取消了固态排渣炉的转动炉算。在炉体的下部设有熔渣池，在渣箱的上部有一液渣激冷装置，用循环激冷水冷却，激冷室内充水70%，由排渣口下落的液态 渣淬冷形成渣粒，在激冷室内达到一定量后，卸人渣箱内并定时排出炉外。 3BGL气化技术特点 3。1原料适应性强 BGL以及其他气化技术适用原料的情况如表2所示，表明BG对原料适应性比较广泛，BGL已经试验过褐 煤、烟煤、石油焦、废弃物等多种不同的原料。 3. 2 备煤系统和进料方式简单 主要是块煤(最大粒度50mm通过煤料床顶部的锁斗仓进入加压的气化炉，结渣剂(石灰石)和煤一起添加，部分煤粉或者合成气中的冷凝产物如焦油、轻油等可以通过气化炉底部的喷嘴喷人。相对于Shell 干煤粉或GEK煤浆气化的制粉、制浆系统来讲，BGL M料制备和进料方式要简单许多。 3. 3气化效率高，消耗低 BGL气化在炉内形成局部温度高达2000 'C的燃烧区，气化温度1400〜1600。C,碳转化率高达99%以上。在BGL气化过程中，煤中90%以上的能量被转化成可利用的燃料，而壳牌煤气化为83%，德士古水煤浆为 76%〜79%，BGL气化冷煤气效率是各种气化技术中最高的，比其他形式的气化技术高出近10%左右，而且 合成气的热值也较高，约为13 MJ /m3 BGL生产1000m3(C0+H2)煤耗为520kg(MAF.)，氧耗为：230m3,较Shell和GE气化要低得多，使得BGL气化的配套规模相应较小，投资降低，操作费用也低。 3. 4操作灵活可靠 BG气化炉操作灵活，可快速开停车，可以通过改变喷嘴的投用数量调节气化炉的生产负荷，1990 年示范试验表明，BGL气化炉可以在设计负荷的30%〜110%问以每分钟5%的速度快速切换，因此BGL气化炉比Shell
浅析鲁奇煤加压气化工艺BGL炉装置搅拌器长周期运行的实践理论 作者：王庚宵 来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第02期 摘要：在煤化工迅猛发展的今天，氮肥行业作为主力工艺，不断的进行设备技术创新，大型装备国产化。搞好环境保护，实现清洁文明生产，提供清洁能源是我们晋中能化公司发展的宗旨，气化一直以来都是煤化工行业的龙头，由于不同煤质在不同炉型不同条件下反应出来的粗煤气成分有很大的区别，所以一直以来煤化工行业在气化过程中，投入的技术、人员、力量都是最多的，本次我只就BGL核心生产工艺技术搅拌器的长周期运行为论，阐述目标。本文主要对搅拌器专业方面相关设计进行分析，并对项目建设中的安全、质量管理体系与运行给予介绍，从试车验收、生产运行阶段方面对管理体系给予实践运行。 关键词：化工企业；搅拌器；气化 近年来，随着人们生活水平的进一步提升，社会各界对化工企业的质量、环保、产品要求越来越高，BGL气化工艺作为国际气化工艺的领先技术已经在我国广为推广，它可以实现商品煤最大程度的转化，在高温（1500度左右）、高压（4MPa）纯蒸氧混合气化剂的环境下，形成以CO为主（51%左右）的高浓度煤气，经过变换、净化得到化产品需要的一切原料气，在合成前还可以得到高纯度的LNG。每台BGL气化炉的效率惊人，可以达到每小时十几万 m3高浓度煤气产量，可谓是煤气化产业的龙头。但是影响BGL长周期运行的一项关键因素为其内部的搅拌机，它的作用不可无视，在BGL炉正常运行时起到煤的搅拌与破粘的作用，但是其内部高压冷却水系统经常出现泄露，造成炉内温度、压力波动、氧含量增加等严重影响，从而造成被迫停车，损失巨大。为了保障BGL炉长周期运行，各生产板块良好运转，企业实现系统本质安全，增强化工企业核心竞争实力、适应国际认证发展大趋势的需求，也是降低化工企业运营成本、保障化工企业安稳长满优运行，提高经济效益的需要，为了满足更好的生存和发展的需要，本文主要从如何进行BGL核心技术搅拌机漏水问题的改造分析，实现稳定运行。 1 背景 本次研究的背景为内蒙古鄂尔多斯中煤图克煤气化现场，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司气化采用BGL碎煤加压气化先进技术，气化炉运行4年来由于其内部搅拌机漏水停车事故不下40次，造成无以计数的损失，不但影响BGL气化炉整体寿命，而且需要开销高额的维修费用以及开车费用，加上影响后续工段稳定长周期运行，所以大力整治搅拌机漏水问题已经迫在眉睫。
BGL气化技术在中煤图克项目中的应用 樊宏原;周恩利;刘通伟;谷磊 【摘要】介绍了BGL气化技术的特点,从运行时长、72 h运行指标考核及运行成本等方面,详述了 BGL气化技术在中煤图克项目中的工程应用情况.运行结果表明,BGL气化装置采用当地长焰煤为原料进行生产,装置运行稳定,72 h运行考核中有效气产量和能耗指标优于合同保证值,同时副产有经济价值的甲烷及油品,有效气成本低,在合成气生产领域具有竞争优势.%The characteristics of BGL gasification technology were introduced,and its industrial application in China Coal Tuk Project was described in detail based on the operating time,72 h performance test evaluation and operating cost.The running result showed that the BGL process was applied successfully on the local long flame coal. The gasification unit ran continuously and stably,with high effective gas content and low energy consumption in the 72 h performance test,better than the contract guaranteed value.Meanwhile,it by-produced methane and oils with economic value.The cost of effective gas was low,and BGL gasification had competitive advantages in syngas production industry. 【期刊名称】《煤化工》 【年(卷),期】2018(046)001 【总页数】4页(P27-29,68) 【关键词】BGL气化;固定床;液态排渣;有效气;能耗;成本;尿素
煤气化工艺 煤气化是一种可以将煤作为原料，利用高温化学反应把煤转化成液体燃料或气体燃料的一种工艺。煤气化技术的出现，使得汽车、船舶和工业火力发电厂的燃料使用更加经济和节能。煤气化工艺技术在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥着重要作用，并开辟了一条更加绿色、更加可持续的可再生能源生产道路。 一、煤气化反应原理 煤气化反应是指在一定温度和气压下，将煤转变为气体或液体燃料等生物燃料的反应过程。它是一种快速化学反应，是在大量的水分和气体中，碳向氧和氢的过程。煤气化反应的一般化学方程式如下： C + H2O=> CO2 + H2 在此反应过程中，释放的气体是由以碳氧化物和氢气构成的复合气体，其中，氢气是最为重要的成分，可以被利用为能源。 二、煤气化工艺的特点 1、煤气化的燃烧温度相对较低。由于反应温度较低，煤气化产生的气体成分比较清洁，减少了大量污染物的排放，使之成为具有较高环保意义的可再生能源技术。 2、煤气化为非稳定反应。煤气化过程是一种复杂的反应，反应温度和气压的变化可以影响产物的化学组成，从而影响燃料的性能和热值。 3、煤气化反应时间较短。煤气化反应的速度较快，只需要几十秒到几十分钟，就可以完成整个反应过程，这也是煤气化技术在实用
方面的优点。 三、煤气化工艺的应用 1、汽车燃料：煤气化可以生产出含有大量烷烃和烯烃等有机物质的气体混合物，可以用作汽车的燃料。煤气化技术比传统的石油燃料技术具有更高的热值，更少的污染物，可以大大减少污染物的排放，从而提高空气的质量。 2、工业火力发电：煤气可以用作一种清洁燃料，可以用于工业火力发电。煤气化燃料可以大大减少污染物的排放，从而有效地保护环境。 3、船舶燃料：煤气可以作为船舶燃料使用，比传统的柴油燃料更加经济和节能。 四、煤气化工艺的发展前景 由于煤气化技术具有节能环保、经济实用等特点，未来煤气化工艺将进一步发展，在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥重要作用，开辟出一条更加可持续的可再生能源生产道路。未来煤气化技术将得到更广泛的运用，为世界提供更多清洁、可持续的能源。
BGL碎煤加压熔渣气化炉运行情况分析 摘要：BGL碎煤加压熔渣气化技术是一种煤适应性强、生产能力大、污水少、投资少的新工艺。该技术较鲁奇气化炉更为先进，特别是污水处理和节省投资。 由于我国目前已经开发出了大量的优质煤，如烟煤、无烟煤，但其发展的空间十 分有限，因此BGL碎煤加压熔渣气化技术将是我国褐煤的一种高效、经济的气化 工艺。BGL碎煤加压熔渣气化技术是一种有着广泛应用前景的理想气化工艺。本 文对公司BGL碎煤加压熔渣气化炉运行情况进行分析。首先阐述了BGL碎煤加压 熔渣气化技术工艺及流程，接着分析该技术气化特点，最后对气化炉运行中的制 约因素给出解决措施。 关键词：BGL；碎煤加压熔渣；气化炉运行 一、BGL碎煤加压熔渣气化炉工艺介绍 BGL碎煤熔渣气化技术是20世纪70年代后期出现的一种新工艺。这是基于 英国燃气和德国鲁奇公司在原Lurgi固定床气化炉II、III及IV型的技术基础 上研制的液态排渣固定床加压气化技术。近年来，由于其气化强度高，单炉容量大，蒸汽消耗少，废水少等特点，在我国得到了广泛的重视，并已在工业上得到 了推广。在BGL气化炉内，将最大颗粒直径80毫米、加入了助溶剂（石灰石） 的块煤经煤层顶部的煤锁送入气化炉。在气化炉内，煤炭由上而下，逆流而上， 依次经历干燥，干馏，气化，最后燃烧。在气化炉的底部，由鼓风口向燃烧区喷 射出大量的水蒸气和氧气，使其与残余的焦炭发生反应，使其产生局部超过2000 摄氏度高温。如此高的温度足以使灰烬熔化，并为气化反应提供热量。所产生的 原料气体通过气化炉上部集气管的环状空间排出，进入到文丘里洗涤器中洗去煤 尘和焦油。气化炉燃烧所产生的液态熔渣，间断排出炉外。排出熔渣依次通过连 接短接和激冷室，在连接短接和激冷室中，液态熔渣被循环激冷水淬冷，爆裂破 碎为粒径3mm的固态渣，最后激冷后的固态渣通过渣锁间断排至渣沟，最终被排 渣池来的冲渣水冲入渣池。下图所示BGL工艺流程简图。
煤气化工艺流程 1、主要产品生产工艺 煤气化是以煤炭为主要原料的综合性大型化工企业，主要工艺围绕着煤的洁净气化、综合利用，形成了以城市煤气为主线联产甲醇的工艺主线。 主要产品城市煤气和甲醇。城市燃气是城市公用事业的一项重要基础设施，是城市现代化的重要标志之一，用煤气代替煤炭是提高燃料热能利用率，减少煤烟型大气污染，改善大气质量行之有效的方法之一，同时也方便群众生活，节约时间，提高整个城市的社会效率和经济效益。作为一项环保工程，（其一期工程）每年还可减少向大气排放烟尘1.86万吨、二氧化硫3.05万吨、一氧化碳0.46万吨，对改善河南西部地区城市大气质量将起到重要作用。 甲醇是一种重要的基本有机化工原料，除用作溶剂外，还可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丙烯酸甲酯等一系列有机化工产品，此外，还可掺入汽油或代替汽油作为动力燃料，或进一步合成汽油，在燃料方面的应用，甲醇是一种易燃液体，燃烧性能良好，抗爆性能好，被称为新一代燃料。甲醇掺烧汽油，在国外一般向汽油中掺混甲醇5～15%提高汽油的辛烷值，避免了添加四乙基酮对大气的污染。 河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂围绕义马至洛阳、洛阳至郑州煤气管线及豫西地区工业及居民用气需求输出清洁能源，对循环经济建设，把煤化工打造成河南省支柱产业起到重要作用。 2、工艺总流程简介： 原煤经破碎、筛分后，将其中5～50mm级块煤送入鲁奇加压气化炉，在炉内与氧气和水蒸气反应生成粗煤气，粗煤气经冷却后，进入低温甲醇洗净化装置，除去煤气中的CO2和H2S。净化后的煤气分为两大部分，一部分去甲醇合成系统，合成气再经压缩机加压至5.3MPa，进入甲醇反应器生成粗甲醇，粗甲醇再送入甲醇精馏系统，制得精甲醇产品存入贮罐；另一部分去净煤气变换装置。合成甲醇尾气及变换气混合后，与剩余部分出低温甲醇洗净煤气混合后，进入煤气冷却干燥装置，将露点降至-25℃后，作为合格城市煤气经长输管线送往各用气城市。生产过程中产生的煤气水进入煤气水分离装置，分离出其中的焦油、中油。分离后煤气水去酚回收和氨回收，回收酚氨后的煤气水经污水生化处理装置处理，达标后排放。低温甲醇洗净化装置排出的H2S到硫回收装置回收硫
BGL碎煤熔渣气化技术及其工业应用分析 摘要BGL碎煤熔渣气化技术是英国和德国共同研发的一种有别于传统的煤气化技术，这种技术目前具备的非常突出的优势。尤其是在工业应用当中，BGL碎煤熔渣气化技术已经逐渐得到推广，其优势也很大提高了工业生产与运用的效率。针对新型的煤气化技术，本文现简述了其大致的发展历程及其关键工艺，并结合其工艺和优势深入分析它在工业当中的应用。 关键词BGL；碎煤熔渣气化；工业应用 引言 由于BGL碎煤熔渣气化技术与过去的煤气化技术相比具有十分突出的特点，能够降低工业生产成本，也能极大提高工业生产的效率，因此我国从国外引入了这项技术[1]。并且在不断应用当中，我国该项技术相关专业人员也予以了关注和重视。关于BGL碎煤熔渣气化技术，本文现具体有以下分析。 1 BGL碎煤熔渣气化技术概述 1.1 BGL碎煤熔渣气化技术 BGL是British Gas-Lurgi的英文首字母的缩写，其表示的含义是英国燃气—鲁奇。该技术是在原来鲁奇固定加压气化炉技术的基础上开发出来的，其开发耗费的资金数量极为庞大。在20世纪70年代至90年代，BGL技术已经得到验证与示范，之后便逐渐在工业工厂中得以应用。 在BGL技术开发之前，工业中要达到煤气化的目的，使用的最为广泛的技术是鲁奇固定加压气化技术。鲁奇固定加压气化技术具有非常明显的优点和缺陷，一方面该技术的氧耗低及其气化炉建设需要资金量相对较少，但另一方面该技术的气化强度低、蒸汽消耗大且利用率低和大量气化污水造成净化成本高[2]。此外，在工业工厂中现代熔渣气化技术也得到相应的应用，而现代熔渣气化技术的优点和缺陷刚好是相反的。因此，在BGL技术还未开发完成和推广之前，国内外工业发展中主要依赖的是以上提到的两种技术。BGL技术实际上是弥补了以上两种技术的缺陷，将其二者的优点结合在一起，从而形成具有综合性优点的技术，实现工业的高效生产。 1.2 BGL碎煤熔渣气化技术的优势与特点分析 BGL技术结合了鲁奇固定加压气化技术与现代和熔渣气化技术的优点，就其优点本文主要有以下具体的阐述： （1）BGL技术中气化强度高
BGL煤气化技术分析与中煤图克煤制化肥气化炉运行总结宋文健;崔书明;韩雪冬;徐振刚 【摘要】分析了BGL气化炉在Lurgi煤气化技术基础上改进的要点，对二者主要性能指标进行了对比，总结了中煤能源集团图克煤制化肥项目BGL气化炉运行状况和操作体会。 【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》 【年(卷),期】2015(000)006 【总页数】6页(P45-49,68) 【关键词】BGL煤气化技术;固定床气化炉;加压气化;液态排渣 【作者】宋文健;崔书明;韩雪冬;徐振刚 【作者单位】中煤鄂尔多斯能源化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 017317;中煤鄂尔多斯能源化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 017317;中煤鄂尔多斯能源化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 017317;中煤能源集团公司煤化工研究院，北京 100120【正文语种】中文 【中图分类】TQ546 BGL 煤气化技术是一种以块煤为原料、以液态形式排渣的移动床（或固定床）加压气化工艺，是在Lurgi 煤气化技术的基础上创新发展而来，因此又被称为液态排渣的Lurgi 煤气化技术。中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克煤制化肥项目一期工程采用7 台BGL 气化炉（5 开2 备）。项目于2011 年初动工兴建，2013 年底
前建成投运，2014 年初打通全流程，生产出合格尿素产品。自投运以来，BGL 气化炉一直能平稳运行，创造了该煤气化技术有史以来的最佳运行记录。 1 BGL 煤气化过程 BGL 煤气化过程包括一系列复杂的物理化学反应，并受诸多因素的影响。简要的 工艺流程为：一定粒度的块状原料煤经过输煤胶带进入高位煤仓，然后经过煤锁从气化炉顶加煤设备（布煤器）进入炉内从上往下移动。气化炉内煤料大致可分为5 层，自上而下依次为：干燥层、干馏层、气化层（或还原层）、燃烧层和熔渣层。煤料在干燥层仅发生物理反应，煤与自下而上的高温煤气逆流接触，脱除外在水和内在水，同时降低了高温煤气的温度。随着料层的向下移动，煤料进入较高的温度区域，此区域称为干馏层。煤料在此区域受热分解析出挥发分（干馏煤气、焦油、酚、脂肪酸、氨等）。脱除挥发分后的煤料与来自下层燃烧区的高温气体（主要是水蒸气和二氧化碳等）逆流接触，发生一系列的物理化学反应，此区域称为气化层（或还原层）。该区域内发生的化学反应主要有： 煤料继续向下移动并继续被加热进入燃烧层。氧气与水蒸气混合后组成的气化剂通过气化炉下部沿周边均布的6 个喷嘴进入气化炉内燃烧区域，与高温煤料迅速接 触发生燃烧反应，产生大量的热和CO、CO2 等，燃烧区的中心温度约2 000 ℃。煤料燃烧产生的热量为整个气化炉内主反应区创造一个高温环境，并为多个吸热的气化反应提供所需的热量。燃烧层内发生的化学反应主要有： 煤料在燃烧层内高温作用下，产生的煤灰从固态转变为液态，向下流入气化炉底部（也称为渣池）形成熔渣层。液态的熔融渣通过气化炉底部渣口间歇式排入气化炉下方的连接短节内，遇到30~40℃的激冷水后被激冷成小颗粒的玻璃态固体渣进 入下方的渣锁，最后间歇式排出加压气化系统。