BGL煤气化工艺
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煤气化工艺meiqihua gongyi coal gasification process字体[大][中][小]煤在一定温度和压力条件下,通过加入气化剂(气化介质)被转化为煤气的过程。
其反应过程是以煤为原料,以载氧的气体(包括空气、氧气、水蒸气、CO2等)为气化介质,通过煤的热解反应、燃烧反应和气化反应,生成由CO、H2、CH4、CO2、N2、H2O和C m H n 等主要成分组成的煤气,通常煤气中还含有H2S、COS、CS2、NH3、HCN、卤化物和粉尘等杂质。
基本原理煤气化过程包括10个基本反应,化学方程如表所示。
煤气化过程的基本反应煤炭气化有两个目的,一是制取气体燃料,二是制取化工合成用的气体原料。
制取燃料气时,煤气化的主要反应是燃烧反应、CO2还原反应和水煤气反应。
制取原料气时,主要反应是水煤气反应和燃烧反应。
煤气化工艺包括煤的制备、气化剂制备(制氧、蒸汽站)、煤气生产、煤气净化、煤气变换、煤气精制以及甲烷合成等主要流程。
在生产中、低热值煤气时,如IGCC发电系统,一般只需要前三个流程和煤气净化;在生产原料气时,才需要后三个流程。
原料煤的物理化学性质对气化炉的设计、运行及煤气处理都有直接的影响,是决定煤气化工艺技术经济效果的重要因素之一。
不同型式的气化炉对煤炭的品质和原料准备都有一定的要求。
煤气化工艺中的原料准备一般包括原煤破碎、筛分、干燥或调制水煤浆等。
煤气的生产主要靠气化炉来完成,是煤气化过程的主要环节,它不仅决定粗煤气的组成和热值,也决定整个工艺流程的布置。
煤气净化主要包括煤气的除尘、脱硫、脱CO2及煤气的精制,对于IGCC发电系统,目前只有前两个流程。
煤气变换是指将煤气中的CO变换成H2的过程,主要是在生产化工原料气中采用。
在生产高热值煤气(可替代天然气) 时,才采用甲烷合成这一流程。
分类煤气化工艺的类型很多,分类的方法也很多。
最常用的分类是按煤和气化剂在气化炉内的运动过程来划分,即煤气化工艺可分为固定床(或称移动床) 气化工艺、流化床气化工艺、气流床(或称喷流床) 气化工艺和熔融床(或称熔盐床) 气化工艺等。
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。
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。
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。
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】TQ546BGL 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。
BGL气化技术简介
佚名
【期刊名称】《全国煤气化技术通讯》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】BGL熔渣气化技术是一种高效先进的煤气化技术,可气化石油焦、无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤,及这些煤种的混合投料,冷煤气效率高(〉89%)、
碳转化率高(〉99.5%)、热效率高、氧耗低、系统运行可靠性高、维护费用低。
BGL熔渣气化技术可用于工业燃气、发电、替代天然气(SNG)生产、化学品生
产等领域。
99.5%以上的碳转化为气体后,煤中剩余的矿物质在高温下熔化,经循环水激冷形成无渗滤性的玻璃质固体碎渣粒由炉底部排出,排出的熔渣无污染,可作为副产品在建筑和筑路中使用,也可安全地回填或深埋。
气化废水主要来自投料煤经炉内干燥后排出的冷凝蒸汽,水量小,有机含量的浓度高,有利于在较低生产成本下分离处理,回收的苯酚作为副产品具有较高商业价值。
【总页数】5页(P1-5)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ54
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115张流程图让你彻底熟悉煤化工艺!首先来一张汇总图,告诉大家煤化工究竟有什么:接下来小编依照这个模式,以工艺流程图的方式带大家彻底了解煤化行业。
煤气化工艺鲁奇加压气化工艺鲁奇炉造气工艺流程简图BGL气化(液态排渣鲁奇炉)BGL气化工艺流程简图德士古气化工艺a、直接淬冷(激冷流程)适用于制NH3和H2 (因为这种流程易于和变换反应器配套,激冷产生蒸气可满足变换的需要)b、间接冷却(废锅流程)壳牌气化工艺多喷嘴对置气化工艺多喷嘴对置气化工艺流程图航天炉气化工艺航天炉气化工艺流程图恩德炉气化工艺恩德炉的气化工艺流程GSP气化工艺GSP气化工艺流程图SE-东方炉气化工艺SE-东方炉气化工艺流程温克勒气化工艺加压灰熔聚流化床粉煤气化工艺加压灰熔聚流化床粉煤气化技术流程图U-Gas灰熔聚气化工艺U-Gas灰熔聚气化工艺流程图多元浆料新型气化技术多元浆料气化工艺流程图熔铁气化工艺熔盐气化工艺熔渣气化工艺煤气净化工艺煤气净化工艺煤气净化工艺原则性工艺流程图低温甲醇洗工艺低温甲醇洗工艺流程图两段式低温甲醇洗工艺两段式低温甲醇洗工艺流程图煤制合成氨造气净化阶段合成气变换工段变换气精炼阶段氨合成工段煤制天然气煤制天然气工艺流程图直接甲烷化间接甲烷化煤制乙二醇合成气草酸酯制乙二醇工艺流程图烯烃制乙二醇工艺流程图草酸二甲酯制乙二醇工艺流程图煤制甲醇煤制甲醇工艺流程图固定床煤制甲醇工艺流程气流床煤制甲醇工艺流程焦炉气制甲醇工艺流程氨醇联产工艺流程甲醇制烯烃工艺Lurgi公司的MTP工艺MTP工艺流程图POU/Hydro公司的MTO工艺MTO工艺流程图大连物化所DMTO工艺DMTO工艺流程图中石化的SMTO工艺SMTO工艺流程图清华大学的FMTP工艺FMTP工艺流程惠生自主研发MTO烯烃分离技术MTO烯烃分离工艺流程图煤制油:煤间接液化典型的煤间接液化工艺流程南非的萨索尔(Sasol)费托合成法SASOL生产工艺流程示意图SASOL煤气化工艺流程图1)固定床煤间接液化工艺2)SSPD浆态床煤间接液化工艺美国的Mobil的MTG工艺(甲醇制汽油法)Mobil甲醇转化为汽油工艺流程固定床工艺流程图Lurgi公司甲醇制汽油工艺流程图荷兰SHELL的中质馏分合成(SMDS)工艺中科院山西煤化所低温煤间接液化工艺MFT工艺流程图SMFT合成工艺流程图兖矿集团的间接液化工艺1)低温煤间接液化工艺2)高温煤间接液化工艺煤制油:煤直接液化煤炭直接液化工艺流程图美国SCR溶剂精炼煤工艺美国SCR溶剂精炼煤工艺流程图美国EDS工艺美国EDS工艺流程图美国H-Coal工艺美国H-Coal工艺流程图德国IGOR 工艺德国IGOR 工艺流程图日本NEDOL工艺日本NEDOL工艺流程图日本褐煤液化(BCL)工艺日本BCL工艺流程图催化两段液化工艺(CTSL工艺)CTSL工艺流程图HTI工艺HTI工艺流程图俄罗斯FFI低压加氢液化工艺FFI低压加氢液化工艺流程图神华煤直接液化工艺神华煤直接液化工艺流程图延长煤油混炼技术延长煤油混炼工艺流程图煤干馏工艺气体热载体直立炉工艺三段炉流程图SJ 低温干馏工艺流程MRF工艺MRF 工艺流程示意图DG工艺大连理工大学DG工艺流程示意图BJY工艺济南锅炉厂循环流化床循环灰作为固体热载体的“热电煤气多联产”工艺示意图BT工艺ZDL工艺浙江大学流化床热解联产工艺Garrent工艺Garrent工艺最初由美国Garrent公司开发,其工艺过程为:将煤粉碎至200目以下,用高温半焦(650℃~870℃)作为热载体将煤粉在两秒钟内加热到500℃以上,由于停留时间很短有效地防止了焦油的二次分解。
BGL气化与LURGI气化制取天然气方案比较BankZhang二〇〇九年三月一日目录一、BGL熔渣气化技术二、BGL气化炉的工业化应用三、BGL气化工艺的总体评价四、应用BGL气化制取天然气方案五、BGL气化型煤综述六、两种工艺的总投资和运行费用对比一、BGL熔渣气化技术1.1 概述BGL(British Gas-Lurgi)熔渣气化技术是上世纪70~90年代由英国燃气公司科技部(Advantica公司)在德国鲁奇移动床加压气化技术基础上开发出来的新型煤气化技术。
BGL气化技术将高温熔渣气化与鲁奇固定床气化技术结合在一起,兼具两者的优势,克服了各自的弱点。
工业化验证的BGL炉直径可达4m,单炉日投煤量约1000~1200吨。
1.2 BGL气化炉工艺原理BGL熔渣气化炉实质上仍是加压固定床气化技术,兼有了鲁奇固定床的逆流气化整体流程和高温熔渣气化原理。
气化炉的上部实质上与鲁奇固定床气化炉相同,在下部的高温区域灰呈熔融状态。
在气化炉内,煤自上而下移动,并与气化炉底部沿周向布置的喷嘴喷入由蒸汽和氧气组成的气化剂进行气化反应。
主要设备:双煤锁、炉体(内衬耐火砖)、洗涤冷却器、气化剂喷嘴、灰渣冷激室和渣锁组成。
特殊设备包括气化剂喷嘴、蓄渣池铸件、排渣口、燃烧器等,属于专利供货。
其余可在国内制作。
1.4 BGL气化炉工艺流程图(与固态排渣气化工艺相似)1.5BGL气化炉的典型工艺数据对入炉煤的要求:工业分析:灰份<25%,水份<20%,挥发份<35%, 煤粒度:6~50mm。
对于褐煤则必须制成型煤。
气化炉压力:2.5~6.5MPa。
气化剂要求:可使用纯氧或富氧。
煤气组成:对于褐煤,其有效气体含量一般高于85%。
二、BGL气化炉的工业化应用2.1 英国燃气公司西田煤气化厂成套的BGL气化炉及配套设施,主要是进行工业化试烧和可靠性验证。
2.2德国黑水泵煤气厂90年代中期,德国黑水泵煤气厂建设了一台直径3.6m的BGL气化炉,与三台同炉径气化炉互为备用,气化当地劣质褐煤制成的型煤与固体废料混合的物料。
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。
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。
图1 BGL气化炉工艺流程简图二、BGL碎煤熔渣气化技术特点(一)装置投资少结合了高温熔渣气化技术高气化率和高气化强度优势和鲁奇固定床式加压气化技术氧耗低和炉体廉价的优势。
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)。
BGL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。
1975一1981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的BGL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l台内径1.2m、处理能力200t/d的BGL气化炉中进行的,在2.5~7.0MPa的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。
2 BGL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。
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技术中气化强度高根据BGL气化原理,要达到较高的气化强度,该技术主要是在原来的鲁奇炉内壁中添加耐火砖衬,在鲁奇炉的底部四周添置一组喷嘴,在这样的鲁奇炉设计之下,炉内则会形成局部约为2000℃的燃烧区,气化区温度则在1400℃~1600℃范围[3]。
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。