中煤图克项目BGL炉资料整理

中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克大化肥项目BGL炉情况项目背景中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克大化肥项目规模能力为年产200万吨合成氨、350万吨尿素，同时生产8亿m3天然气，总投资200亿元，是目前全国乃至世界最大的化肥项目。图克化肥项目分为空分、气化净化、氨合成尿素、公用工程几个主要界区，项目建设采用了目前国际先进的技术和设备，一期工程从2011年6月8日正式开工，目前进入全面试车阶段；二期工程（年产50万吨合成氨、80万吨尿素）已经进入实施阶段。图克厂区2014年2月1日晚23时，图克大化肥项目一期工程打通全流程，顺利生产出“中煤牌”大颗粒尿素产品。图克大化肥项目一期工程从2011年6月8日正式开工建设，两年多来，全体建设者在毛乌素沙漠艰苦奋战，克服重重困难，攻克道道难关，创出了国内、国际同行业中装置规模最大、建设时间最短、投资控制最好、投产效率最高的优异业绩，为集团公司打造煤化工板块和发挥蒙陕基地新优势迈出了坚实的一步。项目一期共建设7套BGL气化装置，单炉投氧量12500Nm3/h，日平均单炉投煤量1030吨煤/天，气化压力3.8MPa。该气化装置为中煤鄂尔多斯能源化工有限公司大化肥项目配套装置。2013年12月31日，单台气化炉一次投料试车成功，单炉首次开车超过60天，2014年2月成功生产出大颗粒尿素。据悉，到目前为止，该气化装置一直处于安全、稳定、长周期、高负荷运行。2015年全年生产合成氨96.75万吨，尿素169.76万吨，LNG超过8.6万吨，项目运行第二年实现达标达产并创造了良好的经济效益。根据专利实施许可合同，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司、赛鼎工程有限公司、上海泽玛克敏达机械设备有限公司于2015年12月9日12:00至12月12日12:00时共同开始对气化装置进行现场考核。根据现场运行情况和数据分析，气化装置运行的技术指标均优于保证值，结果如下表，考核单位一致同意BGL气化装置通过考核验收，达到了性能考核指标。中煤图克BGL气化装置考核结果序号考核内容合同保证值试验值对比情况结论1有效气(CO+H2)总量(5台炉)，Nm3/h295000315343+20343合格2原煤耗kg/kNm3(CO+H2)750681-69合格3氧耗Nm3/kNm3(CO+H2)251198-53合格4蒸汽耗kg/kNm3(CO+H2)241220-21合格5粗煤气成份（干基）H226.60%CO59.94%CH47.73%CO23.31%O20.09%图克项目空分制氧（左）与甲醇洗装置（右）中煤图克BGL炉情况（中国冶金报/2012年/11月/22日）世界首台最大BGL气化炉在太重发运。当今世界上最大的BGL碎煤熔渣气化炉，正准备发运到用户企业。这台巨型气化炉，长17米、直径4.6米、总重量达到220余吨。据太重煤化工设备分公司负责人介绍，这是该公司为中煤鄂尔多斯能源化工有限公司图克化肥项目生产的年产200万吨合成氨项目配套气化炉。此项目是目前我国规模最大、工艺最先进的化肥制造项目，太重生产的液态排渣气化炉不仅是同类产品中世界最大的，而且工艺技术也达到国际领先水平。在我国，以生产清洁能源和可替代石油化工产品为主的新型煤化工产业，作为国家最大发展战略，正面临着良好的机遇。BGL碎煤熔渣气化炉也叫做液态排渣加压气化炉，该产品包括了炉体、煤锁、渣锁、中间短节、过渡舱、激冷室等六大部件，其炉体是核心设备。中煤图克BGL炉（山西经济日报/2012年/3月/16日）近日，太重煤化工设备分公司与中煤图克集团又签订了总价值近亿元的5台BGL碎煤熔渣气化炉的生产制造合同。2009年8月，太重煤化工设备分公司为呼伦贝尔金新化工有限公司化肥项目首次生产了3台设备，当时在国内尚属首次。此后又承担了为中国一拖集团生产两台该设备的任务，这两台于前不久交货后，再次受到用户好评。加上此次与中煤图克集团签订的5台制造合同，该分公司已生产和订货累计达10台。（2014年2月海川化工论坛）最近几年国内引进了泽玛克公司碎煤加压熔渣气化BGL，原来是黑水泵煤气化公司专利，后来被泽玛克收购，目前在国内已经投料的只有两家公司，其中一家是呼伦贝尔金新化工有限公司在内蒙古呼伦贝尔建设年产50万吨合成氨80万吨尿素装置，采用BGL熔渣气化技术，建设3台气化炉，二开一备，设计采用褐煤型煤为气化原料；另外一家是内蒙古鄂尔多斯图克中煤能源化工有限公司，设计两套50万吨合成氨，80万吨尿素装置，采用BGL熔渣气化技术，建设7台BGL，五开两备；不过还有一家改装的碎煤加压熔渣气化技术，那就是云南解化集团有限公司，在鲁奇炉的基础上经过改装为熔渣气化，是属于自己的专利，不是引进泽玛克技术，所以也不能算BGL了。内蒙古鄂尔多斯中煤能源在2013年12月一次性投料试车成功，试车周期短，投料率高，停车频率低，这么好的开车情况是在以下因素速成的，操作人员的长时间培养，借鉴了金新化工投料情况，和专利商的及时沟通，并且让专利商长周期的驻扎在公司，有问题及时协商，没有盲目的技术操作。但是在试车前也发生了一些技术困惑，因为BGL气化有煤锁和搅拌器，属于传动设备，煤锁密封不严格，搅拌器在组装过程需要内部焊接冷却水管线，BGL气化冷却系统复杂，试车期间搅拌器泄露造成停车。BGL熔渣气化压力高，内部还有耐火砖，耐火砖和内壁之间有熔渣池，熔渣池是由4块精铜组装的，精铜里面有冷却水管线，由于专利技术缺陷问题造成了内壁泄露，中煤7台BGL气化都有共同的泄露问题，经过一个多月的技术改进，顺利解决了专利缺陷技术问题，2013年12月底顺利生产处合格的尿素。炉结构图(右图为图克项目用炉)BGL（BritishGasLurgi，加压、熔渣排灰的移动床熔渣气化炉）碎煤熔渣气化技术由英国燃气公司和德国鲁奇公司联合开发成功，2010年被上海泽马克公司全资收购并拥有该技术。BGL气化炉是原英国燃气公司在鲁奇炉基础上改造而成的，主要是由固态排灰改为液态排渣，将鲁奇炉的炉箅改为熔渣槽，槽下加一个激冷室，气化压力2～3MPa，反应温度可达1400～1600℃，气化温度超过了灰渣流动温度，灰渣成熔融态排出。初始合成气的主要成分的体积分数为：CO57.2%、H230.8%、CH46.2%、CO24.9%、其他碳氧化合物0.4%、不可燃物质0.5%。以一台直径为3600mm的BGL高温熔渣煤气化炉为例，气化操作压力为4.0MPa，采用预制成型的褐煤气化，投煤量为1200t/d，单炉有效气产量可达（1.6×106）m3/d，碳转化率可达99.5%，蒸汽转化率超过90%，同时氧耗也比较低，生产合成气（CO+H2），比氧耗为(190～230)m3/1000m3。BGL碎煤熔渣气化技术及其工业应用.汪家铭.化学工业[J].2011.7BGL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2000℃。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。BGL气化炉的上部结构与Lurgi气化炉基本相同，二者间差别主要在气化炉下部。Lurgi气化炉底部设有旋转炉篦，其作用主要有三：①支撑并松动气化炉内物料；②分布气化剂（由氧气和水蒸气混合组成）；③排出固态煤灰。而BGL气化炉取消了底部炉篦，在气化炉下部沿周边均布设6个气化剂喷嘴。显然，气化剂喷嘴除了可以均布气化剂外，无法起到旋转炉篦所具有的其他作用。而且从上述的气化炉内下部料层结构特征来看，通过从渣池底部渣口定期排渣来调控渣池液位是实现BGL气化炉连续稳定操作的最关键因素。液位过高会淹没气化剂喷嘴，液位过低会造成渣池表面的部分固态物料因未完全气化增高渣中残炭。渣池液位调控是靠监控气化炉内和下部连接短节内压差来自动控制定期排渣的时间和间隔，但操作人员需要根据实际情况的变化及时调节自控装置的设置。BGL炉与Lurgi气化工艺对比中煤图克煤制化肥项目的7台BGL气化炉运行15个月左右。实测数据显示：煤气组成和各项消耗指标等基本达到设计水平（对原设计数据重新审视后作了适当调整：单炉合理设计氧负荷应为12000m3/h左右）。因使用煤种与原设计煤种之间存在差异及其它原因，造成气化炉产能尚未达到原设计负荷。由于操作、检修、管理经验不足及搅拌器漏水等原因造成的停车次数还较多，在线运行率还不够理想。下一步应认真总结，努力提高气化炉在线运行率，进一步提高氧负荷，并尽可能实现更长周期的连续稳定运行。原料煤种设计参数与气化炉实际运行参数对比煤气组成设计值与实际运行参数设计消耗与实际运行数据对比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.崔书明等.煤炭加工与综合利用[J].2015.6中煤图克年产100万吨合成氨/160万吨尿素项目2016-04-05BGL气化炉运行情况统计：气化炉五炉运行。2号炉连续运行第74天，干粗煤气组成CO23.7%CH46.2%CO59.2%H226.8%，投煤量37.3t/h，干基粗煤气产量64483Nm3/h，产率5.28Nm3/Nm3O2，氧负荷12200Nm3/h，运行压力3729kPaG；3号炉连运第50天，投煤量35t/h，干基粗煤气产量52400，氧负荷11000；5号炉连运第94天，投煤量37.3t/h，干基粗煤气产量65217，氧负荷12300；6号炉连运第9天，投煤量40.2t/h，干基粗煤气产量67385，氧负荷12200。7号炉连运第28天，投煤量37.9t/h，干基粗煤气产量68041，氧负荷12300。根据调度数据昨日合成氨产量3258吨/天，尿素产量5924吨/天。(上海泽玛克敏达)中煤图克的BGL炉子内径是3.6米，压力40公斤，设备仪表土建等EPC总报价为8000万吧。这个规模的炉子每天投煤量满负荷可达1200吨，产气量按中煤图克计算每小时大约85000方，估计还原铁产能按冶金标准可以做到80万吨。