第四届中国煤制油、液化、化工及气化技术国际研讨会-1

Copyright©2007AdvanticaInc.(USAOnly)andAdvanticaLtd.(OutsideUSA).Allrightsreservedbytherespectiveowner.AdvanticaBGL块/碎煤熔渣气化技术傅斌中国区经理、首席代表MatthewSeed煤气化总监BritishGasplcNationalGridplcBritishGasR&DAdvanticaLtd.科技开发部全资子公司BGLBritishGas-Lurgi70s-90s英国燃气公司在德国鲁奇公司移动床加压气化技术基础上，在鲁奇公司的协助下，在英美政府和欧盟部分资助下，耗资3.5亿英镑，开发的新一代煤气化技术BGL块煤熔渣气化技术备煤筛选，预制型煤，配助熔剂制氧空分机预制蒸冷却循环用水炉体和部件循环冷却水，熔渣激冷循环用水，补充水产品气经洗涤冷却，脱硫净化获得一氧化碳（约59%）氢气（约30%）甲烷（约6%）及二氧化碳、氮气等（约5%）焦油（副产品）经重力分离获得焦油副产品苯酚（副产品）气化废水经萃取脱酚和蒸氨脱氨后回收副产品苯酚渣（副产品）激冷后形成的不析水固态渣，可用作建筑和筑路材料或回填水（回收）气化废水经脱酚脱氨和生物氧化池、活性炭净化后回收或排放BGL块煤熔渣气化技术在鲁齐加压气化炉（Mark-II,III,IV)技术基础上¾大幅度提高生产率¾大规模生产替代天然气、合成气¾大幅度减少固、液、气态排放70年代小规模试验（英国燃气米德兰研究所）80年代中试与工业化示范（英国燃气西田厂）90年代末工业化应用（德国黑水泵厂）¾鲁齐炉移动床气化技术成熟、煤种适应性强、大规模应用于工业化生产的经验¾熔渣气化技术气化效率高¾结合鲁齐加压气化技术和熔渣气化技术的优势BGL块/碎煤熔渣气化炉气化反应过程激冷后玻璃状态渣粗气1000ºC1100ºC2000ºC500ºC1700ºC干燥区干馏区气化区燃烧区熔融态渣水蒸汽＋氧气C+O2CO2C+H2OCO+H2C+CO22CO块煤（型煤）、粉煤、助熔剂BGL块/碎煤熔渣气化技术的特点炉体：¾结构简单¾常规压力容器材料¾常规耐高温炉衬＋循环水冷却¾特殊喷嘴设计¾特殊熔渣池设计¾特殊间歇排渣设计投料：块煤/型煤+（助熔剂）¾6～50mm块煤和机械型煤¾适量粉煤¾也可通过喷嘴喷入水煤浆或将焦油重新气化¾劣质煤和粉煤可冲压制成型煤气化剂：氧气+水蒸气¾氧气消耗与鲁奇炉相当，大大低于流化床气化炉¾蒸汽用量较鲁奇炉大幅度减少（超过75％）¾气化温度提高1400～1600oC¾水蒸气分解率超过90%BGL块/碎煤熔渣气化技术的特点气化能力：¾气化反应速度快，气化强度高，生产能力较同内径鲁齐炉提高2～3倍¾碳转化率超过99.5％¾气化效率和热效率均提高排放：¾对环境的影响大幅度改善¾焦油量－大幅度减少，可循环进入气化或回收副产品¾废水量－水量小，易于处理，可循环使用（零排放）¾苯酚－废水浓度高，易于处理，回收成本低，有较高经济效益¾熔渣－玻璃状、无污染、几乎不含碳，可用作铺路或建材BGL块/碎煤熔渣气化炉典型产品气组分组分各组分体积百分比%氢气H230.8一氧化碳CO57.2甲烷CH46.2二氧化碳CO24.9其他烃类组分CmHn0.4不可燃烧气体组分0.5煤气化工艺流程350°Cto650°C焦分离装置TarSeparator110°C170°C140°C60°C剩余气化废水送去净化处理Aqueousliquortotreatmentanddisposal（废水总量理论上为气化炉出口总含水量）气化废水储存装置LiquorStorage油分离装置OilSeparator焦排出后可重新注入气化炉气化，或加工成副产品Tartorecycleorexport油排出后可重新注入气化炉气化，或加工成副产品Oiltorecycleorexport熔渣30oC排出到储存处（熔渣可用作筑路、建筑材料，或堆埋）Slag,30°Ctostorageanddisposal循环使用气化和洗涤冷却水WashCoolerLiquorRecycles激冷水收集后循环使用激冷水注入Quenchwater蒸汽和氧气通过数个喷嘴注入气化炉SteamandOxygentoTuyeres气化炉Gasifier熔渣激冷室Quench渣锁SlagLock回收后的焦、油和其他碳化物注入气化炉Tar,oilandcharrecycle煤锁CoalLock煤和助熔剂投料Coalandflux煤料斗CoalBunkers洗涤冷却器WashCooler废热回收锅炉WasteHeatBoiler预冷器PreCooler第二级冷却器AfterCooler末级冷却器FinalCooler粗气(30oC～35oC)冷却器Cooler部分气化废水送回二级和末级冷却器，做为冷却用水喷洒LiquorspraytoafterandfinalcoolersBGL熔渣气化炉－粗气冷却、气化废水循环与收集流程简图BGLGasifier–ExampleofCoolingTrainandLiquorHandlingArrangement350°Cto650°C焦分离装置TarSeparator110°C170°C140°C60°C剩余气化废水送去净化处理Aqueousliquortotreatmentanddisposal（废水总量理论上为气化炉出口总含水量）气化废水储存装置LiquorStorage油分离装置OilSeparator焦排出后可重新注入气化炉气化，或加工成副产品Tartorecycleorexport油排出后可重新注入气化炉气化，或加工成副产品Oiltorecycleorexport熔渣30oC排出到储存处（熔渣可用作筑路、建筑材料，或堆埋）Slag,30°Ctostorageanddisposal循环使用气化和洗涤冷却水WashCoolerLiquorRecycles激冷水收集后循环使用激冷水注入Quenchwater蒸汽和氧气通过数个喷嘴注入气化炉SteamandOxygentoTuyeres气化炉Gasifier熔渣激冷室Quench渣锁SlagLock回收后的焦、油和其他碳化物注入气化炉Tar,oilandcharrecycle煤锁CoalLock煤和助熔剂投料Coalandflux煤料斗CoalBunkers洗涤冷却器WashCooler废热回收锅炉WasteHeatBoiler预冷器PreCooler第二级冷却器AfterCooler末级冷却器FinalCooler粗气(30oC～35oC)冷却器Cooler部分气化废水送回二级和末级冷却器，做为冷却用水喷洒LiquorspraytoafterandfinalcoolersBGL熔渣气化炉－粗气冷却、气化废水循环与收集流程简图BGLGasifier–ExampleofCoolingTrainandLiquorHandlingArrangement估算：某中国褐煤/某中国无烟煤褐煤型煤无烟煤单炉（炉径3.6米）日投煤量885944吨/日单炉日投助熔剂量0120吨/日单炉氧气消耗7,48413,780标方/小时每公斤煤氧气消耗量0.470.67公斤/公斤（干燥无灰基）单炉蒸汽消耗7,22213,299公斤/小时每公斤煤蒸气消耗量0.310.45公斤/公斤（干燥无灰基）汽氧比1.21.2Molar蒸汽分解率94.491.6%单炉合成气产率35,79962,565标方/小时单炉日产合成气量859,1761,501,560标方/日单炉日排渣量67.7247.9吨/日冷煤气效率89.890.3%估算：某中国褐煤/某中国无烟煤气体组分褐煤型煤无烟煤氢气29.9329.22一氧化碳54.3259.37甲烷5.483.60二氧化碳7.744.96氮气1.472.08硫化氢、羟基硫0.180.37其他烃类化合物0.600.29氨、氰化氢0.280.11优势：节能、高效、可靠的技术¾接合了成熟的固定床加压气化技术和现代熔渣气化技术的优点，经过大量工业化应用验证，技术可靠¾碳转化率99.5%，蒸汽转化率90%，冷煤气效率（89%）高于流化床气化技术¾氧耗很低，热效率高于流化床气化技术，适合化工和煤制油应用¾可获得的总体工艺效率高于其他气化技术优势：对环境友好的技术¾原料煤中的碳几乎全部利用，无资源浪费¾90%的蒸汽气化中分解，废水量很少¾粗气中的焦油分离后即可加工成副产品，也可注入气化炉气化¾废水量小、浓度高，易于经济的萃取回收高价值副产品苯酚¾废水处理装置较小，废水经深度处理后可达标排放或回收使用¾气化炉排渣无污染、物理性能稳定，可回填，或作为副产品用于筑路优势：低投资、高性价比的技术¾空分、废热锅炉规模大幅度减少，显著节省工程投资¾气化炉结构简洁，采用常规压力容器材料，可就近加工制造，大幅度节省材料、制造、运输和安装成本¾主要设备均可国内生产制造优势：低运营成本的技术¾气化装置操作简便可靠，负荷变化灵活和范围大¾气化工艺对煤参数变化不敏感¾气化炉损耗件少，成本不高，易于维护和更换优势：适用范围广的技术¾适用范围从小型装置到超大型规模均可¾操作简便，运行可靠，对煤种变化适应性强¾对各类烟煤和焦炭作了大量工业规模试烧¾可通过添加助熔剂，气化高灰熔点无烟煤和优质烟煤¾气化时可投入适量粉煤，剩余粉煤可制成型煤¾云南煤化工集团试验直接气化高含水劣质褐煤英国燃气西田（Westfield）工业化试验中心¾英国爱丁堡附近¾原生产城市煤气英国燃气西田（Westfield）工业化试验中心1.8米炉径工作压力25公斤日投煤量300吨试烧10万吨煤2.3米炉径工作压力25公斤日投煤量500吨试烧7万5千吨煤1.2米炉径工作压力25-70公斤日投煤量200吨英国西田厂中试和工业示范装置经验¾试烧采用工业化规模试验炉（日投煤量300吨和500吨气化炉）¾累计气化超过180,000吨英国和美国各类烟煤、次烟煤和焦炭¾累计超过14,300小时操作经验¾最长连续开车试验90天¾设计可放大到4米炉径¾建立试烧数据库¾开发了气化模拟软件、设计手册、操作手册德国黑水泵(SchwarzePumpe)厂BGL气化炉¾1969年24台鲁奇炉（14.5Mm3/d）和型煤厂¾1992年改为气化垃圾¾1995年甲醇厂/电厂/新气化炉¾BGL炉自2001年投产后至今运行良好根据Sustec公司提供的资料德国黑水泵厂BGL气化炉根据Sustec公司提供的资料德国黑水泵厂BGL气化炉液态工业垃圾固态工业与生活垃圾劣质褐煤制成块状型煤N=台OKQ米dpm气化炉ENRqLÜFP台PKS米鲁奇气化炉EPñNQqLÜFN=台PKS米_di气化炉EPQqLÜF交替开车气化焦油TRBORB生产甲醇100,000吨/年燃料气联合循环发电75MW根据Sustec公司提供的资料德国黑水泵厂BGL气化炉将含水达50%的劣质褐煤干燥（12-18%）后冲压（无黏接剂高压成型）成型煤气化后排出的玻璃状熔渣具有无渗滤性、几乎不含碳、物理性能稳定、无污染，可用于筑路或制建材或安全回填根据Sustec公司提供的资料云南煤化工集团解化厂试验炉2005年，中国云南煤化工集团下属的云南解化集团应用BGL熔渣气化技术改造现有国产固定床气化炉，作为试验和示范炉直接试烧当地劣质褐煤。2006年完成炉体改造和开车试验，达到预期目标。云南煤化工集团现已决定在云南开远市应用该熔渣气化技术建设20万吨甲醇/二甲醚生产装置根据云南解化公司和化二院提供的资料和图片TheBGLGasificationTechnologyis:•WellProven–extensivelytestedandoperatedimprovementsoverthemostwidelyimplementedgasificationtechnologyworldwide•EfficientandFlexible–simpleoperationwithhightoleranceofdifferentfeedstocksandopera