BGL碎煤熔渣气化技术在国内工业化应用现状

张 磊

(陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710065)

BGL碎煤熔渣气化技术在国内工业化应用现状

张 磊

(陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710065)

BGL碎煤熔渣气化技术具有煤种适应性广、气化效率高、灰渣含碳量低、蒸汽消耗量低、废水处理量少、装置投资少等特点。介绍了BGL碎煤熔渣气化技术的发展情况、气化炉工艺、技术特点以及在国内目前最新的工业化应用现状。

熔渣气化炉；气化；技术特点；工业化应用

煤气化技术是煤化工的龙头，是发展清洁、高效煤炭转化技术的核心，是发展大宗化工产品(化肥、甲醇、天然气、烯烃等)、多联产系统、IGCC发电的重要基础[]。

目前国内各种类型的气化炉以固定床气化炉为主，占国内各类型总比例的80%～90%[2]。具有氧气消耗量小及投资成本低等优点的鲁奇(Lurgi) 固定床加压气化炉是我国应用最广泛且工业化经验最丰富也最成熟的固定床煤气化技术，但气化强度与蒸汽利用率低、气化污水净化处理成本高的缺点也阻碍了鲁奇炉的进一步发展与应用。

BGL碎煤熔渣气化技术产生于20世纪70年代末，由英国煤气公司(British Gas Corporation) 与德国鲁奇(Lurgi)公司合作，在原鲁奇固定床加压气化炉Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型炉技术基础上进行开发的液态排渣固定床加压气化技术[3]。2010年6月，BGL气化技术被英国燃气公司全部转让给德国泽玛克公司。因其具有气化强度高、单炉能力大、蒸汽耗量少、废水量少等诸多显著优点，近年来在我国得到了密切关注，并实现了工业化应用。

1 BGL碎煤熔渣气化炉工艺

在BGL碎煤熔渣气化炉中，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，依次经历干燥、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。生成的粗煤气从气化炉上部煤裙外围环形空间出来，进入洗涤冷却器。液态灰渣先排到炉底收集池里,然后再自动排入水冷装置[4]。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。BGL炉如图1所示。

图1 BGL气化炉

2 BGL碎煤熔渣气化技术特点

(1)煤种适应性广。BGL碎煤熔渣炉对气化原料的选择范围较广，可气化石油焦、无烟煤、次烟煤、烟煤、褐煤等，以及这些煤种的混合投料[5]。特别适于高硫、高挥发分、低活性次烟煤，不适于高水和难熔灰分超过15%的煤。液态排渣气化炉对煤种的适应性在煤灰熔融性、结渣性、反应活性等方面要好于固态排渣气化炉。

(2)气化效率高。BGL碎煤熔渣气化在炉内形成局部温度高达2000℃的燃烧区，气化温度1400～1600℃，碳转化率高达99%以上。有效气(CO+H2+CH4)产率高(无烟煤和优质烟煤有效气可达88%～90%，褐煤有效气大于 80%)。

(3)灰渣含碳量低。BGL技术是液态排渣，渣中含炭率较低(碎煤熔渣炉约为0.5%，鲁奇炉约为6%)，且熔渣气化产生的玻璃状炉渣没有渗滤性，对环境和人类影响极其轻微，可以作为水泥填料、制砖材料或筑路材料。

(4)蒸汽消耗量低。碎煤熔渣炉采用液态排渣，无需喷蒸汽降温，大大减少了蒸汽消耗量。据初步估算，其水蒸汽消耗量减少到鲁奇炉消耗量的15%～20%，且蒸汽分解率超过90%。

(5)废水处理量少。随着水蒸汽消耗量的大幅减少，碎煤熔渣炉相应的废水处理量较鲁奇炉减少了约2/3，大大降低后续废水处理装置的规模。

(6)装置投资少。粗合成气的出口温度仅为300～550℃，不需像粉煤气化一样设置昂贵的热回收设备。在气化炉底部的高温区，炉壁被一层固体灰渣所保护，使气化过程的氧耗较其他气流床熔渣气化技术的氧耗大幅度降低，节省了空分等设备的投资。随着废水处理量的大幅减少，相应的生化处理、热电和热力锅炉等的规模都会相应减少，可降低整个煤化工项目的投资。

3 BGL碎煤熔渣气化技术国内应用现状

(1) 云南解化集团煤化工项目。2005年，云南煤化工集团与英国Advantica公司合作，将其下属的云南解化集团一台直径2.8m的固定床加压气化炉改造为BGL气化炉，直接试烧当地褐煤。2006年7月完成炉体改造，截至2007年5月改造后的BGL炉进行了8次开车试验，最长连续运行了140d，初步达到预期目标，取得了阶段性成果[6]。2008年9月，首台气化炉点火开车，使用10～80mm褐煤碎煤。该项目的试验成功，为今后云南解化集团大规模的新能源项目的建设奠定了坚实的基础和有力的技术支撑。

(2) 金新化工煤化工项目。项目由云南云天化股份有限公司和香港金新集团共同投资建设。项目一期工程建设规模为合成氨50万t/a、合成尿素80万t/a。一期工程设置了3台BGL炉(2开1备)，内径3.6m，压力4.0MPa，投煤量约为1200t/d，设计采用褐煤型煤为气化原料。BGL气化装置从2011年9月开始正式试车，2013年3月泽马克公司组织专家开车队开始和金新化工联合开车，目前运行情况良好。

(3) 中煤图克煤化工项目。中煤图克煤化工项目位于内蒙鄂尔多斯乌审旗图克工业园，由中煤集团投资建设，设计规模为合成氨200万t/a、尿素350万t/a，同时年产8亿m3天然气。项目分两期建设，一期建设合成氨100万t/a、尿素175万t/a，2011年6月8日正式开工建设，2013年底开始试车，2014年1月底正式打通流程。项目一期设置了7台BGL炉，内径3.6 m，压力4 MPa，投煤量为1000 t/d，5开2备。气化炉于2013年底开始点火试车，目前运行情况良好。二期项目目前处于设计阶段。

(4)龙煤天泰煤化工项目。项目由双鸭山龙煤天泰煤化工有限公司投资建设，设计规模为10万吨/年芳烃。德国泽玛克清洁能源技术有限公司上海分公司与双鸭山龙煤天泰煤化工有限公司签定了泽玛克熔渣气化技术许可和工艺包合同。项目目前处于建设阶段。

4 结语

BGL碎煤熔渣气化技术具有煤种适应性强、生产能力大、污水量少、投资少等优点。与传统的鲁奇炉气化技术相比先进很多，尤其在废水处理和节省投资方面优势明显。由于烟煤、无烟煤等优质煤炭资源目前已被充分利用，拓展的空间已十分有限，采用BGL碎煤熔渣气化技术，可以成为我国褐煤的一种高效、经济的气化技术。BGL碎煤熔渣气化技术是较为理想的气化技术，该技术将会得到更广泛的应用。

[1] 王辅臣.大规模高效气流床煤气化技术基础研究进展[J].中国基础科学，2008，10(3)：4-13.

[2] 田 红，蔡九菊，王爱华，等.固定床煤气化过程机理模型综述[J].工业加热，2005，34(2)：1-4.

[3] Thompson B H，Vierrath H E，Schroeppcl.英国液态排渣鲁奇炉( BGL)在联合循环发电系统中的应用[J].国外煤气，1989 (1)：27-33.

[4] 蔡东方，王 黎，徐 静，等. 煤制天然气煤气化技术的研究现状及分析[J]. 洁净煤技术，2011, 17(5):44-47.

[5] 林 凯.碎煤熔渣气化技术在我国的最新应用[J].煤炭加工与综合利用，2014(06)：14-17.

[6] 李小亮，车永芳，张进华.两种加压固定床煤气化方式的对比[J]. 煤质技术，2016(01)：39-42.

(本文文献格式：张 磊.BGL碎煤熔渣气化技术在国内工业化应用现状[J].山东化工，2017，46(08)：124-125.)

Application of BGL Pulverized Coal Slag Gasification Technology in Domestic Industrialization

ZhangLei

(Shaan xi Coal and Chemical Technology Institute Co. , Ltd. ,Xi'an 710065, China)

BGL pulverized coal slag gasification technology has the characteristics of wide adaptability, high gasification efficiency, low carbon content, low steam consumption, less waste water treatment and less investment in equipment. This paper introduces the development of BGL pulverized coal slag gasification technology, gasification furnace technology, technical characteristics and the latest industrial application status in China.

BGL；gasification；technical characteristics；industrial application

2017-03-07

张 磊(1982—)，陕西延安人，工程师，获硕士学位，主要从事化工设计和煤化工领域工程技术研究工作。

TQ546

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1008-021X(2017)08-0124-02