中煤圖克項目BGL爐資料整理

1、中煤鄂爾多斯能源化工有限公司圖克大化肥項目BGL爐情況項目背景中煤鄂爾多斯能源化工有限公司圖克大化肥項目規(guī)模能力為年產(chǎn)200萬噸合成氨、350萬噸尿素，同時生產(chǎn)8億m3天然氣，總投資200億元，是目前全國乃至世界最大的化肥項目。圖克化肥項目分為空分、氣化凈化、氨合成尿素、公用工程幾個主要界區(qū)，項目建設(shè)采用了目前國際先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一期工程從2011年6月8日正式開工，目前進(jìn)入全面試車階段；二期工程（年產(chǎn)50萬噸合成氨、80萬噸尿素）已經(jīng)進(jìn)入實施階段。圖克廠區(qū)2014年2月1日晚23時，圖克大化肥項目一期工程打通全流程，順利生產(chǎn)出“中煤牌”大顆粒尿素產(chǎn)品。圖克大化肥項目一期工程從2011年6月

2、8日正式開工建設(shè)，兩年多來，全體建設(shè)者在毛烏素沙漠艱苦奮戰(zhàn)，克服重重困難，攻克道道難關(guān)，創(chuàng)出了國內(nèi)、國際同行業(yè)中裝置規(guī)模最大、建設(shè)時間最短、投資控制最好、投產(chǎn)效率最高的優(yōu)異業(yè)績，為集團(tuán)公司打造煤化工板塊和發(fā)揮蒙陜基地新優(yōu)勢邁出了堅實的一步。項目一期共建設(shè)7套BGL氣化裝置，單爐投氧量12500Nm3/h，日平均單爐投煤量1030噸煤/天，氣化壓力3.8MPa。該氣化裝置為中煤鄂爾多斯能源化工有限公司大化肥項目配套裝置。2013年12月31日，單臺氣化爐一次投料試車成功，單爐首次開車超過60天，2014年2月成功生產(chǎn)出大顆粒尿素。據(jù)悉，到目前為止，該氣化裝置一直處于安全、穩(wěn)定、長周期、高負(fù)荷運行

3、。2015年全年生產(chǎn)合成氨96.75萬噸，尿素169.76萬噸，LNG超過8.6萬噸，項目運行第二年實現(xiàn)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)專利實施許可合同，中煤鄂爾多斯能源化工有限公司、賽鼎工程有限公司、上海澤瑪克敏達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司于2015年12月9日12:00至12月12日12:00時共同開始對氣化裝置進(jìn)行現(xiàn)場考核。根據(jù)現(xiàn)場運行情況和數(shù)據(jù)分析，氣化裝置運行的技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于保證值，結(jié)果如下表，考核單位一致同意BGL氣化裝置通過考核驗收，達(dá)到了性能考核指標(biāo)。中煤圖克BGL氣化裝置考核結(jié)果序號考核內(nèi)容合同保證值試驗值對比情況結(jié)論1有效氣(CO+H2)總量(5臺爐)，Nm3/h29500031

4、5343+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粗煤氣成份（干基）H2 26.60%CO 59.94%CH4 7.73%CO2 3.31%O2 0.09% 圖克項目空分制氧（左）與甲醇洗裝置（右）中煤圖克BGL爐情況（中國冶金報/2012年/11月/22日）世界首臺最大 BGL 氣化爐在太重發(fā)運。當(dāng)今世界上最大的 BGL 碎煤熔渣氣化爐，正準(zhǔn)備發(fā)運到用戶企業(yè)。這臺巨型氣化爐，長 17 米、直徑 4.6 米、總重量達(dá)到 220 余噸。據(jù)太重煤化工

5、設(shè)備分公司負(fù)責(zé)人介紹，這是該公司為中煤鄂爾多斯能源化工有限公司圖克化肥項目生產(chǎn)的年產(chǎn) 200 萬噸合成氨項目配套氣化爐。此項目是目前我國規(guī)模最大、工藝最先進(jìn)的化肥制造項目，太重生產(chǎn)的液態(tài)排渣氣化爐不僅是同類產(chǎn)品中世界最大的，而且工藝技術(shù)也達(dá)到國際領(lǐng)先水平。在我國，以生產(chǎn)清潔能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主的新型煤化工產(chǎn)業(yè)，作為國家最大發(fā)展戰(zhàn)略，正面臨著良好的機(jī)遇。BGL 碎煤熔渣氣化爐也叫做液態(tài)排渣加壓氣化爐，該產(chǎn)品包括了爐體、煤鎖、渣鎖、中間短節(jié)、過渡艙、激冷室等六大部件，其爐體是核心設(shè)備。中煤圖克BGL爐（山西經(jīng)濟(jì)日報/2012 年/3 月/16 日）近日，太重煤化工設(shè)備分公司與中煤圖克集團(tuán)又

6、簽訂了總價值近億元的 5 臺 BGL 碎煤熔渣氣化爐的生產(chǎn)制造合同。2009 年 8 月，太重煤化工設(shè)備分公司為呼倫貝爾金新化工有限公司化肥項目首次生產(chǎn)了 3 臺設(shè)備，當(dāng)時在國內(nèi)尚屬首次。此后又承擔(dān)了為中國一拖集團(tuán)生產(chǎn)兩臺該設(shè)備的任務(wù)，這兩臺于前不久交貨后，再次受到用戶好評。加上此次與中煤圖克集團(tuán)簽訂的 5 臺制造合同，該分公司已生產(chǎn)和訂貨累計達(dá) 10 臺。（2014年2月海川化工論壇）最近幾年國內(nèi)引進(jìn)了澤瑪克公司碎煤加壓熔渣氣化BGL，原來是黑水泵煤氣化公司專利，后來被澤瑪克收購，目前在國內(nèi)已經(jīng)投料的只有兩家公司，其中一家是呼倫貝爾金新化工有限公司在內(nèi)蒙古呼倫貝爾建設(shè)年產(chǎn)50萬噸合成氨80萬

7、噸尿素裝置，采用BGL熔渣氣化技術(shù)，建設(shè)3臺氣化爐，二開一備，設(shè)計采用褐煤型煤為氣化原料；另外一家是內(nèi)蒙古鄂爾多斯圖克中煤能源化工有限公司，設(shè)計兩套50萬噸合成氨，80萬噸尿素裝置，采用BGL熔渣氣化技術(shù)，建設(shè)7臺BGL，五開兩備；不過還有一家改裝的碎煤加壓熔渣氣化技術(shù)，那就是云南解化集團(tuán)有限公司，在魯奇爐的基礎(chǔ)上經(jīng)過改裝為熔渣氣化，是屬于自己的專利，不是引進(jìn)澤瑪克技術(shù)，所以也不能算BGL了。內(nèi)蒙古鄂爾多斯中煤能源在2013年12月一次性投料試車成功，試車周期短，投料率高，停車頻率低，這么好的開車情況是在以下因素速成的，操作人員的長時間培養(yǎng)，借鑒了金新化工投料情況，和專利商的及時溝通，并且讓專

8、利商長周期的駐扎在公司，有問題及時協(xié)商，沒有盲目的技術(shù)操作。但是在試車前也發(fā)生了一些技術(shù)困惑，因為BGL氣化有煤鎖和攪拌器，屬于傳動設(shè)備，煤鎖密封不嚴(yán)格，攪拌器在組裝過程需要內(nèi)部焊接冷卻水管線，BGL氣化冷卻系統(tǒng)復(fù)雜，試車期間攪拌器泄露造成停車。BGL熔渣氣化壓力高，內(nèi)部還有耐火磚，耐火磚和內(nèi)壁之間有熔渣池，熔渣池是由4塊精銅組裝的，精銅里面有冷卻水管線，由于專利技術(shù)缺陷問題造成了內(nèi)壁泄露，中煤7臺BGL氣化都有共同的泄露問題，經(jīng)過一個多月的技術(shù)改進(jìn)，順利解決了專利缺陷技術(shù)問題，2013年12月底順利生產(chǎn)處合格的尿素。BGL爐結(jié)構(gòu)圖(右圖為圖克項目用爐)BGL（BritishGasLurgi，

9、 加壓、熔渣排灰的移動床熔渣氣化爐）碎煤熔渣氣化技術(shù)由英國燃?xì)夤竞偷聡斊婀韭?lián)合開發(fā)成功，2010年被上海澤馬克公司全資收購并擁有該技術(shù)。BGL氣化爐是原英國燃?xì)夤驹隰斊鏍t基礎(chǔ)上改造而成的，主要是由固態(tài)排灰改為液態(tài)排渣，將魯奇爐的爐箅改為熔渣槽，槽下加一個激冷室，氣化壓力23 MPa，反應(yīng)溫度可達(dá)1 4001 600 ，氣化溫度超過了灰渣流動溫度，灰渣成熔融態(tài)排出。初始合成氣的主要成分的體積分?jǐn)?shù)為： CO 57.2%、 H2 30.8%、 CH4 6.2%、 CO2 4.9%、其他碳氧化合物0.4%、不可燃物質(zhì)0.5%。以一臺直徑為3 600 mm的BGL高溫熔渣煤氣化爐為例，氣化操作壓

10、力為4.0 MPa，采用預(yù)制成型的褐煤氣化，投煤量為1 200 t / d，單爐有效氣產(chǎn)量可達(dá)（1.6106） m3 / d，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5%，蒸汽轉(zhuǎn)化率超過90%，同時氧耗也比較低，生產(chǎn)合成氣（CO+H2），比氧耗為(190 230) m3 / 1 000 m3。BGL碎煤熔渣氣化技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用. 汪家銘. 化學(xué)工業(yè)J. 2011.7BGL 煤氣化過程包括一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，并受諸多因素的影響。簡要的工藝流程為：一定粒度的塊狀原料煤經(jīng)過輸煤膠帶進(jìn)入高位煤倉，然后經(jīng)過煤鎖從氣化爐頂加煤設(shè)備（布煤器）進(jìn)入爐內(nèi)從上往下移動。氣化爐內(nèi)煤料大致可分為 5 層，自上而下依次為：干燥層、干餾

11、層、氣化層（或還原層）、燃燒層和熔渣層。煤料在干燥層僅發(fā)生物理反應(yīng)，煤與自下而上的高溫煤氣逆流接觸，脫除外在水和內(nèi)在水，同時降低了高溫煤氣的溫度。隨著料層的向下移動，煤料進(jìn)入較高的溫度區(qū)域，此區(qū)域稱為干餾層。煤料在此區(qū)域受熱分解析出揮發(fā)分（干餾煤氣、焦油、酚、脂肪酸、氨等）。脫除揮發(fā)分后的煤料與來自下層燃燒區(qū)的高溫氣體（主要是水蒸氣和二氧化碳等）逆流接觸，發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，此區(qū)域稱為氣化層（或還原層）。該區(qū)域內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有：煤料繼續(xù)向下移動并繼續(xù)被加熱進(jìn)入燃燒層。氧氣與水蒸氣混合后組成的氣化劑通過氣化爐下部沿周邊均布的 6 個噴嘴進(jìn)入氣化爐內(nèi)燃燒區(qū)域，與高溫煤料迅速接觸發(fā)生燃燒

12、反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱和 CO、CO2等，燃燒區(qū)的中心溫度約2 000 。煤料燃燒產(chǎn)生的熱量為整個氣化爐內(nèi)主反應(yīng)區(qū)創(chuàng)造一個高溫環(huán)境，并為多個吸熱的氣化反應(yīng)提供所需的熱量。燃燒層內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有：煤料在燃燒層內(nèi)高溫作用下，產(chǎn)生的煤灰從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，向下流入氣化爐底部（也稱為渣池）形成熔渣層。液態(tài)的熔融渣通過氣化爐底部渣口間歇式排入氣化爐下方的連接短節(jié)內(nèi)，遇到 3040的激冷水后被激冷成小顆粒的玻璃態(tài)固體渣進(jìn)入下方的渣鎖，最后間歇式排出加壓氣化系統(tǒng)。BGL 氣化爐的上部結(jié)構(gòu)與 Lurgi 氣化爐基本相同，二者間差別主要在氣化爐下部。Lurgi 氣化爐底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)爐篦，其作用主要有三： 支撐并松

13、動氣化爐內(nèi)物料； 分布?xì)饣瘎ㄓ裳鯕夂退魵饣旌辖M成）； 排出固態(tài)煤灰。而BGL 氣化爐取消了底部爐篦，在氣化爐下部沿周邊均布設(shè) 6 個氣化劑噴嘴。顯然，氣化劑噴嘴除了可以均布?xì)饣瘎┩?，無法起到旋轉(zhuǎn)爐篦所具有的其他作用。而且從上述的氣化爐內(nèi)下部料層結(jié)構(gòu)特征來看，通過從渣池底部渣口定期排渣來調(diào)控渣池液位是實現(xiàn) BGL 氣化爐連續(xù)穩(wěn)定操作的最關(guān)鍵因素。液位過高會淹沒氣化劑噴嘴，液位過低會造成渣池表面的部分固態(tài)物料因未完全氣化增高渣中殘?zhí)俊Ｔ匾何徽{(diào)控是靠監(jiān)控氣化爐內(nèi)和下部連接短節(jié)內(nèi)壓差來自動控制定期排渣的時間和間隔，但操作人員需要根據(jù)實際情況的變化及時調(diào)節(jié)自控裝置的設(shè)置。BGL爐與Lurgi氣化工

14、藝對比中煤圖克煤制化肥項目的 7 臺 BGL 氣化爐運行 15 個月左右。實測數(shù)據(jù)顯示：煤氣組成和各項消耗指標(biāo)等基本達(dá)到設(shè)計水平（對原設(shè)計數(shù)據(jù)重新審視后作了適當(dāng)調(diào)整：單爐合理設(shè)計氧負(fù)荷應(yīng)為 12 000 m3/h 左右）。因使用煤種與原設(shè)計煤種之間存在差異及其它原因，造成氣化爐產(chǎn)能尚未達(dá)到原設(shè)計負(fù)荷。由于操作、檢修、管理經(jīng)驗不足及攪拌器漏水等原因造成的停車次數(shù)還較多，在線運行率還不夠理想。下一步應(yīng)認(rèn)真總結(jié)，努力提高氣化爐在線運行率，進(jìn)一步提高氧負(fù)荷，并盡可能實現(xiàn)更長周期的連續(xù)穩(wěn)定運行。原料煤種設(shè)計參數(shù)與氣化爐實際運行參數(shù)對比煤氣組成設(shè)計值與實際運行參數(shù)設(shè)計消耗與實際運行數(shù)據(jù)對比BGL 煤氣化技

15、術(shù)分析與中煤圖克煤制化肥氣化爐運行總結(jié).宋文健.崔書明等.煤炭加工與綜合利用J.2015.6中煤圖克年產(chǎn)100萬噸合成氨/160萬噸尿素項目 2016-04-05 BGL氣化爐運行情況統(tǒng)計：氣化爐五爐運行。2號爐連續(xù)運行第74天，干粗煤氣組成CO2 3.7% CH4 6.2% CO 59.2% H2 26.8%，投煤量37.3t/h，干基粗煤氣產(chǎn)量64483Nm3/h，產(chǎn)率5.28Nm3/Nm3 O2，氧負(fù)荷12200Nm3/h，運行壓力3729kPaG；3號爐連運第50天，投煤量35t/h，干基粗煤氣產(chǎn)量52400，氧負(fù)荷11000；5號爐連運第94天，投煤量37.3t/h，干基粗煤氣產(chǎn)量 65217，氧負(fù)荷12300；6號爐連運第