河南龙成集团及煤气化技术概况
煤气化技术介绍
煤气化技术介绍一、起源煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。
1857年，德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。
这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力，发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，目前已经在国内得到广泛推广应用，特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用次技术，取得了显著的经济效益。
还有经过其他许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。
煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
二、原理煤干馏过程，主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
煤气化炉技术介绍
化后可用于建筑材料，填埋时对环境也无影响。
几种典型煤气化炉技术
Texaco煤气化炉存在的问题
(1) 水煤浆气化氧耗高 比氧耗一般都在400mn3/1000mn3 (CO+H2)以上，而Shell粉煤气化一般在330 mn3/1000
我国多选用法国砖（沙佛埃耐火材料公司），其寿命为1～1.5年。其中渭河化肥厂开车 一年，三台气化炉向火面砖全改换过，一炉砖需75万美元，而且换一炉砖周期长，影响生 产二个月。目前，我们国内正研制价廉、耐高温侵蚀，而且使用寿命长的耐火材料。 (4) 工艺烧嘴寿命短
烧嘴的稳定运行是操作好气化炉的另一个重要因素。Texaco气化炉烧嘴的寿命短（2个 月左右）而且昂贵（8万美元/个）。 (5) 激冷环寿命短 激冷环使用寿命短，一般只有1年左右。
几种典型煤气化炉技术
3.3三菱吹空气煤气化炉
空气为氧化剂、干法供料 的、两段气化的气流床气 化炉。三菱公司于2005年 开始建设了一个25万千瓦 级的IGCC示范电站，并于 2008年通过满负荷试运。 该项目采用三菱重工燃机、 吹空气气化炉。
几种典型煤气化炉技术
●三菱吹空气煤气化技术工艺流程
几种典型煤气化炉技术
● BGL气化炉 ● GSP气化炉 ●三菱吹空气气化炉 ● Texco气化炉 ● Shell气化炉
Байду номын сангаас
几种典型煤气化炉技术
3.1 BGL煤气化炉
BGL气化炉是由英国煤气 公司与Lurgi联合开发的
● 20-50mm块煤，细粉比 例不能大于35%；
科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术
科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术技术开发单位河南龙成煤高效技术应用有限公司、西峡龙成特种材料有限公司适用范围发电、化工、高炉喷吹、LNG、动力燃料油。
成果简介该技术通过旋转床将低阶煤进行深度热解，生产出优质无烟煤，在保证热载体不直接与煤接触的情况下，解决了煤料加热不均匀及煤料传热慢的问题，热解出的油气及时从煤中逸出，产油率显著提高，产油率达10-12%，前所未有，为煤的清洁高效利用开辟了新方法，废水通过高浓含油酚氨废水处理技术和生化技术的处理，得以循环利用，实现了废水资源化利用。
技术效果项目低阶煤低温热解过程仅消耗自身2%-3%的能量，与兰炭生产消耗自身3%-5%的能量相比，工艺能耗更低，实现了节能的目的。
产品提质煤全水分大大降低、可磨性好、热值较原料煤提高8%以上，用于取代工业、民用直接燃烧的烟煤、低阶煤，降低吨煤（折合标煤）运行成本。
应用情况该技术经过在河南煤高效技术有限公司的中试，达到了产业化的应用条件。
2015年在河北曹妃甸工业园区建成规模化的生产线12条，年可处理原煤1000万吨。
生产线自建成后已运行1年以上，运行期间连续稳定，实现了预期的技术和产品目标。
项目提质煤及附属产品性能优良，销售辐射周边多个省份。
市场前景《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》《煤炭清洁高效利用行动计划（2015-2020年）》等文件明确提出：积极推进煤炭分级分质梯级利用，着力推动煤炭分级分质梯级利用。
国内科研院所及企业虽不同程度的攻克了一些重大热解技术难题，但都因油灰分离难题无法实现大规模产业化。
该公司不仅实现了煤提质清洁高效的梯级利用技术，而且攻克了许多难关，高温油灰分离技术也得以根本突破，该技术在国内属于首创，可以进行产业化推广。
预计在2020年前后可以推广处理原煤1亿吨以上，可提供715万吨汽柴油、420万吨的LNG。
煤气化技术简介
量较高 (>30%) 时，气化炉的经济性会急剧下降。因而要求煤炭灰熔点
FT<1500℃，灰含量在8%~20%之间； (4) Shell气化炉要把煤炭的含水量降低到很小的值 (烟煤的含水量降至2%， 褐煤降至 6%)，因此在煤炭处理的时候需要有烘干设备，不宜利用含水量
较高的煤炭；
(5) 干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统； (6) 气化炉结构过于复杂，加工难度大。
按进料方式分类 按气化介质分类
水煤浆气化
粉煤气化
纯氧或富氧气化
空气气化
Texaco
Shell、GSP、 三菱
Shell、Texaco GSP、BGL
三菱
2. 典型的煤气化技术
2.1 煤气化技术
研发机构 GE 西门子 Shell 英国煤气公司 日本三菱公司 华东理工与兖矿集团 华东理工 西安热工研究院 西北化工研究院 北京航天万源煤化工 气化技术 Texaco水煤浆加压气化技术 GSP干煤粉加压气化技术 Shell干煤粉加压气化技术 BGL气化技术 吹空气煤气化技术 多喷嘴水煤浆气化技术 四喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 两段式干煤粉加压气化技术 多元料浆单喷嘴顶置气化技术 航天炉
循环发电。
2. 典型的煤气化技术
2.2 Texaco气化炉
结构组成： 由喷嘴、气化室、激冷室（或 废热锅炉）组成。 水煤浆（58~62wt%）供料 液态排渣炉 内壁衬里有多层耐火砖 水煤浆和氧气从炉顶的燃烧 器高速连续喷入气化室，高 温状态下工作的喷嘴设有冷 却水装置，水煤浆喷入气化 炉内迅速发生反应，数秒钟 内完成气化过程。 气化炉的下部因冷却方式不 同有2种形式，一种激冷型 冷却方式，一种废热锅炉型。
空分装置投资。
煤气化技术的现状和发展趋势
煤气化技术的现状和发展趋势1、水煤浆加压气化1.1 德士古水煤浆加压气化工艺（TGP）美国Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发了水煤浆气化技术，TGP 工艺采用水煤浆进料，制成质量分数为60%~65％的水煤浆，在气流床中加压气化，水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气，液态排渣。
气化压力在2.7~6.5MPa，提高气化压力，可降低装置投入，有利于降低能耗；气化温度在1 300~1 400℃，煤气中有效气体（CO+H2）的体积分数达到80％，冷煤气效率为70％~76％，设备成熟，大部分已能国产化。
世界上德士古气化炉单炉最大投煤量为2 000t/d。
德士古煤气化过程对环境污染影响较小。
根据气化后工序加工不同产品的要求，加压水煤浆气化有三种工艺流程：激冷流程、废锅流程和废锅激冷联合流程。
对于合成氨生产多采用激冷流程，这样气化炉出来的粗煤气，直接用水激冷，被激冷后的粗煤气含有较多水蒸汽，可直接送入变换系统而不需再补加蒸汽，因无废锅投资较少。
如产品气用作燃气透平循环联合发电工程时，则多采用废锅流程，副产高压蒸汽用于蒸汽透平发电机组。
如产品气用作羟基合成气并生产甲醇时，仅需要对粗煤气进行部分变换，通常采用废锅和激冷联合流程，亦称半废锅流程，即从气化炉出来粗煤气经辐射废锅冷却到700℃左右，然后用水激冷到所需要的温度，使粗煤气显热产生的蒸汽能满足后工序部分变换的要求。
1.2 新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化技术是最先进煤气化技术之一，是在德士古水煤浆加压气化法的基础上发展起来的。
2000 年，华东理工大学、鲁南化肥厂（水煤浆工程国家中心的依托单位）、中国天辰化学工程公司共同承担的新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉中试工程，经过三方共同努力，于7 月在鲁化建成投料开车成功，通过国家主管部门的鉴定及验收。
2001 年2 月10 日获得专利授权。
新型气化炉以操作灵活稳定，各项工艺指标优于德士古气化工艺指标引起国家科技部的高度重视和积极支持，主要指标体现为：有效气成分（CO+H2）的体积分数为~83％，比相同条件下的ChevronTexaco 生产装置高1.5~2.0 个百分点；碳转化率＞98％，比ChevronTexaco 高2~3 个百分点；比煤耗、比氧耗均比ChevronTexaco 降低7％。
煤气化技术
煤气化技术简介煤气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。
它可以将煤炭中的有机物质转化为气体燃料，如合成气（一种碳氢混合气体）或甲烷。
煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。
煤气化原理煤气化是通过加热煤炭，在缺少氧气的条件下进行的化学反应。
这个过程通常在高温（约1000℃）和高压（2-5 MPa）下进行。
在煤气化过程中，煤炭中的碳氢化合物被分解为可燃气体。
由于煤气化是在缺氧条件下进行的，因此产生的气体中几乎不含硫和氮。
这使得煤气化技术相对于传统的燃煤发电技术具有更低的环境污染。
此外，煤气化产生的燃气可以直接用于发电、供热、制氢等多种应用。
煤气化工艺煤气化工艺主要分为干燥气化和水煤浆气化两种。
干燥气化是将煤炭在高温下与热气体接触，使煤炭中的水分蒸发，然后进行气化反应。
水煤浆气化是将煤炭与水形成的浆料喷入气化炉中，在气化过程中煤炭与水蒸汽产生反应。
两种煤气化工艺各有优势。
干燥气化可以直接利用煤炭的热值，不需要额外的供热设备。
而水煤浆气化可以利用水蒸汽的催化作用，提高气化效率。
根据实际需求和条件，选择适合的煤气化工艺非常重要。
应用领域煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有广泛的应用。
以下是煤气化技术在几个重要应用领域的应用示例：1.发电：煤气化产生的燃气可以用于燃气轮机或内燃机发电。
与传统的燃煤发电相比，煤气化发电具有更高的效率和更低的污染排放。
2.供热：煤气化产生的燃气可用于供热，替代传统的燃煤供热系统。
煤气化供热系统具有更高的热效率和更少的污染排放。
3.制氢：煤气化可以产生合成气体，其中主要成分为氢气和一氧化碳。
这些气体可用于制氢，用于石油炼制、化学工业等领域。
4.乙二醇生产：煤气化产生的合成气可以用于乙二醇的生产。
乙二醇是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑料、涂料、纺织等行业。
煤气化技术的优势和挑战煤气化技术具有多种优势，但也面临一些挑战。
优势： - 较低的污染排放：煤气化产生的燃气几乎不含硫和氮，具有较低的污染排放。
各种煤气化技术介绍
各种煤气化技术介绍煤气化技术是将煤转化为合成气的一种技术，合成气主要由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成。
煤气化技术可以实现煤炭资源的高效利用，并且合成气还可以作为化工原料、能源供应和替代燃料等多个领域的重要能源。
下面将介绍几种常见的煤气化技术。
亚煮煤气化技术主要是通过在水中煮沸煤炭来实现煤气化过程。
这种技术具有操作稳定性好、产气质量高、煤耗低等特点。
亚煮煤气化技术可以适用于各种不同性质的煤炭，并可以通过调节操作参数来获得不同产气组成和质量。
2. 固定床煤气化（Fixed Bed Gasification，FBG）固定床煤气化技术是将煤炭放置在固定床上，通过通过煤床中的氧气进行燃烧，从而实现煤的气化。
这种技术具有气化效率高、产气质量稳定、操作灵活等特点。
固定床煤气化技术主要适用于高炉煤气和干、湿煤气的生产。
3. 流化床煤气化（Fluidized Bed Gasification，FBG）流化床煤气化技术是将煤炭与气化剂一起放置在气化反应器中，通过气体的上升速度和反应器中的床层来实现气化过程。
这种技术具有反应温度均匀、气化效率高、适用于多种煤种等特点。
流化床煤气化技术主要适用于高硫煤和高灰煤的气化过程。
4. 上升管煤气化（Entrained Flow Gasification上升管煤气化技术是将煤炭和气化剂一起注入到气化反应器中，通过气化剂的速度和反应器中的温度来实现气化过程。
这种技术具有高气化效率、适用于多种煤种等特点。
上升管煤气化技术主要适用于低灰、低硫和低磷的煤气化过程。
5. 行动床煤气化（Moving Bed Gasification，MBG）行动床煤气化技术是将煤炭放置在一个倾斜的床上，通过流化床的气流来实现气化过程。
这种技术具有气化效率高、产气质量好等特点。
行动床煤气化技术主要适用于低灰和低硫煤的气化过程。
总体来说，煤气化技术具有可替代性化石燃料、高效能源利用和多种资源转化等优势，对于能源的可持续发展具有重要意义。
煤气化技术现状及发展趋势
煤气化技术现状及发展趋势煤气化是清洁、高效利用煤炭的主要途径之一，长期的生产实践表明，在各种煤炭转化技术中，煤气化是应优先考虑的一种加工方法。
它是煤基化学品、煤基液体燃料、合成天然气、IGCC发电、制氢、燃料电池、多联产等工艺为基础。
因此发展煤炭产业，首先要提高煤气化技术水平。
一、煤气化技术开发现状煤气化技术核心是气化炉，按煤在炉内的流体力学行为分为四类，即固定（移动）床、气流床、流化床和熔融床。
（一）固定（移动）床气化。
固定（移动）床气化，是指原料煤从炉顶加入，高温气体不断向上流动，整个物料自上而下移动，相对固定。
煤在高温气化剂作用下发生气化反应，生成高温煤气，最后从上部煤气出口出炉。
固定（移动）床气化有以下四种技术路线：1、单段式固定（移动）床气化。
因单段式固定（移动）床气化炉缺陷较多，20世纪六十年代初，国外已停止使用。
目前，单段式固定（移动）床目前真正实现工业化的只有碎煤加压气化。
2、两段式固定（移动）床气化。
该工艺是上世纪四十年代开发的，到上世纪五十年代，该技术在欧洲被广泛用于生产城市煤气和燃料气，气化剂为空气或水蒸气。
3、鲁奇加压气化。
该技术选用的煤种为长烟煤、褐煤，操作压力3.0MPa，煤气出口温度600℃，碳转化率98%。
最大缺点是冷凝洗涤污水含有大量焦油、苯和酚，处理难度大。
目前，鲁奇气化炉最大用户是南非SASOL，有各种型号97台。
4、BGL加压气化。
以喷嘴、渣池和间歇排渣系统为核心专有技术。
该工艺选用的煤种为烟煤、次烟煤，操作压力2.35～3.0MPa，煤气出口温度400～540℃，碳转化率99.5%。
（二）气流床气化。
在高温高压条件下，粉煤或水煤浆与气化剂同时由喷嘴喷入气化炉燃烧室内，迅速气化，产生粗煤气和熔渣。
因炉内气、固两相的流速基本相同，故称为气流床气化。
目前，主要有以下五种技术路线：1、德士古加压水煤浆气化技术。
该工艺选用的煤种不限，气化压力2.7～6.5MPa，气化温度1300～1500℃，碳转化率95%～99%。
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河南龙成集团及煤气化技术概况
一、河南龙成集团有限公司概况
河南龙成集团有限公司是一家民营股份制高科技企业，集团总部座落于豫、鄂、陕交界的“恐龙之乡”——河南省西峡县城，紧邻宁西铁路和沪陕高速公路，G209、G311、G312国道穿越城区，距南阳机场110km、西安机场280km、郑州机场350 km，交通便利，网络通达。
龙成集团以打造世界顶尖级宽厚板生产基地为战略目标，立足铁矿资源，发展特殊钢铁，实现结晶器铜板国际一流，做精做专做强保护渣，积极探索节能降耗综合利用工艺，发展工程技术和钢结构产业，发展消费类产品和旅游产业，形成有限的相关多元产业。
现已成为立足铁矿资源，发展特殊钢铁，横跨机械制造、冶金材料、煤高效应用、工程技术、钢结构、国际贸易、旅游等多领域，员工近一万余人的企业集团，下辖南阳汉冶特钢有限公司、西峡龙成特种材料有限公司、西峡龙成冶金材料有限公司、河南龙成重型钢结构有限公司、河南龙成煤高效应用有限公司、汉龙贸易有限公司、西峡恐龙遗迹园旅游有限公司等七家全资法人企业和许昌矿业有限公司、西峡龙潭沟旅游开发有限公司两家控股企业。
2012年，实现总产值197.25亿元、销售收入178.67亿元、税利12.16亿元，居河南省百强工业企业第29位。
国家发改委等有关部委联合发布了2013年（第20批）国家认定企
业技术中心名单，龙成集团从全国200余家申报企业中脱颖而出，成功晋级“国家队”。
河南龙成集团董事长朱书成、执行董事兼总经理王运普。
二、河北龙成煤综合利用有限公司概况
河北龙成煤综合利用有限公司是河南龙成集团在河北省曹妃甸新注册企业，曹妃甸工业区是国家首批发展循环经济示范区和国家科学发展示范区，煤清洁高效综合利用项目符合国家批准的曹妃甸工业区循环经济产业发展规划。
首期在曹妃甸建设年清洁高效利用原料煤1000万吨的示范性工厂于2013年年底投产。
2014年5月份，年处理原煤1000万吨的煤清洁高效应用项目取得重大突破，以11号炉窑为样本的热负荷试验经过65小时平稳运行，达到预期效果，标志着该项目突破核心技术试车成功。
集团公司已经开始规划在国际、国内多地的建厂事宜。
计划总投资880亿元，用5年的时间形成年清洁高效利用8000万吨低阶煤、800万吨煤焦油轻质化制取柴油、汽油的产业化项目、1500万千瓦的火电项目，最终形成集煤、油、气、电、化一体化产业链。
三、煤清洁高效利用项目概况
龙成集团于2008年开始研究煤清洁高效利用项目，历经5年多的探索，无数次的实验室试验、工业试验、关键设备及技术的优化，创新了一套新型清洁高效利用的煤基多联产工艺技术，
并于2010年初完成工业性实验，2011年底实现工业化生产，在河南省投产的50万吨生产线工艺稳定，运行正常。
该项目技术已居国际前沿，属“两高一自”项目（高新技术、高附加值、自主知识产权），符合国家“鼓励类”产业政策并被列入国家《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》，与国家限制的煤化工类项目有本质上的区别，可在全世界主要的产煤国、用煤国的煤炭基地和工业聚集地投资建厂。
（一）、项目产品介绍
本项目是以长焰煤、褐煤等煤化程度较低的煤为原料，经过改性提质，生产出煤化程度较高的优质无烟煤，同时产生一定量的煤焦油、热煤气。
项目1吨煤可提质生产出740.6kg的提质煤、102.9kg的低温煤焦油、100标准立方的高热值煤气；1吨煤焦油可制取出0.65-0.7吨的柴油、0.2-0.25吨的汽油，1标准立方煤气可提取出0.4-0.5标准立方的天然气。
（二）、项目先进性
本工艺主体技术属世界首创。
以煤化程度低的烟煤为原料，经过改性提质，产品改性煤发热量高、硫量低，而且产煤气热值达5000大卡/Nm3的煤气。
该工艺具有环保先进性。
本工艺能有效脱除煤中的可燃硫，使其以硫化氢形式进入煤气，并以单质硫形式脱除，加工制成硫磺膏回收利用。
本项目在600℃以下提质，煤中的氮元素是以氮气（N2）的形式脱除，不造成污染。
本项目用水为循环用水，
主要补充冷却蒸发用水，废水零排放。
本项目无其它废渣、废水、废气产生。
本项目已获得国内发明专利16项，实用新型专利已受理47项、授权44项，正申报国际专利10项，使项目的关键设备和技术工艺具有核心自主知识产权，整个项目具有无以伦比的优越性、先进性。
（三）、市场前景
本项目产品提质煤含碳量高、灰分低，且具较好的可磨性，可替代我国稀缺的无烟煤资源，广泛运用于电力、化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造锻造等行业；提质煤又可替代兰炭，广泛用于化工、冶炼、造气等行业，市场前景极为广阔。
仅高炉喷吹用煤，全国需求达8700多万吨。
（四）、经济效益
本项目工业试验项目已在河南西峡建成投产，2012年可实现年高效利用80万吨烟煤，年产提质煤59万吨，年产焦油8.16万吨，可新增销售收入12.96亿元，利润2.14亿元，上交税金1.97亿元，同时安排劳动就业520人，在优化资源配置、创造就业机会、推动地方经济发展和社会进步等方面发挥积极作用。
曹妃甸煤清洁高效应用项目总投资72亿元，年可处理原煤1000万吨，可使低变质煤综合燃烧效率提高47％以上，减排粉尘13万吨、二氧化硫8700吨、二氧化碳130万吨以上；可实现年销售收入170亿元、利税25亿元，安排就业1200人。