鲁奇气化炉改进技术和措施

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1、鲁奇气化炉改进技术和措施　　【摘要】气化床层自上而下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣等层，产品煤气经热回收和除油，含有约10%～12%的甲烷和不饱和烃，适宜作城市煤气。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气，但流程长，技术经济指标差，对低温焦油及含酚废水的处理难度较大，环保问题不易解决。鉴于此，本文主要探讨鲁奇气化炉的改进技术及措施。【关键词】鲁奇气化炉；改进技术；处理鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代由联邦德国鲁奇公司开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。正在运行中的气化炉达

2、数百台，主要用于生产城市煤气和合成原料气。德国Lurgi加压气化炉压力2.5～4.0MPa，气化反应温度800～900℃，固态排渣，以小块煤（对入炉煤粒度要求是6mm以上，其中13mm以上占87%，6～13mm占13%）原料、蒸汽一氧连续送风制取中热值煤气。1鲁奇气化炉的技术特点鲁奇炉的技术特点有以下几方面：（1）鲁奇碎煤气化技术系固定床气化，固态排渣，适宜弱黏结性碎煤（5～50mm）。6（2）生产能力大。自工业化以来，单炉生产能力持续增长。例如，1954年在南非沙索尔建立的10台内径为3.72m的气化炉，其产气能力为1

3、.53×104m3/（h·台）；而1966年建设的3台，产气能力为2.36×104m3/（h·台）；到1977年所建的13台气化炉，平均产气能力则达2.8×10tms/（h·台）。这种持续增长，主要是靠操作的不断改进。（3）气化炉结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、炉篦等转动设备，制造和维修费用大。（4）入炉煤必须是块煤，原料来源受一定限制。（5）出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多，炉渣含碳5%左右。通过扩大炉径和增设破黏装置后，提高了气化强度和煤种适应性。煤种涉及到次烟煤、褐煤、贫煤，用途

4、为F～T合成、天然气、城市煤气、合成氨，气化能力8000～100000m3/h，气化炉内径最大5.0m，装置总规模1100～11600t/d。6与UGI炉相比，Lurgi炉有效地解决了UGI炉单炉产气能力小的问题。同时，由于在生产中使用了碎煤，也使煤的利用率得到相应提高。但是，固定床炉的一些关键问题仍然没有能够得到解决。Lurgi炉对煤种和煤质要求较高，只能使用弱黏结烟煤和褐煤，灰熔点（氧化气氛）大于1500℃。对强黏结性、热稳定性差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用。第三代Lurgi炉在炉内增设了搅拌器用于破焦，但也仅局限

5、于黏结性较小的煤种。Lurgi气化工艺的另一个问题是用于进料和出料的煤、灰锁上、下阀的使用寿命比较短。严重影响气化炉运行效率，增加了企业运行成本。2鲁奇炉对气化的煤质的要求6（1）水分。鲁奇炉入炉煤的水分可以较高，但有些褐煤水分过高时，会促使褐煤块受热碎裂、造成氧耗增加、增加净化系统的负荷和污水处理的投资和操作费用、给原料预处理造成困难。根据经验，当煤水分高于20%时，每增加1%，氧耗将增加1.5%，煤气出炉温度下降5℃左右，水汽含量增加3%左右。当水分由20%上升到30%时，气化炉的生产能力下降10%左右。故通常要求入

6、炉褐煤水分含量控制在20%以内。（2）灰分。鲁奇炉原则上对煤的灰分无严格要求。但煤中灰分含量增加，将导致消耗定额增加，气化强度低，煤气产率降低，灰渣含碳量增加，煤气热值降低。因此，灰分过高影响效益，控制煤的灰分含量小于20%时较为经济。（3）煤的粒度。褐煤6～40mm、烟煤5～25mm、焦炭和无烟煤5～20mm，要求最大粒径与最小粒径比为5～8；最小粒径宜在6mm以上，小于2ram的粉煤量控制在1.5%以内，小于6mm的细粒煤量控制在5%以内。（4）黏结性。鲁奇炉能气化坩埚膨胀序数（CSN）7以下的强黏结性煤。但与褐煤相

7、比，消耗指标增加10%～15%，气化炉的处理能力降低15%～20%，气化效率下降5%左右。（5）灰熔融性温度与结渣性这是影响汽氧比和气化强度的关键，通常要求ST>1200℃，最好高于1400℃。结渣性也影响操作温度，结渣性强的煤操作温度不宜过高。（6）反应活性原料煤活性越高越好。（7）蒸汽消耗量大，分解率低，需配套规模较大的中压以上蒸汽锅炉。（8）入炉煤为块（碎）煤（5～50mm），原料来源受一定限制，价格比粉煤高。（9）煤气中约含7%～12%的甲烷和不饱和烃，这种煤气适宜作城市煤气或多联产，直接用于化工合成则需要增加甲

8、烷催化转化单元，投资增加。3鲁奇气化炉的改进技术及措施6加压鲁奇炉造气是将粒度为5～50mm的煤，从炉顶的煤仓定期加入煤锁，通过其底部的下料阀不断加入气化炉内。气化炉内分五层，自上而下分别为干燥层、干馏层、气化层、燃烧层、灰层。氧+蒸汽作为气化剂从炉子底部进入，穿过炉篦布气孔与煤进行气化反应。制得的粗煤气从炉的上部侧