鲁奇加压气化炉工艺操作 新疆广汇新能源造气车间－－程新院 一、相关知识 1、影响化学平衡的因素有三点：①反应温度（T）、②反应压力（P）、 ③反应浓度（C）。勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡条件之一（T、P、C），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 2、气化炉内氧化层主反应方程式 ① 2C+O?＝CO?（－Q）ΔH＜０ ②2C+O?＝2CO（－Q）ΔH?＜０ ΔH＜ΔH? 3、气化炉内还原层主反应方程式 ③C＋CO?＝2CO（＋Q）ΔH?＞０ ④C＋H?O＝CO+H?（＋Q）ΔH?＞０ ⑤C＋2H?＝CH?（＋Q）ΔH5＞０ ΔH?＞ΔH?＞ΔH5 ｜ΔH｜＞ΔH?＞｜ΔH?｜＞ΔH?＞ΔH? 4、煤灰熔点对气化炉的影响 鲁奇气化炉的操作温度介于煤的DT（变形温度）和ST（软化温度）之间。若入炉煤的灰熔点高，则操作时适当降低汽氧比，相应提高炉温，蒸汽分解率增加，煤气水产量低，气化反应完全，有利于产气。但是受气化炉设计材料的制约，汽氧比不能无限制降低，否则可能会烧坏炉篦及内件。因此受设备材质的局限，煤灰熔点不能太高，
一般控制在1150℃≦DT≦1250℃。反之，若煤灰熔点低，则操作时要适当提高汽氧比，相应降低炉温（防止炉内结渣，造成排灰困难），蒸汽分解率降低，煤气水产量增加，气化反应速度减缓，不利于产气。因此入炉煤的灰熔点要尽可能在一定的范围内，不能变化太大。二、汽氧比的判断 鲁奇加压气化炉汽氧比是调整控制气化过程温度，改变煤气组份，影响副产品产量及质量的重要因素。汽氧比过低，会造成气化炉结渣，排灰困难，不利于产气；汽氧比过高，会造成灰细或排灰困难，煤气水产量增加等。因此，在不引起灰份熔融的情况下，尽可能采用低的汽氧比。汽氧比的高低应该结合煤气组份中有效气体的含量、灰样和指标参数做出准确的判断！ 1、从煤气组份1判断汽氧比的高低 我们在实际操作中一般都根据CO2、CO、H2、CH?来判断汽氧比的高低，下面分情况进行说明。 1：我公司白石湖煤产气组份 ａ、煤气组份中CO2和CH?同时降低，CO和H2同时升高，这种情况最容易判断，根据还原层反应方程式 ③C＋H?O＝CO+H?ΔH?＞０ ④C＋CO?＝2COΔH?＞０
Lurgi（鲁奇）加压气化炉简介 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。正在运行的气化炉达数百台，主要用于生产城市煤气和合成原料气。 德国鲁奇加压气化炉压力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，且13mm以上占87％，6~13mm占13％）为原料、蒸汽-氧气连续送风制取中热值煤气。气化床自上而下分干燥、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。 鲁奇炉的技术特点有以下几个方面： 1．固定气化床，固态排渣，适宜弱黏结性碎煤（5～50mm）； 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，产气能力为1.53×104m3/（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2.8×104m3/（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、煤分布器、炉箅等转动设备，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。 至今世界上共建有107台炉子，通过扩大炉径和增设破黏装置后，提高了
常压炉和鲁奇炉对比 一、气化装置投资对比： 鲁奇加压气化炉（含空分）-----------6.665亿； 纯氧常压气化炉（含空分）-----------3.297亿； 该项对比结果为：纯氧常压气化炉比鲁奇炉少投资3.368亿。 二、年运行费用对比 鲁奇加压气化炉-------------年生产费用3.79亿元； 纯氧常压气化炉-------------年生产费用4.62亿元； 该项对比结果为：纯氧常压气化炉年运行成本比鲁奇炉高 1.43亿元。 三、常压炉和鲁奇炉对比结论 加压鲁奇炉一次性投资多3.368亿元。运行成本年节省1.43亿元，在2.35年回收该一次投资。对比结论是鲁奇炉比常压炉更适合本项目。
四、常压炉和鲁奇炉分析明细 1、投资对比 序 号项目 纯氧常压气化炉 万元 鲁奇加压气化 万元 1 焦块筛分+焦粉制块 +输送 650 650 2 入炉前煤锁100 800 3 煤气炉系统11700（8开备2）38000（三开一备） 5 循环水处理站（回收）1220 12000 6 气柜+电除尘1000 7 一级压缩机 二级压缩机 10000 8 空分8000 15000（汽轮机拖动） 投资合计 3.297亿 6.665亿差值+3.368亿 该项对比结果为：纯氧常压气化炉比鲁奇炉少投资3.368亿2、年运行费用对比
一年（8000小时）生产费用表 序号项目纯氧常压气化炉鲁奇加压气化 1 焦炭t/h53 56 8000小时万元 13568 14336 （焦炭320元/t） 2 氧气耗Nm3/h 2592019948 8000小时万元 6220.8 4787.52 （氧气0,3元/Nm3） 3 蒸汽耗t/h 82126 30（回收用） 8000小时万元 7872 12096 （蒸汽120元/t） 4 电耗kw h 408001600 8000小时万元 18604.8 729.6 （电价0,57元/kwh） 8000小时生产费用 46265.631949.12 5合计 万元 差值+14316.68 对比结果：纯氧常压气化炉年运行成本比鲁奇炉高1.43亿元。
浅析煤质对鲁奇加压气化炉的影响 新疆庆华集团有限公司潘连冬李群祥 摘要：本文阐述了煤质、煤种对鲁奇加压气化工艺操作的影响，以及不同工艺要求对于煤种及操作的要求。 关键词：鲁奇气化煤质挥发分灰熔点 一．前言 由于鲁奇气化炉在国内的广泛应用，尤其是近几年内蒙、新疆、贵州等地煤化工快速发展，而且以鲁奇气化工艺居 多，但是各地煤种的差异导致部分工艺操作存在一些问题，在此对该问题进行客观分析，进而在生产运行中不断优化 工艺流程、改进操作方法，保证装置能够安全稳定长周期 运行。 二．. 煤的工业成分对鲁奇气化操作的影响 1、煤中挥发份： 挥发分越高转化为焦油的有机物越多。煤焦油产生大约在320℃开始，在450℃时达到最大值。温度高于400℃ 时，生成的脂肪类碳氢化合物随挥发份升高煤热解失重（即 脱挥发份数量增加）焦油产量增加，剩余半焦在炉内随温 度升高生成一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷。焦油产量 和干馏层温度和干馏层高度，气化炉内的反应温度（即灰 熔点）有关。当原料挥发份高时，则转入到焦油，轻油和
酚中去的碳就愈多，而转入到煤气中去的碳量就愈少，煤气的产率就低，当在较高的压力和较低的温度下进行气化，碳原子易生成多原子分子转入到焦油轻油或酚中，因此煤气的产率也会降低。 2、煤中固定碳： 煤中碳含量高，灰分含量下降，有利于制气，但随着碳含量升高煤的活性降低，炉内反应速度减慢，煤在炉内的停留时间增加，燃烧层拉长，还原层、干馏层缩短，同时容易引起气化炉出口温度高、灰锁温度高、灰中残碳增加、夹套耗水量增加，当碳含量达到45％以上时，燃烧层、还原层床层拉长，干馏层缩短或消失，焦油产量降低，有利于煤气水处理，同时煤气产率增加，蒸汽分解率提高。 3、原料煤中水分： 煤中所含的水份随煤的碳化度加深而减少,水分较高的煤,挥发份往往比较高,则进入气化层的焦碳的气孔率也大,因而使反应速度加快,生产的煤气质量较好,另外,在气化一定的煤质时,其焦油和水分存在着一定的关系,水分太低,会使焦油产率降低,由于加压气化炉的生产能力很高,煤在各层的加热速度很快,一般在20~40℃/min之间,因此对一些热稳定性差的煤,为防止热解,就要求煤中含有一定的水分,但煤中过高的水分又会给气化带来不良的影响. 1）、过高的水分,增加了干燥所需要的热量,从而增加
鲁奇气化炉操作温度过高的危害 摘要：在鲁奇气化炉操作过程中，炉温控制十分重要，煤气出口温度高和灰锁 温度高对设备和工艺造成较大的影响，在工程实际中要做好炉温控制，降低超温 造成的不利影响。笔者结合自身实际工作经验，探讨气化炉操作过高带来的危害，希望对相关人士有一定的借鉴意义。 关键词：鲁奇气化炉；气化剂；过高；危害 前言 鲁奇炉气化技术因煤种适应范围比较广，气化温度、压力高，易于大型化， 成为煤气化技术的发展方向。鲁奇气化炉是一种工作压力为253万帕~304万帕采用干排灰方式的固定床型气化器。 1气化炉概述 鲁奇气化炉属于固定床气化炉的一种，目前仍旧是世界上加压煤气化工艺中 在运装置和业绩最多的炉型，对煤种要求不高，生产能力大，以块煤为原料。粒 度为6毫米~50毫米的煤料从气化器上部装入，蒸汽和氧气从下部引入，与煤发 生反应，得到的粗煤气从上部引出，干的灰分则通过旋转炉下部排走。粗煤气中 含一氧化碳18.9%，氢39.1%，甲烷11.3%。发热值约为3000大卡/立方米以上的 可直接供作城市煤气。如果要生产可供远程运送的高热值合成天然气，还必须经 过洗气、调整成分和甲烷合成等处理过程，使煤气中甲烷含量提高到96%，煤气 发热值提高到3.7×107焦耳以上。 造气车间现有15台鲁奇炉 ,单炉产气量为 46630Nm3 / h 。 鲁奇炉移动床连续气化过程是一个自热式工艺过程,鲁奇炉结构见图 1。 炉体中的燃料层可分为灰渣层、燃烧层、气化层、干馏层、干燥和预热层等 五层。床层高度与温度之间的关系见表 1 。 2气化炉工艺原理 碎煤加压气化炉是一种自热式、逆流接触、移动床、加压、固态排渣的气化炉。煤的气化过程是一个复杂多相物理化学反应过程。主要是煤中的碳与汽化剂，汽化剂与生成物，生成物与生成物及碳与生成物之间的反应。煤气的成分决定于 原料种类，汽化剂种类及制气过程的条件。制气过程的条件主要决定于气化炉的 构造和原料煤的物理化学性质。其中煤的灰熔点和粘结性是气化用煤的重要指标。 提高压力的气化方法可以大幅度提高气化炉的生产能力，并能改善煤气的质量。本装置采用的移动床加压气化是碎煤加压逆流接触、连续气化、固态排渣工 艺过程。气化炉外壁按3.6MPa（g）的压力设计，内壁仅能承受0.15MPa的压差。操作压力为3.11（g）MPa。 3温度高带来的危害 温度高现象发生时,意味着气化炉中火层发生变化,它可能带来的后果主要有以 下几个方面： 3.1当气化炉出口煤气温度高时 在气化炉上部和搅拌器局部会超温,易造成搅拌器烧损和夹套鼓包事故;当煤锁发生机械故障或煤溜槽发生堵塞或煤锁膨料时,原料煤就加不进炉内,形成炉内缺煤。这样,在短时间内气化炉出口温度便急剧升高。
摘要 简单介绍了国内外几种主要煤制气技术的特点、发展概况和应用情况。对我国煤制天然气产业的发展现状、产业政策与应用特点进行了分析，指出国家对煤制天然气产业“目标明确、示范先行、规范发展、有序推进”从思路没有变化，设定了环保、资源等前置条件、强调了升级示范和总量控制。 关键词：煤制气；气化；应用分析
Abstract Introduced the characteristics of several main coal gasification technology at home and abroad, development situation and application situation. Coal gas of our country industry development present situation, industrial policy and application characteristics are analyzed, and points out that the state of coal seam gas industry \"the clear goal, the demonstrative leading, specification development, pushing\" from the train of thought did not change, set up environmental protection, resources and other pre-conditions, emphasized the upgrade demonstration and total amount control. key words:coal gas; gasification; application analysis
鲁奇加压气化炉 1、第三代鲁奇加压气化炉 第三代加压气化炉为例，该炉子的内径为3.8m，最大外径为4.128m，高为12.5m，工艺操作压力为3MPa。主要部分有炉体、夹套、布煤器和搅拌器、炉算、灰锁和煤锁等，现分述如下。 ①炉体 加压鲁奇炉的炉体由双层钢板制成，外壁按3.6MPa的压力设计，内壁仅能承受比气化炉内高O.25MPa的压力。 两个简体(水夹套)之间装软化水借以吸收炉膛所散失的一些热量产生工艺蒸汽，蒸汽经过液滴分离器分离液滴后送入气化剂系统，配成蒸汽／氧气混合物喷入气化炉内一水夹套内软化水的压力3MPa，这样筒内外两两侧的压力相同，因而受力小。 夹套内的给水由夹套水循环泵进行强制循环。同时夹套给水流过煤分布器和搅拌器内的通道，以防止这些部件超温损坏。 第三代鲁奇炉取消了早期鲁奇炉的内衬砖．燃料直接与水夹套内壁相接触，避免了在较高温度下衬砖壁挂渣现象，造成煤层下移困难等异常现象，另一方面，取消衬砖后，炉膛截面可以增大5％～10％左右，生产能力相应提高。 ②布煤器和搅拌器 如果气化黏结性较强的煤，可以加设搅拌器。布煤器和搅拌嚣安装在同一转轴上，速度为15r／h左右。 从煤箱降下的煤通过转动布煤器上的两个扇形孔，均匀下落在炉内，平均每转可以在炉内加煤150～200mm厚。 搅拌器是一个壳体结构，由锥体和双桨叶组成，壳体内通软化水循环冷却。搅拌器深入到煤层里的位置与煤的结焦性有关，煤一般在400～500℃结焦，桨叶要深入煤层约l.3m。 ③炉算 炉箅分四层，相互叠合固定在底座上，顶盖呈锥体。材质选用耐热的铬钢铸造，并在其表面加焊灰筋。炉箅上安装刮刀，刮刀的数量取决于下灰量。灰分低，装1～2把；对于灰分较高的煤可装3～4把。 炉箅各层上开有气孔，气化剂由此进入煤层中均匀分布。各层开孔数不太一样，例如某厂使用的炉算开孔数从上至下为：第一层6个、第二层16个、第三层16个、第四层28个。 炉箅的转动采用液压传动装置，也有用电动机传动机构来驱动，液压传动机构有调速方便、结构简单、工作平稳等优点。由于气化炉炉径较大，为使炉箅受力均匀，采用两台液压马达对称布置。
浅谈几种煤气化工艺的优缺点 我国石油、天然气资源短缺，煤炭资源相对丰富。发展煤化工产业，有利于推动石油替代战略的实施，满足经济社会发展的需要，煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等优质能源供求矛盾，促进钢铁、化工、轻工和农业的发展，发挥了重要的作用。因此，加快煤化工产业发展是必要的。 1．各类气化技术现状和气化特征 煤化工要发展，一个重要的工艺环节就是煤气化技术要发展。我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术，包括早期引进的Lurgi固定床气化、U-gas 流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化，Shell气流床粉煤气化、以及近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等，世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用，正因为我国是一个以煤为主要燃料的国家，世界上也只有我国使用如此众多种类的煤气化技术。 随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的发展，用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺近年来有了较快的发展。Lurgi固定床气化、Texaco水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、以及我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了激烈的竞争，对促进煤化工的发展做出了贡献。 Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂；Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产，情况良好；Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产，还有10余个项目正在安装，将于今后几年陆续投产；多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运，还有7个厂家正在安装，最晚在2009年投产；GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设；加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中试验收，华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工有限公司1000t/d级的气化装置正在设
酒泉职业技术学院毕业论文（设计） 2008 级石油化工生产技术专业 题目：浅述鲁奇炉造气工艺 毕业时间：2011年6月 学生姓名：田艺林 指导教师：李丽 班级：2008石化（2）班 二〇一一年四月二十日
酒泉职业技术学院2011 届各专业 毕业论文成绩评定表 说明：1．以上各栏必须按要求逐项填写。2．此表附于毕业论文(设计)封面之后。
浅述鲁奇炉造气工艺 摘要 本文总结了加压气化装置的改进和管理经验。事实表明，随着工艺的不断改进和生产管理水平的提高，鲁奇加压气化工艺用于贫瘦煤的气化是可行的。新疆庆华集团隶属于中国庆华集团，是新疆第一个经国家核准的煤制天然气项目。新疆庆华集团依托丰富的煤炭资源和水资源，于2009年3月落户伊犁，并以“庆华速度”建成新疆庆华煤化工循环经济工业园，该园区总占地面积达10000多亩，计划总投资278亿元，建设项目包括：年产55亿立方米煤制天然气项目、60万吨煤焦油加氢项目、合成氨项目、综合利用热电厂项目、粉煤灰制砖项目和年产200万吨粉煤灰制水泥项目。整个煤制天然气项目建成投产后，每年需煤炭2100万吨，每年可实现销售收入160亿元，利税26亿元。 关键词：气化炉的发展，造气系统，煤气冷却，安全防范
一、概述 （一）简述 我国石油和化学工业在快速发展的同时，正面临着资源、能源和环境等多重压力。由于我国石油和天然气短缺，煤炭相对丰富的资源特征，加之国际油价的持续高位运行状态，煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。 目前，煤炭在我国的能源消费比重不断加大，用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右，其余主要是作为化工原料及民用生活。随着煤化工技术的不断发展，煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。 传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益，即通常所说的“三高一低”。随着科技的不断进步，新型的煤气化技术得到了快速的发展，煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。煤化工目前采用的方法主要有三个途径：煤的焦化、煤的气化、煤的液化。由于最终产品的不同，三种途径均有存在的市场。煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气，煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气，煤液化后可直接得到液体燃料。 煤焦化产业相对比较成熟，煤液化存在直接液化和间接液化两种方法，技术的成熟程度和投资等原因，制约了产业化和规模化的进一步发展。随着煤气化技术的不断成熟，特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化，煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。 煤气化所产生的合成气，成为氮肥（主要是尿素）、甲醇、二甲醚、醋酸等过去主要依赖石油化工产品的主要原料，该技术途径也成为国内目前煤化工所上的主要项目。煤气化除了投资比较小的常压固定床以外，粉煤加压气化（以壳牌和GSP 为主要代表）、水煤浆加压气化（以德士古为主要代表）成为众多厂家引进国外节能环保的主要首选技术。 （二）鲁奇加压气化工艺发展前景展望
200#试题 一、填空： 1.气化炉停车情况不同分为：计划停车、事故停车、紧急停车。 2.气化炉空气运行结束时，先断蒸汽，后断空气，切氧时，先通蒸汽，后通氧气。 3.气化剂离开炉篦依次进入灰层、燃烧层、还原层、干馏层、干燥层、预热层。 4.气化炉用煤粒度限定在5—50mm，在该范围内原煤应占总量的90%以上。 5.开车时，氧气、充压煤气管线上盲板处于盲位。 6.200#气化炉开车前,夹套建立液位时，夹套安全阀旁路应处于开位。 7.气化炉正常运行时的最低负荷为3000Nm3/h。 8.气化炉提压时,用来设定气化炉提压速度的调节阀位号为PCV-21/22CP035。 9.实际空气到氧气切换,不应超过3—5分钟,以防止气化炉床层冷却。 10.造成气化炉紧急停车的联锁有12个。 11.汽氧比的选择受灰熔点限制。 12.200#低压蒸汽总管压力控制调节阀位号为PIAH-20CP007。 13.气化炉生产的煤气不合格时，通过200#火炬排放。 14.检修时，工艺对设备应依次做到停车、排放、吹扫、置换、清洗。 15.煤的工业分析包括煤的灰份、水份、挥发份、固定碳等项目。 16.煤锁气气柜的有效容积为 3000 m3。 17.压力容器的安全附件主要指爆破片、安全阀、压力表、液位计、温度计等 18.三级巡检指的是哪三级：厂级、车间级、班组级。 19.鲁奇加压气化炉炉篦减速机润滑油脂牌号是 680#中负荷工业齿轮油，首次加油量 300 升，润滑周期8000H 。其他工号单级泵润滑油脂牌号是 46#抗磨液压油，首次加油量 0.3~ 0.5 升，润滑周期 6个月。 20.鲁奇加压气化炉中低压锅炉水分析内容是 PH 、电导率，控制指标各是 8.5~9.2 、 0.3 。 21.对于单系列气化炉，煤锁的润滑点有2个，灰锁的润滑点有 4个。 22.煤锁上阀，需要200#液压系统采用二次减压，压力减为3.0Mpa。 23.我厂煤锁操作有现场手动、控制室手动、半自动、全自动四种操作方式。 24.CLCR代表：煤锁控制室，CLLP代表：煤锁就地控制盘，NUCL代表：射线料计。 25.CF阀阀采用两个油缸的目的是使CF阀升降平稳。 26.煤锁容积为12.1m3，灰锁有效容积为11.2m3。 27.煤锁只有在BC、DV、CF、PV1、PV2阀关的情况下，TC阀才能开。 28.21WBM005-25-600C01管线的作用:形成微正压,防止粗煤气中杂质进入流量测量管线。 29.200#W001出口煤气温度是187℃，其换热面积是491m2。 30.PV代表:测量值，OP代表:输出值，SP代表:设定值。 31.气化炉出口煤气中CO2升高，CO降低,说明炉内温度低。 32.气化炉空气运行结束时，先断蒸汽，后断空气，切氧时，先通蒸汽，后通氧气。 33.气化压力升高，CH4、CO2含量升高，CO、H2含量降低，O2耗量降低。 34.气化炉切氧、升压、并网过程中，煤锁上阀关，下阀关，灰锁上阀关，下阀关。 35.气化炉切氧后，粗煤气中CO2和O2含量应控制在CO2 30-35%，O2＜0.4%。 36.随着气化温度的升高，粗煤气中各成份中的CO2和CH4降低CO和H2升高。 37.气化炉开车时分别提压至 0.4 MPa、 2.1 MPa时进行煤气水切换。 38.空气点火时控制空气量约为 1500 Nm3/h。 39.绝压P绝、表压P表、大气压P大气三者的关系是：P绝＝ P表＋ P大气。 40.鲁奇加压气化炉设计千立方粗煤气耗块煤 0.75 吨，过热蒸汽 1.06 吨，氧气 0.15 千立方。 41.气化炉顶部法兰温度仪表为TZHH-21CT011A/B，联锁值是250℃。
煤气化技术简介及装置分类 煤气化是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。目前，国内自行开发和引进的煤气化技术种类众多，但总体上可以分为以下三大类： 一、固定床气化技术 以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂最多的煤气化技术。鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式填料方式，即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块，然后从进煤口经过气化炉的预热层，将温度提高至300℃左右。从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃，形成燃烧层。燃烧层上方是反应层，产生的粗煤气从出口排出。炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁设备中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV/4型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。我公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。 图1 鲁奇加压块煤气化装置
二、流化床气化技术 以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，经长期的生产实践，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理，在流化床底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低碳量的灰渣。目前，中科院山西煤化所山西省粉煤气化工程研究中心开发的加压灰熔聚气化工业装置已经成功应用于晋煤集团天溪煤制油分公司1 0万吨/年煤基MTG合成油示范工程项目，该项目配备了6台灰熔聚气化炉（5开1备），气化炉操作压力0.6MPa，日处理晋城无烟煤1600吨，干煤气产量125000Nm3/h（配套30万吨/年合成甲醇）。 图2 灰熔聚气化反应装置 三、气流床气化技术 1、以壳牌、GSP、科林、航天炉、伍德、熔渣-非熔渣为代表的气流床技术 壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150 t／d的中试装置在德国汉堡建成并投人运行。1987年投煤量250～400 t／d的工业示范装置在美国休斯敦投产。在取得大量实验数据的基础上，日处理煤量为2000 t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电，经过3年多示范运于1998年正式交付用户使用。目前，我国已经引进23套
主流煤气化技术及市场情况系列展示（之八） 鲁奇碎煤固定床加压气化技术 技术拥有单位：德国鲁奇公司 上世纪30年代,德国鲁奇公司开发出碎煤固定床加压气化技术,应用于煤气化项目。其关键设备为FBDB（Fixed Bed Dry Bottom,固定床干底）气化炉,俗称鲁奇炉。几十年来，经过持续不断地改进与创新，鲁奇公司先后开发出第一代鲁奇炉（1936～1954年）、第二代鲁奇炉（1952～1965年）、第三代鲁奇炉Mark4和Mark5（1969～2008年），在此基础上，又推出第四代鲁奇炉Mark+（已于2010年8月完成该炉的基础工艺及机械设计）。同时，为满足气体排放标准，解决废水达标排放难题，鲁奇公司相继开发出高效的煤气化尾气处理和酚氨废水处理工艺技术。 一、技术特点 鲁奇公司第四代FBDB气化炉Mark+的开发目标是：增加气化炉的生产能力（为Mark4的两倍）;增加设计压力到6MPag，以保证气化过程更好的经济性。同时，将从Mark4操作上获得的改进，以及鲁奇设计安装的干渣和湿渣排灰气化炉（包括低到高阶煤、不黏煤或黏结煤，还包括生物质和各种废物气化）上获得的经验，反映在Mark+的设计上。 通过应用成熟的技术和创新的设备，上述目标已全部实现。气化炉Mark+和Mark4综合比较见下表。
在更高压力下，Mark+主要改进项目包括煤锁、气化炉、灰锁系统、洗涤冷却器、废热锅炉、下游冷却系统等。最显著的改进为：采用双煤锁、使用气化炉缓冲容积，实现煤锁全面控制；增加床层高度。改进气化炉内件（包括炉箅、波斯曼套筒、粗合成气出口、内夹套），以及鲁奇专有的煤分布器和搅拌器。 Mark+气化炉的设计压力提高到6MPag。对于煤制天然气项目，这将带来整个气化岛投资成本和操作成本的降低。如对年产40×108Nm3的煤制天然气项目，气化炉台数可比Mark4减少一半，气化岛投资节省17%，全厂可减少设备约300台，煤制天然气（SNG）成本可望下降10%。对于下游的低温甲醇洗单元，由于吸收压力的提高，冷冻需求量减少；对于甲烷化单元，由于入口气中甲烷含量提高（50%的入口气为甲烷），所需循环流量降低，反应器尺寸减小。 二、配套工艺 （1）煤气化单元 鲁奇FBDB煤气化单元简化流程见上图。粒度为5～50mm的煤从煤斗加入独立的煤锁，再用粗合成气加压后，打开煤锁送入气化炉。煤以间歇操作方式加入气化炉。几乎所有用于给煤锁加压的气体，在从煤斗加煤前的减压过程中都可得到回收。 气化炉为双壁容器，在外壁和内壁间（即夹套）维持一定的锅炉给水液位，以保护外层承压壳体免受高温。同时，通过气化炉内壁传递热量，在夹套中产出
一、Lurgi（鲁奇）加压气化炉 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，一小块煤（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-氧连续送风制取中热值煤气。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。 鲁奇炉的技术特点有以下几个方面： ①鲁奇碎煤气化技术系固定床气化，固态排渣，适宜弱粘结性碎煤（5~50mm）。 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1.53×104m3/(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2.8×104m3/(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。 至今世界上共建有107台炉子，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，用途为F-T合成、天然气、城市煤气、合成氨，气化能力8000~100000m3/h，气化内径最大5.0m，装置总规模1100~11600t/d。 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。山西化肥厂单台气化炉最大生产能力达38000 m3/h（标）。同时，由于在生产中使用了碎煤，
煤气化制甲醇精馏工艺毕业设计 摘要 中国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油、天然气储量。基于国情，将煤炭加工转化成清洁、高效的二次能源，寻找内燃发动机的替代燃料，使能源结构向多元化结构，解决对石油的过分依赖将是今后的主要发展方向。本文主要综述了煤气化和合成甲醇基本原理、工艺流程、设备、净化、影响因素等。基于此，选用德士古煤气化工艺和低压法合成甲醇工艺，在工艺计算基础上，设计了年产40万吨煤气化制甲醇生产线。 关键词：煤气化，低压法，精馏，甲醇 绪论 煤化工是以煤炭为主要原料生产化工产品的行业。根据生产工艺与产品的不同，主要分为煤焦化、煤气化和煤液化三条产品链。 随着高油价时代的到来，以大型煤气化为龙头的现代煤化工产业，以成为全球经济发展的热点产业，这是因为煤化工的能源化工一体化的产业模式，可以减少对原油资源的高度依赖，并有效的解决交通、火电等重要耗能行业的污染和排放等问题。新型的煤化工产业必将迎来一个蓬勃发展的新时期，成为21世纪的高新技术产业的一个组织部分。作为新型煤化工的一个重要单元技术－－大型先进的煤炭气化技术及气化产品的进一步合作利用，将成为今后的发展的主要方向。
煤炭气化的发展 中国是使用煤最早的国家之一，早在公元前就用煤冶炼铜矿石、烧陶瓷，至明代已用焦炭冶铁。但煤作为化学工业的原料加以利用并逐步形成工业体系，则是在近代工业革命之后。18世纪中叶由于工业革命的进展，英国对炼铁用焦炭的需要量大幅度地增加，炼焦炉应运而生。18世纪末，煤用于生产民用煤气。1792年，苏格兰人W.默多克用铁甑干馏烟煤，并将所得煤气用于家庭照明。1812年，这种干馏煤气首先用于伦敦街道照明，随后世界一些主要城市也相继采用。19世纪70年代德国成功地建成了有化学品回收装置的焦炉，由煤焦油中提取了大量的芳烃，作为医药、农药、染料等工业的原料。第一次世界大战期间，钢铁工业高速发展，同时作为炸药原料的氨、苯及甲苯也很急需，这促使炼焦工业进一步发展，并形成炼焦副产化学品的回收和利用工业。1925年，中国在石家庄建成了第一座焦化厂，满足了汉冶萍炼铁厂对焦炭的需要。二次世界大战时期，煤炭气化工业在德国得到迅速发展。二次世界大战后，煤炭气化工业因石油、天然气的迅速发展减慢了步伐，进入低迷时期，煤气主要作为城市煤气及合成氨原料的生产等，直到20世纪70年代成功开发由合成气制甲醇技术，由于甲醇的广泛用途，使煤炭气化工业又重新引起人们重视。现在，随着气化生产技术的进一步发展，以生产含氧燃料为主的煤炭气化合成甲醇、二甲醚，有广阔的市场前景。其中二甲醚不仅从合成气经甲醇制汽油、低碳烯烃的重要中间体，而且也是多种化工产品的重要原料。甲醇从今年供需情况来看，除了作基本有机化工原料、精细化工原料外，还可以做替代燃料应用。 新型煤化工内容简介 发展现代煤化工的意义 我国已成为世界第二大能源生产国和第二大能源消费国，能源消费主要靠国内供应。1我国煤炭资源丰富我国煤炭、石油与天然气的总储量与OECD（经济合作与发展组织）发达国家相比相差不大，但从人均储量来看就有了较大的差别；其中煤炭资源情况与世界平均水平接近，具有相对比较优势，这决定了我国长期依赖煤炭的能源格局。2替代石油维护能源安全我国能源资源储量总体偏紧，特别是优质石油能源资源短缺，是我国能源供应最突出的问题。因此为了降低对进口石油的严重依赖，必然要发展以“煤代油”为核心的现代煤化工产业。3清洁利用能源降低环境污染传统煤化工是污染行业，据具有“煤炭——化工产品——污染排放”的单向流动特征，而现代煤化工属于洁净中煤炭转化领域。发展循环经济型煤炭能源化工，尤其是各种类型的多联产系统已经是解决环境问题的主要方向。4节约资源充分利用低成本劣质煤煤气化技术与煤液化技术都已经实现了对劣质煤的充分利用。 现代煤化工的主要特点 1清洁能源是新型煤化工的主要产品。新型煤化工生产的主要产品是洁净能源和可替代石油化工产品。如柴油、汽油、乙烯原料、甲醇、二甲醚等以及一些化工产品。2煤炭—能源—化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向，依靠煤炭资源，形成煤炭——能源——化工一体化的新兴产业。如煤炭气化联合循环发电技术。
碎煤加压气化运行问题及对策 发表时间：2019-04-25T11:51:05.937Z 来源：《基层建设》2019年第2期作者：和霞[导读] 摘要：在碎煤加压气化炉的开车过程中，利用原料煤与气化剂在碎煤加压气化炉内逆流接触，加压状态下发生气化反应产生粗煤气，气化炉出口粗煤气经过洗涤冷却器洗涤降温，再进入废热锅炉进一步换热，回收热量并产生副产低压蒸汽。 克什克腾旗大唐煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰 025350摘要：在碎煤加压气化炉的开车过程中，利用原料煤与气化剂在碎煤加压气化炉内逆流接触，加压状态下发生气化反应产生粗煤气，气化炉出口粗煤气经过洗涤冷却器洗涤降温，再进入废热锅炉进一步换热，回收热量并产生副产低压蒸汽。装置采用合理的空气点火开车步骤，提高了气化炉点火成功率，并由此总结了气化炉空气点火的注意事项与操作方式。 关键词：碎煤加压；气化运行；问题；对策引言 在中国粉煤加压气化技术已经有了很大程度的发展，但我国的壳牌粉煤加压气化装置在运行过程中由于受到各方面因素的影响，很容易出现问题，其不仅会影响壳牌粉煤加压气化装置的运行效率，而且还有可能危及人们的生命安全。因此，需要对鲁奇碎煤加压气化装置运行阶段常见的问题进行分析，并提出有效的解决对策，以更好地提高气气化装置运行效率。 1、碎煤加压气化运行问题 1.1、煤溜槽卡煤问题 煤溜槽卡煤主要是因煤质引起的。原料煤煤质对气化炉运行的影响主要体现在几个方面，主要体现在煤粒度较小、末煤占比较大，容易堵塞气化炉煤溜槽；另一种情况是冬季冻煤，公司现场气温低，冬季极限气温低于零下40℃。在气化炉进煤的设备中，煤溜槽通道狭窄，容易发生冻堵情况；另外，原料煤中的有可能夹带大块、杂物等，堵塞煤溜槽。 1.2、气化炉设计运行负荷达不到设计值 对于气化炉的设计来说，负荷值的设定以及对于到达负荷值的时间预估都是有一定问题的，这样来说我们在开车过程中就会出现许多的问题，由于到达百分之百的时间过于短暂，仪器的负荷温度会在极端的时间内达到5００℃的高温，这样就会增加冷却器的工作负担，很容易出现积灰的问题，这样对于气化炉的长期运行来说是有巨大问题的，这也是设备最容易发生问题的部分。 1.3、废热锅炉集水槽堵塞 气化炉出口煤气中，成分非常复杂，有夹带煤粉、焦油、酚等，在气化炉入炉煤粉煤量过大时，容易造成废热锅炉集水槽堵塞。尽管废热锅炉集水槽设置了反冲洗管线，当堵塞严重时，反冲洗起不到应有的效果。集水槽堵塞一方面会造成气化炉的减负荷甚至停车，另一方面，集水槽堵塞后，煤气废水经过开车煤气水系统进入煤气水分离系统，开车煤气水系统未经过换热器直接进入膨胀气系统，造成煤气水分离系统超温，影响处理效果。 1.4、气化炉渣沟盖板掀翻 气化炉运行过程中，发生过气化炉盖板掀翻情况。原因一是泄爆口设置较少，渣沟超压时不能及时卸出；二是灰渣进入渣沟，与水产生蒸汽，当进入渣沟灰渣量较大时，就会造成热量瞬间积聚较多；三是冲灰水量控制不合理，灰渣热量不能及时被带走；四是竖灰管排灰过程中可能会发生挂壁情况，无法排灰后，工艺人员只能通过敲击竖灰管保证排灰，在此过程中，短时间有大量灰进入渣沟。这种情况对巡检人员和检修人员，都存在安全隐患。 1.5、废热锅炉管束泄漏问题 在气化炉运行过程中，废热锅炉逐渐出现管束泄漏情况，泄漏后果导致粗煤气直接进入低压蒸汽管网。废锅泄漏主要危害如下：一是粗煤气压力4.0MPa，而低压蒸汽的正常压力只有0.5MPa左右，管线设备设计承压能力较低。如果粗煤气大量串入低压蒸汽，将会损害与低压蒸汽相连的设备、管线；二是粗煤气中带有酸性气体、酚、焦油等物质，会污染低压蒸汽、蒸汽冷凝液、锅炉给水管网，不仅会造成停车影响产量，还会腐蚀或堵塞管线、阀门、设备；三是低压蒸汽以及冷凝液系统以及相应的界区和厂房，都会存在有毒、有害气体泄漏风险，存在极大的安全隐患。 2、解决措施 2.1、煤溜槽卡煤问题解决措施 一是做好煤场存储量控制，因褐煤水分高，如果储存时间过长，就会因为失去水分粉化，因此在保证安全生产的情况下尽可能降低煤的库存量；二是加强原料煤筛分的控制，筛分装置在气化炉入炉煤控制方面，起着至关重要的作用，在原料煤末、煤量较大时或者长期储存煤时，通过增开弛张筛等措施加强筛分；三是通过增加厂房暖气，或者在煤溜槽出口增加蒸汽吹扫接口等方式，解决冬季冻煤问题；四是加强煤质控制，加强从采购合同、煤场储存、筛分、运输的过程管理，尽可能减少杂物大块进入气化炉。 2.2、煤种适应性问题的应对措施 在进行分析后我们可以发现，对于煤种的采用是极其关键的，由于不同来源的煤种对于仪器的影响的不同，如果在实际的生产过程中不能够将煤种的采用确定下来，就会出现灰渣较多的问题，甚至会出现气化炉负荷达不到指定值的现象，但是对于渣灰的处理要求却在超设计值的运行的范围内运行着，这样来说就会造成巨大的问题，就会导致后续的运行和处理让我们束手无策。另外由于对于壳牌气化装置的不足会出现将原料煤当做燃料煤的问题，这样会导致气化装置的不稳定，增加问题出现的几率。甚至会因为煤质均匀性的问题和石灰石使用错误等问题对气化炉的稳定运行不能做到详细的控制和掌握，这样来说，如果问题严重可能会出现停车的问题，那么开车就会出现严重的损害［２］。处理措施在最初的过程中就是应当将煤质进行良好的控制，保证入炉的煤的均一性，对于原料煤的水分、挥发分、灰分等各种数据都做好控制。同样，在炉温的控制上也要详细考虑各种参数，对于温度的处理也要进行控制，寻找合适的煤种，为后续的持续发展做出努力。 2.3、废热锅炉集水槽堵塞解决措施 一是非紧急停车情况尽可能将气化炉烧空仓，因为停车后如果气化炉炉膛内有煤，就会逐渐粉化，再次开车过程中，煤粉就会随着粗煤气进入废热锅炉，造成集水槽堵塞；二是通过加强筛分等手段，控制气化入炉煤末煤量；三是进行技术改造，将废热锅炉集水槽底部阀门改成黑水阀，防止阀门堵塞。
第四节鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程 4.第三代加压气化炉 第三代加压气化炉是在第二代炉型上的改进，其型号为Mark-Ⅲ，是目前世界上使用最为广泛的一种炉型。其内径为Ф3.8m，外径Ф4.128m，炉体高为12.5m，气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉生产能力高，炉内设有搅拌装置，可气化强黏结性烟煤外的大部分煤种。第三代加压气化炉如图4-3-21所示。 图4-3-21 第三代加压气化炉 为了气化有一定黏结性的煤种，第三代气化炉在炉内上部设置了布煤器与搅拌器，它们安装在同一空心转轴上，其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉生产负荷来调整，一般为10~20r/h，从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤孔进入炉膛内，平均每转布煤15~20mm厚，从煤锁下料口到煤锁之间的空间，约能储存0.5h气化炉用煤量，以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的气化炉连续供煤。 在炉内，搅拌器安装在布煤器的下面，其搅拌桨叶一般设有上、下两片桨叶。桨叶深入到煤层里的位置与煤的结焦性能有关，其位置深入到气化炉的干
馏层，以破除干馏层形成的焦块。桨叶的材质采用耐热钢，其表面堆焊硬质合金，以提高桨叶的耐磨性能。桨叶和搅拌器、布煤器都为壳体结构，外供锅炉给水通过搅拌器、布煤器，最后从空心轴内中心管，首先进入搅拌器最下底的桨叶进行冷却，然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器，最后从空心轴与中心管间的空间返回夹套形成水循环。该锅炉水的冷却循环对布煤搅拌器的正常运行非常重要。因为搅拌桨叶处于高温区工作，水的冷却循环不正常将会使搅拌器及桨叶超温烧坏造成漏水，从而造成气化炉运行中断。 该炉型也可用于气化不黏结性煤种。此时，不安装布煤搅拌器，整个气化炉上部传动机构取消，只保留煤锁下料口到炉膛的储煤空间，结构简单。 炉篦分为五层，从下到上逐层叠合固定在底座上，顶盖呈锥形，炉篦材质选用耐热、耐磨的铬锰合金钢铸造。最底层炉炉篦的下面设有三个灰刮刀安装口，灰刮刀的安装数量由气化原料煤的灰分含量来决定，灰分含量较少时安装1~2把刮刀，灰分含量较高时安装3把刮刀。支承炉篦的止推轴承体上开有注油孔，由外部高压注油泵通过油管注入止推轴承面进行润滑。该润滑油为耐高温的过热缸油。炉篦的传动采用液压电动机（采用变频电动机）传动。液压传动具有调速方便，结构简单，工作平稳等优点。但为液压传动提供动力的液压泵系统设备较多，故障点增多，由于气化炉直径较大。为使炉篦受力均匀，采用两台电动机对称布置。 在该炉型中，煤锁与灰锁的上、下锥形阀都有了较大的进步，采用硬质合金密封面，使煤、灰锁的运行时间延长，故障率减少。南非sasol公司在煤灰锁上、下锥阀的密封面采用了碳化硅粉末合金技术，使锥形阀的使用寿命延长到18个月以上。 5.第四代加压气化炉 第四代加压气化炉是在第三代的基础上加大了气化炉的直径（达Ф5m），使