撒索尔-鲁奇煤气化[1]

鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析鲁奇加压气化是一项相对成熟的技术。

在煤化工造气领域具有很多优势，但该项技术具有的缺点也是很明显的，文章通过介绍鲁奇工艺特点，分析了影响鲁奇气化工艺的各种关键因素，并针对这些因素的控制来提高鲁奇气化装置的优点。

标签：鲁奇气化炉；工艺特点；因素前言鲁奇加压气化工艺是煤和气化剂逆流接触的一种加压移动床煤气化工艺。

由于其适应的煤种广、气化强度较大、气化效率高，技术成熟可靠，广泛应用于各个煤化工企业。

但鲁奇气化工艺也有一定的缺点，如运行周期短，设备维修频繁等。

如何在目前的工艺基础上对设备和工艺操作进行改进和优化，保证鲁奇气化炉进行长周期运行，已经成为鲁奇炉发展面临的一个重要因素。

本文通过某煤化工企业实际生产中经济运行的实践，从气化用煤品质、生产工况控制等方面分析了影响气化炉稳定运行的因素。

1 鲁奇气化工艺主要特点1.1 原料煤为块煤鲁奇炉原料用煤一般采用5～50mm的块煤，并在煤的反应性、无粘结性、机械强度、灰熔融性等方面要求较高。

因此适宜的煤种为褐煤、次烟煤、贫煤和无烟煤，同时由于其工艺特点对一些水分较高（20%～30%）和灰分较高（如30%）的劣质煤也适用。

与气流床工艺相比，鲁奇炉采用碎煤为原料，入炉煤的前期处理较为简单。

1.2 氧耗相对较低鲁奇气化工艺采用干法排灰，气化剂采用蒸汽和纯氧气，运行过程中为防止结渣汽氧比较高，这就降低了氧气的消耗，通常要比气流床氧节省30%，在空分制氧工艺方面可以节约投资。

1.3 煤气中CH4含量较高气化产生的煤气中CH4含量较高，可以达到10%左右，因此该工艺适合于生产城市煤气和代用天然气（SNG），另外可通过加完转换工艺可将CH4转化为CO和H2后也可以用于生产液体燃料，比如甲醇石脑油和柴油。

1.4 粗煤气中H/CO为2.0，在这种状况下不经变换或少量变换即可用于F-T 合成、甲醇合成、天然气合成等产品生产的原料气，对比其他气化技术减少了气体成分的变换工序。

国内外煤气化技术概述煤气化技术的研发已有200多年的历史，根据气化炉所使用的煤颗粒大小和颗粒在气化炉内的流动状态，气化炉总体上分为三类，即以鲁奇为代表的固定床气化炉、以U—Gas、灰熔聚为代表的流化床气化炉和以德士古、壳牌为代表的气流床气化炉。

1．1 鲁奇固定床气化技术鲁奇固定床气化技术产生于20世纪40年代，由鲁奇公司开发。

鲁奇炉以8～50mm粒度、活性好、不黏结的无烟煤、烟煤或褐煤为原料，煤从气化炉的项部加入，而气化剂从炉子的下部供入，因而气固间为逆向流动，随着反应的进行，煤在气化炉内缓慢移动。

鲁奇固定床气化的压力可达3．0MPa，气化温度为900～1050℃，单炉投煤量一般为1000ffd(最大可达1920ffd)，采用固态排渣方式。

典型的鲁奇固定床气化炉对燃料的要求比较高，尤其不宜使用焦结性煤。

由于气化温度较低，产生的煤气中不可避免的含有大量的沥青、焦油，因此需要对粗煤气进行分离净化。

为简化复杂的粗煤气净化流程，提高气化效率，英国煤气公司在固作态排渣鲁奇炉的基础上，进一步提高了气化温度，以强化气化过程，发展成液态排渣鲁奇炉⋯。

鲁奇气化炉起初主要用于生产城市煤气，后发展到生产合成油、氨、甲醇等，以及燃气。

我国云南解化集团等许多单位采用该技术用于合成氨。

由于鲁奇气化炉生产合成气时，气体成分中甲烷含量高(8～10％)，且含焦油、酚等物质，气化炉后需要设置废水处理及回收、甲烷分离转化装置，用于生产合成气生产流程长、投资大，因此单纯生产合成气较少采用鲁奇气化炉。

1．2 GSP气流床气化技术GSP工艺技术由前民主德国的德意志燃料研究所开发，始于20世纪70年代末。

GSP气化炉由烧嘴、冷壁气化室和激冷室组成。

烧嘴为内冷多通道的多用途烧嘴，冷却水分别在物料的内中、中外层之间和外层之外，冷却方式比较均匀，可以使烧嘴温度保持在较低水平。

固体气化原料被碾磨为不大于0．5mm的粒度后，经过干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴。

鲁奇加压气化用型煤技术探讨刘明锐【摘要】为了明确鲁奇加压气化对型煤的具体指标要求,从型煤和块煤的碎裂方式等方面探讨块煤和型煤的内在核心差异,阐明了型煤和块煤在气化炉中的行为区别,论述了鲁奇气化的炉内水蒸气气氛对型煤气化的重要影响,最终提出影响型煤气化的关键指标评价体系及可能满足气化炉要求的经验数值:抗碎强度(DS)>90%,冷态浸水强度(CSSC+3)>80%,热态浸水强度(TSSC+3)>60%,并进一步提出了炭化型煤和油包水2种鲁奇气化型煤制备方案.【期刊名称】《煤质技术》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P69-72)【关键词】型煤;气化行为;冷态浸水强度;热态浸水强度;气化型煤指标体系;气化型煤制备【作者】刘明锐【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TQ540 前言鲁奇加压气化一直是我国煤化工领域非常重要的技术，其投资低且甲烷产量相对较高，一直颇受化肥厂和煤制天然气厂青睐，包括大唐、广汇、庆华、新天、云天化等企业纷纷建立了多台鲁奇气化炉。

但在应用过程中，鲁奇气化原料必须为块煤，或至少>5 mm粒度级，而大多煤化工项目配套的煤炭资源块煤产率往往较低，造成块煤原料供应不足而大量粉煤资源难以利用的局面。

如何将粉煤制备成可以成熟应用的鲁奇加压气化型煤，是煤化工企业迫切需要解决的技术瓶颈，也是众多学者需深入探索的技术难题。

河南义马气化厂曾利用长焰煤制备鲁奇气化型煤，在掺烧25%时气化炉带出物较多、煤气水中含尘较多，气化炉出现烧偏和结渣现象[1]。

山西潞安煤基合成油公司曾利用贫瘦煤制备鲁奇气化型煤，在掺烧20%时，煤锁灰锁温度升高、气化炉偏烧，气体含量波动较大[2]。

其他如金新化工等企业也曾利用褐煤高压成型进行BGL气化，效果不甚理想。

摘要鲁奇加压气化炉是德国鲁奇公司所开发，称为鲁奇加压气化炉简称鲁奇炉。

本文通过对鲁奇加压气化技术的研究总结出汽氧比决定鲁奇炉内反应层温度的高低，同时也影响气化炉的排渣效果。

另外煤种的优劣将会影响气化炉的排渣能力以及煤气成分和产率的组成。

此外鲁奇公司开发研制的液态排渣气化炉是采用液态排渣的方式，从而提高了气化强度和热效率，降低了水蒸汽的耗量。

与固态排渣鲁奇炉相比，其废水对环境的影响可大幅度减小。

随着煤气化技术的发展，鲁奇加压气化工艺也得到了发展和管理。

本文还对此工艺的管理和改进提出了相关的建议。

关键词：压力；汽氧比；煤种；液态排渣目录第一章前言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究内容 (1)第二章鲁奇加压气化的发展史 (2)第三章鲁奇加压气化的原理 (3)3.1化学反应 (3)3.2加压气化的实际过程 (4)第四章鲁奇加压气化操作工艺条件 (5)4.1压力 (6)4.2气化层温度和气化剂温度 (7)4.3汽氧比的选择 (7)4.3.1．义马长焰煤煤质分析 (7)4.3.2．汽氧比对义马长焰煤加压气化的影响 (8)4.3.3 .结论 (11)4.3.4 不同的汽氧比对煤气生产的影响 (11)第五章煤种及煤的性质对加压气化的影响 (12)5.1煤种对煤气组分和产率的影响 (12)5.2煤种对各项消耗指标的影响 (12)5.3煤种对其他副产品的特征和产率的影响 (12)5.4 煤的理化性质对加压气化的影响 (12)第六章液态排渣鲁奇炉 (16)第七章鲁奇加压气化工艺的管理和改进 (17)7.1 技术难点及工艺改进 (17)7.2贫瘦煤加压气化的工艺管理 (18)7.3 鲁奇加压气化工艺发展前景展望 (19)第八章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章前言1.1 研究背景资源是一个国家赖以生存的保证，矿产资源是我国经济和社会发展的物质基础。

我国90%的能源、95%以上的工业和农业原材料都来自于矿产资源。

萨索故事/tags/%C8%F8%CB%F7/2橡树村2007-07-13 01:44:17煤化工是需要大规模资金支持的行业。

煤化工技术的发展，也都是需要持续的高额投入的。

所以，这种基础化工，基本上关键技术都掌握在发达国家手里，象德国，美国，英国，就是这个领域的领先者。

所以，南非这样一个偏远的，远离文明世界的，还是来自非洲的一个遥远的地方，能够产生世界领先的煤化工技术，并四处输出，实在是很罕见的。

这个企业，就是南非最大的化工企业萨索SASOL。

这个系列，争取介绍一下这个企业的发展历史，并借此介绍一下相关的煤化工常识。

文字是基于萨索的公开资料和我个人的经验。

我第一次去萨索讲课，是1999年，那个时候是油价低谷，原油价格跌到过每桶12美元，正是萨索赔钱的时候。

我们去讲课，连简单的手指午餐都只给了一点点，根本不能果腹。

那个时候也是萨索技术人员流失最厉害的时候，低于同行业的工资，在南非都缺乏竞争力，更不要说薪水高出好几倍的欧美同行。

不过现在不一样了，萨索目前不仅员工收入在南非的同类大公司里面位居前列，还在欧洲建立了研究中心，那钱花的，仿佛是白来的一样。

我们再去那里，待遇自然完全不一样了。

不过才八年时间，变化的原因，就是油价涨了，萨索这个世界上唯一的煤液化的企业，终于依靠卖油也能赚钱了。

萨索的合成油目前供应南非29%的油品市场，有两百多种化学产品，是从煤炭生产到最终化学品销售一体的一个庞然大物，虽然比起欧美的大油品公司仍然还算一个小不点。

2006/7财年，萨索每股的利润达到了22。

93兰特（目前汇率1美元大约折合7兰特），毛利润超过200亿兰特。

对于一个年产量不过是六百多万吨油品和化学品的企业来讲，利润是非常可观的。

萨索同时还有超过130亿兰特的对外投资项目在进行。

不过五十多年的路，走起来可是真不容易。

要讲萨索的故事，咱们先讲讲煤化工是怎么回事。

煤化工就要从一百多年前欧洲新兴中产阶级的消费习惯说起了。

如果那个时候这些中产没有兴趣把自己打扮得花枝招展和贵族一样，可能煤化工就不会诞生了。

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%。

鲁奇加压气化的工业应用及发展发布时间：2021-12-28T08:55:57.574Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：张鑫[导读] 证明以煤制气尤其是以鲁奇炉造气在我国拥有广阔的发展前景。

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司内蒙古赤峰025350摘要：鲁奇加压气化的工业应用十分广泛,如以煤制氨、煤制油、煤制天然气,它可作为氨、甲醇、甲烷、合成原料气;它可以生产出纯氢气供金属冶炼使用,它可以作为气体燃料,还可以获得优质一氧化碳,并作为 C,化学品进一步深度加工成有机产品,它还可以联合发电等。

50年代中期,云南解放军化肥厂从前苏联引进了第一代鲁奇炉,以煤造气制合成氨。

70 年代末,沈阳加压气化厂用第一代鲁奇炉制取城市煤气。

80 年代初,山西天脊煤化工集团公司(原山西化肥厂) 从西德鲁奇公司成套引进第三代 Mark- IV 鲁奇炉,用于制取合成氨的原料气。

以后我国又建设了兰州煤气厂和哈尔滨气化厂,这 2 套装置已于 90 年代初相继投入运行，如今内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司也已经完成完全投产。

证明以煤制气尤其是以鲁奇炉造气在我国拥有广阔的发展前景。

关键词：鲁奇；气化；工业应用一、鲁奇炉结构简介鲁奇加压气化炉是一个结构复杂的组合设备,它由炉体与煤锁、灰锁等辅助设备组成。

1. 炉体炉体的主要功能是均匀布煤、布气、除灰,使气化剂与煤均匀接触,从而使固体煤转化为煤气。

炉体分为壳体和炉内件两部分。

国内各厂鲁奇炉壳体均采用水冷却双层夹套外壳,外壳体承受高压,内夹套仅承受夹套蒸汽通过气化炉床层的阻力。

不同之处是各厂的水夹套宽度及容积有所不同,夹套内外壳体由于温度不同所采取的吸收热膨胀的方式也不相同。

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司的装置气化炉是圆筒形、双层夹套式容器，内外壳由钢板制成。

主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、气化剂入口和煤气出口等设备部分组成。

在气化炉中进行加压气化可以提高反应速度，增加气化强度，提高生产能力，改善煤气质量。

鲁奇加压煤气化冷却工段一、介绍鲁奇加压煤气化冷却工段是煤气化过程中的一个重要环节，用于将高温高压的煤气冷却至适宜的温度和压力，以便进一步处理和利用。

本文将对鲁奇加压煤气化冷却工段进行详细介绍。

二、工艺原理鲁奇加压煤气化冷却工段采用了一种特殊的冷却方式，即水煤气换热器（Water-Gas Shift Heater，简称WGSH）和冷却器的组合。

其工艺原理如下：1.煤气进入水煤气换热器，与高温高压的水蒸汽进行换热，使煤气温度降低，同时水蒸汽被加热，进一步增加其压力和温度。

2.经过水煤气换热器后的煤气进入冷却器，在冷却器中与冷却介质进行换热，使煤气进一步降温，同时冷却介质被加热。

3.冷却后的煤气通过分离器分离出液体和气体两相，液体部分可进一步提取有价值的化合物，气体部分则进入下一工段进行进一步处理。

三、工段设备鲁奇加压煤气化冷却工段包括以下主要设备：1. 水煤气换热器（WGSH）水煤气换热器是鲁奇加压煤气化冷却工段的关键设备之一。

其主要功能是将高温高压的煤气与水蒸汽进行换热，使煤气温度降低，同时水蒸汽被加热。

水煤气换热器通常采用管壳式结构，煤气在管内流动，水蒸汽在壳侧流动，通过壳程和管程之间的传热来实现换热效果。

2. 冷却器冷却器是鲁奇加压煤气化冷却工段的另一个关键设备。

其主要功能是将经过水煤气换热器后的煤气与冷却介质进行换热，进一步降低煤气温度。

冷却器通常采用管壳式结构，煤气在管内流动，冷却介质在壳侧流动，通过壳程和管程之间的传热来实现换热效果。

3. 分离器分离器用于将冷却后的煤气分离成液体和气体两相。

液体部分可进一步提取有价值的化合物，气体部分则进入下一工段进行进一步处理。

分离器通常采用垂直圆筒形结构，通过重力和分离器内部的分离装置将液体和气体进行有效分离。

四、工段操作鲁奇加压煤气化冷却工段的操作流程如下：1.打开水蒸汽供应系统，将水蒸汽引入水煤气换热器，与高温高压的煤气进行换热。

2.调节水煤气换热器的进出口温度和压力，以达到预定的换热效果。

鲁奇碎煤加压气化技术探索摘要：本文从鲁奇加压气化特点入手，阐述了鲁奇加压气化原理，分析了鲁奇加压气化操作工艺条件。

关键词：鲁奇加压气化技术；原理；工艺常压固定（移动）床气化炉生产的煤气热值低，煤气中二氧化碳含量高，气化强度低，生产能力小，不能满足合成气的质量要求。

为解决上述问题，人们研究发展加压固定（移动）床气化技术。

在加压固定（移动）床气化技术中，最著名的为鲁奇加压气化技术。

一、鲁奇加压气化概述鲁奇加压气化采用的原料粒度为5～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧，加压连续气化。

随着气化压力的提高，气化强度大幅提高，单炉制气能力可达75000～100000m2/h以上，而且煤气的热值增加。

鲁奇加压气化在制取合成气和城市煤气生产方面受到广泛重视。

1、鲁奇加压气化特点鲁奇加压气化有以下优点。

（1）原料适应性①原料适应范围广。

除粘结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化。

②由于气化压力较高。

气流速度低，可气化较小粒度的碎煤。

③可气化水分、灰分较高的劣质煤。

（2）生产过程①单炉生产能力大，最高可达100000m2/h（干基）。

②气化过程是连续进行的，有利于实现自动控制。

③气化压力高，可缩小设备和管道尺寸，大幅度提高气化炉的生产能力，并能改善煤气的质量；利用气化后的余压可以节省合成气加压能耗和进行长距离输送。

④气化较年轻的煤时，可以得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品；⑤通过改变压力和后续工艺流程，可以制得H2/CO各种不同比例的化工合成原料气，拓宽了加压气化的应用范围。

2、鲁奇加压气化的缺点如下。

①蒸汽分解率低。

对于固态排渣气化炉，一般蒸汽分解率约为40%，蒸汽消耗较大，未分解的蒸汽在后序工段冷却，造成气化废水较多，废水处理工序流程长，投资高。

②需要配套相应的制氧装置，一次性投资较大。

二、鲁奇加压气化原理1、化学反应在气化炉内，在高温、高压下，煤受氧、水蒸汽、二氧化碳的作用，发生如下各种反应。

2、加压气化的实际过程（1）气化过程热工特性在实际的加压气化过程中，原料煤从气化炉的上部加入，在炉内从上至下依次经过干燥、干馏、半焦气化、残焦燃烧、灰渣排出等物理化学过程。