碎煤加压气化技术

鲁奇加压气化炉的运行与技术改造摘要：在煤化工行业的发展中，鲁奇加压气化炉是一个重要的工程，它也是煤化工行业发展的一个阶段性展示，我国使用鲁奇加压气化炉的数量越来越多，因此，就必须要提高鲁奇加压气化炉的技术手段，提高技术管理和建设能力。

分析鲁奇加压气化炉的工作原理和工作过程性出现的主要问题，逐个突破，提高解决的效率，提高整体发展实力。

关键词：鲁奇加压气化炉;运行;技术改造;引言我国能源的特点是富煤、缺油、少气，但煤炭储量中高硫、高灰、高灰熔点的“三高”劣质煤比例较高。

世界煤气化技术从诞生至今已有近80年，不仅改写了煤直接燃烧的历史，而且更加清洁环保，成为被广泛采用的清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。

当前较为流行的粉煤气化技术包括两大类别，即水煤浆煤气化技术与干粉煤气化技术。

1鲁奇气化用型煤的研发进展针对适用于鲁奇气化粉煤成型的相关技术，诸多的学者与研究人员已经进行了大量的研究工作。

其中以田亚鹏学者为首的团队通过义马长焰煤为基础原料，在添加经过改进的专业复合黏结剂后生产出了冷强度等各项指标性能十分优良的气化型煤。

田斌、许德平等学者带领团队以亲水有机高分子原料为黏结剂成功制备气化用型煤，并且成功通过小型实验设备实现了鲁奇炉加压运行工况的模拟，并成功考察了型煤的气化以及渣块特征。

曹敏等学者则通过开发新工艺以及新型黏结剂，成功以晋城无烟煤为基础原料制成高强防水气化型煤。

王东升等学者也通过自主研发的复合添加剂成功通过新疆长焰煤制备出高强度型煤。

并且通过实验表明了型煤具有十分理想的冷压强度、热强度和浸水强度。

王峰带领的学者团队则成功的在添加膨润土、腐殖酸和小麦淀粉作为黏结剂后，采用伊犁长焰煤和尼勒克气煤为原料制备出气化型煤。

除此之外，多家企业也进行了工业试烧工作，对气化型煤进行大力研发。

2鲁奇炉的工作原理鲁奇炉的建造方式较为复杂，工作原理也比较复杂，面临的问题越来越多。

鲁奇炉的工作原理可以划分为:一、煤炭的燃烧，通过煤炭的燃烧，产生大量的气体，这些气体就是后期鲁奇炉的主要燃烧资源。

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。

煤气化技术汇报2009-12-31内1 2 3 4容煤气化技术概况 工艺特点及流程介绍 与其他气化工艺比较 研究成果2009-12-321 煤气化技术概况根据煤气化炉的结构特点和燃料在气化 炉中进行转化时的运动方式将煤气化工 艺分为三种类型：固定床（移动床）、 流化床和气流床2009-12-331 煤气化技术概况1.1固定床（移动床） (1)碎煤加压气化技术 (2)BGL气化技术 优点: a.原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤 外，从褐煤到无烟煤都能气化，并能气化高 水分、高灰份的劣质煤； b.合成气中含有大量的CH4,对于以煤为原料 生产城市煤气更有利； c.单元装置投资低。

2009-12-341 煤气化技术概况缺点: a. 气化及后序处理单元产生废水多，废水成 份复杂，废水处理困难，成本较高； b.煤气中含有较多的焦油、酚、氨等杂质， 后工序不易处理2009-12-351 煤气化技术概况1.2流化床 (1)恩德炉； (2)灰熔聚气化技术； (3)KBR气化技术；2009-12-361 煤气化技术概况1.3气流床 (1)水煤浆气化技术： 德士古、E-gas、多喷嘴气化技术； (2)粉煤气化技术： 壳牌、GSP、航天炉、五环炉、二段 炉；2009-12-371 煤气化技术概况1.3气流床 (1)水煤浆气化技术的适用条件：a.煤的灰熔点温度低于1350℃； b.煤中灰分含量不超过15%为宜，越低越好； c.煤的热值高于26000kJ/kg，并有较好的成 浆性能，能制成57～65%浓度的水煤浆2009-12-381 煤气化技术概况(2)粉煤气化技术的优点：a.气化温度约1300～1700℃，煤种适用性范 围广，碳转化率高达99%以上，产品气体洁 净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效 气体(CO+H2)达到85%左右； b.氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低10～ 25%，因而配套的空分装置投资可减少； c.单炉生产能力大，目前已投入商业运行的 单台炉气化压力4.0MPa，日处理煤量已达 3000吨；2009-12-392 五环炉煤气化技术2.1开发背景中国煤气化技术众多； ● 目标：一种清洁、稳定、运行周期长、投资省及 对环境友好的气化工艺； ● 自2007年以来，我公司组织了大量的人力，对引 进技术进行了深入的研究、分析、总结和创新，在 借鉴和吸收国外先进煤气化技术的基础上进行自主 创新、开发出了具有自主知识产权的粉煤气化工艺 －五环炉新型煤气化装置。

浅谈几种煤气化工艺的优缺点我国石油、天然气资源欠缺，煤炭资源相对丰硕。

进展煤化工产业，有利于推动石油替代战略的实施，知足经济社会进展的需要，煤化工产业的进展关于减缓我国石油、天然气等优质能源供求矛盾，增进钢铁、化工、轻工和农业的进展，发挥了重要的作用。

因此，加速煤化工产业进展是必要的。

1．各类气化技术现状和气化特点煤化工要进展，一个重要的工艺环节确实是煤气化技术要进展。

我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术，包括初期引进的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、和近期拟引进的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要紧燃料的国家，世界上也只有我国利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)等煤化工技术的进展，用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺最近几年来有了较快的进展。

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、和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猛烈的竞争，对增进煤化工的进展做出了奉献。

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，情形良好；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，将于尔后几年陆续投产；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2020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实验收，华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工1000t/d 级的气扮装置正在设计安装中。

壳牌煤粉加压气化技术李志远　张大晶　宋甜甜(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心,滕州277527)摘　要　介绍了壳牌(Shell )煤粉加压气化技术的工艺原理、技术特点及开发现状,并指出了这种煤气化工艺技术在联合循环发电和煤化工等领域内的应用前景。

关键词　壳牌,粉煤气化,气化技术中图分类号　TQ 54 文献标识码　A 文章编号　1000-6613(2003)09-0998-03 壳牌煤粉加压气化技术是世界上最先进的洁净煤技术之一,也是一项高科技成果。

其技术水平相当或优于同等规模的Texaco 水煤浆气化装置。

它的实施具有节能、降耗等诸多特点。

1　壳牌煤粉加压气化技术的原理与特点111　煤粉加压气化技术的原理由载气携带与氧气和蒸汽混合后进入气化炉,在高温高压的条件下发生碳的部分氧化反应,生成CO +H 2体积分数大于90%的高温煤气[1]。

主要反应如下:C +O 2CO 2C +CO 22CO C +H 2OCO +H 2 由于煤粉夹带在气流中,固相颗粒的体积分数较气体低,颗粒被气体隔开独立的进行燃烧和气化反应。

气化炉中进行燃烧和氧化,受空间的限制,反应必须在数秒内完成;入炉煤粒度很细(<011mm ),以保证有足够的反应面积;气固相相对速度低,反应朝反应物浓度降低的方向进行,必须提高反应温度,以增加反应推动力。

由于是高温气化(火焰中心温度2000℃以上),液态排渣是其必然结果。

112　煤粉加压气化技术特点[2](1)对原料煤的适应性广,可气化褐煤、烟煤、无烟煤及石油焦。

对煤的反应活性几乎没有要求,对高灰熔点、高灰分、高水分、高含硫量的煤种同样也适应。

(2)氧耗和煤耗低。

与湿法进料的水煤浆气化工艺相比较,氧气消耗降低15%～25%,单位质量的原料煤可以多产生10%的合成气,有效气体成分(CO +H 2)高达93%。

(3)碳转化率高,可达99%,气化炉排出的熔渣为玻璃状的颗粒,对环境没有污染。

浅谈鲁奇煤气水分离难点及质量控制内蒙古赤峰市 025350摘要：煤炭化工技术中煤气水产生是不可避免的，作为一种高浓度大量有机和无机物、高温度分离温度617摄氏度和高毒性混合物，在处理方面也需要格外注意。

根据目前我国煤炭化工生产的特点，一般采取冷却或洗涤的方式，在引入鲁奇工艺之后，煤气化水分离工艺的发展也来月成熟。

鲁奇碎煤加压气化工艺生产过程中因气化温度较低，气化剂未完全分解，产生大量的煤气水，煤气水富含氨、焦油、油、膨胀气等物质。

本文通过对气化废水处理工艺介绍，对煤气水处理过程存在的问题，对煤气水分离生产工艺的优化和改造进行探讨。

关键词：煤气水分离；排放气；分离鲁奇加压气化炉出口气体中组分复杂。

正常情况下鲁奇炉的工作压力为3．1MPa，使用3．8MPa的蒸汽和纯氧气作为气化剂，粒度为5～50mm的块煤气化制得粗煤气。

煤中的轻质组分在气化过程中转化为焦油、酚、氨、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮和氰、砒啶、烷基吡啶等物质与煤气同时产生。

一、煤气水介绍煤气水在煤炭化工中是一个过程名词，因此。

它的来源也相当的广泛。

首先，气化装置是煤气水的主要来源，在鲁奇工艺当中，一部分废水有汽化炉排出，废水的形成是粗煤气在洗涤过程中被冷却造成的冷却器或废热锅炉。

一般来说，汽化炉中产生的煤气水总量占据整个工艺流程的50％左右，同时还伴有大量的粉尘、溶解氧、二氧化碳以及焦油和酚类。

所以在煤气水的处理工艺中，汽化炉是最主要的部分。

其次，从一氧化碳变换装置中出现的煤气水。

一氧化碳变换装置是从粗煤气流经洗涤器过程中的第一次交换，这粗煤气经过洗涤器，然后流汽水分离器(装置)，这一阶段产生的煤气水大盖占总工艺流程的30％，主要的成分是油、粉尘、氨和脂肪酸。

再次，还有一部分煤气水在高压作用下，经过汽水分离器之后，最终进入了冷却器冷却凝结，这一部分占据了整个工艺流程的10％，成分也不太复杂。

以上部分是整个煤气水在碎煤加压气化过程中产生的最多的部分，在其他流程中同样会产生煤气水，并且成分含量差异明显。

煤气化综述（大型煤气化技术的研究与发展）已工业化的煤气化技术可分为3 类：〃以Lurgi技术为代表的固定床气化技术〃以HTW 技术为代表的流化床气化技术〃以Texaco、Shell、多喷嘴对臵气化技术为代表的气流床气化技术。

气流床气化炉气化温度与压力高、负荷大，煤种适应范围广，是目前煤气化技术发展的主流。

国外已工业化的煤气化气流床煤气化技术主要有以水煤浆为原料的GE（Texaco）气化技术、Global E-Gas 气化技术，以干粉煤为原料的Shell 气化技术、Prenflo气化技术、GSP 气化技术等。

1.1 GE（Texaco）气化技术Texaco 气流床气化技术的开发始于20 世纪40年代，1950 年首先在天然气非催化部分氧化上取得成功，1956 年又应用于渣油气化。

在50 年代Texaco公司就有将其技术应用于煤气化的计划，并进行了部分研究工作。

70 年代的石油危机促使Texcao 公司将目光再一次投向煤气化技术。

70 年代末建设了2 套示范装臵，分别为德国的RAG 和美国加州的Cool Water，1983～1985 年分别在日本的UBE 公司和美国的Eastman 公司建设了3 套商业化装臵。

90年代Texaco 煤气化技术共有9 套装臵投入运转，其中5 套在中国，4 套在美国。

目前，在建和运转的Texaco 气化炉约有80 多台。

1.2 Global E-Gas 气化技术E-Gas 气化技术最早由Destec 公司开发，采用水煤浆原料，两段气化，后被Dow 公司收购。

E-Gas气化技术的开发始于1978 年，在美国路易斯安娜州的Plaguemine 建立了日处理15 t 煤的中试装臵，其后于1983 年建立了单炉550 t/d 煤的示范装臵，于1987 年建设了单炉1600 d/t 煤气化装臵，配套165MW IGCC 电站，这两套装臵均位于Plaguemine。

基于这两套装臵的经验，在路易斯安娜州的 TerraHaute 建立了单炉2500 t/d 的气化装臵，配套WabashRiver 的260 MW 的IGCC 电站，该电站于1996 年投入运行，发电效率40％。

BGL碎煤熔渣气化技术在煤制天然气工业中的应用1 BGL气化技术的开发20世纪70年代中期，英国煤气公司(British Gas)和德国鲁奇能源与环境(Lurgi Energie und Umweh GmbH)公司为大规模高效生产替代天然气(SNG)，在h唧干灰式气化炉的基础上开发出液态排渣型移动床气化炉(BGL)。

BGL气化炉结合了高温熔渣气化与加压固定床气化技术的优点，是一种高效、经济的气化技术。

1975一1981年问，在Westfield使用1台由直径1．8m Lurgi气化炉改造成的处理能力300t／d，操作压力2．5MPa的BGL气化炉，共对100kt英国和美国各种煤炭和焦炭等原料进行气化试验。

1981年后，一个直径2．3m的气化炉投入运行长达5000h，共处理了炉的3倍。

试验的最后阶段是在l台内径1．2m、处理能力200t／d的BGL气化炉中进行的，在2．5～7．0MPa的操作压力范围内气化炉的操作性能很优秀，示范试验表明在较高压力下能够达到更高的产量，但产品中甲烷含量也有所升高。

2000年德国黑水泵(Schwarze Pumpe)综合物料处理中心建成1台内径为3．6113的BGL气化炉，与Lu晒及GSP气化炉共同用来处理多种废弃物，联产甲醇、合成气及电力。

2005年，云南解化集团与Advantica公司(原British Gas科技开发部)合作，在开远合成氨厂将1台Lu晒气化炉改造为BGL气化炉，进行当地高含水率(约35％)褐煤的试烧。

2006年7月完成改造，到2007年5月，75 kt煤，处理能力达到500t／d，是Lu哂气化共进行了8次试验，初步达到了预期目标。

2 BGL气化工艺BGL气化炉采用块煤(6～50i／lln)或型煤通过炉顶锁斗仓进料，结渣剂(石灰石)和煤一起添加，允许块煤夹带适量粉煤。

当煤逆向在气化炉中由上向下移动时被干燥、脱除挥发分、气化，最终燃烧。

在炉底部，熔渣池上方有1组均匀分布、按径向对称并稍向下倾斜，带水冷套的钛钢气化剂喷嘴。