鲁奇加压气化炉和BGL加压化炉的比较

鲁奇加压气化炉和BGL加压化炉的比较

鲁奇炉和BGL炉同属于移动床碎煤煤气化炉；煤在炉内均经过干燥、干馏、还原、氧化四个阶段；气化产物均为：粗煤气、煤焦油、中油等，煤气水中含有较多的酚、氨类物质；加煤系统、汽化炉本体、水夹套等结构基本相同。现将其不同点比较如下：

一、结构比较

鲁奇炉和BGL炉主体结构基本相同，均由煤斗、煤锁、炉体、夹套、排灰系统等构成。结构的主要不同点在于：鲁奇炉的蒸汽、氧气进气位置在炉箅子下部的布气块和炉箅子共同构成的四个半径依次缩小的布气上，而BGL炉则是通过四个对置的喷嘴进气；BGL炉在进气喷嘴附近可以加装粉煤进料喷嘴，可以直接喷入占总进料量30%左右的粉煤，而鲁奇炉无此结构，基本上不能气化粉煤；BGL炉的排灰系统为液态排渣，排灰系统由排渣口、激冷室、灰锁构成，在拍渣口附近有空气进口，以保证液态排渣，鲁奇炉的排灰系统由炉箅子和灰锁构成。

鲁奇炉结构图如下：

BGL炉结构如下图：

二、气化温度主要的不同点在于：气化温度不同，BGL炉气化温度高，一般1200-14000C（鲁奇900-1200 0C）；气化效率是鲁奇炉的2-4倍；液态排渣（鲁奇为固态排渣）；蒸汽分解率是鲁奇炉的3倍，废水产量约为鲁奇炉的25%。具体比较如下：

鲁奇炉要求气化温度低于煤的灰熔点，不能使灰渣熔化，否则会产生大块的灰渣堵塞排灰通道，因此、气化温度多选择在1000度左右；BGL汽化炉要求气化温度高于煤的灰熔点，以便使灰渣以液态排出，因此，气化温度多选择在1300度左右。

三、处理能力

由于BGL汽化炉提高了气化温度，所以反应速度大大加快，使得单炉处理能力大大提高，一般情况是鲁奇炉的2-3倍左右，如：同样为3.8米内径的汽化炉，鲁奇炉日投煤量约900吨左右，BGL炉可达到2000吨以上。

四、蒸汽、氧气消耗

BGL汽化炉蒸汽分解率高，蒸汽耗量约为鲁奇炉的30%，氧气耗量略高于鲁奇炉。

五、废水产量

移动床气化工艺因经过了煤的干燥、干馏阶段，因此都要产生含油、酚、氨等物质，这些物质随未分解的水蒸气进入粗煤气，冷却分离后产生含油废水，BGL工艺由于提高了气化温度，提高了蒸汽利用率，所以废水产量大大降低，仅为鲁奇炉的25%左右。

六、工艺参数比较

七、技术成熟性

与鲁奇炉相比，BGL炉有较多的优点，但最大的问题在于目前技术还不太成熟，主要问题在于输煤和液态排渣系统。2007年底我国第一台BGL炉在云解化试车，但反复开车数十此均未达到理想效果，该炉至今还没有正式投运。鲁奇炉在我国已有天脊、义马、哈气化、云解化多家单位使用，均运行平稳。

八、BGL炉的优点：

1、与鲁奇炉相比BGL炉主要有如下优点：

1）提高了原料的利用率。在熔渣池可通过喷嘴喷入占原料煤

30-40%粉煤，解决了鲁奇固定床气化块煤/粉煤不平衡问题。

2）液态排渣炉气化剂中添加水蒸汽量很少，蒸汽/O2［kg/Nm3］为0.8～1.2,一般比固态排渣少5倍。

3）气化强度高，BGL气化比固态排渣气化高约2-3倍，水蒸汽分解率90%以上，气化强度可达8000～8500（CO+H2）Nm3/m2.h。

4）煤气中有效成份BGL气化比鲁奇固定床气化高25%，煤气热值比谢尔高20%，比德士古高30%，煤气效率、碳转化率都比气流床气化高。

5）单位煤气氧耗比气流床气化低1/2，比流化床气化低1/3，与固定排渣气化基本一样。煤气冷凝水BGL为固态排渣炉的1/5。

九、BGL炉目前存在的主要问题

1、加煤系统

由于BGL炉的气化速度是鲁奇的3倍，所以其加煤速度也是鲁奇的3倍。在气化高热值、低反应活性煤种时，鲁奇炉的加煤速度为3-4锁/小时，提高3倍为9-12锁，一般情况下单煤锁加煤频次极限为6-7锁，否则会出现断煤，氧气穿透严重时会引起爆炸，也就是说气化烟煤或无烟煤时，如果部改变煤斗、溜槽、煤锁，用BGL炉正常情况下能达到70%左右的处理能力，如果改造煤锁和溜槽，处理能力能达到

80-90%。如果处理锡林浩特褐煤，由于该煤种反应活性很强，一般用鲁奇炉气化时加煤速度需要6-7锁，如果用BGL炉则需要18-21锁，已远远超出了目前常用的煤锁的加煤极限，因此，在用BGL炉气化褐煤时，必须改变煤斗、溜槽、煤锁，如果简单地扩大煤斗、溜槽和煤锁，

就必须有相应口径的煤锁上下阀，开发难度较大，目前还没有这方面的研究结论。

2、喷嘴

BGL炉内燃料是块煤和粉煤的不均匀混合物，流态非常复杂，容易在喷嘴附近形成高温区，再加上在开车升温阶段产生的焦油等易附着在喷嘴上，减小了喷嘴的散热速度，因此，喷嘴使用寿命成为BGL 炉长周期运行的关键制约因素。这一问题在其他气流床汽化炉上同样存在，但粉煤气流床汽化炉的喷嘴处物料为煤粉和蒸汽、氧气的混合物，物料形态稳定、流量易于控制，在同样的操作温度下，壳牌等气流床汽化炉烧嘴的使用寿命应远大于BGL炉烧嘴。

BGL炉具有可以气化块煤，也可以气化部分粉煤，蒸汽、氧气耗量低，气化强度高，煤气中氢气和一氧化碳总量高，废水量小，投资成本低等一系列有点，其综合指标和性价比均由于鲁奇甚至壳牌等其他炉型。但实现这些优势的关键在于喷嘴，能否实现喷嘴在如此复杂的环境条件下长周期运行目前尚无定论。

3、气化剂的分布

煤和气化剂均用混合、稳定接触、不短路、不架桥是气固两相反应好坏的决定性因素，鲁奇炉通过四层炉篦子、一个风帽和布气块共同构成了四个半径依次缩小的同心圆型布气通道，且由于气化速度慢、所以氧化段较长，这样就延长了气化剂和煤块的接触时间，使得气化剂和煤块有足够的空间和时间混合、接触、反应；BGL炉四个喷嘴虽然两两对置，但其总体为点状分布，且由于气化速度快、所以氧

化段较短，这样气化剂和煤块的接触时间也很短，在这种情况下就容易出现氧气因短路而发生氧气穿透，部分煤块反应不完全。BGL炉在炉本体下部通入二次风的目的就是为了熔渣、同时提高碳转化率，但从云解化的试验情况看强化气化剂分布没有好的手段灰渣含碳控制

也不理想。

4、灰渣形态的控制

由于块煤和粉煤反应速率的不同，如果温度控制不好，极易出现熔融态渣包裹固态渣的渣块，不但会提高灰渣含碳量，而且会形成较大的渣块，不利于排渣，虽然在炉体最下部通入二次熔渣用氧气，但目前问题似乎没有完全解决。

十、煤制天然气装置汽化炉的选择思路

对于煤制天然气装置，鲁奇炉有如下优点：

煤制天然装置是一个为大众提供燃气的工程，运行平稳性至关重要，这一方面鲁奇炉远好于BGL；同时鲁奇炉产生的粗煤气中甲烷含量高达8-12%，而BGL只有5-7%；鲁奇炉产生的粗煤气中氢碳比接近2.3，而BGL不足2，为达到合成天然气要求的氢碳比3.1左右，BGL气化产生的粗煤气需要大量的CO变换为氢气。

BGL气化技术是鲁奇技术的升级，气化效率高，蒸汽耗量低，废水产量少，同时还可以回收焦油等副产品，具有较大的推广价值，但目前技术还不太成熟，只有通过大量的试验，解决BGL炉存在的加煤速度和反应速度不匹配，气固两相接触不均匀，烧嘴处物料流态复杂、烧嘴寿命短等问题，才可以大规模应用。

建议将本装置每系列的一台备炉选用BGL炉，等试验运行稳定后在考虑大量使用。在鲁奇炉建造时提高底层高度以满足将鲁奇炉改为BGL炉时排灰系统的要求，其他层框架间距也要适当放大，做好改造准备。