固定床气化工艺简介：1、固定床气化的特点.
固定床气化
固定床气化：1.1 鲁奇固定床气化技术鲁奇公司从1930年开始开发此项技术，经过不断改进，比较成熟的是直径为3.8m,压力为3.0-4.0MPa的MARK Ⅳ型气化炉。
其后，由与南非萨索尔合作开发了MARK Ⅴ型气化炉。
在美国、南非有应用。
国内较早使用鲁奇炉的有山西天脊，河南义马，云南解化、哈气化、兰州煤气厂。
鲁奇炉的特点是带有夹套锅炉固态排渣的加压煤气化炉，也称为碎煤加压气化。
煤种要求：使用块煤（6-50mm），热稳定性好，不能有黏结性，灰熔点不能太低，煤种适应性差1.1.1 优点：1.1.1.1 业绩多、运行稳定1.1.1.2 副产品附加值高（副产品：焦油、中油、石脑油、粗酚、氨）1.1.1.3 粗煤气中含10%-12%甲烷，甲烷合成负荷低，投资省1.1.1.4 氧耗低，空分投资省，备煤系统相对简单1.1.1.5 设备国产化率高1.1.2 缺点：1.1.2.1 煤锁阀和灰锁阀检修频繁1.1.2.2 酚、氨回收系统开车困难1.1.2.3 气化流程长，操作性对复杂1.1.2.4 污水量大、成分复杂，处理难度大，达标排放不易，投资高1.1.2.5 煤种适应性差鲁奇炉总装图1.2 BGL熔渣气化炉BGL气化炉炉体简单，在炉内壁加入了耐火砖衬，外面靠水夹套保护。
在炉体下部沿周向安装了一组喷嘴，将混合氧气、水蒸汽高压喷入炉内，形成炉内局部高温燃烧区（2000℃），气化区温度在1400-1600℃（反应温度700-1400，鲁奇炉700-1100），较鲁奇炉大幅度提高了气化率，成倍提高了气化强度。
最大的优势是将蒸汽使用量减少到鲁奇炉耗量的10%-15%,蒸汽分解率超过90%，绝大部分水蒸汽参与气化，极大减少了废水量。
与气流床相比，又兼具了鲁奇炉的特点，无需为气化水而消耗大量氧气，仅比鲁奇炉耗氧多10-20%。
但气化反应速度快，强度大大增强，生产能力比同样大小的鲁奇炉高2-3倍。
煤种要求：使用块煤或型煤（6-50mm），热稳定性好，不能有黏结性，灰熔点不能太低，煤种适应性差1.2.1 优点：1.2.1.1 设备完全国产化1.2.1.2 副产品附加值高1.2.1.3 粗煤气中含6.2%左右的甲烷，甲烷合成负荷低，投资省1.2.1.4 污水处理量比鲁奇炉少1.2.1.5 设备国产化高1.2.2 缺点：1.2.2.1 煤锁阀检修频繁1.2.2.2 运行业绩少1.2.2.3 酚、氨回收系统开车困难1.2.2.4 装置用水量大1.2.2.5 气化流程长，操作性对复杂1.2.2.6 污水成分复杂，处理难度大，达标排放不易，投资高1.2.2.7 煤种适应性差。
七种煤气化工艺介绍
七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺，通常通过加热煤，使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应，生成焦炭、煤油和煤气等产物。
以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。
1.固定床煤气化工艺：该工艺中，煤通过加热填充在固定的反应器中，在缺氧条件下进行气化。
在高温下，煤发生热解反应，生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。
这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。
2.流化床煤气化工艺：流化床煤气化工艺中，煤通过气化剂和促进剂的喷射，在气化炉内形成流体化床。
在床内，煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。
这种工艺适用于不同种类的煤，并能高效地产生合成气。
3.乌煤煤气化工艺：乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。
乌煤是一种硬煤的变种，其含煤量高且易于破碎。
这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气，适用于燃料气和合成气的生产。
4. Lurgi煤气化工艺：Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。
这种工艺具有高效和灵活的特点，适用于各种煤种和煤粉尺寸。
其产气效率高，并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。
5. Koppers-Totzek煤气化工艺：Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。
该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应，生成一氧化碳和氢气等气体。
这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成，并通过循环冷却来提高能源利用率。
6. Shell煤气化工艺：Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺，采用了先进的氧气冷喷射技术。
它将煤分解为焦炭和煤气，并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。
该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。
7. Entrained Flow煤气化工艺：Entrained Flow煤气化工艺中，煤和氧气以高速混合，并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。
这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。
固定床煤造气工艺
固定床间歇造气技术资料一、概况１固定床间歇气化炉的发展固定床间歇气化煤气发生炉从1958年的Ф1980 mm开始，逐步扩径到Ф2260mm、Ф2400 mm、Ф2600 mm、Ф2800 mm、Ф3000等等规格。
它们的基本结构一样，即半水夹套锅炉，原设计高度为1845㎜，扩径改造过程中，在原水夹套设计基础上加高300～900㎜不等。
直筒型上炉体为内砌耐火材料，采用人工手动加焦（煤），后改为半自动到全自动加焦（煤）。
Ф1980～Ф2400 mm这几种炉持续使用近35年，现在仍然有一些小企业在用。
Ф2600 mm系列炉20世纪90年中期已开始改造，近10年使用后改为Ф2800 mm，已达到极限。
２各炉型经典改造过程我国建国初期结合国家的状况而设计。
刚开初对原料的要求比较苛刻，要求是高温冶金焦，且粒度为25～75㎜。
中期改为优质山西晋城无烟块煤。
煤气炉运行较稳定，气量和气质都很好（负荷轻）。
后期随着各企业规模扩大，煤炭紧张，改烧劣质煤，一些设备改造不匹配，没有系统性改造，暴露的问题就多了。
炉况不稳定，易恶化，“二差”、“三高”、“一短”随时出现，即发气量差，气质差，煤耗高，蒸汽消耗高，煤气温度高，设备寿命短。
为烧好劣质煤，广大造气专业人员和科技人员多年来共同努力，对煤气炉不断进行系统改造，使中国特色的小型炉又有新的生机。
经典的改造情况（系统性全方位改造）如下。
（1）煤气系统流程四炉—站—机—锅（组合）—塔，即四台炉共用一台油压泵站，一台空气鼓风机，一台废锅炉（上废锅下过热器），一台洗气塔。
（2）蒸气流程水夹套及废热锅炉自产蒸汽，去过热器过热，回蒸汽缓冲罐（罐容积不小于35～40 m3），放在四炉中间，尽量靠近炉子，蒸汽总管Ф377 mm或Ф426 mm，单炉支管Ф273 mm或Ф325 mm，四台炉以上可将缓冲罐连通使用。
这样便于蒸汽压力的稳定，有利于造气炉工况的稳定。
（3）吹风气回收流程无论上第二代（中燃式）还是第三代（下燃式）吹风回收系统，采用微负压的工艺（有数种流程）。
固定床气化炉的特点及应用
固定床气化炉的特点及应用固定床气化炉是一种常见的气化设备，用于将固体燃料转化为气体燃料，以供热能或化工原料使用。
它具有以下几个特点：1. 固定床结构：固定床气化炉采用了固定床结构，即将燃料固定在炉膛中，通过燃料的逐层递进气化，使得气化反应更加均匀和稳定。
2. 高热效率：固定床气化炉具有较高的热效率，能够充分利用燃料的热值，最大程度地将固体燃料转化为气体燃料。
同时，固定床结构也使得炉膛能够有效地吸收和利用废热，提高了热效率。
3. 灵活性：固定床气化炉能够适应不同种类的固体燃料，如木材、碳黑、秸秆等，具有较高的灵活性。
此外，固定床气化炉还可以用于试验和研究，可对不同燃料和气化条件进行实验，得到相应的气化效果和参数。
4. 适用范围广：固定床气化炉可以广泛应用于能源、化工、冶金等行业，用于生产燃气、合成气、发电气等气体燃料。
近年来，随着可再生能源的重要性的日益增强，固定床气化炉也广泛应用于生物质能源领域，将木材、秸秆等生物质转化为可再生的气体燃料。
固定床气化炉的应用主要有以下几个方面：1. 煤炭气化：固定床气化炉在煤炭气化领域具有广泛的应用。
通过固定床气化炉，煤炭中的碳氢化合物和灰分可以被有效转化为高热值的合成气，供热、供电和合成化工原料使用。
2. 生物质能源利用：固定床气化炉在生物质能源利用中发挥着重要作用。
生物质如木材、秸秆等可通过固定床气化炉转化为可再生的合成气，可用于供热、供电以及替代化石燃料的合成化工原料。
3. 废弃物处理：固定床气化炉能够有效处理和利用各种固体废弃物，如生活垃圾、工业废料等。
通过固定床气化炉，固体废弃物中的有机物能够转化为合成气，减少废弃物的体积和对环境的影响。
4. 中小型能源系统：固定床气化炉由于其结构简单、操作方便等特点，适用于中小型能源系统的建设。
中小型气化系统可以在远离传统能源供应网络的地方提供能源，解决了能源的供给问题。
5. 实验研究：固定床气化炉还可以用于试验和研究领域。
常压固定床煤气化工艺设计
常压固定床煤气化工艺设计摘要本设计以常压固定床煤气化的设计过程为内容，包括对工艺流程的确定和说明、生产条件的确定和说明以及附属设备的选型等内容。
进而深入了一层了解煤气化工艺，并得到化工工程设计的初步训练。
本文从一定的层面上对常压固定床煤气化发生炉内部的传热、传质过程进行了简要综述。
关键词：常压固定床，煤气化发生炉，床层，炉壁，传热一、煤气化原理（一）煤气化的基本过程煤的气化过程是一个有热效应的化学反应过程，反应物是煤和气化剂。
气化剂一般为空气、氧气、水蒸气或氢气。
煤和气化剂按照一定的比例，在一定温度和压力条件下发生化学反应，煤中的可燃成分转化为气体燃料，即产品煤气，灰分则以灰渣的形式出。
煤的气化分为完全气化和不完全气化，不完全气化即通常说的煤的干馏，其产品包括煤气、焦油和半焦；完全气化的产品是煤气或水煤气，本章所讲的煤的气化技术只讨论煤的完全气化技术【1】。
下图所示为典型的煤气化工艺流程。
图1 煤的气化过程图2 典型的煤气化工艺流程从包含的物理化学过程来看，煤的气化过程包括以下几个阶段：干燥脱水，热解，挥发分和残余固定碳的气化反应。
煤的干燥脱水过程去除了原煤中所含的全部水分，在温度达到350℃以上时，开始发生煤颗粒的热解反应，析出气体中间产物和焦油，统称为挥发分。
剩余的是固体焦炭或半焦，煤的热解过程可以用下面的总体表达式表示：−−−→热解煤CH 4+其他气态烃+焦油+CO+CO 2+H 2+H 2O+焦炭或半焦（S ） 式中，除了焦炭或半焦为固体产物，其余全部是气态产物，除此之外，还有少量含有机氮、硫等元素的气态中间产物。
（二）固定床反应器固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。
固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm 左右，堆积成一定高度（或厚度）的床层。
床层静止不动，流体通过床层进行反应。
它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
(选学)分析固定床气化技术
煤炭气化生产技术
1.UGI炉结构
炉子为直立圆筒形结构。 炉体用钢板制成，下部设 有水夹套以回收热量、副 产蒸汽，上部内衬耐火材 料，炉底设转动炉篦排灰。
上锥体
水夹套 炉篦传动装置 出灰机械
设备结构简单，易于操作， 不需用氧气作气化剂，热 效率较高，但是生产强度 低，对煤种要求比较严格， 采用间歇操作工艺管道比 较复杂。
由炉底吹入空气，把残留在炉上部及 管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收， 以免随吹风气逸出而损失。
10
煤炭气化生产技术
• 3－4分钟循环各阶段时间分配表：
序 号
阶段名称
3min循环,（S） 4min循环, （S）
1
吹风阶段
40～50
60～80
2
3 4
蒸气吹净阶段 2
上吹制气阶段 45～60 下吹制气阶段 50～55
2
60～70 70～90
5
二次上吹阶段 18～20
18～20
11
煤炭气化生产技术
吹风阶段
蒸气吹净阶段
一次上吹制气阶段
下吹制气阶段
二次上吹制气阶段
空气吹净阶段
12 其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换，生产效率低
煤炭气化生产技术
软水 蒸汽总阀 上吹蒸汽阀
蒸汽 下吹蒸汽阀 集汽包 上水
集汽包
水 煤 气 发 生 炉
燃 烧 室
废 热 锅 炉
烟 囱 上 行 煤 气 阀 烟囱阀
蒸汽缓冲罐 空气鼓风机
吹风空气阀
洗 气 箱
洗 涤 塔
下行煤气阀 气柜 煤气去净化
气柜水封 图5--27 水煤气站流程
气柜水封
13
煤炭气化生产技术
固定床煤造气工艺
固定床间歇造气技术资料一、概况１固定床间歇气化炉的发展固定床间歇气化煤气发生炉从1958年的Ф1980 mm开始，逐步扩径到Ф2260mm、Ф2400 mm、Ф2600 mm、Ф2800 mm、Ф3000等等规格。
它们的基本结构一样，即半水夹套锅炉，原设计高度为1845㎜，扩径改造过程中，在原水夹套设计基础上加高300～900㎜不等。
直筒型上炉体为内砌耐火材料，采用人工手动加焦（煤），后改为半自动到全自动加焦（煤）。
Ф1980～Ф2400 mm这几种炉持续使用近35年，现在仍然有一些小企业在用。
Ф2600 mm系列炉20世纪90年中期已开始改造，近10年使用后改为Ф2800 mm，已达到极限。
２各炉型经典改造过程我国建国初期结合国家的状况而设计。
刚开初对原料的要求比较苛刻，要求是高温冶金焦，且粒度为25～75㎜。
中期改为优质山西晋城无烟块煤。
煤气炉运行较稳定，气量和气质都很好（负荷轻）。
后期随着各企业规模扩大，煤炭紧张，改烧劣质煤，一些设备改造不匹配，没有系统性改造，暴露的问题就多了。
炉况不稳定，易恶化，“二差”、“三高”、“一短”随时出现，即发气量差，气质差，煤耗高，蒸汽消耗高，煤气温度高，设备寿命短。
为烧好劣质煤，广大造气专业人员和科技人员多年来共同努力，对煤气炉不断进行系统改造，使中国特色的小型炉又有新的生机。
经典的改造情况（系统性全方位改造）如下。
（1）煤气系统流程四炉—站—机—锅（组合）—塔，即四台炉共用一台油压泵站，一台空气鼓风机，一台废锅炉（上废锅下过热器），一台洗气塔。
（2）蒸气流程水夹套及废热锅炉自产蒸汽，去过热器过热，回蒸汽缓冲罐（罐容积不小于35～40 m3），放在四炉中间，尽量靠近炉子，蒸汽总管Ф377 mm或Ф426 mm，单炉支管Ф273 mm或Ф325 mm，四台炉以上可将缓冲罐连通使用。
这样便于蒸汽压力的稳定，有利于造气炉工况的稳定。
（3）吹风气回收流程无论上第二代（中燃式）还是第三代（下燃式）吹风回收系统，采用微负压的工艺（有数种流程）。
几种固定床
几种固定床（移动床）气化炉的特点2009-02-21 10:05:37| 分类：默认分类|举报|字号订阅移动床(固定床)气化移动床气化又称固定床气化，属于逆流操作。
分为常压与加压两种。
常压法比较简单，但要求用块煤，低灰熔点的煤难以使用。
加压法是常压法的改进和提高，常用O2与水蒸气为气化剂，对煤种适应性大大提高。
属于这类炉型的气化炉有UGI炉、鲁奇(Lurgi)炉和液态排渣鲁奇(BGL)炉等。
(1) UGI炉固定床气化炉常压UGI炉以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。
该技术是20世纪30年代开发成功的，设备容易制造、操作简单、投资少。
但是，在日益重视规模化、环境保护和能源利用率的今天，这种常压煤气化技术设备能力低、三废量大以及必须使用无烟块煤等缺点变得日益突出。
①UGI炉单炉生产能力小。
即使是最大的3.6m炉，单炉的产气量也只有12000m3/h(标)左右，使得气化炉数量增多，布局十分困难。
②UGI炉生产现场操作环境恶劣。
一层潮湿，二层闷热，三层升腾的蒸汽让人难以忍受。
③一个制气循环分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净5个阶段。
气化过程中大约有1/3的时间用于吹风和倒换阀门，有效制气时间少，气化强度低。
另外，需要经常维护气化区的适当位置，加上阀门开启频繁，部件容易损坏，因而操作与管理比较繁琐。
④来自洗气箱和洗气塔的大量含氰废水和吹风气，对河流和空气造成严重污染。
⑤UGI炉对煤质的要求极为严格，原料必须是25~80mm的无烟块煤，入炉煤必须经过筛选，筛选下来的粉煤和碎煤只能低价卖出或烧锅炉。
⑥UGI炉碳转化率低，渣中含碳量高达22%以上，造成煤的大量浪费。
⑦UGI炉出炉煤气中CO+H2只有70%左右，而且炉出口温度低，气体含有相当量的煤焦油，给气体净化带来困难。
UGI炉目前已属于落后的技术，国外早已不再采用。
我国的中小氮肥厂仍有3000多台UGI炉在运转。
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煤炭气化技术是煤化工产业化发展很重要的单元技术。
煤炭气化技术在中国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，气化的核心设备气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。
近20年来，中国引进的加压鲁奇炉、德士古、水煤浆气化炉等，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。
中国先后从国外引进的煤炭气化技术多种多样。
如引进的水煤浆气化装置有1987年投产的鲁南煤炭气化装置(二台炉、一开一备，单炉日处理450吨煤，2.8MPa)，1995年投产的吴泾煤炭气化装置(四台炉，三开一备，单炉日处理500t煤，4.0 MPa)、1996年投产的渭河煤炭气化装置(三台炉，二开一备，单炉日处理820t煤，6.5MPa)，2000年7月投产的淮南煤炭气化装置(三台炉，无备用，单炉日处理500t煤，4.0MPa)等。
进行煤炭气化的设备叫气化炉。
按照燃料在气化炉内的运动状况来分类是比较通行的方法，一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(又叫流化床)、气流床和熔融床等。
图4-16 三种典型气化工艺过程
（a）固定床，800～1000℃，块煤（3～30mm或6～50mm）；（b）流化床，800～1000℃，碎粉煤（1～5mm）；（c）气流床，1500～2000℃，煤粉（小于0．1mm）
此外，气化炉在生产操作过程中，根据使用的压力不同，又分为常压气化炉和加压气化炉；根据不同的排渣方式，可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。
不论采用何种类型的气化炉，生产哪种煤气，燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行物理和化学变化过程，将燃料中的可燃成分转变为煤气，同时产生的灰渣从炉内排除出去，这一点是不变的。
然而采用不同的炉型，不同种类和组成的气化剂，在不同的气化压力下，生产的煤气的组成、热值以及各项经济指标是有很大差异的。
气化炉的结构、炉内的气固相反应过程及其各项经济指标，三者之间是紧密联系的。
一、固定床气化工艺简介
1、固定床气化的特点
移动床（固定床）是一种较老的气化装置。
燃料主要有褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤、焦炭等，气化剂有空气、空气一水蒸气、氧气一水蒸气等，燃料由移动床上部的加煤装置加入，底部通入气化剂，燃料与气化剂逆向流动，反应后的灰渣由底部排出。
固定床气化炉又
分为常压和加压气化炉两种，在运行方式上有连续式和间歇式的区分。
固定床气化炉的主要特点有：
（1）在固定床气化炉中，气化剂与煤反向送入气化炉；
（2）煤为块状，一般不适合用末煤和粉煤；
（3）一般为固态干灰排渣，也有采用液态排渣方式的；
（4）煤的碳转化效率高，耗氧量低；
（5）气化炉出口的煤气温度较低，通常无需煤气冷却器；
（6）一般容量较小。