煤气化炉
常压气流床粉煤气化：1、K-T炉.
二、常压气流床粉煤气化(K-T炉)K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称，1936年由德国柯柏斯（Koppers）公司的托切克（Totzek）工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验，因而取名为柯柏斯－托切克（Koppers－Totzek）炉，简称K－T炉。
1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试，中试规模为36t／d 干煤粉，用以生产“费－托”合成气。
第一台工业化装置于1952年建于芬兰，以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子，主要用于生产合成氨和燃料气。
经过工业化验证，是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。
1、K-T炉气化炉有双头和四头两种结构。
双头K-T气化炉如图4-42所示。
炉身是一圆筒体，用锅炉钢板焊成双壁外壳，通常衬有耐火材料。
在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。
粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应，火焰中心温度高达2000℃，在炉上部出口处约1400～1600℃，约有50％至60％的液态渣被气流带出，在缓慢冷却过程中，灰渣会黏附于废热锅炉表面，甚至结成大块渣瘤，破坏炉子的正常操作。
为避免炉出口或废热锅炉结渣，必须在高温煤气中喷水，使气流温度在瞬间降至灰的软化温度（ST）以下，并使液渣固化以防粘壁。
在高温气化环境条件下，炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外，更重要的是耐火材料的选择。
最初采用硅砖砌筑，经常发生故障，后改用含铬的混凝土。
后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料，涂层厚达70mm，寿命可达3～5年。
采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，效果也较好。
图4-42 K-T气化炉。
煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述_赵麦玲
操作 温度 / 操作 压力 / M Pa
各种流化床气化炉的技术参数
碳 转化率 / % 有效气 冷煤气 ( C O+ H 2 ) 效率 / % 比氧耗 / m 3 / km 3 76 190~ 210 有效气 ( CO + H 2 ) 比煤耗 / kg/ km 3 580 单台炉 加煤量/ t/ d
0
引
言
污染严重。以常压 2 650 mm 的气化炉为例 , 单 台炉 投 煤 量仅 为 60 t/ d, 且 要 求 原料 为 25 ~ 80 mm 的无烟块煤或焦炭。 ( 2) 鲁奇 ( L urg i) 固定床气化工艺成熟可靠, 气化温度 900~ 1 050 , 包括焦油在内的气化效 率、碳转化率、气化热效率都较高 , 氧耗是各类 气化工艺中最低的 , 原料制备、 排渣处理 成熟。 煤气热值是各类气化工艺中最高的 , 它最适合生产 城市煤气。若采用此技术制合成气存在以下问题。 煤气成分复杂, 合成气中含有不需要的 甲烷, 约 7% ~ 10% , 如果 将这些 甲烷 转化为 H 2 和 CO, 势必投资大 , 成本高。 有大量污 水需要处理。污水中含大量焦油、酚、氨、脂肪 酸、氰化物等 , 因此要建焦油回收装置 , 酚、氨 回收和生化处理装置 , 增加了投资 和原材料消 耗。 该气化技术原料为 15~ 50 mm 的块煤。 块煤价格高, 增加了成本。 ( 3) BGL 炉是在鲁奇 ( L urgi) 炉基础上的改 进, 由固态排渣改为液态排渣 , 该气化炉可直接气 化含水量大于 20% 的各种煤, 在 1 400~ 1 600 高温条件下气化, 蒸汽用量可大幅下降 , 90% ~
2
反应区, 用于输入煤粉、水蒸气和氧气的喷嘴设 在下炉膛的两侧壁上 , 渣口位于下炉膛底部 , 采 用液态排渣。上炉膛为第二反应区, 区段较长, 在上炉膛的侧壁上设有二次煤粉和水蒸气喷嘴。 运行时, 由气化炉下段喷入干煤粉、氧气以及蒸 汽, 所喷入 的煤粉 量占总 煤量的 80% ~ 85% , 在上炉膛喷入水蒸气和煤粉, 所喷入煤粉占总量 的 15% ~ 20% 。上炉膛的作用有二 : 其一是代 替循环合成气 , 使温度达到 1 400 的煤气降温 至约 900 ; 其二是利用下炉膛的煤气显热进行 煤的热裂解和部分气化, 以提高总的冷煤气效率 和热效率。 ( 6) 国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉是华 东理工大学开发的煤气化技术 , 与水煤浆气化相 比, 粉煤加压气化系统对仪表有更特殊的要求, 其安 全 联 锁 控制 指 标 更 高。气 化 温 度 1 300~ 1 600 , 压力 3 0 M Pa 、4 0 M Pa, 有效气成分 为 89% ~ 93% 。 ( 7) 多元料浆气化技术( M CSG) 是由西北化 工研究院开发的大型煤气化技术, 在完成中间试 验和工业化示范试验基础上, 于 2001 年实现工 业应用。该技术采用湿法气流床气化, 以煤、石 油焦、石油沥青等 含碳物质和 油 ( 原油、重油、 渣油等) 、水等经优化混配形成多元料浆 , 料浆 与氧通过喷嘴混合后瞬间气化 , 具有原料适应性 广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资费用低 等特点, 整套工艺以及料浆制备、添加剂技术、 喷嘴、气化炉、煤气后续处理系统等已获得 8 项 国家专利。目前, 多元料浆气化技术已在二十多 套工 业 装 置 上 应 用 , 包 括 300 kt/ a 合 成 氨、 200~ 600 kt / a 甲醇和 500 kt / a 煤制油 装置, 已 有三套工业装置平稳运行。 ( 8) H T L 航天炉是原航天十一所借鉴荷兰 Shell、德国 GSP、美国 T ex aco 煤气化工艺的先 进经验, 配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而 形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。 该工艺煤种适应性广 , 从褐煤、烟煤到无烟煤均 可气化, 对于高灰分、高水分、高硫的煤种同样 适用。烧嘴设计同 GSP, 采用单烧 嘴顶烧式气 化, 气化采用 T ex aco 激冷工艺, 设计气化温度 1 400~ 1 600 , 气化压力 2 0~ 4 0 M Pa 。 H T L 气化炉的烧嘴由原航天十一所自己制造 , 与德 国 GSP 气化烧嘴相似 , 只是煤粉喷入的方向有
各种气化炉型的比较
各种气化炉型的比较1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为准 25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准 8～10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
3.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。
4.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。
缺点是操作压力偏低，对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。
此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5.恩德粉煤气化技术属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料煤不粘结或弱粘结性，灰分<25%～30%，灰熔点高、低温化学活性好。
在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉，已投产的有16台。
属流化床气化炉，床层中部温度1000～1050℃。
目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压，单炉气化能力低，产品气中CH4含量高达1.5%～2.0%，飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。
UGI气化炉Word版
UGI气化炉能化12-1班组员：郑然、赵轲、李钊、袁仁义目录引言---------------------------------------------11.固定床气化的概述--------------------------22.UGI气化炉的简介2.1 UGI气化炉的结构特点----------------------------2 2.2 UGI气化炉的优缺点------------------------------3 2.3 UGI气化炉的气化原理----------------------------42.4 UGI气化炉的工作过程----------------------------43.UGI气化炉的技术现状---------------------64.UGI气化炉的运行现状---------------------75.与其他炉型的比较--------------------------8引言高硫、高灰、煤比重大是我国煤炭的主要特点，这些特点决定了我国煤炭在燃烧时，会产生大量的粉尘、S02和 NO x等环境污染物。
因此，提高煤炭利用效率、减少环境污染成为煤炭工业的主要发展方向。
煤气化是将煤炭转化为清洁煤气的技术。
一方面，可以达到洁净、高效利用煤炭的目的；另一方面，为燃料电池、煤气联合循环发电等技术提供了原料和技术支持。
Gyar指出，煤气化技术具有原料灵活、接近零污染物排放、热效率高、二氧化碳容易捕捉、原料和操作维护费用低等特点。
同时，与其他煤炭清洁利用技术相比，煤气化技术具有经济效益好、煤气产量高、对环境影响较小等优点，已经逐渐成为煤清洁利用的核心技术之一。
煤气化炉有两种概念，一种是煤产气炉即煤气发生炉也叫煤气发生器，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉子。
另外一种概念是一种利用煤气进行燃烧的锅炉或者各种加热燃烧炉称为煤气化炉。
还有一种锅炉称为煤气一体化锅炉是一种燃煤锅炉，利用煤气发生炉的特性将锅炉增加受热面积和燃烧室，除了燃煤层提供锅炉热源外其产生的可燃气通过特殊设计配风可在燃气室进行充分燃烧，实际上是锅炉和煤气发生炉的结合的一种新型环保锅炉。
各类煤气化炉的特点与适应性分析
措 施 （加 压 气 化— —— 鲁 奇 炉 ）。 为 了 得 到 较 纯 的 ＣＯ＋Ｈ２ 用于合成氨生产，采用了间歇制气的方式（中小化肥 厂常用的水煤气炉）， 在吹风阶段主要进行反应（１）、 （２）。
这两个反应，积蓄热量、提高火层温度，然后用较 高压力的水蒸气 吹 入 炉 内 主 要 进 行 反 应 （３），以 得 到 较 纯 的 ＣＯ＋Ｈ２。 固 定 床 气 化 炉 内 的 主 要 床 层 （自 下 而 上）：灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。 煤和 气 化 介 质 在 炉 内 的 运 动 速 度 较 慢 、停 留 时 间 较 长 （１ｈ~ １０ｈ），接 触 和 反 应 时 间 充 分 。 1.2 流化床
3 各类煤气化炉煤气质量 （产品气组成）与 适应的用户分析
各种类型的煤气化炉， 由于其使用的煤种的不 同、气化剂的不同，得到的煤气组成也有所不同，因而 也可以适应不同的用户所需。 3.1 固定床
－ １４ －
煤化工
２００９年 第 ５ 期
常压固定床煤气发生炉在气化烟煤 （大同煤，空 气 、水 蒸 气 气 化 ）时 的 典 型 煤 气 组 成 见 表 １［２］。
关于常压固定床气化用煤，有国家标准：《常压固 定床煤气发生炉用煤技术条件》。 随着煤炭开采技术 的提高，机采率越来越高，加上小煤窑的关停，块煤越 来越紧缺，价格越来越高，块煤与碎煤的差价越来越 大，使得固定床在原料方面的优势越来越小。
2.2 流化床 流化床煤气化炉的特点： 煤从上部或中部加入，
气化介质从下部吹入， 大部分煤粒悬浮在密相区，床 层位置基本不变，煤的停留时间较短。 因而它要求能 够气化的煤必须是： 有一定粒度的碎煤， 大部分在 １ｍｍ~１０ｍｍ 之 间 ， 太 大 的 颗 粒 沉 落 炉 底 ， 难 以 反 应 完 全， 太小的颗粒又容易被气流携带迅速到达出口，来 不 及 反 应 ；灰 熔 融 软 化 温 度 （ST）越 高 越 好 （ 熔 渣 炉 除 外 ），因 为 在 灰 熔 点 以 下 操 作 ，灰 熔 点 高 ，可 以 适 当 提 高气化操作温度，有利于提高反应速度；黏结性要低 （不黏煤），有黏结性的煤，在密相区会黏结在一起，结 成大块沉落下去；反应活性要高，因为煤粒的停留时 间 较 短 、 炉 内 温 度 控 制 较 低 （ 一 般 ９００℃~１ ０００℃ ； 比 灰 熔 融 软 化 温 度 低 １５０℃~２００℃ ，还 要 考 虑 炉 壁 耐 火 砖的耐温性能）、而粒度又不象气流床要求的那么小， 所以，只有活性高的煤，才能反应比较完全。水分含量 不能太高，因为用煤粒度较小，水分大容易黏连堵塞 无法输送，干燥和气化时耗热较多，一般要求入炉煤 水分低于 ８％。 从这些特点可以看出，只有少数煤种能 满足要求，包括：部分褐煤、长焰煤、不黏煤。 2.3 气流床
煤炭气化—气化炉的基本原理
气化温度℃ 440～1400
800～1100 1200～1700
>1500
优点
低温煤气易于净 *操作简单，动
化*适于高灰熔 力消耗少*对耐
点煤*技术成熟， 火炉衬要求低*
全世界煤气化装 适于高灰熔点的
置容量占90%
煤
碳转化率高*液 态灰渣易排出放 大容量：5000 吨/日*负荷跟踪
好（50%） *煤种适应性广
N ——返混程度 XC ——碳的转化率 K ——反应速率常数 T ——温度
ρ煤 取决于煤的的表观密度ρs（原料煤性质） 煤堆的疏松程度ε（反应器类型）
所要求碳的转化率（XC）的下降 τ随以下的因素而减小 返混的减少（N值上升）
反应速率常数K的上升、温度的上升和更高的反应性
不同反应器类型煤容积气化强度（qm/vR）的比较
②流化床气化炉 原料：3~5mm 加料方式：上部加料 排灰方式：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:悬浮沸腾
③气流床气化炉 原料：粉煤（70％以上通过200目） 加料方式：下部与气化剂并流加料 排灰方式：液态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况：煤与气化剂在高温火焰中反应
煤种适应性 广
*气化效率 高
固定床
流化床
气流床 熔融床
缺点
不适于焦结性强 的煤
*低温干馏产生煤 焦油、沥青等
*单段炉不易大型 化，1200吨/日
*容量较小 1500吨/日 *飞灰中未燃 尽碳多（第
二代利用灰 团聚功能）
*对耐火炉衬 要求高（第 二代用水冷
套） *适于低灰熔
点煤
适于低 灰熔点
煤
碳转化（%）
④熔池气化炉
气－固－液三相反应气化炉 原料：6㎜以下直至煤粉所有范围的煤粒 加料方式：燃料与气化剂并流加入 排灰方式：液态 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况：熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的 分散剂，作为热源供煤中挥发物的热解和干馏。
家用燃煤气化采暖炉使用说明书
煤价不断上涨，买煤的钱越花越多，“买得起炉子，烧不起煤”已经成为我们安装采暖米时的普遍心态。
在保证采暖效果的前提下，怎样省煤？成为超导气化水暖煤炉设计的主题，比普通炉节煤30%以上！省煤就是省钱！产品各部位名称名称及功能说明1、清灰抽屉：存放从炉箅掉下来的炉灰。
2、配风器（I）型：通过对配风器的调节，保证和控制炉子的抽风量，并使炉子达到取暖的最佳效果。
3、配风器（II）：通过对配风器的调节，控制龙卷风圈的抽风量，并使做饭达到最佳效果。
4、炉盖炉圈：加煤做饭时取下炉炉盖炉圈，取暖、封火时盖上炉圈炉盖。
5、温度、压力显示表：通过观察温度和压力判断炉体内部温度和压力是否超过允许极限。
6、烟囱接口：用于连接烟囱。
7、出水口：与出水主立管和散热器连接。
8、换热器热水出口：接通用热水处。
9、换热器冷水入口：与自来水管或冷水箱连接。
10、标牌：标示炉子的各种数据。
11、清灰门：用于打开并清除受热管上面的灰尘，每天除尘两次。
12、防爆阀：安装在炉体后部当炉体因安装出现错误或由于系统管路冻结，至使炉体带压，防爆片就会破裂，泄压，从而保护采暖系统的安全。
13、切换拉杆：用于改变氧化炉做饭、取暖的使用状态（后推取暖，前拉做饭）。
14、炉排手柄：通过摇动使炉箅转动，实现清灰。
15、回水口：接回水管，在炉体后侧下方。
使用说明1、选煤：烟煤、半烟煤均可。
应尽量选用优质煤种，并应以块煤为主，煤块以核桃大小为最好。
2、加水：点火前必须给炉体及采暖系统加满水，加到膨胀水箱的一半为宜。
加水时缓慢注入，以利于系统纺排空，严禁先点火后加水。
3、点火：先打开上部的炉盖、炉圈，把切换拉杆推至供暖状态（后推），在炉排上面均匀铺一层小块煤后加入木柴到炉膛2/3处，点燃木柴盖上圈盖，打开清灰抽屉上面的配风器I，使配风器充分配风（用户可根据实际情况自己掌握），当火旺时，即可投煤。
（当初次点火里，应用木柴将炉膛烘干再加煤，此时炉膛如有蒸汽或水滴出现属正常两名，待炉膛彻底烘干后，会自然消失）。
气化炉
的使用寿命。
优点：
1、煤种适应性较热壁炉广，能处理高灰熔 点的煤； 2、克服了热壁炉每年更换耐火砖的缺陷， 运行周期长，维修费用低； 3、可以不设置备用炉。
缺点：
水冷壁吸收炉内热量会产生蒸汽，跟相 同的单喷嘴德士古炉相比，氧耗、煤耗要高， 气体成分差。
激冷室：淬冷型与全热回收型
两种炉型比较：
两种炉型下部合成气冷却方式不同， 但炉子上部气化段的气化工艺是相同的。 目前生产合成气的企业气化炉都采用
渣机破碎后，排入锁斗，排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部。从 锁斗顶部抽出较清的水经锁斗循环泵循环进入气化炉激冷室水浴
，强化排渣过程。锁斗中的灰渣定时排入渣池，由捞渣机捞出后
装车外运。
3、气化炉主要结构
主要由：燃烧室、激冷室、烧嘴等组成。 燃烧室：耐火砖与水冷壁两种
激冷室：淬冷型与全热回收型两种
耐火砖型
煤 氧 浆 氧 中心管
结构：
近期国内引进的水煤浆气化技术烧嘴和国内自行开发的烧嘴 以三通道为主。 中心管和外环隙走氧气，内环隙走煤浆。在烧嘴中煤浆被高 速氧气流充分雾化，以利于气化反应。 由于烧嘴插入气化炉燃烧室中，承受1400℃左右的高温， 为了防止烧嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却盘管，在烧嘴头部设 置了水夹套，并有一套单独的系统向烧嘴供应冷却水，该系统设 置了复杂的安全联锁。 烧嘴头部采用耐磨蚀材质，并喷涂有耐磨陶瓷。负荷和气液比 不同，中心氧最佳值不一样，这样可使烧嘴在最佳状态之下工作。 由于运行压力较高，水煤浆的冲刷严重，再加上对国外技术 消化吸收不够，烧嘴经常损坏。一般损坏的仅是喷头部位，但有 时由于炉内反应异常等各种原因，造成烧嘴部分过烧而损坏。
能停一组喷嘴，另一组喷嘴依然可以正常运行，可避免整个装置
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温克勒炉是立式圆筒形结构（图3）。
• 炉体用钢板制成。煤用螺旋加料器从气化炉沸腾层中部送 入，气化剂从下部通过固定炉栅吹入，在沸腾床上部二次 吹入气化剂，干灰从炉底排出。整个床层温度均匀，但灰 中未转化的碳含量较高。改进的温克勒炉将炉底改为无炉 栅锥形结构，气化剂由多个喷嘴射流喷入沸腾床内，改善 了流态化的排灰工作状况。 • 温克勒炉以高活性煤如褐煤或某些烟煤为原料，生成气的 组成（体积％）为：氢35～46、一氧化碳30～40，二氧 化碳13～25、甲烷1～2。目前多用于制氢、氨原料气和 燃料煤气。 • 正在开发中的改进炉型是高温温克勒炉，它是在常规温克 勒炉的基础上发展起来的加压炉型。另一种加压加氢气化 炉也是从温克勒炉发展起来的,反应压力12MPa，气化温 度900℃，以2mm的煤粒在床层中进行沸腾加氢气化，目 的是生成甲烷以制造人造天然气。
煤气化炉
一、简介 二、分类
一、简介
• 煤气化炉又称煤气发生炉(gas producer)。煤气化的主要 设备。根据煤的性质和对煤气产品的要求有多种气化炉型 式。 • 煤气化炉有两种概念，一种是煤产气炉即煤气发生炉也叫 煤气发生器，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉 子。另外一种概念是一种利用煤气进行燃烧的锅炉或者各 种加热燃烧炉称为煤气化炉。根据煤的性质和对煤气产品 的要求有多种气化炉型式。分为固定床（移动床）、沸腾 床和气流床等形式。
德士古煤气化炉为直立圆筒形结构（图5）
• 主体分两部分，上部为气化室，下部为辐射废热锅炉（或激冷部分）， 下接灰渣锁斗。氧气和水煤浆分别通过压缩机和泵升压后，由气化炉 顶的给料喷嘴进入炉内，在高温下进行气化反应。生成气在废热锅炉 中激冷，初步降温后从中部引出。气化操作温度控制在煤的灰熔点以 上。灰渣通过灰渣锁斗排出。由于采用高温加压操作，因此①气化强 度高；②生成气压力较高，节省后续工序的动力；③原料适应性广， 既可采用不同的煤种，也可使用煤加氢液化后的残渣；④把固体煤制 成水煤浆流体输送，简化了加压进料装置；⑤废水中不含焦油和酚， 环境污染不严重。 • 德士古K-T煤气化炉的气化温度很高,又是并流操作，炉内热效率较低， 同时它以水煤浆进料，生成气中二氧化碳含量高。因此，提高水煤浆 中煤的浓度是这种气化方法的重要环节。水煤浆中煤的浓度同煤的性 质、粒度和粒度分布有直接的关系。加入适宜的添加剂可降低水煤浆 的粘度，从而得到较高浓度的水煤浆。 • 德士古煤气化炉生成气的组成（体积%）为：一氧化碳44～51、氢 35～36、二氧化碳13～18、甲烷 0.1适宜用作合成氨和碳一化学产品 的原料气。
• 炉体由耐热钢板制成，有水夹套副产蒸汽。煤自上而下移动先后经历 干燥、干馏、气化、部分氧化和燃烧等几个区域,最后变成灰渣由转动 炉栅排入灰斗,再减至常压排出。气化剂则由下而上通过煤床，在部分 氧化和燃烧区与该区的煤层反应放热，达到最高温度点并将热量提供 气化、干馏和干燥用。粗煤气最后从炉顶引出炉外。煤层最高温度点 必须控制在煤的灰熔点以下。煤的灰熔点的高低决定了气化剂 H2O/O2比例的大小。高温区的气体含有二氧化碳、一氧化碳和蒸汽， 进入气化区进行吸热气化反应，再进入干馏区，最后通过干燥区出炉。 粗煤气出炉温度一般在250～500℃之间。 • 鲁奇炉由于出炉气带有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗涤下 来的污水处理系统比较复杂。生成气的组成(体积％)约为：氢37～39、 一氧化碳17～18、二氧化碳32、甲烷8～10,经加工处理可用作城市煤 气及合成气（见彩图）。鲁奇炉是采用加压气化技术的一种炉型，气 化强度高。目前共有近200多台工业装置,用于生产合成气的只有中国 的9台。鲁奇炉现已发展到MarkⅤ型，炉径为5.0m,每台产气量可达 100000m/h，已分别应用于美国、中国和南非。 • 正在开发的鲁奇新炉型有:鲁奇-鲁尔-100型煤气化炉，操作压力为 9MPa，两段出气；英国煤气公司和鲁奇公司共同开发的BGL炉，采 用熔融排渣技术,降低蒸汽用量，提高气化强度并可将生成气中的焦油、 苯、酚和煤粉等喷入炉中回炉气化。
炉子为直立圆筒形结构（图1）
鲁奇炉
• 鲁奇煤气化炉德国鲁奇煤和石油技术公司 在1926年开发的一种加压移动床煤气化设 备。特点是煤和气化剂（蒸汽和氧气）在 炉中逆流接触，煤在炉中停留时间1～3h， 压力2.0～3.0MPa。适宜于气化活性较高， 块度3～30mm的褐煤、弱粘结性煤等。
鲁奇煤气化炉为立式圆筒形结构（图2）：
UGI炉
• UGI煤气化炉以美国联合气体改进公司命名的煤气化炉，是一种常压 固定床煤气化设备。原料通常采用无烟煤或焦炭，其特点是可以采用 不同的操作方式（连续或间歇）和气化剂，制取空气煤气、半水煤气 或水煤气。 • 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。气化剂可以从底部或顶部进入炉内， 生成气相应地从顶部或底部引出。因采用固定床反应,要求气化原料具 有一定块度,以免堵塞煤层或气流分布不匀而影响操作。 • UGI 炉用空气生产空气煤气或以富氧空气生产半水煤气时,可采用连续 式操作方法,即气化剂从底部连续进入气化炉，生成气从顶部引出。以 空气、蒸汽为气化剂制取半水煤气或水煤气时，都采用间歇式操作方 法。在中国，除少数用连续式操作生产发生炉煤气（即空气煤气）外， 绝大部分用间歇式操作生产半水煤气或水煤气。 • UGI炉的优点是设备结构简单，易于操作,一般不需用氧气作气化剂， 热效率较高。缺点是生产强度低，每平方米炉膛面积的半水煤气发生 量约1000m3/h／h,对煤种要求比较严格，采用间歇操作时工艺管道比 较复杂。
K-T煤气化炉
• K-T煤气化炉联邦德国克虏伯-柯柏斯公司和 工程师F.托策克1952年开发，是一种高温 气流床熔融排渣煤气化设备。采用气-固相 并流接触,煤和气化剂在炉内停留时间仅几 秒钟，压力为常压,温度大于1300℃。
K-T煤气化炉结构为卧式橄榄形（图4）
• 其上部有废热锅炉（辐射传热的和对流传热的），利用余 热副产蒸汽。壳体由钢板制成，内衬耐火材料。煤粉通过 螺旋加料或气动加料与气化剂混合，从炉子两侧或四侧水 平方向以射流形式喷入炉内，立即着火进行火焰反应。中 心温度可高达2000℃，炉内最低温度控制在煤的灰熔点以 上，以保证顺利排渣。进料射流速度必须大于火焰传播速 度，以防回火。灰渣中的一半以熔渣形式从炉底渣口排入 水封槽，另一半随生成气带出炉外。生成气出炉口时，先 用水或蒸汽急冷到熔渣固化点(1000℃)以下，防止粘结在 紧接炉出口的辐射锅炉炉壁，然后进入对流锅炉进一步回 收废热,最后去除尘和气体净化系统。K-T煤气化炉最关键 的问题是炉衬耐火材料与煤的灰熔点和灰组成必须相适应， 尽量减少熔渣对耐火材料的侵蚀作用。 • K-T煤气化炉用一般煤为原料时,生成气的组成（体积％） 大致为：氢31、一氧化碳58、二氧化碳10、甲烷0.1，不 含焦油等干馏产物,适宜作合成氨和甲醇等的原料气和其 他还原过程用的气体。
二、分类
• 按煤在气化炉内的运动方式分为固定床 （移动床）、沸腾床和气流床等形式；按 气化操作压力分常压气化和加压气化；按 进料方式分固体进料和浆液进料；按排渣 方式分固体排渣和熔融排渣等各种设计。 典型的工业化煤气化炉型有：UGI炉、鲁奇 炉、温克勒炉（Winkler）、德士克炉 (Texaco)和道化学煤气化炉(Dow Chemical)。正在研究开发的炉型有十几种。
温克勒煤气化炉
• 温克勒煤气化炉以德国人F.温克勒命名的一 种煤气化炉型。1926年在德国工业化。特 点是用气化剂（氧和蒸汽）与煤以沸腾床 方式进行气化。原料煤要求粒径小于1mm 的在15％以下，大于10mm的在5％以下， 并具有较高的活性，不粘结,灰熔点高于 1100℃。常压操作,温度900～1000℃，煤 在炉中停留时间0.5～1.0h。生成气中不含 焦油，但带出的飞灰量很大。
德士古炉
• 德士古煤气化炉美国德士古开发公司开发 的一种加压气流床煤气化设备。1979年在 联邦德国完成工业操作试验。其特点是把 煤制成水煤浆（65%的煤、34%的水和1% 的添加剂）送入气化炉内同气化剂进行高 温气化反应。气化温度1200～1600℃，操 作压力4MPa，水煤浆中煤粉浓度约71％ (质量)，煤粉中14～60％的粒度小于90μm， 碳转化率99％。