碎煤加压(鲁奇)气化
鲁奇加压气化炉
2、 技术特点
采用碎煤加压式填料方式，即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块，然后从进煤口经过气化炉的预热层，将温度提高至300℃左右。从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃，形成燃烧层。燃烧层上方是反应层，产生的粗煤气从出口排出。炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁设备中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。
3、 典型代表产品
鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV/4型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。我公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。
煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。目前，国内自行开发和引进的煤气化技术种类很多，但总体上可以分为以下三大类：
鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂最多的煤气化技术。鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。
1999年 ，哈锅为河南义马制造了国内首台φ3800鲁奇技术加压气化炉。义马气化炉是国家“九五”重大技术装备科研攻关项目，该气化炉于2001年2月获科学技术部、财政部、国家计委、国家计贸委颁发的“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖，2002年获中国机械工业科学技术三等奖。
一、移动床气化技术
以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。鲁奇加压气化技术是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化技术，技术成熟可靠，曾是世界上建厂最多的煤气化技术。鲁奇气化技术是制取城市煤气和合成气装置中的心脏设备。它适应的煤种广﹑气化强度较大﹑气化效率高。鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式供料方式，即连接在炉体上部的煤锁将煤块升压，加入气化炉的预热层，然后，下移至反应层，煤在反应层气化，反应热量取自于气化剂与燃烧形成的燃烧层。产生的粗煤气从出口排出。炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，用作保护炉的过热和产生蒸汽，结构更为合理的炉型。鲁奇公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。
鲁奇加压气化炉的运行与技术改造
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。
鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析
鲁奇炉加压气化工艺影响因素分析摘要：煤炭等不可再生的化石燃料如果燃烧不够充分就会产生大量的污染物甚至是有毒气体，同时热效率低对能量的利用率低都是在浪费我们的煤炭资源，与正常燃烧过程不同，煤气化能够有效的提高煤炭的利用率，在产出相同能源的条件下消耗更少的化石燃料，产生的煤气更利用使用，灰渣更易于处理。
本文就碎煤加压气化炉的工程技术方法和质量管理方法进行了简单概述，希望能够为提高碎煤加压气化炉运行质量管理工作提供一些思路。
关键词：鲁奇炉；加压气化；工艺；影响因素1前言如今的时代主题是节能与环保，目前我国对所有的能源问题都非常敏感和重视。
国家已经对煤炭进行了限制开采和限制使用，这就是出于资源的节约和对环境的保护的目的。
在对碎煤加压的工作中，如何尽可能的提高煤气化的转换效率和能源利用率是所有相关技术人员需要深入研究的问题。
碎煤加压气化炉是碎煤加压气化的反应场所，提供了反应环境。
在实际的生产生活中，碎煤加压气化经常会出现非计划性停车，这种问题会极大的影响反应效果，使得气化效果差，能源的利用率低，同时降低生产效率，提高了生产成本，损害了企业的经济利益。
为了提高碎煤加压气化炉的在线率，延长在线周期，就需要对气化炉的工作原理、运行情况和管理方法进行经验总结和技術发展，从而改善气化炉的运行环境，提高气化效果，提高能源利用率。
2碎煤加压气化炉概述本文通过克旗公司实例进行阐述。
克旗公司使用当地褐煤进行气化，生产甲烷气。
2013年为试生产阶段，装置运行不稳定，2014年气化炉的运行情况改观，但是问题仍然存在，非停次数占有相当大的比例。
2015年公司开始对气化炉的长周期、稳定运行进行攻关工作，通过使用“两图两表”的方法强化生产管理，实现了气化炉的长周期运行，改善了生产经营状况，碎煤加压气化炉进行低质褐煤气化工艺逐渐成熟。
3碎煤加压气化炉运行工程技术方法3.1气化炉的停车原因通过对气化炉的停车情况进行记录，记录2014年全年的停车运行状况。
鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析
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。
鲁奇加压气化炉的开停车操作
(3) 仪表功能检查 ：现代碎煤加压气化炉的自动 控制程度较高，因此，对仪表功能的检查至关重要。 检查的内容包括：煤锁灰锁各电磁阀遥控动作是否 正常；各仪表调节阀及电动阀的动作与控制室是否 对应；各指示仪表的调效、气化炉停车联锁功能是 否正常；炉篦的运转与调节是否正常。
二、气化炉的停车与再开车
加压气化炉根据停车原因、目的 不同，停车深度有所不同，停车可分 为：压力热备炉停车、常压热备炉停 车和交付检修（熄火、排空）停车。 根据停车原因、停车时间长短，选择 停车与再开车方式。
1、压力热备炉的停车与再开车
非气化炉本身问题引起的气化炉停车，在30min 内即可恢复生产时，气化炉选择压力热备炉停车。
⑥ 蒸汽通入气化炉后，灰锁开始操作，每 15min排放一次，由于加热煤层在炉内产生冷凝 液，若冷凝液排放不及时，将会造成煤层加热 不到反应温度，使通入空气后煤不能与氧气着 火，导致点火失败。故而应一方面尽量提高入 炉蒸汽温度，另一方面要特别重视炉内冷凝液 的排放。
3、气化炉点火及火层培养
蒸汽升温达到要求后即可进行点火操作。点火及
(3) 建立废热锅炉底部煤气水位及洗涤循环。用煤 气水分离工号供给的洗涤煤气水填充废热锅炉底部， 并启动煤气水洗涤循环泵使废热锅炉与洗涤冷却器 的循环建立；打通废热锅炉底部排往煤气水分离工 号的开车管线，使多余的煤气水排出。
(4) 打开废热锅炉低压蒸汽放空阀，向废锅的壳 程充入锅炉水建立液位 。向气化炉夹套充水，初次
一、气化炉的开车
气化炉开车过程的操作非常重要， 它直接关系到气化炉投入正常运行后 能否保持高负荷连续的每个步骤。
鲁奇加压气化炉炉型构造与工艺流程图
4. 第三代加压气化炉第三代加压气化炉是在第二代炉型上的改进，其型号为 Mark- Ⅲ，是目前 世界上使用最为广泛的一种炉型。
其内径为Ф 3.8m ，外径Ф 4.128m ，炉体高为12.5m ，气化炉操作压力为 3.05Mpa 。
该炉生产能力高，炉内设有搅拌装置，可气化强黏结性烟煤外的大部分煤种。
第三代加压气化炉如图 4-3-21所示。
1-- 煤箱 ;2- -上部传动装置;3--喷冷器;4-- 群板 ; 5-- 布煤气;6-- 搅拌器;7-- 炉体;8-- 卢箅;9-- 炉箅传动装置； 10-- 灰箱 ; 11- 刮刀;12-- 保护板;图 4-3-21 第三代加压气化炉为了气化有一定黏结性的煤种，第三代气化炉在炉内上部设置了布煤器与 搅拌器，它们安装在同一空心转轴上，其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉 生产负荷来调整，一般为 10~20r/h ，从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤 孔进入炉膛内，平均每转布煤 15~20mm 厚，从煤锁下料口到煤锁之间的空间， 约能储存 0.5h 气化炉用煤量， 以缓冲煤锁在间歇充、 泄压加煤过程中的气化炉 连续供煤。
第四节鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程 大齿轮上有孔4 56 水蒸汽和氧气 8122 循环水煤液压粗煤气在炉内，搅拌器安装在布煤器的下面，其搅拌桨叶一般设有上、下两片桨叶。
桨叶深入到煤层里的位置与煤的结焦性能有关，其位置深入到气化炉的干馏层，以破除干馏层形成的焦块。
桨叶的材质采用耐热钢，其表面堆焊硬质合金，以提高桨叶的耐磨性能。
桨叶和搅拌器、布煤器都为壳体结构，外供锅炉给水通过搅拌器、布煤器，最后从空心轴内中心管，首先进入搅拌器最下底的桨叶进行冷却，然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器，最后从空心轴与中心管间的空间返回夹套形成水循环。
该锅炉水的冷却循环对布煤搅拌器的正常运行非常重要。
因为搅拌桨叶处于高温区工作，水的冷却循环不正常将会使搅拌器及桨叶超温烧坏造成漏水，从而造成气化炉运行中断。
鲁奇工艺调研报告
鲁奇碎煤加压气化生产合成氨工艺调研报告●煤种适应性●鲁奇工艺及消耗定额●投资情况●初步结论及建议一、鲁奇炉的适应性煤种煤气化技术是由煤种决定的，从渭河化肥厂和天脊化肥厂的运行历史看，煤气化技术的好坏，取决于煤质的适应性。
可以说，成也是煤，败也是煤。
渭化由华亭煤取代黄陵煤后，装置才趋于稳定运行；天脊的鲁奇炉也是将洗精煤代替原贫瘦煤后，方步入正常轨道。
必须依据所拥有的（直接或间接）煤资源的煤质情况，来选择比较适合的煤气化技术。
从天脊煤化集团的调研看，鲁奇炉工艺对原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化。
⑴对煤的粒度要求一般加压气化要求入炉煤的粒度最大与最小之间的粒径比为5，在低负荷生产时可放宽到8。
最小粒度一般应大于6mm，最大粒度应控制在50mm以下。
⑵原料煤中水分含量不能太少，褐煤最大临界水分含量为34％，其它煤种应低于该数值，以保证气化的正常进行。
⑶煤中灰分含量对气化反应一般影响不大，鲁奇炉可气化灰分高达50％的煤，但依据经验，一般加压气化用煤的灰分在19％以下较为经济。
⑷由于鲁奇炉属于固态排渣移动床气化，一般要求灰熔点越高越好，最好高于1500℃。
⑸煤的黏结性对气化影响较大，根据实验及鲁奇公司的经验，加压气化煤种的自由膨胀系数一般应小于1，若自由膨胀系数大于1，则应在炉内上部设置搅拌装置；但自由膨胀系数不能大于7，鲁奇加压气化炉适应煤种为自由膨胀系数小于7的弱黏结性或不黏结性煤，对于黏结性较强的烟煤不适合于鲁奇加压气化炉。
天脊煤化使用的是本地王庄煤矿的低挥发分煤（贫瘦煤），其有关数据如下：①粒度分析供给气化炉的煤正常粒度范围为4～50mm，粒度分布为：②工业分析（分析基）③元素分析（无水无灰基）④干馏试验（无水无灰基）液态烃（重量％） 2.5热解水 1.8焦91.1干馏气＋损失 4.6⑤灰熔点⑥灰分分析⑦自由膨胀指数，结焦指数自由膨胀指数（Fsi） 3结焦指数13二、鲁奇生产合成氨工艺及消耗定额现鲁奇炉已工业化有三代炉型。
鲁奇加压气化的工业应用及发展
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。
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1．云南省解放军化肥厂气化装置
云南解放军化肥厂气化工艺流程图
哈尔滨气化厂气化工艺流程图
义马气化厂气化工艺流程图
三、鲁奇液态排渣气化炉
1、基本原理
固态排渣加压气化工艺有如下不足：气化炉操作温度受原料 熔点和结渣性能的限制，生产能力不高；气化不完全，灰渣含碳造 成排出损失大，气化效率受限制；为了控制炉温需消耗大量水蒸气， 水蒸气分解率低，废水处理量大；排渣必须借助机械转动炉篦，使 炉体结构复杂，维修费高。 液态排渣气化的基本原理：只向气化炉中提供最少量的水蒸 气，使碳的燃烧反应把氧化层温度提高到灰熔点以上，灰渣呈熔融 状态自炉内排出。
碎煤加压气化炉在中国的应用及工艺流程
碎煤加压气化炉在我国的应用始于20 世纪50 年代，由原苏 联转口，主要用于气化褐煤生产合成氨原料气。20 世纪70 年代后 期到20 世纪末，又相继从原联邦德国、原民主德国、原捷克引进 了几套气化炉，用于生产合成氨原料气、城市煤气，主要原料煤 种为长焰煤、贫瘦煤。以下介绍中国几套大型气化装置。
液态排渣气化炉有以下问题： （1）对炉体材料在高温、高压下的耐磨、耐腐蚀性能要求高； （2）熔渣池的结构和材质是液化炉的关键技术，尚需进一步研究。
(4)煤气有效成分提高，煤耗下降。液态排渣的氧气消耗较 固态排渣要高，生成煤气中的甲烷含量少，不利于生产城市煤气， 但有利于生产化工原料气。 (5)气化效率、热效率都提高。带出损失少，碳接近100%气 化；出口煤气温度低（加入水蒸气少，未分解水汽带出损失少， 上部料层的干燥干馏，充分利用了煤气的显热。 (6)煤种适应性强。 (7)环境污染小。
大型液态排渣式试验炉 1—煤箱；2—上部传动装置；3—喷 冷器；4—布煤器；5—搅拌器；6— 炉体；7—喷嘴；8—排渣口；9—熔 渣急冷箱；10—灰箱
3、液态排渣气化的特点
液态排渣气化炉有以下特点： (1)生产能力大。生产能力受带出物的数量的限制。液态排渣煤粉 从喷嘴加入直接进入高温区立即气化，氧化层温度不再受灰结渣性的 限制。 (2)节约蒸汽。水蒸气耗量大为降低，且配入的水蒸气仅满足于气 化反应，气化单位质量的煤所产生的湿粗煤气体积远小于固态排渣。 (3)氧耗。反应活性高的煤：液态甲烷生成减少，炉温增加，氧耗 比固态高10~12%；反应活性低的煤：固渣炉须提高炉温以保证气化 速度，汽耗较大，氧耗也较大，而液渣炉对煤的反应活性不敏感，液 渣炉氧耗略低。