浅述鲁奇炉造气
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。
碎煤加压气化(鲁奇)生产过程的控制(2024版)

33、计时器T-11启动,TC阀自动开。
34、若10秒内,TC阀全开,则“循环完成”信号出现。开启炉篦,灰锁开始受灰。
35、若10秒内,TC阀未全开,则“TC阀未全开”报警。
36、人工按“开”按钮,全开TC阀。
F
PV1
PV2
DV
CF
TC
BC
F
F
F
煤
一、煤锁控制程序(半自动) 煤锁加煤过程为间歇性的控制,通过操作阀门,使煤锁充压,泄压来实现加煤过程。一般操作方式分为现场手动与控制室遥控。而控制室又分为自动、半自动、手动。
2、人工按“关”按钮,关BC阀,监听铿锵声,观察限位指示,直至关严。
1、出现低料位或T=50℃、煤锁空”信号发出,灯光明,喇叭响。
37、“循环完成” 信号出现。
灰锁排灰程序(现场手动操作) 将三位开关切至现场手动操作,即可进行现场操作。 操作程序(以灰锁上阀打开,灰锁满为循环开端)
DV1
DV2
PV
F
F
F
F
充水
TC
BC
FV
1、炉篦已转到设定圈数或运行不超过1小时,炉篦自动停,如果不能自动停,则手动停,复位转数累积器。 注意点:a、“灰锁满”报警铃声响。 b、复位转数累积器。 c、如果不能自动停,则手动停。
6、当压力卸至0.0025MPa后,开BC阀,向灰斗排灰。
灰锁排灰程序(现场手动操作) 将三位开关切至现场手动操作,即可进行现场操作。 操作程序(以灰锁上阀打开,灰锁满为循环开端)
一、煤锁控制程序(手动)FPV1源自PV2DVCF
TC
鲁奇炉气体成分

鲁奇炉气体成分
鲁奇炉是一种用于冶炼铝的重要设备,它是由一个特殊的炉体和一组高温燃烧器组成的。
鲁奇炉中产生的气体是非常重要的冶炼中间产物,因此对其成分的分析是非常必要的。
鲁奇炉气体成分主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、氢氟酸、氟氢化气体和水蒸气等。
其中,氢气是最主要的气体成分,占总体积的80%~90%,它的生成来源于由铝矿石还原而来的铝金属和氧化铝的反应。
一氧化碳是由铝矿石中含有的碳质物或燃烧器中不完全燃烧产生的,它是铝的还原剂之一,也可以被再次转化成CO2。
二氧化碳占总炉气的
5%~10%,主要源于空气中的氧与氢氟酸发生反应。
氢氟酸是铝矿石中含有的氟元素在高温下和水蒸气发生反应而产生的。
它在鲁奇炉的炉内中是极为重要的,因为它可以帮助还原铝矿石中的氧化铁和氧化硅等杂质物质,从而提高冶炼质量。
同时,氢氟酸也可以被用来冷却鲁奇炉内的高温冶炼金属。
氟氢化气体是由氢氟酸在高温下被分解而来的,它主要用于改善冶炼金属的流动性和流动状态。
水蒸气是由燃烧时产生的水蒸汽冷却后再被冶炼金属吸收。
从鲁奇炉炉气的成分分析可以看出,该设备在铝冶炼中发挥着极为重要的作用。
通过其高温高压的环境和气氛,可以帮助将铝矿石中的杂质物质还原,从而提高铝的品质,同时炉气中的热能也可以被回收利用,减少了资源的浪费。
然而,由于鲁奇炉炉气的成分复杂,需要在设备内部进行实时监测和调整,保证冶炼金属的品质和设备的正常运转。
鲁奇气化炉

鲁奇气化炉鲁奇加压气化炉1、第三代鲁奇加压气化炉第三代加压气化炉为例,该炉子的内径为3.8m,最大外径为4.128m,高为12.5m,工艺操作压力为3MPa。
主要部分有炉体、夹套、布煤器和搅拌器、炉算、灰锁和煤锁等,现分述如下。
①炉体加压鲁奇炉的炉体由双层钢板制成,外壁按3.6MPa的压力设计,内壁仅能承受比气化炉内高O.25MPa的压力。
两个简体(水夹套)之间装软化水借以吸收炉膛所散失的一些热量产生工艺蒸汽,蒸汽经过液滴分离器分离液滴后送入气化剂系统,配成蒸汽/氧气混合物喷入气化炉内一水夹套内软化水的压力3MPa,这样筒内外两两侧的压力相同,因而受力小。
夹套内的给水由夹套水循环泵进行强制循环。
同时夹套给水流过煤分布器和搅拌器内的通道,以防止这些部件超温损坏。
第三代鲁奇炉取消了早期鲁奇炉的内衬砖.燃料直接与水夹套内壁相接触,避免了在较高温度下衬砖壁挂渣现象,造成煤层下移困难等异常现象,另一方面,取消衬砖后,炉膛截面可以增大5%~10%左右,生产能力相应提高。
②布煤器和搅拌器如果气化黏结性较强的煤,可以加设搅拌器。
布煤器和搅拌嚣安装在同一转轴上,速度为15r/h左右。
从煤箱降下的煤通过转动布煤器上的两个扇形孔,均匀下落在炉内,平均每转可以在炉内加煤150~200mm厚。
搅拌器是一个壳体结构,由锥体和双桨叶组成,壳体内通软化水循环冷却。
搅拌器深入到煤层里的位置与煤的结焦性有关,煤一般在400~500℃结焦,桨叶要深入煤层约l.3m。
③炉算炉箅分四层,相互叠合固定在底座上,顶盖呈锥体。
材质选用耐热的铬钢铸造,并在其表面加焊灰筋。
炉箅上安装刮刀,刮刀的数量取决于下灰量。
灰分低,装1~2把;对于灰分较高的煤可装3~4把。
炉箅各层上开有气孔,气化剂由此进入煤层中均匀分布。
各层开孔数不太一样,例如某厂使用的炉算开孔数从上至下为:第一层6个、第二层16个、第三层16个、第四层28个。
炉箅的转动采用液压传动装置,也有用电动机传动机构来驱动,液压传动机构有调速方便、结构简单、工作平稳等优点。
鲁奇气化炉设备的构造

支撑炉篦的是圆盘的止推盘(止推轴承),其接触面为平板。 下止推盘与底板采用两个键固定,上止推盘 与大齿轮连接采用 键和螺栓固定。止推盘接触面高温极压润滑脂(铁霸红涂抹)。 止推轴承选用材料为铸钢Gx165CrMoV12,经机械加工后淬火处 理,其硬度达Rc=50~70.
15~20m/s.
气化炉生产的粗煤气由煤气出 口管导入喷冷器,由煤气水处 理装置来的净煤气水入口进入 喷冷器,煤气水通过文丘里洗 涤器洗涤使温度降低,冷凝气 态。
上部水平是带有水夹套的管 段,其水夹套与气化炉夹套相 通.材质为15Mo3,水平管内设 有往复运动的圆盘形刮刀,其
用于刮掉煤气出口管内积聚的
炉篦的总高度为1200mm,气化剂在各层炉篦通道进入炉内的
气量分布大致为:I——10%,II——20%,III——30%,IV—— 40%。炉篦共有五层,为便于从炉顶上孔放入炉内进行安装,除 一、二层是整体一块外,其它层均是有几块组成:第三层2块, 第四层4块,第五层4块。各块之间采用12.9级螺栓连接。各层炉 篦均固定在中心托板上,采用插入式咬合连接,中心托板上有档 块带动各层炉篦转动。
气化炉内外壳体生产期间 温度不同,热膨胀量不同,为 降低温度差应力,在内套下部 设计制造成波形膨胀节,用于 吸收热膨胀量。
正常生产期间,波形膨胀 节不但可吸收大约25~35mm
波形膨胀区
的内壳热膨胀量,而且在此还可以起到支撑灰渣的作用,这样可 使灰渣在刮刀的作用下均匀地排到灰锁中去。
浅述鲁奇炉造气

浅述鲁奇炉造气摘要:本文总结了加压气化装置的改进和管理经验。
事实表明,随着工艺的不断改进和生产管理水平的提高,鲁奇加压气化工艺用于贫瘦煤的气化是可行的。
新疆庆华集团隶属于中国庆华集团,是新疆第一个经国家核准的煤制天然气项目。
新疆庆华集团依托丰富的煤炭资源和水资源,于2009年3月落户伊犁,并以“庆华速度”建成新疆庆华煤化工循环经济工业园,该园区总占地面积达10000多亩,计划总投资278亿元,建设项目包括:年产55亿立方米煤制天然气项目、60万吨煤焦油加氢项目、合成氨项目、综合利用热电厂项目、粉煤灰制砖项目和年产200万吨粉煤灰制水泥项目。
整个煤制天然气项目建成投产后,每年需煤炭2100万吨,每年可实现销售收入160亿元,利税26亿元。
关键词: 气化炉的发展;造气系统;煤气冷却;安全防范。
目录1. 概述 .............................. 错误!未定义书签。
1.1简述............................ 错误!未定义书签。
1.2 鲁奇加压气化工艺发展前景展望 (3)2. 煤加压气化技术简述 (4)2.1 煤加压气化的主要技术优势在于 (4)2.2 气化炉的优化操作 (5)2.3 气化炉的事故处理 (5)3. 造气系统 (6)3.1加压气化原理 (6)3.2造气车间的主要设备 (9)3.3主要工艺控制参数 (9)3.4主要任务及设备 (9)4. 煤气冷却工段 (14)4.1 主要任务与设备 (14)4.2 工艺原理 (14)4.3工艺流程简述 (14)4.4主要任务及设备 (15)5. 危险因素分析 (17)5.1 人员自身方面 (17)5.2、操作环境方面 (18)6. 总结 .............................. 错误!未定义书签。
1.概述1.1简述我国石油和化学工业在快速发展的同时,正面临着资源、能源和环境等多重压力”。
由于我国石油和天然气短缺,煤炭相对丰富的资源特征,加之国际油价的持续高位运行状态,煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。
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浅述鲁奇炉造气摘要:本文总结了加压气化装置的改进和管理经验。
事实表明,随着工艺的不断改进和生产管理水平的提高,鲁奇加压气化工艺用于贫瘦煤的气化是可行的。
新疆庆华集团隶属于中国庆华集团,是新疆第一个经国家核准的煤制天然气项目。
新疆庆华集团依托丰富的煤炭资源和水资源,于2009年3月落户伊犁,并以“庆华速度”建成新疆庆华煤化工循环经济工业园,该园区总占地面积达10000多亩,计划总投资278亿元,建设项目包括:年产55亿立方米煤制天然气项目、60万吨煤焦油加氢项目、合成氨项目、综合利用热电厂项目、粉煤灰制砖项目和年产200万吨粉煤灰制水泥项目。
整个煤制天然气项目建成投产后,每年需煤炭2100万吨,每年可实现销售收入160亿元,利税26亿元。
关键词: 气化炉的发展;造气系统;煤气冷却;安全防范。
目录1. 概述 .............................. 错误!未定义书签。
1.1简述............................ 错误!未定义书签。
1.2 鲁奇加压气化工艺发展前景展望 (3)2. 煤加压气化技术简述 (4)2.1 煤加压气化的主要技术优势在于 (4)2.2 气化炉的优化操作 (5)2.3 气化炉的事故处理 (5)3. 造气系统 (6)3.1加压气化原理 (6)3.2造气车间的主要设备 (9)3.3主要工艺控制参数 (9)3.4主要任务及设备 (9)4. 煤气冷却工段 (14)4.1 主要任务与设备 (14)4.2 工艺原理 (14)4.3工艺流程简述 (14)4.4主要任务及设备 (15)5. 危险因素分析 (17)5.1 人员自身方面 (17)5.2、操作环境方面 (18)6. 总结 .............................. 错误!未定义书签。
1.概述1.1简述我国石油和化学工业在快速发展的同时,正面临着资源、能源和环境等多重压力”。
由于我国石油和天然气短缺,煤炭相对丰富的资源特征,加之国际油价的持续高位运行状态,煤炭在我国的能源和化工的未来发展中所处的地位会变得越来越重要。
目前,煤炭在我国的能源消费比重不断加大,用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右,其余主要是作为化工原料及民用生活。
随着煤化工技术的不断发展,煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。
传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益,即通常所说的“三高一低”。
随着科技的不断进步,新型的煤气化技术得到了快速的发展,煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。
煤化工目前采用的方法主要有三个途径:煤的焦化、煤的气化、煤的液化。
由于最终产品的不同,三种途径均有存在的市场。
煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气,煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气,煤液化后可直接得到液体燃料。
煤焦化产业相对比较成熟,煤液化存在直接液化和间接液化两种方法,技术的成熟程度和投资等原因,制约了产业化和规模化的进一步发展。
随着煤气化技术的不断成熟,特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化,煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。
煤气化所产生的合成气,成为氮肥(主要是尿素)、甲醇、二甲醚、醋酸等过去主要依赖石油化工产品的主要原料,该技术途径也成为国内目前煤化工所上的主要项目。
煤气化除了投资比较小的常压固定床以外,粉煤加压气化(以壳牌和GSP为主要代表)、水煤浆加压气化(以德士古为主要代表)成为众多厂家引进国外节能环保的主要首选技术。
1.2 鲁奇加压气化工艺发展前景展望对于鲁奇加压气化工艺今后的发展,我们认为应在以下几方面予以重视:①重视原料煤制备,确保气化用煤质量;②进一步改进气化炉排灰系统,实现长周期运行;③改进布煤器和搅拌器的结构和材质,延长使用寿命;④适当扩大配套空分装置能力,气化炉氧耗高时不至于影响煤气产量;⑤加强煤焦油等付产品的综合利用。
鲁奇加压气化技术在我国已得到了较好的发展,目前有两套煤制氨装置,三套城市煤气装置。
原料煤由褐煤扩大到贫瘦煤和长烟煤,对优质煤和高灰份的劣质煤都有很好的适应性。
我们相信鲁奇加压气化工艺将在我国的煤化工行业获得更广泛的应用。
2.煤加压气化技术简述2.1煤加压气化的主要优势气化效率高,碳转化率可高达98~99%,煤气中CO+H2(即有效气体成分)可达80%~90%。
气化压力高,水煤浆加压气化炉压力可达8.5MPa,粉煤加压气化炉压力可达4MPa,有利于实现装置的大型化,与其他先进技术联合使用,可以省去合成气的压缩机,降低能耗。
气化温度高,水煤浆加压气化炉温度可达1200~1500℃,粉煤加压气化炉温度可达1300~1700℃,GSP技术据说最高可达1900℃或以上。
气化温度高,煤中的有机物质分解气化彻底,降低污染,同时扩大了煤种的适应范围。
目前,我国普遍采用的煤加压气化技术是水煤浆加压气化和粉煤加压气化,二者各有特点,主要有:1.气化压力:由于原料进料方式的不同,一般情况下,粉煤加压气化的压力没有水煤浆加压气化的压力高。
2.气化温度:由于炉内向火面的结构不同,水煤浆气化炉由于使用耐火砖形式,气化温度相对不能太高,这在一定程度上限制了煤种的适用范围。
3.水煤浆气化由于要将原料制成煤浆,因此要求原料煤具有稳定的成浆性能,当然,由于气化温度的限制,煤的灰熔点也不能太高。
4.粉煤气化由于是干粉供应,因此对原料煤的水分有一定的要求,而壳牌粉煤气化使用的废热锅炉冷却合成气,用于制氢和制合成氨时,在一氧化碳变换系统中,还要重新加入蒸汽,部分抵消了气化过程中的优势。
5.水煤浆由于需要将液体原料(含高浓度的固体煤粉)通过工艺烧嘴进行雾化,工作条件非常恶劣,因此,烧嘴的连续使用寿命制约了整个气化炉的连续运行周期。
6.为了追求较高的气化效率(有效气体成份),壳牌粉煤气化中需要用废热锅炉和过滤器,同时要用到循环气对气化炉出口合成气进行激冷,流程相对复杂,投资较大;因此,在选择工艺路线时,要考虑投资、煤种、效益等多方面因素,任何一种工艺技术,都不是十全十美的,均存在需要改进的地方。
北京达立科科技有限公司、清华大学、山西丰喜肥业集团共同开发的水煤浆分级气化技术(也称之为“非熔渣-熔渣”煤气化技术),就是对传统水煤浆加压气化技术的一次有效改进,取得了很好的效果(详细论述见下文),该技术于2007年12月6日通过了中石化协会组织的专家鉴定。
本文作者全程参与了该项目的开发过程,从方案选取、专利申请、气化炉型结构确定、工艺烧嘴的设计及配置、二次补氧烧嘴的设计、配置等方面均提供了建议,并得到了有效实施。
同时为该工艺技术配套提供了专用的工艺烧嘴和二次补氧烧嘴,为该工艺技术的工业实施做出了重要的贡献。
2.2 气化炉的优化操作气化炉的运行有以下主要控制指标:①灰锁温度;②气化炉出口温度;③煤气成份; ④ H2O/O2的调整。
灰锁温度间接反映火层的高度,温度升高说明火层偏低,灰层薄容易烧坏篦子;该温度偏低说明火层高,气化反应时间缩短,煤气质量和产气量都会下降,应加快排灰速度。
气化炉出口温度同样为火层高度的间接反映,该温度升高证明火层偏上,容易烧坏搅拌器,必须降负荷生产。
通过上下两个温度的控制,可以有效地控制火层,建立良好的工况。
如果两个温度发生异常,出现“双高”,且灰中有残碳存在,说明火层偏烧,局部反应状况不好。
此时,观察夹套耗水量,判断是否漏水,另一方面如果较长时间处于低负荷运行,应将气化炉负荷提到60%以上,低负荷下容易引起炉篦布气不均匀。
提高气化炉负荷的另一原因是高负荷下可以减弱漏水产生的影响。
气化炉出口组份反映气化反应的状况,在气化炉上下温度和H2O/O2一定时,煤气组份是相对稳定的。
如果CO2升高,反映气化反应不好,可能由以下原因造成:①火层高,②干馏层结焦的干扰,③炉内漏水,④火层偏烧等。
H2O/O2的调整是重要的操作之一,主要依照灰的结渣情况和煤气成分进行调节。
固态排渣要求有适度的结渣,灰细灰粗都会造成炉篦子不下灰,H2O/O2的调整首先要满足排灰的要求。
煤气中的CO2含量反映了反应状况好坏,正常情况下CO2升高,说明H2O/O2偏高,CO2偏低说明H2O/O2低,反应温度高,容易发生结渣。
如果炉内有漏水现象存在,要防止发生H2O/O2调整偏低的现象。
因为漏水干扰气化反应,引起煤气中CO2升高,按正常情况调整H2O/O2势必会发生偏低的现象,严重时造成炉内大量结渣。
2.3气化炉的事故处理气化炉操作不正常时,应首先考虑气化炉的安全。
煤气中的CO2和氧含量是重要的安全指标,CO2≥40 %、O2>0.4 %,应作气化炉停炉处理。
气化炉发生以下故障,应考虑停车:①加煤系统故障,炉内严重缺煤;此时极容易烧透,氧气一旦穿入煤气中就会发生过氧爆炸。
②长时间不能排灰,火层严重上移,气化炉出口温度超标;③炉内严重漏水,夹套耗水明显增大,煤气中CO2明显偏高;④搅拌器长时间停转,干馏层对气化反应产生明显的影响。
3.造气系统3.1加压气化原理3.1.1物理化学基础原料煤气3.1.2煤气化化学反应压力下煤的气化在高温下受氧、水蒸汽、二氧化碳的作用,各种反应如下:碳与氧的反应:⑴ C+O2=CO2 +408.8MJ⑵ 2C+O2=2CO +246.4MJ⑶ CO2+C=2CO -162.4MJ⑷ 2CO+O2=2CO2 +570.24MJ碳与水蒸汽的反应:⑸ C+H2O=CO+H2 -118.8MJ⑹ C+2H2O=CO2+2H2 -75.2MJ⑺ CO+H2O=CO2+H2 +42.9MJ甲烷生成反应:⑻ C+2H2=CH4 +87.38MJ⑼ CO+3H2=CH4+H2O +206.2MJ(10)2CO+2H2=CH4+CO2 +274.4MJ3.2加压气化工艺流程工艺流程图如下工艺流程(1)(2)工艺流程简述:碎煤加压气化装置由气化炉及加煤煤锁和排灰灰锁组成,煤锁和灰锁均直接与气化炉相联接。
装置运行时,煤经由自动操作的煤锁加入气化炉,入炉煤从煤斗通过溜槽由液压系统控制充入煤锁中。
煤斗的容量可供四小时用,它装有料位测量装置。
装满煤之后,对煤锁进行充压,从常压充至气化炉的操作压力。
在向气化炉加完煤之后,煤锁再卸压至常压,以便开始下一个加煤循环过程。
这一过程实施既可用自动控制,也可使用手动操作。
用来自煤气冷却装置的粗煤气和来自气化炉粗煤气使煤锁分两步充压;煤锁卸压的煤气收集于煤锁气气柜,并由煤锁气鼓风机送往燃料气管网。
减压后,留在煤锁中的少部分煤气,用气化剂—蒸汽、氧气混合物,经安装在气化炉下部的旋转炉蓖喷入,在燃烧区燃烧一部分煤,为吸热的气化反应提供所需的热。
在气化炉的上段,刚加进来的煤向下移动,与向上流动的气流逆流接触。
在此过程中,煤经过干燥、干馏和气化后,只有灰残留下来,灰由气化炉中经旋转炉蓖排入灰锁,再经灰斗排至水力排渣系统。