三种气化炉比较

1。

Lurgi加压气化炉
Lurgi炉是一种固定床加压气化炉。

严格来说，Lurgi加压气化炉属于第一代煤气化技术，但自发明以来不断得到改进，至今在南非仍有大规模使用。

Lurgi气化工艺具有以下特点：
（1）使用粒度在5～50mm之间的粒煤；
（2）可能气化从褐煤到无烟煤的各种煤，但对原料的热稳定性、机械强度、粘结剂等性能
指标有一定要求；
（3）操作压力从2～3MPa；
（4）气化烟煤时，粗煤气中CO：15%～25%；CO2：24%～34%；H2：34%～40%；CH4：9%～13%；
（5）炉顶煤气温度250～350℃；
（6）单炉产气量30000～50000Nm3/h；
（7）冷煤气效率可达80%。

从以上工艺特点可以看出，Lurgi的煤气温度较低，煤气中CH4及焦油含量较高，粗煤气净化和焦油处理单元不可避免，由此引起的环保问题比较突出。

从煤气成份来看，Lurgi是最适合于直接还原的制气技术，只要对煤气进行脱碳处理后就可以直接供还原竖炉使用。

2 。

Texaco水煤浆气化炉
Texaco炉是美国Texaco公司在重油气化基础上开发出的煤气化技术，是目前商业业绩最多的第二代气流床气化工艺，优点是压力高，运行和操作经验丰富，气化温度高，煤气有效成
分高，主要技术特点如下：
（1）进料采用75%以上-200目煤粉制成的水煤浆，煤浆中煤粉质量分数为65～70%。

理论上Texaco可用于各种煤的气化，但经验表明最适宜的煤种应是灰熔点为1300℃左右、灰分
低于20%的煤种；
（2）气化压力从2.6～8.4MPa；
（3）碳转化率在95%以上，冷煤气效率可达到70%以上；
（4）干煤气中的（CO+H2）有效气成份在80%以上，CO约占49%，H2约占31%，CO2约占18%
（大同煤）；
（5）气化温度达到1300～1400℃，水激冷后的粗煤气温度为200～260℃。

如果采用热能回收式气化炉，粗煤气的温度换热后从1370℃降至400℃；
（6）采用单喷嘴、热壁炉的设备形式，喷嘴寿命平均在1500h，耐材寿命在1～2年，所以
必须设有备用系统；
（7）生产1000Nm3(CO+H2)有效气的氧耗在400Nm3左右，煤耗在640kg左右；
（8）单炉设计最大日处理煤量可达到2000t。

从以上特点可以看出，以生产规模而论，Texaco炉完全可以满足直接还原的需要。

用Texaco 煤气生产直接还原铁，除了要对煤气进行脱碳处理外需要对煤气中的CO进行变换以增加还
原气中的氢含量。

3。

Shell干煤粉气化炉
Shell气化工艺原名Shell-Koppers法，它是组合了Shell在高压油气化及Koppers在煤气化方面的经验开发出的第二代干煤粉气化工艺，主要技术特点如下：
（1）进料采用90%小于100μm的干煤粉；
（2）气化压力从2～4MPa；
（3）碳转化率可达98%以上，冷煤气效率可达80%以上；
（4）干煤气中的（CO+H2）有效气成份在88%以上，CO约占69%，H2约占19%，CO2约占10%
（大同煤）；
（5）气化温度达到1400～1600℃，出气化炉的高温煤气先迅速用下游经冷却后的粗煤气冷激至900℃，再经合成气冷却器回收热量并将煤气温度降至350℃左右；
（6）采用多喷嘴、水冷壁的设备形式，喷嘴使用寿命目前已超过16000h，无需更换耐材，
因此可无备炉操作；
（7）生产1000Nm3(CO+H2)有效气的氧耗在330～360Nm3左右，煤耗在600kg左右；
（8）单炉设计最大日处理煤量可达到2400t。

由于省去了煤粉制浆工序，Shell对煤种没有制浆性的要求，因此煤种适用性更广。

Shell 煤制气得到的煤气中有效气成分是三种气化工艺中最高的，理想状态下无需脱碳煤气的还原势就已接近直接还原工艺的要求，但煤气中H2/CO之比仅为0.3左右，因此进行CO变换也是必须的。

另外，与水煤浆气化相比，干煤粉气化氧耗可以减少15%，有效气成份提高6%～
8%，煤耗减少2%～4%。

4、结语
综合以上三种煤气化工艺技术特点分析，从煤气品质角度而言，Lurgi加压固定床气化炉是最适合直接还原气源选择的技术方案，但从资源限制、生产能力、消耗指标及环保等方面来看，Lurgi却是三种煤气化中技术先进性最差的一种工艺。

Texaco和Shell工艺相比，前者的优势是生产操作技术成熟，设备国产化率高，因此在投资和运行成本上具有明显优势。

但由于Shell先天具有的技术先进性，最近几年Shell工艺在全球，尤其是在中国的发展大有后来居上之势，近三年国内在建的加上投运的Shell气化炉超过15套，所以Shell炉的操作生产技术很快也会取得长足的进展，所欠缺的只是设备投资成本过高。