固定床加压气化

灰锁：6 m3 的压力容器，和煤锁一样，采 用液压操作系统，以驱动底部和顶部锥形 阀和充、卸压阀。可以自动、半自动和手 动操作。该循环如下： a.连续转动的炉篦将灰排出气化炉，通过 顶部锥形阀进入灰锁。底部锥形阀关闭， 压力同气化炉 b.停止炉篦转动，灰锁顶部锥形阀关闭， 再重新启动炉篦。 c.灰锁降压到大气压后，打开底部锥形阀， 灰从灰锁进入灰斗 d.关闭底部锥形阀，用过热蒸汽对灰锁充 压，新循环开始。
煤斗为常温常压设备，容量为100M3,可储存气化炉四 小时的低负荷用煤量。
灰斗
灰斗是位于灰锁下部与灰锁相接的盛灰、排 灰容器，其为常压容器，直径为φ 3000mm，设计温 度为200℃.
灰斗与灰锁是靠一个由填料函密封的伸缩节（套 筒）联在一起的，次伸缩节便于拆卸，给检修灰锁 下阀提供了方便，另其还可吸收气化炉向下的热膨 胀量。
冷圈
煤分布器
搅拌 器
b)炉箅
设置其作用是： （1）均匀分布气化剂； （2）破碎大块灰渣，排灰 ； （3）支撑床层，使燃料床移动，稳定炉内工况。
※炉箅设在气化炉底部，是气化炉的关键部件，



Mark-III型气化炉采用塔形炉箅，分四层布气，气 化剂由炉底进入炉箅中心管，然后由各层布气孔出去 ，通过炉箅各层间隙分布进入气化炉内，达到沿气化 炉横断面均匀布气的效果。 宝塔形炉箅一般由 四层依次重叠成梯锥 状的炉箅块及顶部风 帽组成，共五层炉箅 炉箅的总高度为 1200mm,气化剂经各 层炉箅通道进入炉 内的气量分布大致 为：I层～10%，II 层～20%，III层～ 30%，IV层～40%。
C、煤中灰分及灰熔点对气化过程影响 •灰分含量对气化反应影响不大。鲁奇炉可气化灰 分达50%的煤 •灰熔点越高越好 但灰分增加，热损失高， 原因： 各项消耗指标增加，一般 灰熔点低，氧化层形成灰结渣，导致床层透气性 加压气化用煤灰分在19%以 差，气化剂分布不均。 下较经济。 灰结渣包裹未反应的碳，灰渣中含碳量增加，燃 料损失增加。 为维持氧化层反应温度低于灰熔点，增加了水蒸 气的消耗。 d、其它因素 煤的黏结性：越弱越好 煤的机械强度：加压气化要求强度高
灰锁膨胀冷却器：灰锁膨胀冷却器是第三代鲁奇炉 所专用的附属设备。
它的作用是在灰 锁泄压 时将含有灰尘的灰锁蒸汽 大部分冷凝，洗涤下来。 一方面使泄压气量大幅 度减少 另一方面保护了泄压阀 门不被含有灰尘的灰锁蒸 汽冲刷磨损，从而延长阀 门的使用寿命，提高气化 炉的运转率。
喷淋洗涤冷却器： 喷淋洗涤冷却器（简称喷冷器）与气化炉粗煤气 出口管垂直相连。 作用是对气化炉出来的高温粗煤气进行洗涤冷却， 使粗煤气温度由400～500℃降至204 ℃，并且除去焦 油和煤尘。
煤锁 煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的容器。其上下为圆锥 形封头，中间为圆筒形。 煤锁包括两部分：一部 分是连接煤仓与煤锁的 煤溜槽，它由控制加煤 的阀门——溜槽阀及煤 锁上锥阀组成—将煤加 入煤锁； 另一部分是煤锁及煤锁 下阀，它将煤锁中的煤 加入气化炉内。
பைடு நூலகம்
圆筒型溜槽阀，这种溜槽阀为一圆筒，两侧孔正好对准溜煤通道，煤就会 煤锁上、下为园锥型封头，中间为园筒形，分为煤 通过上阀上部的圆筒流入煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个圆筒，它的 锁上阀，煤锁下阀，煤锁圆筒阀 直径比溜槽阀的圆筒小，两侧也开有溜煤孔。当上阀向下打开时，圆筒以 外的煤锁空间流不到煤，当上阀提起关闭时，圆筒内的煤流入煤锁。
30mm
这种内、外筒结构的 气化炉内外壳体生产期间温度 目的在于尽管炉内各 不同，热膨胀量不同，为降低 层的温度不一，但内 温度差应力，在内套下部设计 筒体由于有锅炉水的 冷却，基本保持在锅 制造成波形膨胀节，用于吸收 热膨胀量。 炉水在该操作压力下 的蒸发温度，不会因 过热而损坏。（b）外置汽包 （a）内置汽包
鲁奇加压气化原理： 1、化学反应
C+O2→CO2 +Q 2C+O2→2CO +Q C+CO2→2CO –Q 2CO+O2 →2CO2 +Q C+H2O→CO+H2 -Q C+2H2O→CO2+2H2 -Q CO+H2O→CO2+H2 +Q C+2H2→CH4 +Q CO+3H2 →CH4+H2O +Q 2CO+2H2→CH4+CO2 +Q CO2+4H2→CH4+2H2O +Q 2C+2H2O→CO2+CH4 -Q
保证煤锁不会加煤过满，从而避免了仪表失误造成 的煤锁过满而停炉。
灰锁 灰锁是用来将炉箅刮下的灰间歇排出炉外的灰容 器，其上部是气化炉体，下部与灰斗相连。由灰锁上 阀，灰锁下阀，灰锁膨胀冷凝器构成
中间为圆柱形筒体， 上部为凸形封头，下部为 锥形封头。设计压力为 3.6MPa，设计温度为470℃ ，操作压力为3.0MPa。 由于灰锁内壁接触物料 为灰渣，具有高温腐蚀性 ，为延长其使用寿命，在 灰锁内增置有耐磨护板。
固定床加压气化
鲁奇加压气化炉

是自热式、逆流移动床、固态排渣的生产工艺，气 化过程所需要的热量靠煤的部分燃烧来供给。

气化炉是双层壁压力容器，夹套由中压锅炉水保持 液位，操作期间，热量传递到夹套，在此产生略高于气 化炉操作压力下的饱和蒸汽，此蒸汽返回作气化剂，从 而减少了外供的过热蒸汽供给量。
煤进入气化炉后首先受热干燥脱去水分，依次经过 干馏干燥层、气化层、燃烧层，产生以CO2、CO、H2、 CH4为主要成份的粗煤气。
4、流程简图
5、气化炉的开车过程： 原始开车的界定： 原始开车指气化炉的首次开车或气化炉的大修 （包括煤灰锁的单独检修）后的开车。
※基本步骤： 1、加煤：开车时一般是满料操作； 2、蒸汽升温：用中压蒸汽升温3.0小时； 3、空气运行：煤加热至燃点后用空气点火，运行6.0小时，以培 养床层； 4、切换氧气：此阶段将空气切换为氧气，气化剂为蒸汽和氧气。 控制6.8～7.0kg/m3的汽氧比。 5、提压并网。
炉箅
1#
稳压室
2# 3# 4#
导流结构
气化剂 入口
炉箅的传动采 用液压电动机 （采用变频电 动机）传动。
c）煤斗与灰斗， 煤锁与灰锁
煤斗
煤斗是安装在气化炉顶部的原料煤储仓，煤经筛分 处理后，块煤由皮带输送进入煤斗，然后再从煤斗经煤 溜槽间歇地加入煤锁。在煤斗与煤溜槽之间设有一软性 连接节，用于吸收气化炉向上的膨胀量。
第三代MARKIII (大唐采用的炉型） （直径3.8m;单炉产气量 35000-50000 Nm3/h） 改进了煤分布器和破粘 装置 双层夹套外壳 改进多层炉箅，塔型炉 箅进气量大、均匀 改进了传动机构和控制 系统

第四代MARKⅣ （直径5m;单炉产气 量75000 Nm3/h ） 去掉炉箅改为喷嘴 增加内衬里，液态 排渣

1、气化炉——鲁奇炉 1）鲁奇炉发展概况



第一代MARK I直径2.6m;单 炉产气量 5000～8000 Nm3/h 1939年建成投产 内衬 边置灰锁 气化剂中空主轴进入 密封 限制了生产强度的提高 平型炉箅



第二代MARK II（2.6－ 3.7m，产气量3200045000 Nm3/h） 搅拌破粘装置 取消耐火衬里，设置水夹 套 气化剂由炉底侧向进入炉 箅 炉箅传动改为侧向传动 灰锁改在炉体下部正中， 下灰
1）、工艺流程
2）鲁奇第三代炉及附属装置介绍
※气化炉构成：炉体、夹套、炉箅、灰锁、煤锁、洗涤 冷却器
外筒承受高压— a）炉体 3.6MPa；内筒体 由筒体、搅拌与布煤器、炉箅组成 承受低压— 0.25MPa 筒体：
50mm
40mm
Mark-III型气 化炉是双层夹 套式圆形筒体， 筒体内径为 Ф 3.8m，外径 Ф 4.128m，炉 体高为12.5m， 气化炉操作压 力为3.05Mpa。
加压可 提高鼓 风速度
3、煤种及煤的性质对加压气化的影响 1）煤种对煤气组分和产率的影响 a、煤气组分： 加压气化法制取城市煤气时， 相同气化压力下，越年轻的煤种，气化后甲烷含 劣质的褐煤和弱黏结性烟煤 量越高，煤气的热值越高。 作为气化原料最佳 原因： •随着煤碳化度的加深，煤的挥发分减少，干馏组分在 煤气中比例减小,干馏气中甲烷含量大于气化段. •年轻煤种半焦活性高，气化层的反应温度较低，有利 于甲烷生成。 b、煤气产率 煤种中挥发分越高，煤气产率越低。 2）煤的理化性能对加压气化的影响 a、煤的粒度对加压气化影响
汽包
分 离 器
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，(在气化自由膨胀指数大于1 的煤种时要设搅拌器，以破除干馏层的焦块。)
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 从煤箱降下的煤通过转 动布煤器上的两个扇型孔， 均匀下落在炉内。 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。
•生成煤气与排出灰渣带出的显热 •煤气带出物显热及气化炉设备散失的热量
2、鲁奇加压气化炉操作工艺条件
净煤气热值 随压力提高 而增加 净煤气除去二氧化碳 等物质，同时气化压 力提高，甲烷含量增 加，气体总体积减小。
随着压力增加， 粗煤气中甲烷 和二氧化碳含 量增加，氢气 和一氧化碳含 氧气主要用来提供甲烷化所需氢气由 量减少 热量，压力增加甲水蒸气分解产生， 烷含量增加，氧耗但加压情况水蒸气 分解率降低 量减少。
•煤的粒度越小，有利于气化反应的进行； •煤粒度过小，造成气化炉床层阻力加大，煤气带出物 增加。 •煤的粒度过小，会造成气化炉加料时产生偏析现象。 一般加压气化要求入炉煤的 b、原料煤中水分对气化过程的影响 粒度最大和最小粒径比为5， 低负荷放宽到8。小于6mm和 优点：煤种含有较多水分，反应速率加快，生成煤气的 大于50mm煤均应小于5% 质量好。 缺点： 水分过高，增加干燥所需热量，增加了氧气消耗； 且干燥不充分，导致煤气质量下降; 水分过高，煤易黏结和堵塞筛分； ※标准： 褐煤最大临界水分含量为34%，其他煤种低于该数值。