(选学)分析固定床气化技术
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煤炭气化生产技术
1.UGI炉结构
炉子为直立圆筒形结构。 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。
上锥体
水夹套 炉篦传动装置 出灰机械
设备结构简单，易于操作， 不需用氧气作气化剂，热 效率较高，但是生产强度 低，对煤种要求比较严格， 采用间歇操作工艺管道比 较复杂。
由炉底吹入空气，把残留在炉上部及 管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收， 以免随吹风气逸出而损失。
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煤炭气化生产技术
• 3－4分钟循环各阶段时间分配表：
序 号
阶段名称
3min循环,（S） 4min循环, （S）
1
吹风阶段
40～50
60～80
2
3 4
蒸气吹净阶段 2
上吹制气阶段 45～60 下吹制气阶段 50～55
2
60～70 70～90
5
二次上吹阶段 18～20
18～20
11
煤炭气化生产技术
吹风阶段
蒸气吹净阶段
一次上吹制气阶段
下吹制气阶段
二次上吹制气阶段
空气吹净阶段
12 其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换，生产效率低
煤炭气化生产技术
软水 蒸汽总阀 上吹蒸汽阀
蒸汽 下吹蒸汽阀 集汽包 上水
集汽包
水 煤 气 发 生 炉
燃 烧 室
废 热 锅 炉
烟 囱 上 行 煤 气 阀 烟囱阀
蒸汽缓冲罐 空气鼓风机
吹风空气阀
洗 气 箱
洗 涤 塔
下行煤气阀 气柜 煤气去净化
气柜水封 图5--27 水煤气站流程
气柜水封
13
煤炭气化生产技术
三、鲁奇Lurgi炉
14
煤炭气化生产技术
鲁奇炉因德国鲁奇公司而得名。 鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代 由联邦德国鲁奇公司开发的，属第一代 煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世 界上建厂数量最多的煤气化技术。主要 用于生产城市煤气和合成原料气。
15
煤炭气化生产技术
鲁奇炉的技术特点有以下几个方面：
①鲁奇碎煤气化技术系固定床气化，固态排渣， 适宜弱粘结性碎煤（5~50mm）。 ②生产能力大。生产能力持续增长，主要是靠操 Lurgi炉对煤种和煤质要求较高，只 作的不断改进。 能使用弱黏结烟煤和褐煤，灰熔点（氧化 气氛）大于1500℃.对强黏结性、热稳定性 ③气化炉结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、 差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用。 炉篦等转动设备，制造和维修费用大。 ④入炉煤必须是块煤，原料来源受一定限制。 ⑤出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净 化工艺复杂、流程长、设备多，炉渣含碳5%左右。 16
⑤ 二 次 上 吹 阶 段
⑥ 空 气 吹 净 阶 段
7
煤炭气化生产技术
①吹风阶段
吹入空气，使部分燃料燃烧，将热能积 蓄在料层中，废气经回收热量后排入大气；
②蒸气吹净阶段
炉底吹入蒸气，把炉上部及管道中残存 的吹风废气排出，避免影响水煤气的质量；
8
煤炭气化生产技术
③一次上吹制气阶段
炉底吹入蒸气，利用床内蓄积的能量 制取水煤气，煤气送气柜；
煤炭气化生产技术
二、固定床间歇气化炉（UGI）
固定床间歇式气化炉（UGI）, 以块状无烟煤或焦炭为原料，以 空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。 该技术是30年代开发成功的，投资少，容易操作，目前已属落 后的技术，其气化率低、原料单一、能耗高，间歇制气过程中， 大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3，放空 气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤气冷 却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，造成环境污染。 我国中小化肥厂有900余家，多数厂仍采用该技术生产合成原料 气。随着能源政策和环境的要来越来越高，不久的将来，会逐 步为新的煤气化技术所取代。
1.鲁奇三代Mar:型号为Mark-IV;
其内径为Ф3.8m;
外径Ф4.128m;
炉体高为12.5m;
操作压力为3.05Mpa;
17
煤炭气化生产技术
筒体双层筒体结构的反应器; 搅拌与布煤器 煤锁 气化不黏结煤时炉内不设搅 其中充满锅炉水 间歇加煤的压力容器 ; (常压 拌器夹套蒸汽的分离利用夹套 ; 煤仓中的原料煤加入高压的气 搅拌器与布煤器通过空心轴 上部空间进行分离。 化炉内 ) 联接;桨叶及空心轴采用锅炉水 冷却 . 灰锁膨胀冷凝器 宝塔形炉篦 在灰锁泄压时将含有灰尘 ①将气化剂均匀地分布在气化 的灰锁蒸汽大部分冷凝、洗涤 灰锁 炉内； 下来： 炉篦排出的灰渣（通过升、 ②排灰，破碎大块灰渣； ⑴使泄压气量大幅度减少； 降压间歇操作）排出炉外； ③使燃料床移动，稳定炉内工 ⑵保护了泄压阀门不被含有 18 况。 的一部分灰尘的气体堵塞；
④下吹制气阶段
上吹制气后，床层下部温度降低，气化 层上移，为了充分利用料层上部的蓄热，用 蒸气由炉上方往下吹（使气化过程在一个稳 定，温度均匀的区域进行），制取水煤气， 煤气送气柜；
9
煤炭气化生产技术
⑤二次上吹制气阶段
下吹制气后炉底部残留下水煤 气，为安全起见，先吹入水蒸气， 所得煤气仍送贮气柜； ⑥空气吹净阶段
煤炭气化生产技术
3.1分析固定床气化技术
教师：刘春颖
1
煤炭气化生产技术
一、固定床气化简介 二、固定床间歇气化炉（UGI） 三、鲁奇Lurgi炉
2
煤炭气化生产技术
一、固定床气化简介
固定床气化也称移动床气化。 固定床一般以块煤为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底 加入。 固定床气化的特性是简单、可靠。同时由于气化剂于煤逆流 接触，气化过程进行得比较完全，且使热量得到合理利用，因而具 有较高的热效率。 固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇 Lurgi）2种。 前者用于生产合成气时一定要采用白煤（无烟煤）为原料， 以降低合成气中CH4含量，国内有数千台这类气化炉，弊端颇多； 后者国内有20多台炉子，多用于生产城市煤气，该技术所含煤气初 3 步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。
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2.UGI炉间歇制气过程
煤炭气化生产技术
采用交替用空气和水蒸 气为气化剂的间歇气化法。 两大阶段： 一、吹空阶段（蓄热阶段） 二、吹蒸阶段（制气阶段）
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煤炭气化生产技术
两大阶段细分为六个实际生产阶段：
蓄热--制气
① 吹 风 阶 段
② 水 蒸 气 吹 净 阶 段
③ 一 次 上 吹 阶 段。
④ 下 吹 制 气 阶 段
煤炭气化生产技术
1.UGI炉结构
炉子为直立圆筒形结构。 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。
上锥体
水夹套 炉篦传动装置 出灰机械
设备结构简单，易于操作， 不需用氧气作气化剂，热 效率较高，但是生产强度 低，对煤种要求比较严格， 采用间歇操作工艺管道比 较复杂。
由炉底吹入空气，把残留在炉上部及 管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收， 以免随吹风气逸出而损失。
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煤炭气化生产技术
• 3－4分钟循环各阶段时间分配表：
序 号
阶段名称
3min循环,（S） 4min循环, （S）
1
吹风阶段
40～50
60～80
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3 4
蒸气吹净阶段 2
上吹制气阶段 45～60 下吹制气阶段 50～55
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60～70 70～90
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二次上吹阶段 18～20
18～20
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煤炭气化生产技术
吹风阶段
蒸气吹净阶段
一次上吹制气阶段
下吹制气阶段
二次上吹制气阶段
空气吹净阶段
12 其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换，生产效率低
煤炭气化生产技术
软水 蒸汽总阀 上吹蒸汽阀
蒸汽 下吹蒸汽阀 集汽包 上水
集汽包
水 煤 气 发 生 炉
燃 烧 室
废 热 锅 炉
烟 囱 上 行 煤 气 阀 烟囱阀
蒸汽缓冲罐 空气鼓风机
吹风空气阀
洗 气 箱
洗 涤 塔
下行煤气阀 气柜 煤气去净化
气柜水封 图5--27 水煤气站流程
气柜水封
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煤炭气化生产技术
三、鲁奇Lurgi炉
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煤炭气化生产技术
鲁奇炉因德国鲁奇公司而得名。 鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代 由联邦德国鲁奇公司开发的，属第一代 煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世 界上建厂数量最多的煤气化技术。主要 用于生产城市煤气和合成原料气。
15
煤炭气化生产技术
鲁奇炉的技术特点有以下几个方面：
①鲁奇碎煤气化技术系固定床气化，固态排渣， 适宜弱粘结性碎煤（5~50mm）。 ②生产能力大。生产能力持续增长，主要是靠操 Lurgi炉对煤种和煤质要求较高，只 作的不断改进。 能使用弱黏结烟煤和褐煤，灰熔点（氧化 气氛）大于1500℃.对强黏结性、热稳定性 ③气化炉结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、 差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用。 炉篦等转动设备，制造和维修费用大。 ④入炉煤必须是块煤，原料来源受一定限制。 ⑤出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净 化工艺复杂、流程长、设备多，炉渣含碳5%左右。 16
⑤ 二 次 上 吹 阶 段
⑥ 空 气 吹 净 阶 段
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煤炭气化生产技术
①吹风阶段
吹入空气，使部分燃料燃烧，将热能积 蓄在料层中，废气经回收热量后排入大气；
②蒸气吹净阶段
炉底吹入蒸气，把炉上部及管道中残存 的吹风废气排出，避免影响水煤气的质量；
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煤炭气化生产技术
③一次上吹制气阶段
炉底吹入蒸气，利用床内蓄积的能量 制取水煤气，煤气送气柜；
煤炭气化生产技术
二、固定床间歇气化炉（UGI）
固定床间歇式气化炉（UGI）, 以块状无烟煤或焦炭为原料，以 空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。 该技术是30年代开发成功的，投资少，容易操作，目前已属落 后的技术，其气化率低、原料单一、能耗高，间歇制气过程中， 大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3，放空 气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤气冷 却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，造成环境污染。 我国中小化肥厂有900余家，多数厂仍采用该技术生产合成原料 气。随着能源政策和环境的要来越来越高，不久的将来，会逐 步为新的煤气化技术所取代。
1.鲁奇三代Mar:型号为Mark-IV;
其内径为Ф3.8m;
外径Ф4.128m;
炉体高为12.5m;
操作压力为3.05Mpa;
17
煤炭气化生产技术
筒体双层筒体结构的反应器; 搅拌与布煤器 煤锁 气化不黏结煤时炉内不设搅 其中充满锅炉水 间歇加煤的压力容器 ; (常压 拌器夹套蒸汽的分离利用夹套 ; 煤仓中的原料煤加入高压的气 搅拌器与布煤器通过空心轴 上部空间进行分离。 化炉内 ) 联接;桨叶及空心轴采用锅炉水 冷却 . 灰锁膨胀冷凝器 宝塔形炉篦 在灰锁泄压时将含有灰尘 ①将气化剂均匀地分布在气化 的灰锁蒸汽大部分冷凝、洗涤 灰锁 炉内； 下来： 炉篦排出的灰渣（通过升、 ②排灰，破碎大块灰渣； ⑴使泄压气量大幅度减少； 降压间歇操作）排出炉外； ③使燃料床移动，稳定炉内工 ⑵保护了泄压阀门不被含有 18 况。 的一部分灰尘的气体堵塞；
④下吹制气阶段
上吹制气后，床层下部温度降低，气化 层上移，为了充分利用料层上部的蓄热，用 蒸气由炉上方往下吹（使气化过程在一个稳 定，温度均匀的区域进行），制取水煤气， 煤气送气柜；
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煤炭气化生产技术
⑤二次上吹制气阶段
下吹制气后炉底部残留下水煤 气，为安全起见，先吹入水蒸气， 所得煤气仍送贮气柜； ⑥空气吹净阶段
煤炭气化生产技术
3.1分析固定床气化技术
教师：刘春颖
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煤炭气化生产技术
一、固定床气化简介 二、固定床间歇气化炉（UGI） 三、鲁奇Lurgi炉
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煤炭气化生产技术
一、固定床气化简介
固定床气化也称移动床气化。 固定床一般以块煤为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底 加入。 固定床气化的特性是简单、可靠。同时由于气化剂于煤逆流 接触，气化过程进行得比较完全，且使热量得到合理利用，因而具 有较高的热效率。 固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇 Lurgi）2种。 前者用于生产合成气时一定要采用白煤（无烟煤）为原料， 以降低合成气中CH4含量，国内有数千台这类气化炉，弊端颇多； 后者国内有20多台炉子，多用于生产城市煤气，该技术所含煤气初 3 步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。
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2.UGI炉间歇制气过程
煤炭气化生产技术
采用交替用空气和水蒸 气为气化剂的间歇气化法。 两大阶段： 一、吹空阶段（蓄热阶段） 二、吹蒸阶段（制气阶段）
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煤炭气化生产技术
两大阶段细分为六个实际生产阶段：
蓄热--制气
① 吹 风 阶 段
② 水 蒸 气 吹 净 阶 段
③ 一 次 上 吹 阶 段。
④ 下 吹 制 气 阶 段