07鲁奇炉设备的构造解析
鲁奇式大型焙烧炉的参数分析与结构改进
精矿 含硫 量 的低 限。
床能率 由综 合 因 素 决 定 ， 大 小 取 决 于 流态 化 其
层 的操 作 气流 速度 、 鼓风 量和 流化 层 内的温 度 ， ： 即
Ⅱ＝８ ０ 操 ／Ｖ （ ＋ｐ 层） ６４ ０ 作 １ ｔ
下降 ， 反之亦 然 。 因此 ， 在设 计 中确定 床 能 率 和 日处
理量 时 ， 特别 注意精 矿含 硫量 的稳 定性 ， 宜选 择 要 不
作者简介 ： 袁富明（ ９ ９ ， ， １６ 一）男 高级工程师 ， 主要从事冶金炉窑及土 建的设计 、 工 、 施 监理工作 。
反 应愈 充分 ， 砂质 量愈 好 ； 焙 另可 使 流 化层 物 料 容量
锌精 矿流 态 化 焙 烧 炉 正 常 生 产 时 ， 化 层 是 变 流
化 的 ， 化层 高度 一般 由炉 料在 炉 内停 留 时间 、 化 液 流
速度 、 风量 ） 变 的条 件 下 ， 精 矿 中的 含硫 量 增 鼓 不 若 加， 而鼓入 空 气 量不 变 ， 脱 硫 量 不 能增 加 ， 维 持 则 为
增 加 ， 内的热 容 量增 加 ， 态 化 状 况 稳 定 ， 于操 层 流 易
作， 方便 布 置排 热 装 置 ； 是 流 化 层 过 高 ， 必 增 加 但 势 鼓 风机 压力 ， 力消耗 增 大 。而 流化 层 高 度过 低 ， 动 容
湖 南有 色金 属
第２ ６卷
易产 生气 沟 ， 常稳定 的流 态化难 以维 持 。 正 根 据锌 精 矿 焙 烧 物 料 在 流 化 层 内平 均 停 留时 间 ， 以确定 流化 层高 度 ， ： 可 即
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。
鲁奇式大型焙烧炉的参数分析与结构改进
鲁奇式大型焙烧炉的参数分析与结构改进袁富明【摘要】文章论述了鲁奇式大型沸腾炉的床能率、流化层高度、炉体直径和高度等主要参数,以及炉壳、空气分布板、砖体等结构特点.结合生产实际,提出了采用墙体喷补、炉顶整体浇注等多项改进方法.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2010(026)006【总页数】3页(P39-41)【关键词】流态化沸腾炉;床能率;床面积;鼓风量;高度;温度【作者】袁富明【作者单位】株洲冶炼集团股份有限公司,湖南,株洲,412004【正文语种】中文【中图分类】TF806.11流态化焙烧(沸腾焙烧)1944年开始于硫铁矿的焙烧,1952年引入湿法炼锌行业,1957年我国第1台沸腾炉在葫芦岛锌厂投产。
1992年第1台109 m2鲁奇式大型焙烧炉在西北冶炼厂、1996年第2台在株洲冶炼集团建成投产,以后又在云冶集团、豫光金铅、商洛冶炼厂等地建成了多台109 m2沸腾炉,经过近20年的努力,炼锌焙烧炉已实现了由小型道尔式炉向鲁奇式大型沸腾炉的成功跨越。
这种鲁奇式大型沸腾炉有两大优点:一是炉床面积大,炉内热容量大且均匀、温差小、物料与空气接触的表面积大、反应速度快、传热传质效率高;二是上部增加了扩大段,使得烟气流速和烟尘率降低,延长了烟气在炉内的停留时间,烟气中的烟尘得到充分焙烧,烟尘中的含硫量降低,提高了烟尘质量。
1.1 床能率焙烧炉床能率是衡量炉子生产能力的一个重要参数,标志着炉子处理精矿能力的大小。
床能率与精矿含硫量有直接关系,在焙烧参数(操作温度、线速度、鼓风量)不变的条件下,若精矿中的含硫量增加,而鼓入空气量不变,则脱硫量不能增加,为维持炉内的操作稳定,此时处理的精矿则要减少,床能率下降,反之亦然。
因此,在设计中确定床能率和日处理量时,要特别注意精矿含硫量的稳定性,不宜选择精矿含硫量的低限。
床能率由综合因素决定,其大小取决于流态化层的操作气流速度、鼓风量和流化层内的温度,即:式中 W操作为流化层的操作气流速度/m·s-1;V为鼓风量/m3·t-1;t层为流化层内的温度/℃。
影响鲁奇炉连续稳定运行的原因及改进措施师彦平
影响鲁奇炉连续稳定运行的原因及改进措施师彦平发布时间：2021-08-18T06:17:38.895Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：师彦平[导读] 鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉，主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置，气化剂入口和煤气出口等设备组成。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要：鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉，主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置，气化剂入口和煤气出口等设备组成。
鲁奇气化炉经过不断的技术改进，虽然在性能方面不断地提升，但是长周期稳定运行仍是研究重点.关键词：鲁奇炉；稳定运行；影响原因；改进措施引言鲁奇炉的发展最开始是在国外研究和提出，并且投入使用的，我国经过不断的引进和改进，进而投入到我国的工业和生活中。
刚开始的鲁奇炉使用的资源是通过燃烧煤块实现煤气的供应，整个燃烧的过程和燃烧的产生煤气的效率较低，会影响煤矿资源的消耗，也会影响环境的安全。
历经几十年的改进和发展，鲁奇炉的建造手法越来越精细，建设工艺越来越简便，煤气产生的效率也逐渐提高。
不仅是在我国得到了发展，在国际地位的发展中也得到了进步，为整体实力的发展奠定基础。
1煤种和煤质对鲁奇炉生产工艺的影响煤炭与纯净物不一样，它不像纯净物一样有固定的熔点，所以灰熔点的概念就出来了，灰熔点即煤灰的熔融性，它没有固定的数值，而是在一定的范围内。
当煤炭中的无机物分解，并且煤炭发生变形融化，那么就达到了其熔点。
熔点不同鲁奇炉内的温度也是不同的，所以鲁奇炉的温度要根据煤炭的灰熔点进行调节，其温度的调节是至关重要的，一般情况下温度是控制在煤灰变形和变软之间。
温度过高或者温度过低都会对鲁奇炉产生不好的影响。
如果煤炭的灰熔点高的话，就要采取降低汽氧比的措施来提高鲁奇炉内的温度，这时候如果温度超过炉所承受温度的极限，那么就会对炉内的设备有影响，甚至会损坏气化炉，鲁奇炉所能承受的最高温度一般是1300℃。
如果煤炭的灰熔点比较低，那么要采取提高汽氧比的方法来降低炉内温度，这时候如果掌控不好温度，煤炭残渣就会由于温度低而粘在炉内部。
关于鲁奇加压气化工艺的几点介绍
3）气化炉出口温度和灰锁温度同时升高时，说明炉内有沟 流、风洞现象，应降负荷，适当提高汽氧比，正反转炉篦来 均匀布气，必要时加大炉篦转速以破坏风洞。
加负荷前的确认： 检查原料煤的质量指标和供给情况； 检查蒸汽和氧气的供给情况，氧气的纯度；
润滑油系统：由油箱和齿轮泵组成。其作用是向煤锁 下阀、灰锁上下阀、炉篦轴瓦和填料供给润滑油（共十 个润滑点）。
煤锁气处理系统：泄压煤气经煤锁气洗涤器和分离器 处理后送入气柜，压缩机将气柜的煤气压缩后送入变换 冷却中间冷却器。
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2.2、 气化装置与其它车间、装置的联系（主要物料） （1）气化装置与上游工号的联系 空分车间：供给气化炉开车空气和正常运行的氧气。 热电和甲烷化车间：供给气化炉运行所需的中压蒸汽，废热锅炉 产生的低压蒸汽供全厂的伴热和采暖使用； 回收车间：向气化炉供给高压喷射煤气水和低压喷射煤气水。 备煤装置：向气化炉供给运行所需的原料煤； 除氧装置：向夹套和废锅壳侧供给锅炉水。 （2）气化装置与下游工号的联系 变换冷却装置：接受气化炉生产的粗煤气； 回收车间：接受气化炉运行中产生的含尘煤气水；
加煤单元：煤仓、煤溜槽、煤锁、煤尘旋风分离器、 煤锁引射器、粗煤气消音器；
排灰单元：灰锁、竖灰管、膨胀冷凝器 ； 洗涤冷却单元：洗涤冷却器、废热锅炉、循环洗涤 泵、 粗煤气分离器。
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开车煤气处理系统：开车煤气洗涤器、分离器、火炬、 冷火炬。
液压控制系统：由液压泵站、蓄能器、减压站和煤锁、 灰锁 就地控制柜等组成。其作用是以液压形式给煤锁、 灰锁提供动力。
炉篦整体由下部的止推盘支撑，支推盘由焊接在炉体内壳
型均是一个双层筒体结构的反应器，
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。
鲁奇炉介绍及附属设备简介
气化炉内外壳生产期间温度不同，热膨胀量不同， 为降低温度差应力，在内套下部设计制造了波形膨胀节 如图13所示，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。
2. 鲁奇第二代加压气化炉
在综合了第一 ④取消了衬砖， ①在炉内部设臵了传动 代气化炉的运行情 提高了气化炉的 的搅拌装臵和布煤器， ③入炉气 况后，鲁奇公司于 生产能力，也避 搅拌装臵有两个搅拌桨 免了由于在内衬 20化剂管与 世纪50年代推出 叶，其高度在炉内的干 ⑤灰锁设臵在炉底 传动轴分 上挂渣给生产操 了 φ2.6m，中间除 馏层，随着叶片的转动， 正中位臵，气化后 开，单独 作带来的不利影 灰的第二代气化炉， 在干馏层的煤焦受到了 产生的灰渣从炉篦 固定在炉 响； ②炉篦由单层平型改为 底侧壁上； 如图 8所示。 搅动，破坏了煤的黏结， 的周边环隙落下落 多层塔节型结构，气化
德士古气化炉（结构见图3）属于 湿法进料气流床的一种，最早引进该技 术的是山东鲁南化肥厂，1993年投产。 目前，我国已有山东鲁南、上海焦化、 ）装臵投运，有些已 具有10多年运行经验，到目前为止运行 基本良好，显示了水煤浆气化技术的先 进性。但是，德士古气化炉对煤质限制 比较严格，成浆性差和灰分较高，还存 在耐火砖成本高、寿命短和煤浆泵磨损 大、维修成本高等问题。
气流床：粉煤与气化剂（ O2 、水蒸 气）一起从喷嘴高速吹入炉内，快速 气化。特点是不副产焦油，生成气中 甲烷含量少。主要以德士古气化炉和 壳牌气化炉为代表；
二、3种先进的煤气化工艺
我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化
工艺分别是：壳牌气化炉、德士古气化炉、鲁 奇气化炉。
循环流化床锅炉结构、原理及运行演示幻灯片
蒸汽中的含盐量，保证蒸汽品质。另外装有水位计、压力表、安全阀等安全附件。
• 过热器系统及其调温装置 • 辐射和对流相结合，并配以二级喷水减温器的过热器系统。饱和蒸汽从汽包由4根
φ159×12的管子引至尾部包墙的两侧上集箱，随后下行，流经两侧过热器包墙。再由转角 集箱进入后包墙、顶包墙和前包墙（包墙管均为φ51×5），前包墙出口下集箱作为低温过 热器入口集箱，低温过热器φ38×5光管顺列布置。过热蒸汽从低温过热器出来后，经连接 管进入一级喷水减温器进行粗调，减温可以通过调节减温水量来实现。过热蒸汽经一级减 温后进入屏式过热器，屏式过热器布置在炉膛上部，采用φ42×6，12Cr1MoVG的管子， wing-wall结构形式，使屏过不会产生磨损，再经连接管交叉后引至二级喷水减温器进行细 调，最后经高温过热器加热后引入出口集箱，高温过热器采用φ38×5，12Cr1MoVG与 12Cr2MoWVTiB的管子。减温水调节范围控制在减温水设计值的50～150%
• (2)后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流加速段，下部锥体处部分
管子对称让出二只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，炉顶设有检修孔和一个加煤泥口,侧 水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有一排二次风喷口。
• (3)前、后、侧水冷壁分成四个循环回路，由汽包底部水空间引出2根φ426×28集中下降管，
• （2）布风装置 • 风室由向前弯的后水冷壁及两侧水冷壁组成，风室内浇注100mm厚的中质保温混凝土。防止点火时
鳍片超温，并降低风室内的水冷度。
• 燃烧室一次风从左右两侧风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔，布风板系水冷壁与扁钢焊制而成，
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。
鲁奇加压气化炉
一、Lurgi（鲁奇）加压气化炉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。
正在运行中的气化炉达数百台，主要用于生产城市煤气和合成原料气。
德国Lurgi加压气化炉压力2.5~4.0MPa，气化反应温度800~900℃，固态排渣，一小块煤（对入炉煤粒度要求是6mm以上，其中13mm以上占87%，6~13mm占13%）原料、蒸汽-氧连续送风制取中热值煤气。
气化床层自上而下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣等层，产品煤气经热回收和除油，含有约10%~12%的甲烷和不饱和烃，适宜作城市煤气。
粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气，但流程长，技术经济指标差，对低温焦油及含酚废水的处理难度较大，环保问题不易解决。
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。
自工业化以来，单炉生产能力持续增长。
例如，1954年在南非沙索尔建立的10台内径为3.72m的气化炉，其产气能力为1.53×104m3/(h·台)；而1966年建设的3台，产气能力为2.36×104m3/(h·台)；到1977年所建的13台气化炉，平均产气能力则达2.8×104m3/(h·台)。
这种持续增长，主要是靠操作的不断改进。
③气化炉结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、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。
至今世界上共建有107台炉子，通过扩大炉径和增设破黏装置后，提高了气化强度和煤种适应性。
煤种涉及到次烟煤、褐煤、贫煤，用途为F-T合成、天然气、城市煤气、合成氨，气化能力8000~100000m3/h，气化内径最大5.0m，装置总规模1100~11600t/d。
鲁奇炉
材料标准号
使用的零件
15CrMoR
GB6654-1996
筒体
15CrMo
GB4726-2000
锻件
管口表
符号
PN
DN
连接标准
法兰形式
密封面形式
名称或用途
备注
S1
750
内径
FM
灰进口
S2
530
内径
FM
灰出口
S3
650
M
连接膨胀冷凝器口
S4
11.0
50
HG20615-97
WN
RF
卸压口
S5
100
介质名称
锅炉给水
粗煤气、煤气水
操作总质量Kg
介质特性
中度危害（易燃）
冲水后总质量Kg
162930
外形尺寸
Φ3250/Φ2290 X19060
管子外径/壁厚/管长
Φ38/3/9000
管间距/管数/排列方式
68/476/△
主要材料表
材料牌号
材料标准号
使用的零件
材料牌号
材料标准号
使用的零件
16MnR
GB6654-1996
RF
备用口
S9
11.0
100
HG20615
WN
RF
卸压平衡口
S141-2
11.0
15
HG20615
WN
RF
注油口
S15
500
轴承箱
S17
15
泄油口
S18
11.0
100
HG20615
WN
RF
温度计口
S19
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。
鲁奇工艺和设备概述
各 种 气 化 炉 的 特 点
ly煤化工
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi 图3 温克勒气化炉
ly煤化工
1.2.3气化用煤要求： 固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%， 要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm， 机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞ 1250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。 对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%， 不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水 分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1200℃，粒度＜10mm，主要 使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi
ly煤化工
其中化工行业煤气化炉约有4000余台，以固定床气化炉为主。 多数中小化肥厂和少数大型化肥厂以煤炭为原料，通过煤气化生产 合成氨和甲醇，年耗原料煤4000万吨，合成氨产量占全国总产量的 60％以上，为我国农业生产提供了充足的化肥。 煤气化的过去、现状和未来在我国工农业生产和居民生活中， 特别是对现代煤化工和洁净煤气化技术上，占有十分重要的地位， 是实现中国经济可持续发展的主要技术手段之一。煤气化应用如下 图所示：
1.4、鲁 奇加压 气化炉 炉型及 构造
1.4.1： 炉型介绍 ：
ly煤化工
能 源 化 工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyoux号为Mark-Ⅳ,是目前世界上使用最广泛的一种炉 型。其内径为￠3.8M,外径4.128M,炉体高12.5M,炉内燃料堆放高度4.0M，炉 体容积119M3，炉体总重量169.5（其中包括内件重量40吨）吨，操作重量 250吨，夹套宽度为46mm，总容积为13M3,气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉 生产能力高，炉内设有搅伴装置，可气化除强黏结性烟煤外的大部分煤种。 为了气化有一定黏结性的煤种，在炉内上部设置了布煤器与搅拌器，它 们安装在同一空心轴上，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10-20转／小时，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15-20㎜厚，从煤锁下料口到布煤器之间的空间， 约能储存0.5小时气化炉用煤量，以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的 气化炉连续供煤。
鲁奇炉设备的构造
❖ 操作压力为3.0MPa,外壳材质为H II。
❖ （1）煤锁上阀
❖
煤锁上阀为圆盘阀，为减小其上部负荷，在其上部用一圆筒
保护，这样可使阀减少关闭阻力。阀座为球形斜面，这样可使阀
头与阀座成为线接触密封，保证密封效果。阀门的密封采用2道
密封，如下图所示，除阀头与阀座本体的硬碰硬密封外，在阀座
上开有一道环行燕尾槽，将耐热橡胶圈装入槽内，构成了软碰硬 密封接触，橡胶采用氟橡胶。耐温180～200℃.阀门密封性能的 好坏，关系到气化炉能否长周期稳定运行，而阀门又因煤锁的间
❖ 炉篦整体由下部的止推盘支撑，止推盘下盘通过有水冷的支 撑筋板固定在炉体内壳上。炉篦是通过两个对称布置的传动小齿 轮带动的。炉外两个与小齿轮联结的轴是由变速电机通过减速机 传动而带动的，整个传动装置为四级传动，总速比i=900,传动功 率为45KW扭矩为2x400000N.m,设计转速为1——12转/h。
❖ 大、小齿轮的间隙对于炉 篦长周期稳定运行是致关重
二、煤斗与灰斗， 煤锁与灰锁
要的。冷态安装时齿轮间隙 1、煤斗
为4～5mm，在操作条件下， 由于其受热膨胀，间隙将成 为1～2mm.齿轮的这一间隙 是靠固定小齿轮的偏心轴套 来调整的，转到偏心轴套使 大小齿轮间隙达标，用螺栓 将轴套固定。
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。
歇操作而关、开频繁，阀
头与发座也碰撞频繁，因
而阀门和发座的选材要求
就高。煤锁上阀座母材为 16Mo5，阀头母材为 13Mo44，为加强硬度，在 阀门的接触面上堆焊有硬
造气知识——关于鲁奇炉
造气知识——关于鲁奇炉造气讲课稿一：造气车间的主要装置：备煤系统、碎煤加压气化、煤气冷却、煤气水分离、酚胺回收等。
备煤系统一、主要任务及设备：备煤系统的任务是为14台气化炉提供合格的原料煤以及5台锅炉合格的燃料煤；其范围是从汽车卸车槽卸煤开始至造气厂房气化炉顶储煤仓及锅炉系统的煤仓上部为止。
主要包括原料煤、燃料煤的卸车、上煤、储存、粉碎、筛分及运输任务。
备煤系统主要设备有：带式输送机54台，带式称重给料机48台，叶轮给煤机4台，驰张筛2台，圆振筛2台，环锤破碎机2台等，其中B60101AB两台驰张筛由德国进口，其余全部为国内配套。
二、主要工艺控制参数（1）供煤粒度要求a.进煤粒度≤50mm，允许最大粒度≤100mm,含量≤5%。
b.锅炉供煤≤30mm。
c.造气供煤≥6mm，≤50mm。
d.造气供煤粒度小于6mm含量≤5%。
（2）供煤内在控制指标a.煤中水份含量≤12%。
b.煤中不能含有其它杂物（如木棒、铁器、扫帚、皮带等）。
c.块煤中矸石＜4%（3）锅炉每小时耗煤429吨，日耗煤9438吨。
锅炉煤仓总储煤6400吨，可供锅炉运行15个小时。
（4）造气炉每小时耗煤420吨，日耗煤10080吨。
气化炉煤仓总储煤2240吨，可供造气炉运行5个小时。
（5）1#～8#圆筒仓储原煤76000吨，1#、2#地槽储原煤3000吨，总储原煤79000吨，可供全厂运行4天。
（6）原煤单系列输煤能力1200吨/小时。
（7）造气单系列输煤能力750吨/小时。
（8）锅炉单系列输煤能力600吨/小时。
三、设备参数（四）工艺流程图造气系统一．主要任务及设备：造气系统的主要任务是向煤气冷却工号提供合格的粗煤气，经冷却工段冷却后提供给后序工段，以生产甲醇和二甲醚。
造气选用碎煤加压气化炉，其炉型为Mark-Ⅲ,是目前世界上使用最广泛的一种炉型。
其内径为￠3·8M,外径4·128M,炉体高12·5M,炉内燃料堆放高度4000毫米，炉体容积119M3，炉体总重量169.5（其中包括内件重量40吨），操作重量250吨，夹套宽度为46毫米，总容积为13M3,气化炉操作压力为3·05Mpa。
鲁奇工艺和设备概述
1.2.2煤的气化方法： 煤制取煤气的方法多种多样。以压力控制方式分类煤气化可分为常压
XINJIANGLONGYUNENGYUAN ZHUNDONGMEIHUAGONG YOUXIANZERENGONGSI
能源 化工
目录
第一部分 简介
1、公司简介及工艺流程 2、煤气化简介及应用 3、鲁奇炉概述及发展 4、鲁奇加压气化炉炉型及构造 第二部分 鲁奇加压气化炉及附属设备构造
1、炉体 2、煤锁 3、灰锁 4、膨胀冷却器 5、冷却洗涤器 第三部分 鲁奇炉在国内的应用
要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm， 机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞ 1250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。
对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%， 不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水 分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1200℃，粒度＜10mm，主要 使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
xjly能源zd煤化工项目位于xj昌吉州奇台县芨芨湖煤 化工工业园区，厂区占地面积381.5公顷，总投资 2416392.52万元，建成后，年可实现利润252313.72万元， 投资回收期（税前）为8.16年。
能源 化工
xjly能源zd煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi
气化法和加压气化法；以气化原料在气化炉内的运动方式分类，气化可分 为移动床气化、流化床气化和气流床气化；根据排渣方式，煤的气化可分 为固态排渣气化法和液态排渣d煤化工有限责任公司 Xinjiang longyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi
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Mark-IV型气化炉
鲁奇炉设备的构造
鲁奇炉第三代炉及附属装置介绍
鲁奇三代Mark IV型加压气化炉，与其相配套的传动装置用的是 榆次液压制造的液压传动系统，下面就这套装置对设备作一介绍。 一、气化炉炉体 Mark-IV型气化炉炉体外径为φ3848毫米，炉体高度12500毫米， 炉内燃料堆放高度4000毫米，炉体容积为119M3，炉体总重量169.5 吨（包括内件重量40吨），操作重量大约250吨，操作压力大约 3.05MPa（表压），操作温度大约1100℃.炉体除外壳外，还包括 内件（煤分布器、搅拌器）炉篦。 1、壳体 气化炉外壳是一双层夹套筒体式外壳，夹套在生产时由锅炉给水 保持液位，并在此锅炉水吸热汽化产生饱和蒸汽，此蒸汽并入气化 剂管线返回气化炉内。夹套内压力比气化炉内压力约高0.05MPa,以 克服系统阻力。 气化炉外壁厚50mm，是由WSTE36材料所制，其可承受较高的
夹套上部空间
50mm 40mm
46mm
30mm
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。 炉篦内壁下部，在操作期间，此处充满了灰渣，为了减弱炉 篦转动时灰渣对内壳的磨损，延长设备使用寿命，在内壳下部与 炉篦接触处和波纹段上部高为600mm范围内相应加大壁厚至 40mm，并且沿圆周在此处焊有高300mm,厚度为40mm的耐磨 筋条24根，在波纹节处装有耐磨板。耐磨材料为Gx35CrMoV104-II。 2、炉篦 炉篦设在气化炉底部，其是气化炉的关键部件，设置其作用 是： （1）将气化剂均匀地分布在气化炉内； （2）排灰，破碎大块灰渣； （3）使燃料床移动，稳定炉内工况。 Mark-IV型气化炉采用塔形炉篦，分四层布气，气化剂由炉底 进入炉篦中心管，然后由布气孔出去通过炉篦各层间隙分布进入 气化炉内，达到沿气化炉横断面均匀布气的效果。 炉篦的总高度为1200mm,气化剂在各层炉篦通道进入炉内的
基层堆焊1.4576不锈钢，同时在其表明上焊了一些硬质合金耐磨条。
在炉篦第五层下设有用于排灰的排灰刮刀，其可将大块灰渣挤 压破碎，并从炉内排至灰锁内。 安装好的刮刀与气化炉内壁波形段的间隙为30～60mm，间隙 过小，受热膨胀后将会出现卡塞现象。刮刀的数量是依据煤的灰 分大小而决定。一般采用两把刮刀，刮刀是用耳块及销钉与炉篦 下刮刀座连接的，其厚度为30～40mm，选用材料为： 35CrMoV10－4－II。 支撑炉篦的是形如圆盘的止推盘（止推轴承），其接触面为 圆球形，对中性好。上下两滑动接触面由内外配合的轴承大筒固 定，用螺栓固定在套上，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。止推盘接触面由65﹟ 高 温汽缸油润滑，润滑油由配套的柱塞式多点润滑泵加压经8根油 管 从炉外穿过炉底部压人轴承面上。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. 炉篦的传动机构是由一个大齿轮和两个小齿轮组成，小齿轮 Z= 25,大齿轮Z=72，速比i=4.8，大齿轮与炉篦转轴之间采用多 齿键连接，小齿轮固定在输出轴上，由炉外变速电机经减速机带 动。大齿轮材质为 G34CrNiMo6,其硬度Rc=42，小齿轮材质为 x38Cr-MoV51,其硬度为xc=38。由于齿轮位于排灰区，周围条件 差，多灰，为减小灰进入齿轮传动部分，在气化炉底部下灰室的 大齿轮外挂有保护板，用于档灰保护齿轮传动部分。
大、小齿轮的间隙对于炉 篦长周期稳定运行是致关重 要的。冷态安装时齿轮间隙 为4～5mm，在操作条件下， 由于其受热膨胀，间隙将成 为1～2mm.齿轮的这一间隙 是靠固定小齿轮的偏心轴套 来调整的，转到偏心轴套使 大小齿轮间隙达标，用螺栓 将轴套固定。
二、煤斗与灰斗， 煤锁与灰锁 1、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。 煤斗为常温常压设备，材质选 用st37.2,容量为100M3,可储存气 化炉四小时的低负荷用煤量。 2、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
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。 炉篦整体由下部的止推盘支撑，止推盘下盘通过有水冷的支 撑筋板固定在炉体内壳上。炉篦是通过两个对称布置的传动小齿 轮带动的。炉外两个与小齿轮联结的轴是由变速电机通过减速机 传动而带动的，整个传动装置为四级传动，总速比i=900,传动功 率为45KW扭矩为2x400000N.m,设计转速为1——12转/h。 通常炉篦承受400~500℃的温度，在其顶部需保留约300~500 毫米的灰层，以防止煤在炉篦上燃烧，烧坏炉篦，正常运行时其 由入炉的气化剂冷却保护，以防超温损坏。 炉篦材质为16Mo5铸钢件，因其在转动过程中与灰渣产生磨擦， 为提高硬度，增强耐磨能力，在其表明堆焊有硬质合金E20-50-zct
2 气液分离器 3 炉体 9 水夹套
பைடு நூலகம்
1 煤锁
4 洗涤冷却器
5 转动炉篦 6 炉篦传动轴 8 膨胀冷凝器 10 气化剂管线 7 灰锁 Mark-IV鲁奇炉结构图
外压（设计压力3.6MPa）， 内壁是厚度为30mm的HII锅 炉钢所制，其可承受较高的温 度。 夹套宽度为46mm，总容积 为13M3，夹套内产的饱和蒸 汽，无单独的集汽包，而是利 用夹套上部空间起汽液分离作 用，为了提高分离效果，在内 外壳体上焊有挡板。 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