鲁奇碎煤加压气化工艺分析

鲁奇碎煤加压气化工艺分析
一、鲁奇加压气化发展史
鲁奇炉是德国鲁奇煤气化公司研究生产的一种煤气化反应器。

该炉型的发展经历了漫长的过程，其发展过程可分为三个阶段。

1、第一阶段：任务是证明煤炭气化理论在工业上实现移动床加压气化。

1936年至1954年，鲁奇公司进行了34次试验。

在这基础上设计了MARK—Ⅰ型气化炉。

该炉型的特点是炉内设有耐火砖，灰锁置于炉侧，气化剂通过炉篦主轴通入炉内。

炉身较短，炉径较小。

这种炉气化强度低，产气量仅为4500~8000Nm3/h，而且仅适用于褐煤气化。

2、第二阶段：任务是扩大煤种，提高气化强度。

为此设计出了第二代气化炉，其特点是（1）改进了炉篦的布气方式。

（2）增加了破粘装置，灰锁置于中央，炉篦侧向传动，(3)去掉了炉膛耐火砖。

炉型有MARK—Ⅱ型与MARK—Ⅲ型。

单台炉产气量为14000~17000Nm3/h。

3、第三阶段：任务是继续提高气化强度和扩大煤种适用范围。

设计了MARK—Ⅳ型炉,内径3.8米，产气量35000~50000Nm3/h，其主要特点是：（1）增加了煤分布器，改进了破粘装置，从而可气化炼焦煤以外的所有煤。

（2）设置多层炉篦，布气均匀，气化强度高，灰渣残炭量少。

（3）采用了先进的制造技术与控制系统，从而增加了加煤排灰频率，运转率提高到80%以上。

4、第四代加压气化炉：第四代加压气化炉是在第三代的基础上加大了气化炉的直径（达Ф5m），使单炉生产能力大为提高，其单炉产粗煤气量可达75000m3（标）/h（干气）以上。

目前该炉型仅在南非
sasol公司投入运行。

今后鲁奇炉的发展方向：（1）降低汽氧比，提高气化层温度,扩大煤种适用范围，灰以液态形式排出，从而提高蒸汽分解率，增加热效率，大幅度提高气化强度，气化强度可由2.4t/m2h提高到3-5t/m2h.煤气中的甲烷可下降到7%以下。

（2）提高气化压力，根据鲁尔—100型炉实验，当压力由2.5Mpa提高到10.0Mpa,煤的转化率及气化强度可成倍增加，氧与蒸汽的消耗减少，煤的粒度也可以减少。

煤气中甲烷含量增加到16%，适用于代用天然气的制造。

二、鲁奇炉的特点
鲁奇加压气化炉与常压气化炉相比具有：
（1）煤气中甲烷含量高，粗煤气净化后热值高达3000—4000Kcal,而常压气化炉生产的煤气热值最高只有2500Kcal。

(2)气化强度高，加压气化炉的气化强度是常压气化炉气化强度的P倍，设备金属耗量低，制造费用远低于常压气化装置。

（3）可气化灰分和水分含量高的煤，生产出优质的煤气。

（4）可气化弱粘结性煤，近年来经过改进的炉子甚至可气化粘结性较高的煤。

（5）可气化灰熔点较低的煤。

（6）对煤的机械强度和热稳定性要求不高。

（7）生产的煤气作为城市煤气时可远距离输送，而常压气化炉生产的煤气只有加压后才能输送，动力消耗大。

（8）可连续生产，实现过程的自动化控制。

（9）副产品多，可生产出焦油、酚、氨、硫磺、石脑油、液态甲烷等十分有价值的产品。

（10）可大规模的实现城市煤气联产甲醇、合成氨、发电，且成本低。

三、煤气化工艺技术选择
煤气化工艺有十几种，在工业上大量采用的也就是几种，可分为固定床、流化床、气流床三种类型。

煤气化工艺选择原则是：（1）根据煤质选择相适应的煤气化工艺；（2）根据煤气加工的产品及用途选择煤气化工艺；（3）装置规模的大型化。

依据上述三个原则，流化床气化工艺比较适应年轻褐煤气化，但气化压力＜1MPa，飞灰太多且含碳高，碳转化率、气化效率较低，在装置大型化方面还存在一定问题，BGL固定床液态排渣加压气化，虽然较好适应高水份褐煤气化，且有蒸汽消耗低，煤气中甲烷含量高的特点，但该技术目前在国内外没有工业化成功运行的先例，还有待开发研究。

因此苏新能源有限公司煤制天然气项目可供选择的气化工艺有GSP、Texcao、Shell干粉煤、Lurgi碎煤固定床干法排灰压力气化。

为此对GSP、Lurgi、Shell三种气化工艺进行详细的比较如下：
GSP、Shell、碎煤加压气化三种气化工艺比较
由上表可知：
（1）三种煤气化工艺在消耗指标上，消耗高水份原料煤基本一样，差别最大的是氧气消耗原料煤Shell、GSP气化是碎煤加压气化2.9倍。

电：Shell是碎煤加压气化19倍，GSP是碎煤加压气化12倍。

蒸汽：
GSP、碎煤加压气化比Shell每106KJ多消耗3.5kg。

包括焦油等副产品在内，三种气化工艺的碳转化率、气化效率、气化热效率基本一样。

（3）三种煤气化投资相差很大。

Shell投资是碎煤加压气化的 2.6倍，GSP是碎煤加压气化的2倍。

造成投资大的主要原因除气化装置外，空分装置影响更大。

煤气化、空分比较结果还不能代表全部工艺的比较结果，对于以煤为原料生产合成天然气，碎煤加压气化生产煤气中按热值分布，焦油约占煤总热值的10%，甲烷热值约占煤气总热值30%。

H2、CO约占60%。

因此采用碎煤加压气化工艺合成天然气与采用Shell、GSP煤气化工艺合成天然气相比，变换、低温甲醇洗净化装置、甲烷化装置等后系统的处理量大大减少，消耗、投资大大降低。

（4）鲁奇（BGL）碎煤加压熔渣气化液态排渣技术
90年代初，英国煤气公司投资2亿英镑进行煤气化研究，1975年开始，该公司与德国鲁奇能源与环境公司合作，利用英国煤气公司技术在德国鲁奇公司（BGL）气化炉进行试验，1990年，在英国贸工部的支持下，利用（BGL）气化炉制得的经过净化的燃气在发电方面的性能进行了示范。

示范装置运行了15000小时，气化了177000多吨煤炭。

试验表明，BGL气化技术煤气转化率高；比干灰气化炉产气量大；炉灰由不可渗滤性的玻璃质固体所取代，灰渣含炭量在0.5%以下，产生的污水量也较少。

试验取得相关的试验数据如下：
BGL熔渣气化技术的特点
a与其它氧气为主的气化技术相比，BGL气化炉耗氧量较低，从而总效率明显提高；
b煤料床顶部的气化温度一般为450℃，因而不需用要昂贵的热回收设备；
c气体出口处凝结的焦油油类副产品可保护炉壁金属表面使之不受腐蚀，炉壁可使用低成本的碳钢；
d灰渣是质地紧密的固体物质，封存了微量元素。

灰渣无害并具非浸溶性，适于作建筑材料；
e气化过程中无飞灰产生,f气体成分中CO2含量低；
f煤中90%以上的能量被转化成可利用的燃料气；
g原煤可被气化，粉煤可另加工成型煤投入或从喷嘴喷入；
h气体出口温度低，提高了工艺效率，并可灵活选择气化炉场地。

从云解化、金新化工、中煤图克试运行的结果看还存在一定的问题，需要进一步完善。

BGL气化技术对煤质要求较高，从降低苏新能
源项目投资和运营风险性考虑，本项目不选择该气化工艺。

（5）德士古气化技术的特点
a德士古煤气化技术，是将原料煤制成水煤浆，以喷流雾化的形式进入气化炉进行高温气化，对原料煤的特性(如粒度、成浆性能、灰熔点等)均有较严格要求，故适用煤种较窄。

因其可使用小颗粒粉煤，故煤的利用率高。

b采用湿法磨煤，水煤浆供料安全可靠。

但要求煤的成浆性好，煤浆浓度在60%—65%（wt）。

c气化炉为钢制外壳，内衬耐火砖，炉体结构简单，无传动设备，运行稳定。

但耐火砖寿命较短，最多为一年，喷嘴仅60天左右，设备运行周期较短。

对煤的灰熔点要求1350℃左右，灰小于15%。

d气化过程可在高压（最高可达8MPa）下完成，降低了合成气压缩功耗，同时使单台炉产气量比较大。

e气化炉操作温度高，煤在气化炉中数秒内几乎全部气化，碳转化高可达96%～98%以上。

煤气中甲烷含量低，仅在0.1%左右，有效气体（H2+CO）含量比较高，在80%左右，有利于作为合成气使用。

f生产的粗煤气不含焦油、萘、酚等杂质，对粗煤气的净化及污水的处理流程简单，不污染环境。

g灰渣成玻璃状，不污染，易堆放，可做水泥的配料。

h操作弹性大，可以快速转变。

由于采用喷流式气化，负荷从50%到100%的大范围变动，可在极短的时间内完成。

i与其它煤气化工艺相比，德士古气化工艺氧耗高，煤气化效率相对
较低，对耐火材料的要求较高，操作周期短，管理水平、维护水平要求高。

对于本项目目标产品为天然气，采用碎煤加压气化工艺与德士古气化工艺有以下优点：
1)项目的投资增加：
a 备煤工段的投资与能耗增加5倍以上。

b空分的的投资与能耗增加3倍以上。

c变换、甲烷化工段的投资与能耗增加1.5倍以上。

2)副产品减少：众所周知碎煤加压气化工艺在气化过程中生成大量的煤焦油、石脑油、粗酚、液氨。

这些副产品可以抵扣产品天然气的成本，使本项目更具有经济性。

从以上两点来看如采用德士古气化工艺本项目的经济性很难通过。

综上所述苏新煤制气项目选用碎煤加压气化非常合适。

四、鲁奇加压气化工艺原理
在加压气化过程中，高温的碳在压力下受到氧和水蒸气、二氧化碳的作用，发生多种多样的反应。

可把它归纳为碳与氧、碳与水蒸气及甲烷生成三类反应。

1、碳与氧的反应
高温的碳受到氧气的作用发生下列四个反应：
[1] C + O2 = CO2 + 97800千卡/公斤分子
[2] C +CO2 = 2CO -38400千卡/公斤分子
[3] 2C + O2 = 2CO + 97800千卡/公斤分子
[4] 2CO + O2 = 2CO2 +136200千卡/公斤分子
由于上述反应在气化和燃烧中所具有的重要性，许多年以来已受到广泛深入的研究。

反应机理：第一种解释，是所谓的二氧化碳说。

这种学说认为，二氧化碳依照反应[1]由碳与氧分子直接结合而生成，而一氧化碳则为生成二氧化碳后与氧之间的第二次反应，即C +CO2 = 2CO。

第二种解释，是所谓的一氧化碳说，它与第一种解释相反，认为碳与氧首先依照反应[3]生成一氧化碳，然后一氧化碳再与氧化合而生成二氧化碳，即2CO + O2= 2CO2。

通过实验和研究发现作为一级反应的2C + O2 = 2CO的反应的活化能极高，在较低的温度下（<800℃）,实际是可以不考虑的。

那么，CO的生成反应主要为C +CO2 = 2CO这个反应。

对这个反应的平衡状态研究后发现，在压力不变的情况下，随着温度的上升，平衡组分中CO含量大幅度上升，而CO2含量大幅度下降。

在温度不变的情况下，随着压力的升高CO含量降低，CO2含量升高。

在实际的气化炉操作中，当生产稳定后，压力波动不大，可看作衡压操作，当温度升高时CO2含量明显下降，CO明显上升。

所以气化炉出口粗煤气中的CO2含量，也是我们判断反应层温度的一个重要指标。

（1）温度对反应速度的影响
二氧化碳的还原反应进行得比较缓慢，为了达到反应平衡，就需要一段较长的时间。

反应的温度愈高，反映的速度将愈快，其达到平
衡所需的时间就愈短。

而在较低的温度时反应速度较慢，达到平衡的时间就需要几分钟甚至几小时。

在一定的反应温度下，若二氧化碳与炽热的碳的接触时间愈长，则生成一氧化碳的量就愈多。

另一方面，在同一接触时间下，若进行反应的温度愈高，则二氧化碳还原就越快。

（2）燃料的性质对反应速度的影响
经过大量实验和研究，发现参加气化反应的燃料的性质，对二氧化碳还原成一氧化碳的反应的速度有很大的影响，随着原料的活性的提高，反应速度提高。

那么气化活性相对差的煤时炉内气化层的温度应该高一些。

2、碳与水蒸气的反应
高温的碳受到水蒸气的作用，所进行的反应主要为：
[5] C + H2O = CO + H2 -28150千卡/公斤分子
[6] C + 2H2O = CO2 + 2H2 -17900千卡/公斤分子
[7] CO + H2O = CO2 +H2 +10250千卡/公斤分子
反应机理：第一种解释，认为二氧化碳是碳与水蒸气反应的初级产物，即反应[6]为第一反应，而一氧化碳的生成则为生成的二氧化碳与碳之间的第二反应：C +CO2 = 2CO。

第二种解释，认为一氧化碳是初级氧化物，即反应五为第一反应，而二氧化碳的生成，则是反应[7]的产物。

第三种说法，认为碳与水蒸气作用时，[5]、[6]两反应同时进行，在气化炉中同时得到一氧化碳和二氧化碳。

通过对[5]、[6]的研究发现，在温度较低时，反应[6]的反应速
度常数比反应[5]大，而在温度较高时反应[5]的反应速度常数比反应[6]的大，这就是说温度较低，对于生成CO是不利的，所以提高温度可以相对的降低二氧化碳而提高一氧化碳的含量。

通过对[7]的研究发现，在该平衡组分中，随着温度的上升二氧化碳含量降低，一氧化碳的含量升高，反之则一氧化碳降低，二氧化碳含量升高。

这就是说，在低温时有利于二氧化碳的生成，高温时有利于一氧化碳的生成。

要进行一氧化碳变换不能在过高的温度下进行。

3、甲烷的生成反应
在加压气化炉中，一般认为主要是由于下列反应生成甲烷：
[ 9 ] 2H2 + C = CH4 +20870千卡/公斤分子
[10] CO + 3H2 = CH4 + H2O +49250千卡/公斤分子
[11] 2CO + 2H2 = CH4 + CO2 +59100千卡/公斤分子
[12] CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O +38900千卡/公斤分子
反应机理：有人认为，甲烷主要是燃料中的挥发分分离后被加氢而生成，即反应[ 9 ]是主要反应。

由氢和一氧化碳或二氧化碳生成的合成甲烷反应[10]、 [11]、 [12]虽然属于均相反应，其反应速度理应比多相反应[ 9 ]大。

但是由于反应[10]、 [11]、 [12]需要有4个或5个分子的互相作用，在没有催化剂的作用下，很难进行。

因此被认为加压气化炉中，甲烷的生成反应主要是反应[ 9 ]所至。

燃料中灰分的某些组分，对甲烷的生成起到了催化作用。

（1）2H2 + C = CH4的反应，是个放热反应，所以在压力不变的情况
下，随着温度的上升，反应向吸热方向进行，H2气含量明显增加，CH4含量明显降低。

（2）2H2 + C = CH4的反应，是个体积缩小的反应，当温度一定时，增加压力时，平衡体系中甲烷含量升高，反之甲烷含量降低。

曾有人研究过焦炭的加氢反应，得出如下结论，在较低的压力下，氢与焦炭的反映在500~550℃的范围内进行的最快，而在较高的压力下，则在900~950℃的范围内进行的最快。

在900~950℃和50个大气压下的条件下，由焦炭制得的气体，甲烷含量最大。

但在实际生产中，甲烷的生成多少，与气体中氢、一氧化碳含量并不完全成正比，而主要与煤种有关。

甲烷含量主要跟煤的反应能力有关，即反应能力大者，在相同的气化条件下，生成的甲烷量就多。

所以，有人认为，甲烷的生成可能按[13]（2C + 2H2O = CH4 + CO2）的反应进行。

这个反应并无体积的变化，主要是当蒸汽的浓度或压力增加时（压力的提高还是变向的增加浓度）甲烷的生成反应速度加快。

从上述讨论中可以看出，[13]才是甲烷生成的一个主要反应，在制取合成原料气时，为降低甲烷的含量，可以采取较低的气化压力，选择较高的反映温度，同时，还要采用较小的汽氧比。

相反，在制取甲烷合成气时，要增加甲烷的含量就要采用较高的汽化压力和较大的汽氧比，选择较低的反应温度。

四、鲁奇加压气化工艺流程
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，并由煤锁气压缩机送往变换冷却装置。

减压后，留在煤锁中的少部分煤气，用喷射器抽出。

经煤尘旋风分离器除去煤尘后排入大气。

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。

灰锁也进行充压、卸压的循环。

灰锁拥有可编程控电子程序器，也可手动操作。

充压用过热蒸汽来完成。

为了进行泄压，灰锁接有一个灰锁膨胀冷凝器，其中充有来自循环冷却水系统的水。

逸出的蒸汽在水中冷凝并排至排灰系统。

气化所需蒸汽的一部分在气化炉的夹套内产生，从而减少了中压蒸汽的需求。

为此向气化炉夹套中加入中压锅炉给水，气化炉中产生的蒸汽经汽／液分离器送往气化剂系统，蒸汽／氧气在此按比例混合好喷射入气化炉。

离开气化炉的粗煤气以CO、H2、CH4、H2O和CO2为主要组分。

还有CnHm、N2、硫化物(H2S)、焦油、油、石脑油、酚和氨等众多气体杂质。

气化炉为带夹套的Φ4000型，每台气化炉有一台煤锁、一台灰锁、一台洗涤器和一台废热锅炉与之配套。

煤锁和灰锁装卸料的频率取决于产气量。

离开气化炉的煤气首先进入洗涤冷却器，在此，煤气用循环煤气水加以洗涤并使其饱和。

洗涤冷却器的用途首先是将煤气温度降至200℃左右，其次是除去可能夹带的大部分颗粒物。

饱和并冷却后的煤气进入废热锅炉，通过生产0.5MPa(表压)低压蒸汽来回收一部分煤气中蒸汽的冷凝热。

在废热锅炉下部收集到的冷凝液的一部分，用洗涤冷却器循环泵送出。

多余的煤气水送往煤气水分离装置。

离开气化工段的粗煤气在压力3910kpa(g)、温度180℃饱和状况下，通过粗煤气总管进入煤气变换冷却工段。

煤锁气回收系统供所有气化炉系列所用。

来自气化炉的煤锁气送到文氏管洗涤器，在此与由煤锁气分离器来的洗涤水接触，洗涤水由煤锁气洗涤泵进行循环。

煤锁气柜用于平衡，收集不稳定的煤锁气，这些煤锁气收集后经压缩送往主系统。

分离后一部分煤气水排往煤气水分离装置，所需的补充水为来自煤气水分离装置的喷射煤气水。

在开停车和事故操作期间，来自碎煤加压气化的煤气进入火炬系统。

这些粗煤气含有杂质和冷凝液（煤气水），首先在开车煤气洗涤器用来自开车煤气分离器的煤气水，靠开车煤气洗涤水泵循环洗涤。

开车煤气洗涤器和开车煤气分离器所用的低压喷射煤气水均来自煤气水
分离工段，过量的煤气水将用泵送回煤气水分离工段。

通过火炬气气液分离器的火炬气将通过火炬筒，在火炬头部用导燃器点火燃烧，火炬采用分子封作为火焰挡板，并连续不断地向火炬筒注入氮气，供吹扫用。

五、加压气化工艺指标分析（以苏新能源是烧煤种为分析依据）
1、消耗指标及吨煤产气量
随着气化压力的提高，氧气消耗有所减少但总体变化不大，而水蒸气消耗提高，单位合成气煤耗增大。

甲烷的生成反应为放热反应，随着气化压力的提高，甲烷生成量增加，反应所放出的热量亦增加，即相对减少了耗氧的燃烧热，从苏新能源三个煤样试烧结果，赛尔4#汽氧比最低，100kg原煤消耗197kg蒸汽及59Nm3氧气。

图5-1赛尔4#及红山气化剂消耗随气化压力的变化情况
图5-2赛尔4#、红山矿及嘎顺消耗一览
2、蒸汽分解率及煤气热值
图5-3 赛尔4#及红山矿蒸汽分解率随气化压力变化
图5-4赛尔4#及红山煤气热值及有效气组分随压力变化
图5-5苏新能源试烧煤种蒸汽分解率及冷凝水产率一览
由图5-3、5-4、5-5气化压力的提高使蒸汽分解率降低，煤气热值增大。

气化压力的提高使煤气热值增大，有效气体含量降低。

这是因为虽然H2和CO含量降低而CH4含量增高，而甲烷热值约是H2和CO 热值的3倍，因此使煤气热值提高。

从上分析知道随着压力的增大，CO和H2含量降低，因此煤气中有效气体组分含量降低。

从污水处理角度看，嘎顺矿酚水量较少，嘎顺3.0Mpa冷凝水产率为115kg/100kg原煤，三种煤样3.0Mpa蒸汽分解率相差不大均在30%左右。

3、煤气产率
图5-6 赛尔4#及红山矿煤气产率随气化压力的变化情况
图5-7赛尔4#、红山及嘎顺吨煤产气率
从上图可以看出，随着气化压力的增大煤气产率下降。

煤气产率与煤中惰性成分和固定碳含量有关系，灰分和水分越低、固定碳含量越高，那么煤气产率就会越高。

煤中的挥发分对煤气产率的贡献较小，大部分挥发份在干燥干馏段裂解后再次聚合成焦油，与气化段产生的大量气化煤气相比占的比例较小。

苏新能源三种煤样吨煤产气量为赛尔4#最优，在3.0MPa下达到1.6-1.7Nm3/kg原煤。

4、煤气组成
图5-8 赛尔4#及红山矿煤气组成随气化压力的变化情况
从上图可以看出，随着气化压力的增大H2和CO双原子气体含量减小，而多原子气体CH4、CO2含量随着压力的增大而增大。

随着气化压力的增大，汽氧比增大，水蒸汽分解率下降水蒸汽分解量增大。

压力增大水蒸汽消耗量的增大致使燃烧层的温度下降，因此CO2还原反应和水蒸汽分解反应的条件变坏，生成的CO减少，此时灰渣中的碳含量将会随着气化压力的增大而增加。

同时，煤气产率会随着灰渣含碳量的增大而降低，因此冷煤气效率降低。

5、灰渣含碳
鲁奇气化炉灰渣一般控制在5%左右。

随着气化压力的提高，汽氧比提高，燃烧层温度下降，会使灰渣含碳量的增大。

6、气化特性
试烧数据表明，苏新能源煤样赛尔4#矿3.0Mpa最优汽氧比为6.22 kg/Nm3左右，煤气产率为1.69Nm3/kg原煤，焦油产率为1.46kg/100kg 原煤，有效气体为65.25%左右。

预测 4.0Mpa最优汽氧比为7.22 kg/Nm3，煤气产率为1.69Nm3/kg原煤，焦油产率为1.40kg/100kg原煤，有效气体为64.36%左右。

苏新能源煤样红山矿3.0Mpa最优汽氧比为6.52 kg/Nm3左右，煤气产率为1.53Nm3/kg原煤，焦油产率为2.00kg/100kg原煤，有效气体为66.05%左右。

预测4.0Mpa最优汽氧比为7.50 kg/Nm3，煤气产率为 1.52Nm3/kg原煤，焦油产率为1.80kg/100kg原煤，有效气体为64.87%左右。

对于煤气成分及消耗指标，操作压力升高，气化强度增加，煤气中CH4和CO2含量增加，H2和CO含量有所降低。

随着压力提高，单位蒸汽消耗增加，水蒸气的分解率下降。

本实验炉料层厚度小于工业炉，
CH4相对偏低，根据以往数据追踪，预计3.0Mpa工业气化本煤种工业气化炉CH4组分为10-12%左右。

苏新能源煤样的粗煤气中的硫化物含量较高，赛尔4#气体成分中H2S含量约5000-7000ppm。

红山矿5000ppm 左右。

根据工业化加压固定床气化炉（鲁奇气化炉）的性能和本实验煤种的特性，工业气化炉3.0MPa运行时的赛尔4#气化强度约为3000－3500kg/m2⋅h，氧气负荷为6000-7000m3/h。

红山矿气化强度约为3500－4000kg/m2⋅h，氧气负荷为5500-6000m3/h左右。

六、煤质对鲁奇气化炉的经济运行分析
1、煤质分析
1）灰熔点的影响
鲁奇气化炉的操作温度介于煤的 T 1 (煤灰变形温度)和 T 2 (煤灰软化温度)之间，入炉煤灰熔点高，则操作时就要适当降低汽氧比，相应提高炉温，蒸汽分解率增加，煤气水产量低，气化反应完全，有利于制气。

但是受气化炉原设计制约，蒸汽也不能无限制降低，否则可能会烧损炉篦及内件，因此受设备材质影响，灰熔点不能太高，一般控制在 1150 ℃≤T 2≤1250 ℃为宜。

反之，煤的灰熔点低，则操作时就要适当提高汽氧比，相应降低炉温(防止低灰熔点的煤在炉内结渣，造成排灰困难)，蒸汽分解率降低，煤气水产量增加，气化反应速度减缓，不利于制气，运行非常不经济。

因此入炉煤灰熔点要尽可能控制在一定范围内，不能变化太大。

在实际生产过程中，入炉煤存在多样性，入炉煤的灰熔点也就各不相同;因此，有一个最佳汽氧比的选择，即控制气化炉内的反应温度，既不能因汽氧比高造成。