鲁奇气化炉运行与维护
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加快，使得气化炉的生产能力提高，通常，加压气化 的生产能力是常压气化生产能力的 倍。
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三、Shell煤气化主要操作条件及影响因素
2．温度 气化温度对气化过程的热力学和动力学均产生影响，
生产证明提高操作温度是强化生产的最重要手段，可减 少投资，降低成本
（1）温度对煤气组成的影响 升高温度，有利于
多，供给整个气化炉热量wenku.baidu.com求，从而可降低碳燃烧反 应的热量供给，使得氧气的消耗量降低。
随着压力升高，甲烷化反应增多，甲烷中的氢主 要来自于气化剂水蒸汽，因而，水蒸汽的绝对消耗量 增多，但加压却抑制了反应 向正反应方向进行，从而 降低了水蒸汽的绝对分解率。
（4）压力对气化炉生产能力的影响 随着压力的升高，气体的扩散速度和反应速率均
（2）水蒸汽消耗量大，但蒸汽分解率低，一般蒸汽 分解率为40%，造成气化废水较多，后续煤气水分离 负荷较重。
（3）气化炉结复杂，炉内设有搅拌器和煤分布器、 炉箅等转动设备，制造和维修费用大。
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二、鲁奇煤气化基本原理
1．气化炉内料层分布
原料煤由煤锁通过煤分 布器进入到气化炉中，并与 气化剂逆流流动，原料由上 往下，气化剂由下而上，逐 渐完成煤碳由固态向气态的 转化。随着反应的进行反应 热的放出或吸收，使料层纵 向温度分布不均匀，根据料 层各区域的不同的反应特征， 大致将料层分为以下六层： 灰渣层、燃烧层、气化层、 干馏层、干燥层、空层。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（1）灰渣层 该层位于料层的最底部。该层中碳基本耗尽，气化反
应已经结束，因而温度急剧下降。灰渣层保护了气化炉底 部炉篦不被灼热的碳层烧坏或变形，同时对刚入炉的气化 剂起到了气体分布和预热作用。
（2）燃烧层（氧化层）
在该层内主要进行碳的氧化反应，即 CO 2 CO2
反应，生成大量的二氧化碳和少量一氧化碳，该反应是强 放热反应，释放出的热供给其他各层反应需求。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（3）气化层
该层是主要生成煤气组分的层带，又可分为还原层 和甲烷层。
在还原层中氧气已全部消耗，因此在此层中主要发 生还原反应。水蒸汽开始大量分解，二氧化碳被还原， 一氧化碳、氢气量增加，二氧化碳和水蒸汽量逐步减 少。该反应层进行的还原反应为吸热反应，因而上部 料层温度逐渐下降。
在甲烷层中进行的主要反应是碳与氢及一氧化碳 和氢之间生成甲烷的反应，生成甲烷的速度比氧化层 和还原层反应速度小的多。因此可以通过该层厚度的 调整不来调节煤气中甲烷的含量。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（4）干馏层 在干馏层内主要发生煤的热解反应，生成的烃类、
焦油、酚、氨等挥发分进入气化炉顶部空间，剩下的 焦炭或半焦成为下部反应层的反应原料。 （5）干燥层
鲁奇气化炉 运行与维护
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鲁奇煤气化技术
鲁奇炉加压气化是加压固定床气化的代表，是世界上最早 采用的加压气化法，属第一代煤气化工艺。该法由德国鲁 奇公司首先提出，并于1936投产，技术成熟可靠，是目前 世界上建厂数量最多的煤气化技术。八十年代以来，我国 已引进多套现代化鲁奇气化装置，在设计、安装和运行方 面均已取得丰富经验。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（2）压力对煤气产率的影响
随着气化压力的升 高，煤气组成中，大分 子物质CH4和CO2比例 增多，小分子物质CO 和H2减少，从而使得煤 气总体积减少，煤气的 产率降低。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（3）压力对氧气和水蒸汽消耗量的影响 随着压力升高，甲烷化反应增多，放出的热量增
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一、鲁奇气化技术特点
1. 优点
（1）工艺技术成熟、先进、可靠，在大型煤气化技术 中投资相对较少。
（2）煤种适应性广，但对煤的黏结性和灰熔点有一定 要求。
（3）加压气化，生产能力大，并且高压煤气可进行长 距离输送。
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一、鲁奇气化技术特点
2. 主要 缺点
（1）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。
1．压力 在鲁奇加压气化过程中生产操作压力是气化工艺
过程中的一个重要控制参数，气化压力对于煤气的组 成、煤气产率、蒸汽消耗量、氧气消耗量以及气化炉 生产能力都有不同程度的影响。 （1）压力对煤气组成及煤气产率的影响
随着气化压力的升高， 有利于气体体积缩小的反应 进行，煤气中的CH4和CO2 含量增加，煤气的热值提高。 煤气组成随气化压力的变化 如图所示。
在该层内，入炉原料煤在上升热煤气流的对流传 热作用下，失去外在水分并逐渐升温
（6）空层 是指气化炉内煤层顶部空间区域，来自底部各层
的气体在这里充分混合，保证了气化炉出口煤气组成 连续均匀。
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二、鲁奇煤气化基本原理 2．气化炉内各层主要反应
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
吸热反应的进行，因此， 煤气中H2和CO的含量增 大，而CH4和CO的含量 减小。如图所示。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（2）温度对气化炉生产能力的影响
升高温度，提高了气化反应的反应速率，并使得碳 的燃烧反应进行的更加充分，碳转化率提高，从而提高 了气化炉的生成能力。
虽然提高温度对强化气化过程是有利的，但鲁奇炉 气化温度却受到设备和排渣的制约。鲁奇气化炉内结构 比较复杂，炉内设有搅拌器、煤分布器、炉箅等转动设 备。气化温度过高容易造成这些设备的损坏；鲁奇气化 炉是固态排渣气化炉，气化温度过高容易灰渣熔融并黏 结成块，造成排灰不畅。因此，鲁奇气化炉的操作温度 应该是在保证灰不熔融成渣的基础上，维持足够高的温 度以保证煤完全气化，目前工业运行的鲁奇气化炉一般 为1000℃~ 1150℃。
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三、Shell煤气化主要操作条件及影响因素
3．汽氧比
汽氧比是指气化剂中水蒸汽与氧气的组成比例，改变
汽氧比的过程实际是调整和控制气化温度的过程。在鲁奇 气化炉中，氧气的用量会影响燃烧层厚度，一般应根据气 化炉的生产负荷进行调整。而汽氧比的调整主要是调整气 化剂中水蒸汽的用量。在气化过程中，水蒸汽的用量是过 量的，一方面，可以促进水蒸汽分解反应向正反应方向进 行；另一方面，水蒸汽的温度比气化层温度低的多，加入 过量的水蒸汽相当于加入了“冷却剂”。因此，汽氧比提 高，气化温度降低；反之，则上升。
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三、Shell煤气化主要操作条件及影响因素
2．温度 气化温度对气化过程的热力学和动力学均产生影响，
生产证明提高操作温度是强化生产的最重要手段，可减 少投资，降低成本
（1）温度对煤气组成的影响 升高温度，有利于
多，供给整个气化炉热量wenku.baidu.com求，从而可降低碳燃烧反 应的热量供给，使得氧气的消耗量降低。
随着压力升高，甲烷化反应增多，甲烷中的氢主 要来自于气化剂水蒸汽，因而，水蒸汽的绝对消耗量 增多，但加压却抑制了反应 向正反应方向进行，从而 降低了水蒸汽的绝对分解率。
（4）压力对气化炉生产能力的影响 随着压力的升高，气体的扩散速度和反应速率均
（2）水蒸汽消耗量大，但蒸汽分解率低，一般蒸汽 分解率为40%，造成气化废水较多，后续煤气水分离 负荷较重。
（3）气化炉结复杂，炉内设有搅拌器和煤分布器、 炉箅等转动设备，制造和维修费用大。
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二、鲁奇煤气化基本原理
1．气化炉内料层分布
原料煤由煤锁通过煤分 布器进入到气化炉中，并与 气化剂逆流流动，原料由上 往下，气化剂由下而上，逐 渐完成煤碳由固态向气态的 转化。随着反应的进行反应 热的放出或吸收，使料层纵 向温度分布不均匀，根据料 层各区域的不同的反应特征， 大致将料层分为以下六层： 灰渣层、燃烧层、气化层、 干馏层、干燥层、空层。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（1）灰渣层 该层位于料层的最底部。该层中碳基本耗尽，气化反
应已经结束，因而温度急剧下降。灰渣层保护了气化炉底 部炉篦不被灼热的碳层烧坏或变形，同时对刚入炉的气化 剂起到了气体分布和预热作用。
（2）燃烧层（氧化层）
在该层内主要进行碳的氧化反应，即 CO 2 CO2
反应，生成大量的二氧化碳和少量一氧化碳，该反应是强 放热反应，释放出的热供给其他各层反应需求。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（3）气化层
该层是主要生成煤气组分的层带，又可分为还原层 和甲烷层。
在还原层中氧气已全部消耗，因此在此层中主要发 生还原反应。水蒸汽开始大量分解，二氧化碳被还原， 一氧化碳、氢气量增加，二氧化碳和水蒸汽量逐步减 少。该反应层进行的还原反应为吸热反应，因而上部 料层温度逐渐下降。
在甲烷层中进行的主要反应是碳与氢及一氧化碳 和氢之间生成甲烷的反应，生成甲烷的速度比氧化层 和还原层反应速度小的多。因此可以通过该层厚度的 调整不来调节煤气中甲烷的含量。
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二、鲁奇煤气化基本原理
（4）干馏层 在干馏层内主要发生煤的热解反应，生成的烃类、
焦油、酚、氨等挥发分进入气化炉顶部空间，剩下的 焦炭或半焦成为下部反应层的反应原料。 （5）干燥层
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鲁奇煤气化技术
鲁奇炉加压气化是加压固定床气化的代表，是世界上最早 采用的加压气化法，属第一代煤气化工艺。该法由德国鲁 奇公司首先提出，并于1936投产，技术成熟可靠，是目前 世界上建厂数量最多的煤气化技术。八十年代以来，我国 已引进多套现代化鲁奇气化装置，在设计、安装和运行方 面均已取得丰富经验。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（2）压力对煤气产率的影响
随着气化压力的升 高，煤气组成中，大分 子物质CH4和CO2比例 增多，小分子物质CO 和H2减少，从而使得煤 气总体积减少，煤气的 产率降低。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（3）压力对氧气和水蒸汽消耗量的影响 随着压力升高，甲烷化反应增多，放出的热量增
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一、鲁奇气化技术特点
1. 优点
（1）工艺技术成熟、先进、可靠，在大型煤气化技术 中投资相对较少。
（2）煤种适应性广，但对煤的黏结性和灰熔点有一定 要求。
（3）加压气化，生产能力大，并且高压煤气可进行长 距离输送。
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一、鲁奇气化技术特点
2. 主要 缺点
（1）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。
1．压力 在鲁奇加压气化过程中生产操作压力是气化工艺
过程中的一个重要控制参数，气化压力对于煤气的组 成、煤气产率、蒸汽消耗量、氧气消耗量以及气化炉 生产能力都有不同程度的影响。 （1）压力对煤气组成及煤气产率的影响
随着气化压力的升高， 有利于气体体积缩小的反应 进行，煤气中的CH4和CO2 含量增加，煤气的热值提高。 煤气组成随气化压力的变化 如图所示。
在该层内，入炉原料煤在上升热煤气流的对流传 热作用下，失去外在水分并逐渐升温
（6）空层 是指气化炉内煤层顶部空间区域，来自底部各层
的气体在这里充分混合，保证了气化炉出口煤气组成 连续均匀。
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二、鲁奇煤气化基本原理 2．气化炉内各层主要反应
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
吸热反应的进行，因此， 煤气中H2和CO的含量增 大，而CH4和CO的含量 减小。如图所示。
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三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响因素
（2）温度对气化炉生产能力的影响
升高温度，提高了气化反应的反应速率，并使得碳 的燃烧反应进行的更加充分，碳转化率提高，从而提高 了气化炉的生成能力。
虽然提高温度对强化气化过程是有利的，但鲁奇炉 气化温度却受到设备和排渣的制约。鲁奇气化炉内结构 比较复杂，炉内设有搅拌器、煤分布器、炉箅等转动设 备。气化温度过高容易造成这些设备的损坏；鲁奇气化 炉是固态排渣气化炉，气化温度过高容易灰渣熔融并黏 结成块，造成排灰不畅。因此，鲁奇气化炉的操作温度 应该是在保证灰不熔融成渣的基础上，维持足够高的温 度以保证煤完全气化，目前工业运行的鲁奇气化炉一般 为1000℃~ 1150℃。
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三、Shell煤气化主要操作条件及影响因素
3．汽氧比
汽氧比是指气化剂中水蒸汽与氧气的组成比例，改变
汽氧比的过程实际是调整和控制气化温度的过程。在鲁奇 气化炉中，氧气的用量会影响燃烧层厚度，一般应根据气 化炉的生产负荷进行调整。而汽氧比的调整主要是调整气 化剂中水蒸汽的用量。在气化过程中，水蒸汽的用量是过 量的，一方面，可以促进水蒸汽分解反应向正反应方向进 行；另一方面，水蒸汽的温度比气化层温度低的多，加入 过量的水蒸汽相当于加入了“冷却剂”。因此，汽氧比提 高，气化温度降低；反之，则上升。