鲁奇气化炉运行与维护ppt课件

1、煤化工生产技术煤化工生产技术鲁奇气化炉运转与维护煤化工生产技术煤化工生产技术鲁奇煤气化技术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，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代煤气化工艺。该法由德国鲁奇公司首先提出，并于提出，并于19361936投产，技术成熟可靠，是投产，技术成熟可靠，是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。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八十年代以来，我国已引进多套现代化鲁奇气化安装，在设计、安装和运转方面均奇气化安装，在设

2、计、安装和运转方面均已获得丰富阅历。已获得丰富阅历。煤化工生产技术煤化工生产技术一、鲁奇气化技术特点一、鲁奇气化技术特点1. 优点优点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煤种顺应性广，但对煤的黏结性和灰熔点有一定要求。3加压气化，消费才干大，并且高压煤气可进展长间隔保送。煤化工生产技术煤化工生产技术一、鲁奇气化技术特点一、鲁奇气化技术特点2. 主要主要 缺陷缺陷1出炉煤气中含焦油、酚等，污水处置和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多，炉渣含碳5 %左右。2水蒸汽耗费量大，但蒸汽分解率低，普通蒸汽分解率为40%，呵斥气化废水较多，后续煤气水分别负荷较重。3气化炉结复杂，炉内

3、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。煤化工生产技术煤化工生产技术二、鲁奇煤气化根本原理二、鲁奇煤气化根本原理 原料煤由煤锁经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。随着反响的进展反响热的放出或吸收，使料层纵向温度分布不均匀，根据料层各区域的不同的反响特征，大致将料层分为以下六层：灰渣层、熄灭层、气化层、干馏层、枯燥层、空层。1气化炉内料层分布煤化工生产技术煤化工生产技术二、鲁奇煤气化根本原理二、鲁奇煤气化根本原理 该层位于料层的最底部。该层中碳根本耗尽，气化反响曾经终了，因此温度急剧下降。灰渣层维护了气化炉

4、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。 在该层内主要进展碳的氧化反响，即 反响，生成大量的二氧化碳和少量一氧化碳，该反响是强放热反响，释放出的热供应其他各层反响需求。22COCO 1灰渣层灰渣层2熄灭层氧化层熄灭层氧化层煤化工生产技术煤化工生产技术 该层是主要生成煤气组分的层带，又可分为复原层和甲烷层。 在复原层中氧气已全部耗费，因此在此层中主要发生复原反响。水蒸汽开场大量分解，二氧化碳被复原，一氧化碳、氢气量添加，二氧化碳和水蒸汽量逐渐减少。该反响层进展的复原反响为吸热反响，因此上部料层温度逐渐下降。 在甲烷层中进展的主要反响是碳与氢及一氧化碳和氢之

5、间生成甲烷的反响，生成甲烷的速度比氧化层和复原层反响速度小的多。因此可以经过该层厚度的调整不来调理煤气中甲烷的含量。3气化层气化层二、鲁奇煤气化根本原理二、鲁奇煤气化根本原理煤化工生产技术煤化工生产技术 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延续均匀。4干馏层干馏层 在干馏层内主要发生煤的热解反响，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响层的反响原料。5枯燥层枯燥层 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空层空层二、鲁奇煤气化根本原理二、鲁奇煤气化根本原理煤化工生产技

6、术煤化工生产技术2气化炉内各层主要反响二、鲁奇煤气化根本原理二、鲁奇煤气化根本原理煤化工生产技术煤化工生产技术三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素1压力 随着气化压力的升高，有利于气体体积减少的反响进展，煤气中的CH4和CO2含量添加，煤气的热值提高。煤气组成随气化压力的变化如下图。1压力对煤气组成及煤气产率的影响 在鲁奇加压气化过程中消费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、蒸汽耗费量、氧气耗费量以及气化炉消费才干都有不同程度的影响。煤化工生产技术煤化工生产技术 随着气化压力的升高，煤气组成中，大分子物质CH4和CO

7、2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。2压力对煤气产率的影响三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素煤化工生产技术煤化工生产技术 随着压力升高，甲烷化反响增多，放出的热量增多，供应整个气化炉热量需求，从而可降低碳熄灭反响的热量供应，使得氧气的耗费量降低。 随着压力升高，甲烷化反响增多，甲烷中的氢主要来自于气化剂水蒸汽，因此，水蒸汽的绝对耗费量增多，但加压却抑制了反响 向正反响方向进展，从而降低了水蒸汽的绝对分解率。3压力对氧气和水蒸汽耗费量的影响4压力对气化炉消费才干的影响 随着压力的升高，气体的分散速度和反响速率均加快，

8、使得气化炉的消费才干提高，通常，加压气化的消费才干是常压气化消费才干的 倍。三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素煤化工生产技术煤化工生产技术三、三、Shell煤气化主要操作条件及影响要素煤气化主要操作条件及影响要素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，消费证明提高操作温度是强化消费的最重要手段，可减少投资，降低本钱1温度对煤气组成的影响 升高温度，有利于吸热反响的进展，因此，煤气中H2和CO的含量增大，而CH4和CO的含量减小。如下图。煤化工生产技术煤化工生产技术 升高温度，提高了气化反响的反响速率，并使得碳的熄灭反响进展的更加充分，碳转化率

9、提高，从而提高了气化炉的生成才干。 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遭到设备和排渣的制约。鲁奇气化炉内构造比较复杂，炉内设有搅拌器、煤分布器、炉箅等转动设备。气化温度过高容易呵斥这些设备的损坏；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，呵斥排灰不畅。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根底上，维持足够高的温度以保证煤完全气化，目前工业运转的鲁奇气化炉普通为1000 1150。2温度对气化炉消费才干的影响三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素三、鲁奇煤气化主要操作条件及影响要素煤化工生产技术煤化工生产技术3汽氧比三、三、Shell煤气化主

10、要操作条件及影响要素煤气化主要操作条件及影响要素 汽氧比是指气化剂中水蒸汽与氧气的组成比例，改动汽氧比的过程实践是调整和控制气化温度的过程。在鲁奇气化炉中，氧气的用量会影响熄灭层厚度，普通应根据气化炉的消费负荷进展调整。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响向正反响方向进展；另一方面，水蒸汽的温度比气化层温度低的多，参与过量的水蒸汽相当于参与了“冷却剂。因此，汽氧比提高，气化温度降低；反之，那么上升。 汽氧比过大会使得气化温度降低，从而使得碳转化率、有效气体产率、气化强度等气化目的都下降，而且，过多的蒸汽不能分解，会使得

11、煤气中蒸汽含量添加，添加了后续煤气水分别的负荷，因此，应保证熄灭层最高温度低于灰熔点的前提下，维持较低的汽氧比。煤化工生产技术煤化工生产技术四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响1煤种对加压气化的影响煤化程度加深，煤中的挥发分含量减少，固定碳含量添加，那么出炉煤气中干馏煤气比例下降，而气化煤气比例上升。干馏煤气中CH4和CO2含量较高，气化煤气中那么主要含有CO和H2，因此，煤化程度越深的煤气化所得煤气中，CO和H2的比例越大。1煤种对煤气组成和产率的影响煤化工生产技术煤化工生产技术 煤化程度变深，会使气化过程所耗费的氧气和水蒸汽用量越多，可从如下几方面解释。煤化

12、程度加深，煤中挥发分含量减少，固定碳含量添加，用于气化的碳多了，耗费的气化剂就多。此外，煤化程度加深，煤中氢和氧元素比例减少，碳元素比例增大，造气反响需求更多氢和氧，那么气化剂的耗费量添加。2煤种对气化剂耗费的影响3煤种对气化才干的影响 煤化程度变深，煤的气化反响活性减小，气化反响率度下降，碳转化率也会降低，气化炉的消费才干会显著降低。四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响煤化工生产技术煤化工生产技术 鲁奇加压气化中，煤中的水分在枯燥层中被蒸发出来成为水蒸汽进入气化炉顶部空间。因此，煤中水分假设过高，会添加枯燥所需求的热量，从而添加了氧气耗费，降低了气化效率；水分

13、过高，还会添加燃料层中枯燥层厚度，使得其他各料层变薄，影响各层中气化反响的正常进展；此外，水分过多，还会增大后续煤气水分别负荷。2水分对加压气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响煤化工生产技术煤化工生产技术3灰分对加压气化的影响 鲁奇加压气化中，煤中的灰分含量对气化反响普通影响不大，但随着煤中灰分的增大，灰渣中的残碳总量增大，燃料的损失添加。另外灰分增大后，带出的显热添加，从而使气化过程的热损失增大，热效率降低。 随着煤中灰分的增大，加压气化的各项耗费目的，如氧气耗费、原料耗费、原料煤耗费等目的上升，而煤气产率下降。四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、

14、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响煤化工生产技术煤化工生产技术4灰熔点对加压气化的影响 由于鲁奇加压气化技术是固态排渣气化炉，普通要求灰熔点越高越好。低灰熔点的煤，在气化炉熄灭层易构成灰渣熔融，即通常所说的灰结渣。结成的渣块导致床层透气性差，呵斥气化剂分布不均，致使工况恶化，气化床层紊乱，煤气成分大幅度动摇，严重时将导致恶性事故的发生。另外，灰结渣易将未反响的碳包裹，使碳未完全反响即被带出炉外，使碳转化率下降。四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响煤化工生产技术煤化工生产技术5煤的黏结性对气化过程的影响 煤的黏结性是指煤在高温干馏时的粘结性能。黏结性煤在气化炉内进入干

15、馏层时会产生胶体，这种胶体黏度较高，它将较小的煤块黏结成大块，这使得干馏层的透气性变差，从而导致床层气流分布不均和妨碍料层的下移，使气化过程恶化。因此，鲁奇气化炉不适宜气化黏结性较强的煤。四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响煤化工生产技术煤化工生产技术四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响四、煤种及煤的性质对鲁奇气化的影响6煤的化学活性的影响 煤的化学活性是指煤同气化剂反响时的活性，也就是指碳与氧气，二氧化碳和水蒸汽反响的难易程度。煤种不同，其反响活性是不同的。普通煤化程度越浅，煤的反响活性越高，那么发生反响的起始温度就越低。在气化温度一样时，煤的反响活性越高，那么

16、气化反响速度越快，反响接近平衡的时间越短，碳转化率越高。鲁奇气化炉遭到排灰等要素的限制，气化温度不是太高，因此，鲁奇炉适宜气化反响活性较高的煤。煤化工生产技术煤化工生产技术 第三代鲁奇加压气化炉是目前世界上运用最为广泛的一种炉型。其内径为3.8m，外径4.128m，炉体高为12.5m，气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉消费才干高，炉内设有搅拌安装，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下图。五、鲁奇气化炉主要设备五、鲁奇气化炉主要设备1-煤箱；2-上部传动安装；3-喷冷器；4-裙板；5-布煤器；6-搅拌器；7-炉体；8-炉箅；9-炉箅传动安装；10-灰箱；11-刮刀鲁奇炉构造鲁

17、奇炉构造煤化工生产技术煤化工生产技术1筒体 五、鲁奇气化炉主要设备五、鲁奇气化炉主要设备 加压气化炉的炉体不论何种炉型均是一个双层筒体构造的反响器。其外筒体接受高压，内筒体接受低压，即气化剂与煤气经过炉内料层的阻力，其中充溢锅炉水，以吸收气化反响传给内筒的热量产生蒸汽，经气液分别后并入气化剂中。这种内、外筒构造的目的在于虽然炉内各层的温度不一，但内筒体由于有锅炉水的冷却，根本坚持在锅炉水在该操作压力下的蒸发温度，不会因过热而损坏。2搅拌器与布煤器 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，它们安装在同一空心转轴上，搅拌器安装在布煤器的下面。煤化工生产技术煤化工生产

18、技术五、鲁奇气化炉主要设备五、鲁奇气化炉主要设备3炉箅 炉篦设在气化炉的底部，它的主要作用是支撑炉内燃料层，均匀地将气化剂分布到气化炉横截面上，维持炉内各层的挪动，将气化后的灰渣破碎并排出，所以炉篦是保证气化炉正常延续消费的重要安装。导流结构稳压室炉箅1#2#3#4#气化剂入口 炉篦分为五层，从下到上逐层叠合固定在底座上，顶盖呈锥形。 最底层炉炉篦的下面设有三个灰刮刀安装口，灰刮刀的安装数量由气化原料煤的灰分含量来决议。炉箅构造表示图炉箅构造表示图煤化工生产技术煤化工生产技术五、鲁奇气化炉主要设备五、鲁奇气化炉主要设备4煤锁 煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的压力容器，它经过泄压、充压循环将存在于常压煤仓中的原料煤参与高压的气化炉内。煤锁包