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一、概述 吹风速度 吹风速度↑ 吹风损失↓ 飞灰↑ 燃料损失↑ 风速过大 燃料层出现风洞甚至被吹翻 风机电耗↑ 一般 内径Φ3000气化炉风量控制在20000~30000Nm3/h 蒸汽用量 上吹温度高，气化区下降煤气出口温度↑，热损失↓ 下吹时蒸汽预热时间长，蒸汽温度高制气情况良好 一般 内径Φ3000气化炉风量控制在2~5t/h 料层高度 H↑，蒸汽停留时间t↑；对吹风阶段，吹风气CO ↑ H↑，床层阻力↑，动力消耗↑ ，吹风气CO ↑ 通常 粒度较大、热稳定性较好的煤料H可适当↑，否则H不宜过高 循环时间分配 单个循环时间↑，温度波动↑，煤气产量波动大；反之相反 单个循环时间↓，阀门开闭频率↑，损坏程度↑ 3~4分钟循环各阶段时间分配表 2 2 空气吹净阶段 6 18~20 18~20 二次上吹阶段 5 70~90 50~55 下吹制气阶段 4 60~70 45~60 上吹制气阶段 3 2 2 蒸汽吹净阶段 2 60~80 40~50 吹风阶段 1 4min循环（s） 3min循环（s） 阶段名称 序号 间歇气化工艺流程 常压连续气化 3M-21型气化炉 炉体结构 加煤机构 炉体 除灰机构 气化剂入炉装置 移动床加压气化 —Lurgi炉 自热式逆流反应床 气化剂 氧气—水蒸汽或空气—水蒸汽 气化压力 2.0~3.0MPa 操作温度 900~1000℃ 操作方式 连续气化 鲁奇加压气化的优点 可用劣质煤气化 灰熔点较低，粒度较小（5~25mm），水分较高（20~30%）和灰分较高（30~40%） 的煤均可使用；对煤的机械强度和热稳定性要求较低，特别适用于褐煤气化，大大扩 大了气化用煤的的选择范围。 加压气化生产能力高 对水分为20~25%的褐煤，气化强度可达2000~2500kg/(m2·h)，约比常压气化炉高5倍， 不增加煤气中的带出物。 氧耗量低 2.0MPa压力下气化所需O2量仅为常压气化的2/3，压力增高，氧耗还可降低， 上述四个甲烷生成反应均为放热反应。 C+2H2=CH4 CO+3H2=CH4+H2O 2CO+2H2=CH4+CO2 CO2+4H2=CH4+2H2O 高效率，低能耗 鲁奇炉是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低， 所以碳效率高（可达95%），气化效率可达80~90%，在几种劣质煤气化技术中，能耗最低的。 降低动力消耗 加压气化只须压缩占煤气体积10~15%的氧气，这对使用加压煤气的用户（如合成氨和甲醇） 来说，可以大大降低动力消耗。比常压造气再压缩到3MPa可节省动力2/3。 实现远距离输送无需设立加压站 如在2.0MPa压力下气化时，煤气可输送到200km以外的地区，从而可实现由矿区制气，进行 区域供气。 减少设备装置投资 加压气化时，可使气化炉、附属设备以及管道的体积大大缩小，降低单位产气量的金属消耗 量和减少投资。 鲁奇加压气化的缺点 蒸汽分解率低 一般蒸汽/氧气比为5-8左右，而水蒸汽分解率仅为32%—38%。 比常压气化，煤气化过程产生较多的焦油、脂肪酸、不饱和烃、酚、氨等。 加压气化固有的复杂性，设备检修频繁 煤气净化和废水处理复杂化 空分及氧压机的电耗约占煤气生产成本的1/4~1/5，因此降低氧耗尤为重要。 需用氧气 实际加压气化过程分析 灰渣层 一般控制在300mm左右，以保证气化炉炉篦不会被灼热的炭烧坏或变形。 高压过热蒸汽、氧气以及气化炉自产饱和蒸汽混合后，约340℃进入气化炉， 通过炉篦均匀分散到灰渣层中，在炉篦和灰渣层，气化剂被加热到1100℃以上， 灰渣被冷却至400~500℃后排入灰锁。 氧化层 气化炉的供热层，主要进行残炭和氧的如下两个反应 C+O2=CO2+406.4kJ/mol C+0.5O2=CO+123.2kJ/mol 以首反应为主，该反应在高温下进行极快，燃料在该层停留时间比其它层短得多， 约3~8min，若煤料灰分高、粒度大、活性较差时，停留时间相应延长。 气化层 主要进行残炭和氧的如下四个反应 C+H2O=CO+H2-118.8kJ/mol C+CO2=2CO-162.4kJ/mol C+2H2O=CO2+2H2-72.8kJ/mol CO+H2O=CO2+H2+42.0kJ/mol 随着水蒸汽的分解和CO2还原反应的进行，H2和CO的生成量不断增加，水蒸汽和 CO2不断下降。 甲烷层 大量H2和CO的生成，为甲烷化反应创造了条件，发生的主要甲烷化反应为 C+2H2=CH4+87.4kJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+206.2kJ/mol 随着CH4的生成，CH4量↑，H2和CO↓。CH4量多少取决于煤的直接加氢活性和床层 内温度高低。该区温度较低，气化反应一般不会进行，而甲烷化反