【正文】 ： CO+H2O=CO2+H2 ? d: C+CO2=2CO ? e: C+2H2=CH4 ? f: CO+3H2=CH4+H2O ? 氣化區(qū)的控制反應(yīng)是 a,甲烷化反應(yīng) e和反應(yīng) d對(duì)離開氣化區(qū)的煤氣組成影響較小。碳就是剛氣化的碳，它由灰機(jī)械地支承著。 ? 魯奇加壓氣化是移動(dòng)床逆流工藝過(guò)程，在爐的縱剖面上可分為五個(gè)層：灰層、燃燒層、氣化層、干餾層、干燥層。 ? 氣化過(guò)程的條件 主要決定于氣化爐的構(gòu)造和原料煤的理化性質(zhì)，對(duì)原料性質(zhì)的要求包括中水分、灰分、揮發(fā)份、固定碳硫分及原料的粒度、反應(yīng)性、機(jī)械強(qiáng)度熱穩(wěn)定性，粘結(jié)性及灰熔點(diǎn)和成渣性能，其中煤的灰熔點(diǎn)和粘結(jié)性是氣化用煤的重要指標(biāo)。反應(yīng)生成物煤氣的組成決定于原料種類，氣化劑的種類及制氣過(guò)程的條件，作為合成原料的煤氣有效組成主要是氫和一氧化碳。元素分析包括碳、氫、氧、氮、硫、磷、氯等項(xiàng)。煤質(zhì)的基本分析有工業(yè)分析和元素分析。由于煤的生成年代、產(chǎn)地及生成植物的不同，因此其組成相當(dāng)復(fù)雜，很難用一個(gè)統(tǒng)一的分子式來(lái)表達(dá)。由高等植物經(jīng)過(guò)成煤過(guò)程的復(fù)雜的生化和地質(zhì)變化所形成的腐殖煤是煤中蘊(yùn)藏量最大、最重要的煤。 ? 綜合上述，固定床氣化對(duì)原料的要求是：低水、低硫、高活性、高灰熔性好，機(jī)械強(qiáng)度高，不黏結(jié)、粒度均勻的燃料。固定氣化特別要求粒度均勻。小粒度原料的表面積大，有利于氣化，但床層阻力上升使生產(chǎn)強(qiáng)度下降。黏結(jié)性強(qiáng)的煤很容易在氣化爐內(nèi)生成拱焦，破壞氣化層中氣體的分布，以至于使氣化過(guò)程無(wú)法進(jìn)行 。不僅增加成本，而且不利于氣化過(guò)程。熱穩(wěn)定性 ≥ 70％ .為宜。 ? 7：熱穩(wěn)定性 ? 指在高溫下燃料保持原來(lái)粒度大小的性質(zhì)，對(duì)氣化工藝影響很大。氣化時(shí)硫變成硫化氫和有機(jī)硫存在于煤氣中，對(duì)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生腐蝕。一般控制在 16％以下 ? 一般要求灰熔點(diǎn) T2在 1250℃ 以上，在生產(chǎn)中常用通入過(guò)量蒸汽的方法防止灰分燒結(jié)。 ? 4：灰分及灰熔點(diǎn)： ? 灰分的組成多為鈣、鎂、鐵的碳酸鹽、鉀、鎂等硅鋁酸鹽，鈣、鎂、鋁、鈉、鉀等的硅酸鹽，硫酸鹽及硫化物，鈉鹽及氧化亞鐵等。 ? 3：化學(xué)活性： ? 是指煤與氣化劑中氧、蒸汽、二氧化碳及氫的反應(yīng)能力。因?yàn)?，揮發(fā)份經(jīng)干餾后進(jìn)入煤氣、焦油和其它烴類凝結(jié)后易堵管道，處理相當(dāng)困難。有資料認(rèn)為，若灰分含量不超過(guò) 10 ％，則允許水含量達(dá)到 35％，但必須有足夠高的燃料層使原料在進(jìn)入氣化區(qū)時(shí)得到充分預(yù)熱。次煙煤和褐煤含水約 10～ 30％ .煤中水分和揮發(fā)份含量有關(guān)，隨揮發(fā)份降低而降低。 ? —— 粗煤氣流量 19500— 38500Nm3/h（干） ? —— 氣化劑蒸汽流量 20220— 36000kg/h ? —— 氧氣流量 3000— 6000Nm3/h（純度 %） ? —— 汽氧比 ~ ? —— 氣化爐出口煤氣壓力 ? —— 爐蓖轉(zhuǎn)速 根據(jù)灰份及負(fù)荷調(diào)整 ? —— 氣化劑溫度 320~350℃ ? —— 氣化爐出口煤氣溫度 ≤ 420℃ ? —— 灰鎖溫度 300~350℃ ? —— 氣化爐頂部法蘭溫度 150℃ ? —— 洗滌冷卻器出口溫度 201℃ ? —— 廢熱鍋爐出口煤氣溫度 187℃ ? —— 粗煤氣（干氣）中 CO2含量 30~35%（體積） ? —— 灰粒度 稍有燒結(jié) ? —— 灰渣殘?zhí)剂? ＜ 6% ? ④ :固定床氣化對(duì)煤的質(zhì)量要求： ? 1：水分： ? 煤中水分含量隨煤的碳化度而異。 ? ③ 機(jī)械強(qiáng)度較低，粉塵多，氣體帶出灰量較大，對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)不利影 響。 ? 結(jié)論性評(píng)價(jià)意見 ? 此煤種對(duì)固定床氣化技術(shù)適用性中等原因如下： ? ①灰熔點(diǎn)低，氣氧比高，引起裝置能耗高。 ? 結(jié)焦性，此煤不結(jié)焦，比較適合固定床。對(duì)固定床來(lái)說(shuō)，氣氧比較高。 灰熔點(diǎn) FT在 1390℃ － 1110℃ ， ST在 1380℃ － 1090℃ 之間。 ? 3：氣化爐內(nèi)壁仍設(shè)置有耐火襯里 國(guó)內(nèi)魯奇爐使用概況表 項(xiàng)目 天脊集團(tuán) 哈煤氣 云解化 蘭煤化 義馬廠 爐臺(tái)數(shù) 4+1 5 9 3 2+3 氣化煤種 貧煤 長(zhǎng)焰煤 褐煤 長(zhǎng)焰煤 長(zhǎng)焰煤 爐型 第三代 PKM 第一代 第二代 第三代 爐徑 3800 3800 2700 2800 3800 灰鎖及膨脹冷凝器設(shè)置 中置灰鎖設(shè)冷凝器 中置灰鎖不設(shè)冷凝器 旁置灰鎖不設(shè)冷凝器 中置灰鎖不設(shè)冷凝器 中置灰鎖設(shè)冷凝器 夾套水循環(huán)方式 強(qiáng)制循環(huán) 自然循環(huán) 自然循環(huán) 自然循環(huán) 自然循環(huán) 夾套蒸汽分離方式 夾套上部與外部分離器 外設(shè)氣包 外設(shè)氣包 外設(shè)氣包 夾套上部與外部分離器 爐篦布?xì)夥绞? 寶塔式四層布?xì)? 寶塔式三層布?xì)? 單層（后改多層） 多層布?xì)? 寶塔式四層布?xì)? 布煤器型式及攪拌器設(shè)置 旋轉(zhuǎn)型布煤器，設(shè)攪拌器 固定型布煤器，不設(shè)攪拌器 固定型布煤器，不設(shè)攪拌器 固定型布煤器，不設(shè)攪拌器 固定型布煤器，不設(shè)攪拌器 ? 七：氣化爐工藝說(shuō)明 ? Ⅰ: 魯奇爐的操作條件 ? ① :關(guān)于原料煤 ? 原料煤元素分析 煤 種 項(xiàng)目 C H N S CI O 天脊 89 義馬 慶華 原料煤工業(yè)分析％ 項(xiàng)目 煤種 揮發(fā)分 V 灰分 A 水分 W 固定碳 備注 天脊 貧瘦煤 義馬 褐煤 慶華 ? 原料煤灰熔點(diǎn) 項(xiàng)目 煤種 變形溫度Ｔ１ 軟化溫度Ｔ２ 熔融溫度Ｔ３ 天脊 １３３０ ＞１５００ ＞１５００ 義馬 １２２０ １２３９ １２５０ 慶華 1340 1350 １３ 6０ 煤分析數(shù)據(jù)綜合性能 揮發(fā)份比較高，說(shuō)明成煤年代比較淺、易燃、甲烷及輕質(zhì)油含量比較高；焦油產(chǎn)量可能較高，會(huì)帶來(lái)較多的不利因素，給煤氣冷卻分離帶來(lái)不利影響。 ? 特點(diǎn)： ? 1：氣化爐設(shè)計(jì)采用蒸汽升溫后，再通入氧氣點(diǎn)火，而一般的魯奇爐采用蒸汽升溫，空氣點(diǎn)火，然后再將空氣切換為氧氣，簡(jiǎn)化了開車程序，縮短了開車時(shí)間。 ? 5：哈爾濱氣化裝置 ? ? 哈爾濱氣化廠氣化裝置于 20世紀(jì) 90年代從原德意志民主共和國(guó)引進(jìn)，由原德意志民主共和國(guó)黑水泵廠與 PKM設(shè)計(jì)院，用于生產(chǎn)城市煤氣并聯(lián)產(chǎn)甲醇。 ? 2：夾套水由補(bǔ)充鍋爐水通過(guò)引射進(jìn)行循環(huán)，避免了由于夾套水循環(huán)不暢造成的夾套鼓包。8M 三臺(tái)氣化爐，采用德國(guó)魯奇公司專利技術(shù)，除灰鎖、爐篦引進(jìn)外，其余設(shè)備由中國(guó)國(guó)內(nèi)制造。 Ⅰ 期工程建有￠ 3 ? 5：灰鎖設(shè)置在爐底正中位置，氣化爐產(chǎn)生的灰渣從爐篦的周邊環(huán)隙落在爐下部的下灰室 然后再進(jìn)入 灰鎖。 ? 3：入爐氣化劑管與傳動(dòng)軸分開，單獨(dú)固定在爐低側(cè)壁上。攪拌裝置設(shè)有兩個(gè)攪拌葉片，其設(shè)計(jì)高度在燃料層的干餾層，隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，在干餾層的煤焦受到了攪動(dòng)，破壞了煤的粘結(jié)，這樣使氣化爐能夠氣化弱粘煤，擴(kuò)大了氣化煤種。該氣化爐直徑￠ 2首先用煤氣冷卻工號(hào)，這時(shí)的煤氣溫度較低，然后再用爐本身粗煤氣充至最終壓力 。 ? 夾套上部，夾套產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)夾套頂部及外設(shè)汽液分離器分離液滴后全部并入氣化劑，減少了新鮮蒸汽消耗量。其加壓氣化流程如圖所示： ? 該爐的特點(diǎn) : ? ，以回收煤氣的廢熱，付產(chǎn)低壓蒸汽。 ? ? 天脊集團(tuán)（原山西化肥廠）氣化裝置于 20世紀(jì) 80年代初從原聯(lián)邦德國(guó)魯奇公司引進(jìn)設(shè)有四臺(tái)￠ 3 ? 5：氣化爐生產(chǎn)出來(lái)的粗煤氣沒(méi)有洗滌 只是冷卻。 ? 3：煤鎖充壓氣只有一個(gè)用氣化爐本身的粗煤氣 ，溫度較高。 ? : ? 云南解放軍化肥廠氣化裝置于 20世紀(jì) 50年代建設(shè)，屬典型的無(wú)廢熱回收第一代加壓氣化爐，其加壓氣化裝置工藝流程如圖 ? 該爐的特點(diǎn)： ? 1：沒(méi)有攪拌器裝置，只適用于褐煤或不黏結(jié)性煤種。 20世紀(jì) 70年代后期到 20世紀(jì)末，又相繼從原聯(lián)邦德國(guó)、原民主德國(guó)、原捷克引進(jìn)了幾套氣化爐，用于生產(chǎn)合成氨原料氣、城市煤氣，主要原料煤種為長(zhǎng)焰煤、貧瘦煤。刮刀與器壁的間隙為 1㎜ ，刮刀行程 1260 ㎜ 。 上部水平管是帶有水夾套的管段，其水夾套與氣化爐相通。 ? 氣化爐生產(chǎn)的粗煤氣由煤氣出口管導(dǎo)入噴冷器，由煤氣水處理裝置來(lái)的凈煤氣水從煤氣水入口進(jìn)入噴冷器，煤氣水通過(guò)文丘里洗滌器上入口處的螺旋葉片（葉片共 16片）與粗煤氣一同進(jìn)入丘里收縮段，經(jīng)器壁旋轉(zhuǎn)流下 ，在此煤氣得到了冷卻、洗滌。內(nèi) ? 件是一通流文丘里洗滌器，其喉口處 ? 直徑為￠ 270 ㎜ ，此處流速為 50～ 70 ? M／ s,上部縮段入口直徑為￠ 450 ㎜ ， ? 錐角為 30 ℃30′ ，長(zhǎng)度 828 ㎜ 段出口 循環(huán)煤汽水 ? 直徑為￠ 630 ㎜ 錐角為 27176。 ? 5：噴淋洗滌冷卻器 ? 噴淋洗滌冷卻器（簡(jiǎn)稱噴冷器） ? 與氣化爐粗煤氣出口管垂直相連， ? 其作用是對(duì)氣化爐出來(lái)的高溫粗煤 ? 氣進(jìn)行洗滌冷卻，使粗煤氣溫度由 ? 600～ 700℃ 降至 204 ℃ ，并且除去 ? 焦油和煤塵。 第一、二代碎煤加壓氣化爐的灰鎖沒(méi)有設(shè)置膨脹冷凝器，它們的泄壓是將灰鎖的灰蒸汽直接通過(guò)泄壓管線排出灰鎖后，再進(jìn)入一個(gè)常壓的灰鎖氣洗滌器進(jìn)行洗滌、除塵。 膨 ? 脹冷凝器的設(shè)計(jì)壓力、溫度與灰鎖相 ? 同，只是中心管的材質(zhì)由于長(zhǎng)期受灰 ? 蒸汽的沖刷需采用耐磨性能較好的合金鋼。膨脹冷卻器是灰鎖的一部分，它上部與灰鎖用法 ? 蘭連接，中心利用中心管