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ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi鲁奇碎煤加压气化炉和德士古水煤浆加压气化炉技术资料技术部2013年11月25日xjly能源zd煤化工有限责任公司XINJIANGLONGYUNENGYUANZHUNDONGMEIHUAGONGYOUXIANZERENGONGSIly煤化工能源化工目录第一部分简介1、公司简介及工艺流程2、煤气化简介及应用3、鲁奇炉概述及发展4、鲁奇加压气化炉炉型及构造第二部分鲁奇加压气化炉及附属设备构造1、炉体2、煤锁3、灰锁4、膨胀冷却器5、冷却洗涤器第三部分鲁奇炉在国内的应用第四部分xjly能源zd煤化工气化工艺1、公司进度及气化装置介绍2、鲁奇碎煤加压气化炉3、德士古水煤浆气化炉附：工艺流程图ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi第一部分简介ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi1.1公司及工艺简介流程xjly能源zd煤化工有限责任公司是hn能源化工集团有限公司旗下的煤制天然气（甲烷）专业生产公司，在建的40亿Nm3/a煤制天然气项目为国家的重点示范项目，气化采用国内首创的碎煤加压联合水煤浆组合气化工艺。项目除年产40亿Nm3天然气外，还有煤焦油、硫磺等大量高附加值的副产品，生产中的废水、废气、废渣都得到充分利用，实现了循环经济。xjly能源zd煤化工项目位于xj昌吉州奇台县芨芨湖煤化工工业园区，厂区占地面积381.5公顷，总投资2416392.52万元，建成后，年可实现利润252313.72万元，投资回收期（税前）为8.16年。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi碎煤加压联合水煤浆气化工艺流程图ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi粗煤气粗煤气1.2煤气化简介及应用1.2.1煤气化的定义：煤的气化过程是一个热化学过程，它是指在煤气发生炉内，以煤或焦炭为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或焦炭中的可燃部分转化为气体燃料的过程。气化时所得的可燃气体称为气化煤气，其有效成分主要包括一氧化碳、氢气及甲烷等。1.2.2煤的气化方法：煤制取煤气的方法多种多样。以压力控制方式分类煤气化可分为常压气化法和加压气化法；以气化原料在气化炉内的运动方式分类，气化可分为移动床气化、流化床气化和气流床气化；根据排渣方式，煤的气化可分为固态排渣气化法和液态排渣气化法。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsily煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi各种气化炉的特点图3温克勒气化炉1.2.3气化用煤要求：固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%，要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm，机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞1250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%，不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1200℃，粒度＜10mm，主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi1.2.4、煤气化的应用进入21世纪，为了保证中国经济的可持续发展，实施《京都议定书》，减少燃煤对大气的污染，必须大力发展洁净煤技术，煤炭气化作为重要的洁净燃料技术得到广泛的应用。气化炉是发展现代煤化工最重要的技术单元。煤炭气化可以生产工业燃料气；民用燃料煤气；汽车用天然气；化工合成燃料油原料气；氢燃料电池；煤气联合循环发电；合成天然气；火箭燃料等，煤气化技术广泛应用于化工；冶金；机械；建材等重要工业部门和城市煤气的生产。目前，中国拥有各种类型的煤气炉约9000多台。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi其中化工行业煤气化炉约有4000余台，以固定床气化炉为主。多数中小化肥厂和少数大型化肥厂以煤炭为原料，通过煤气化生产合成氨和甲醇，年耗原料煤4000万吨，合成氨产量占全国总产量的60％以上，为我国农业生产提供了充足的化肥。煤气化的过去、现状和未来在我国工农业生产和居民生活中，特别是对现代煤化工和洁净煤气化技术上，占有十分重要的地位，是实现中国经济可持续发展的主要技术手段之一。煤气化应用如下图所示：ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi1.3：鲁奇炉概述及发展史鲁奇加压气化是成熟的工业化煤加压气化的方法。自1936年德国建立起第一套加压气化装置至今工业化已达八十多年的历史，鲁奇碎煤加压气化技术的发展根据炉型的变化大致可划分为三个发展阶段：第一阶段任务：证明气化理论在工业上实现移动床加压气化。1936年对不同煤种进行了三十四次试验，在这基础上设计了MaRK-Ⅰ型气化炉。此炉特点是炉内衬有耐火砖，灰锁置于炉侧，气化剂由主轴通入炉内。炉身较低，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。第二阶段任务：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，侧向传动。炉型有MaRK-Ⅱ型和MaRK-Ⅲ型。一台炉产气量为14000-17000NM3/h.第三阶段任务：继续提高气化强度和扩大使用煤种。设计了MaRK-Ⅳ型，内径3.84米，产气量35000-50000NM3/h.其主要特点是：①改进了煤分布器与破粘装置，从而可气化炼焦煤外的所有煤种。②设置多层炉篦，布气均匀，气化强度高，灰渣残碳少。③采用了先进的制造技术与控制系统。从而增加了加煤的频率，同时运转率达80％ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsily煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi鲁奇加压气化今后的发展方向①提高气化强度。此方法为提高气化层的温度，灰以熔渣形式排出，从而可降低汽氧比使蒸汽分解率提高，热效率增加，同时气化强度可由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。使用煤粒度下降，进一步增加气化强度及碳转化率。提高甲烷含量更有利于制造城市煤气。③煤种实用性应做更深的探讨。尤其对使用不同煤种而引起的煤气水处理问题和后序气体处理问题，需进行专题研究。④进一步研究炉篦布气方式，提出并研试最佳布气方案，可以进一步提高煤气化强度。⑤鲁奇炉煤气水所带来的环境问题，需要配以专项技术加以治理。目前，鲁奇炉在南非和美国使用非常成功，另外我国云南解放军化肥厂已运行多年，哈尔滨煤气厂也正常生产，天脊集团和hn义马气化厂的鲁奇炉通过多年实践与研究也达到了设计要求。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsily煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsily煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi1.4、鲁奇加压气化炉炉型及构造1.4.1：炉型介绍：第三代加压气化炉其型号为Mark-Ⅳ,是目前世界上使用最广泛的一种炉型。其内径为￠3.8M,外径4.128M,炉体高12.5M,炉内燃料堆放高度4.0M，炉体容积119M3，炉体总重量169.5（其中包括内件重量40吨）吨，操作重量250吨，夹套宽度为46mm，总容积为13M3,气化炉操作压力为3.05Mpa。该炉生产能力高，炉内设有搅伴装置，可气化除强黏结性烟煤外的大部分煤种。为了气化有一定黏结性的煤种，在炉内上部设置了布煤器与搅拌器，它们安装在同一空心轴上，其转速根据气化用煤的黏结性及气化炉生产负荷来调整，一般为10-20转／小时，从煤锁加入的煤通过布煤器上的两个布煤孔进入炉膛内，平均每转布煤15-20㎜厚，从煤锁下料口到布煤器之间的空间，约能储存0.5小时气化炉用煤量，以缓冲煤锁在间歇充、泄压加煤过程中的气化炉连续供煤。在炉内，搅拌器安装在布煤器的下面，其搅拌桨叶一般设上、下两片桨叶。桨叶深入到煤层里的位置与煤的结焦性能有关，其位置深入到气化炉的干馏层，以破除干馏层形成的焦快。桨叶的材质采用耐热钢，其表面堆焊硬质合金，以提高桨叶的耐磨性能。桨叶和搅拌器，布煤器都为壳体结构，外供锅炉给水通过搅拌器，布煤器的空心轴内中心管，首先进入搅拌器最底下的桨叶进行冷却，然后再依次通过冷却上桨叶、布煤器，最后从空气轴套与中心管间的空间返回夹套形成循环。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi该锅炉水的冷却循环对布煤器的正常运行非常重要。因为搅拌桨叶处于高温区工作，水的冷却循环不正常将会使搅拌器及桨叶超温烧坏造成漏水，从而造成气化炉运行中断。该炉型也可用于气化不黏结煤种，这里就可以不安装布煤搅拌器，整个气化炉上部传动机构取消，只保留煤锁下料口到炉膛的储煤空间，结构简单。在该炉型中，煤锁与灰锁的上、下锥形阀都有了较大的改进，采用硬质合金密封面，使煤、灰锁的运行时间延长，故障率减少。南非沙索尔公司在煤、灰锁上下锥形阀的密封面采用了碳化硅粉末合金技术，使锥形阀的使用寿命延长到18个月。ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi第二部分鲁奇加压气化炉及附属设备构造ly煤化工能源化工xjly能源zd煤化工有限责任公司Xinjianglongyunengyuanzhundongmeihuagongyouxianzerengongsi2.1、鲁奇炉工艺流程：粒度为6～50mm的原料煤由贮煤仓经煤锁间断地加入到气化炉内，单日投煤量800~1000t/d，在3.1MPa压力下，煤至上而下经干燥层、干馏层、气化层逐层下移，与底部进入的气化剂逆流接触发生气化反应，生产的高温煤气将热量传递给下降的煤层，热交换后以大约500～600℃的温度离开气化炉。离开气化炉的煤气首