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1、鲁奇加压气化炉的运行与技术改造李新社任富强(山西天脊煤化工集团公司张爱民潞城市047507)摘要根据国内鲁奇炉的使用情况,总结了山西天脊煤化工集团公司10年的运行经验和技术改造成果,提出了鲁奇炉在我国的发展方向。关键词鲁奇炉运行总结技术改造OperationandTechnicalRenovationofLurgiPressurizedGasifierLiXinshe,RenFuqiangandZhangAiminAbstractInlinewiththeuseoftheLurgigasifierinChina,theoperationexperiencean
2、dtechnicalrenovationresultofShanxiTianjiCoalChemicalGroupCo.aresummedup,andthedirectionofdevelopmentoftheLurgigasifierinChinaisproposed.KeywordsLurgigasifieroperationsummarytechnicalrenovation固定床加压煤气化炉最早为鲁奇公司所开发,因此常将这种带有夹套锅炉固态排渣的加压煤气化炉称为鲁奇炉。鲁奇加压气化炉(以下简称鲁奇炉)是以碎煤为原料,经加压气化来制取粗煤气的。50年代中
3、期,云南解放军化肥厂从前苏联引进了第一代鲁奇炉,以煤造气制合成氨。70年代末,沈阳加压气化厂用第一代鲁奇炉制取城市煤气。80年代初,山西天脊煤化工集团公司(原山西化肥厂)从西德鲁奇公司成套引进第三代Mark-IV鲁奇炉,用于制取合成氨的原料气。以后我国又建设了兰州煤气厂和哈尔滨气化厂,这2套装置已于90年代初相继投入运行。目前河南义马煤气厂引进的第三代鲁奇炉也开始建厂。随着我国人民生活水平的提高,以煤制气尤其是以鲁奇炉造气在我国将有广阔的发展前景。用于合成氨生产,其它厂用于制取城市煤气。虽然各厂最终产品不尽相同,但气化炉的结构型式大同小异。根据气化用原料煤的性
4、质不同,在炉内部件的设置上各有差异。各厂气化炉结构见图1。1.1鲁奇炉结构简介鲁奇加压气化炉是一个结构复杂的组合设备,它由炉体与煤锁、灰锁等辅助设备组成。1.1.1炉体炉体的主要功能是均匀布煤、布气、除灰,使气化剂与煤均匀接触,从而使固体煤转化为煤气。炉体分为壳体和炉内件两部分。国内各厂鲁奇炉壳体均采用水冷却双层夹套外壳,外壳体承受高压,内夹套仅承受夹套蒸汽通过气化炉床层的阻力。不同之处是各厂的水夹套宽度及容积有所不同,夹套内外壳体由于温度不同所采取的吸收热膨胀的方式也不相同。山西天脊煤化工集团公司气化炉的内壳体下部设置膨胀节,哈尔滨气化厂气化炉(由原东德PK
5、M设计院设计,也称PKM炉)的外壳体上部用填1鲁奇炉的结构与工艺原理目前我国在运行的鲁奇炉约有20台,其中山西天脊煤化工集团公司与云南解放军化肥厂34化肥工业第25卷第5期革新与经验西化肥厂Ø3800气化炉云南解放军化肥厂Ø2700气化炉兰州煤气厂Ø2800气化炉义马煤气厂Ø3800气化炉图1几种气化炉结构图料函密封,吸收膨胀量。一般外壳材质为WS2JE36,内壳材质为HⅡ锅炉钢(20锅)。炉内件一般包括煤分布器、炉箅两大部分。煤分布器一般为固定的波斯曼套筒,炉箅一般为宝塔式多层布气式,在炉箅的底部装有刮刀,以便气化后的灰渣排出。对于使用具有粘结性的煤,炉内件
6、还包括搅拌器,与布煤器连接在一起,通过外部的传动装置带动,起到均匀下料和破焦的作用。由于搅拌器与炉箅的工作环境较为恶劣,故一般选用耐磨、耐腐蚀的16Mo3铸钢,其表面还要堆焊硬质合金(E20-50-ZCt)。1.1.2辅助设备由煤斗、煤锁、灰锁、灰斗、气化炉出口的洗涤冷却器等组成。Mark-Ⅳ型鲁奇炉设有灰锁膨胀冷凝器,用于灰锁泄压气体的冷凝和洗涤。煤斗、灰斗均为常压设备,作为气化炉间歇供煤排灰的缓冲。煤锁与灰锁系承受0～3.0MPa循环载荷的压力容器,灰锁还需耐400℃的高温。它们用法兰与气化炉联接,通过上下锥形阀的开或闭与其它阀门配合,使煤锁、灰锁进行常压
7、Ω高压的循环操作,以实现将常压的煤加入高压气化炉及将高压的灰排至常压灰斗。各厂气化炉煤锁、灰锁的上、下阀均为锥形阀门,表面堆焊有硬质合金,以保证运转时良好的密封。煤锁、灰锁的上、下锥形阀是气化炉运行的关键部件,尤其是灰锁上、下锥形阀工作环境恶劣,它们的使用寿命和操作状况直接影响着气化炉运行率。洗涤冷却器采用文丘里洗涤器,将气化炉出口的高温煤气激冷并除尘。此外,气化炉水夹套外部都设有汽水分离器或汽包用于除去饱和蒸汽中的水份。国内各厂鲁奇炉情况见表1。1.2工艺原理原料煤由煤锁加入气化炉后,在～3.0MPa压力下,自上而下依次经过干燥、干馏、气化层(或称还原层)后
8、到达燃烧层。在此,煤中的残留碳与气化剂
