魯奇氣化爐，煤和氣化劑逆流接觸的一種加壓移動床煤氣化裝置。

分為“固態排渣魯奇氣化爐(dry-ash-removal Lurgi gasifier)”和“液態排渣魯奇氣化爐(slagging Lurgi gasifier)”兩種。

中文名稱

魯奇氣化爐

英文名稱

Lurgi gasifier

定　　義

煤和氣化劑逆流接觸的一種加壓移動床煤氣化裝置。分為“固態排渣魯奇氣化爐(dry-ash-removal Lurgi gasifier)”和“液態排渣魯奇氣化爐(slagging Lurgi gasifier)”兩種。

應用學科

煤炭科技（一級學科），煤炭加工利用（二級學科），煤轉化（三級學科）

魯奇煤氣化爐Lurgi coal gasifirr又稱固定床加壓煤氣 化爐(干法排}} )煤氣化爐的一種型式。

氣化爐是一直立圓 筒，爐項有加煤裝置，底部有爐算，氣化爐}幾部設有分布兼攪 拌破碎裝置氣化劑(水蒸氣和氧氣)由爐底部通過爐算進人 護內，與爐內的塊煤進行氣化反應，主要反應:2L } Ua - 2('() ;放熱);L'十13}} -= ('() HZ }吸熱)。氣化爐自熱連續運行，制 得的煤氣由氣化爐「部排出。少t組成大致為:(:#)} "sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

煤在壓力下進行完全氣化的工藝。其制出的煤氣甲烷含量高，經過凈化處理后適于作民用煤氣。其凈化過程是由魯奇加壓氣化爐出來的粗煤氣，經噴淋冷卻器、列管式冷卻器冷凝分離出焦油酚(氨)水后，進入脫硫、脫二氧化碳工段。該工段廣泛采用低溫甲醇洗工藝，用甲醇作溶劑在低溫下選擇性地脫硫、脫二氧化碳、脫油，其凈化度很高，出口煤氣硫含量小于百萬分之一，而且煤氣中原含有的水分被脫除，不必再設煤氣干燥脫水裝置，簡化了流程。經過凈化后的煤氣，其CO含量在某種情況下(如以褐煤或高揮發分煙煤為原料，粗煤氣中的CO₂只作部分脫除)能低于20%的氣化煤氣質量標準，可以外輸供氣，但這畢竟帶來不安全因素，正規的煤氣生產還應當使CO達到不超過10%的人工煤氣質量標準。有兩種技術途徑可以選擇： 一種是增加一氧化碳變換過程，使凈化后的煤氣有一部分經過變換，降低CO含量后，再與未變換的煤氣混合，制成CO低于10%的產品氣外供;另一條技術途徑是增加甲烷化工段，將凈化后煤氣進行部分甲烷化，使煤氣中一部分CO或CO₂與H₂經催化反應轉化為甲烷，這樣既可使CO含量降至10%以下，又提高了煤氣熱值，使其完全符合人工煤氣的質量標準。

魯奇加壓氣化工藝的特點：煤種適應性廣;氣化強度高，產氣量大，適于大型化的生產;氣化爐壓力高，可利用余壓將煤氣輸往二百公里外的城市，節省輸氣費用;需要制氧設備，基建投資較多;含酚廢水排出量大，需要嚴格處理。

水煤氣兩段爐氣化制出的煤氣屬于水煤氣與氣化爐內干餾煤氣的混合氣，其熱值比水煤氣高，但CO含量約30%，需要進行甲烷化才能符合人工煤氣的質量標準。該氣化工藝用常壓操作，不用氧氣，設備簡單，投資省，適于在中、小城鎮和礦區發展民用煤氣。2100433B

按煤在氣化爐內的運動方式分為固定床（移動床）、沸騰床和氣流床等形式；按氣化操作壓力分常壓氣化和加壓氣化；按進料方式分固體進料和漿液進料；按排渣方式分固體排渣和熔融排渣等各種設計。

典型的工業化煤氣化爐型有：UGI爐、魯奇爐、溫克勒爐（Winkler）、德士克爐(Texaco)和道化學煤氣化爐(Dow Chemical)。正在研究開發的爐型有十幾種。

煤氣化爐UGI爐

以美國聯合氣體改進公司命名的煤氣化爐，是一種常壓固定床煤氣化設備。原料通常采用無煙煤或焦炭，其特點是可以采用不同的操作方式（連續或間歇）和氣化劑，制取空氣煤氣、半水煤氣或水煤氣。

爐子為直立圓筒形結構（圖1）。爐體用鋼板制成，下部設有水夾套以回收熱量、副產蒸汽，上部內襯耐火材料，爐底設轉動爐篦排灰。氣化劑可以從底部或頂部進入爐內，生成氣相應地從頂部或底部引出。因采用固定床反應,要求氣化原料具有一定塊度,以免堵塞煤層或氣流分布不勻而影響操作。

煤氣化爐

UGI 爐用空氣生產空氣煤氣或以富氧空氣生產半水煤氣時,可采用連續式操作方法,即氣化劑從底部連續進入氣化爐，生成氣從頂部引出。以空氣、蒸汽為氣化劑制取半水煤氣或水煤氣時，都采用間歇式操作方法。在中國，除少數用連續式操作生產發生爐煤氣（即空氣煤氣）外，絕大部分用間歇式操作生產半水煤氣或水煤氣。

UGI爐的優點是設備結構簡單，易于操作,一般不需用氧氣作氣化劑，熱效率較高。缺點是生產強度低，每平方米爐膛面積的半水煤氣發生量約1000m3/h,對煤種要求比較嚴格，采用間歇操作時工藝管道比較復雜。

煤氣化爐魯奇爐

德國魯奇煤和石油技術公司在1926年開發的一種加壓移動床煤氣化設備。特點是煤和氣化劑（蒸汽和氧氣）在爐中逆流接觸，煤在爐中停留時間1～3h，壓力2.0～3.0MPa。適宜于氣化活性較高，塊度3～30mm的褐煤、弱粘結性煤等。

魯奇煤氣化爐為立式圓筒形結構（圖2），爐體由耐熱鋼板制成，有水夾套副產蒸汽。煤自上而下移動先后經歷干燥、干餾、氣化、部分氧化和燃燒等幾個區域,最后變成灰渣由轉動爐柵排入灰斗,再減至常壓排出。氣化劑則由下而上通過煤床，在部分氧化和燃燒區與該區的煤層反應放熱，達到最高溫度點并將熱量提供氣化、干餾和干燥用。粗煤氣最后從爐頂引出爐外。煤層最高溫度點必須控制在煤的灰熔點以下。煤的灰熔點的高低決定了氣化劑H2O/O2比例的大小。高溫區的氣體含有二氧化碳、一氧化碳和蒸汽，進入氣化區進行吸熱氣化反應，再進入干餾區，最后通過干燥區出爐。粗煤氣出爐溫度一般在250～500℃之間。

魯奇爐由于出爐氣帶有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗滌下來的污水處理系統比較復雜。生成氣的組成(體積%)約為：氫37～39、一氧化碳17～18、二氧化碳32、甲烷8～10,經加工處理可用作城市煤氣及合成氣（見彩圖）。魯奇爐是采用加壓氣化技術的一種爐型，氣化強度高。目前共有近200多臺工業裝置，用于生產合成氣的只有中國的9臺。魯奇爐現已發展到Mark IV型，爐徑為4.1m,每臺產氣量可達60000m3/h，已應用于美國、中國和南非。

煤氣化爐

正在開發的魯奇新爐型有：MK ，操作壓力6MPa，5m直徑，17m高；魯奇-魯爾-100型煤氣化爐，操作壓力為9MPa，兩段出氣；英國煤氣公司和魯奇公司共同開發的BGL爐，采用熔融排渣技術,降低蒸汽用量，提高氣化強度并可將生成氣中的焦油、苯、酚和煤粉等噴入爐中回爐氣化。

煤氣化爐溫克勒爐

以德國人F.溫克勒命名的一種煤氣化爐型。1926年在德國工業化。特點是用氣化劑（氧和蒸汽）與煤以沸騰床方式進行氣化。原料煤要求粒徑小于1mm的在15%以下，大于10mm的在5%以下，并具有較高的活性，不粘結,灰熔點高于1100℃。常壓操作,溫度900～1000℃，煤在爐中停留時間0.5～1.0h。生成氣中不含焦油，但帶出的飛灰量很大。

溫克勒爐是立式圓筒形結構（圖3）。爐體用鋼板制成。煤用螺旋加料器從氣化爐沸騰層中部送入，氣化劑從下部通過固定爐柵吹入，在沸騰床上部二次吹入氣化劑，干灰從爐底排出。整個床層溫度均勻，但灰中未轉化的碳含量較高。改進的溫克勒爐將爐底改為無爐柵錐形結構，氣化劑由多個噴嘴射流噴入沸騰床內，改善了流態化的排灰工作狀況。

煤氣化爐

溫克勒爐以高活性煤如褐煤或某些煙煤為原料，生成氣的組成（體積%）為：氫35～46、一氧化碳30～40，二氧化碳13～25、甲烷1～2。多用于制氫、氨原料氣和燃料煤氣。

正在開發中的改進爐型是高溫溫克勒爐，它是在常規溫克勒爐的基礎上發展起來的加壓爐型。另一種加壓加氫氣化爐也是從溫克勒爐發展起來的,反應壓力12MPa，氣化溫度900℃，以2mm的煤粒在床層中進行沸騰加氫氣化，目的是生成甲烷以制造人造天然氣。

煤氣化爐K-T爐

聯邦德國克虜伯-柯柏斯公司和工程師F.托策克1952年開發，是一種高溫氣流床熔融排渣煤氣化設備。采用氣-固相并流接觸,煤和氣化劑在爐內停留時間僅幾秒鐘，壓力為常壓,溫度大于1300℃。K-T煤氣化爐結構為臥式橄欖形（圖4），其上部有廢熱鍋爐（輻射傳熱的和對流傳熱的），利用余熱副產蒸汽。殼體由鋼板制成，內襯耐火材料。煤粉通過螺旋加料或氣動加料與氣化劑混合，從爐子兩側或四側水平方向以射流形式噴入爐內，立即著火進行火焰反應。中心溫度可高達2000℃，爐內最低溫度控制在煤的灰熔點以上，以保證順利排渣。進料射流速度必須大于火焰傳播速度，以防回火?；以械囊话胍匀墼问綇臓t底渣口排入水封槽，另一半隨生成氣帶出爐外。生成氣出爐口時，先用水或蒸汽急冷到熔渣固化點(1000℃)以下，防止粘結在緊接爐出口的輻射鍋爐爐壁，然后進入對流鍋爐進一步回收廢熱,最后去除塵和氣體凈化系統。K-T煤氣化爐最關鍵的問題是爐襯耐火材料與煤的灰熔點和灰組成必須相適應，盡量減少熔渣對耐火材料的侵蝕作用。

K-T煤氣化爐用一般煤為原料時,生成氣的組成（體積%）大致為：氫31、一氧化碳58、二氧化碳10、甲烷0.1，不含焦油等干餾產物,適宜作合成氨和甲醇等的原料氣和其他還原過程用的氣體。

煤氣化爐德士古爐

美國德士古公司開發的一種加壓氣流床煤氣化設備（見彩圖）。1979年在聯邦德國完成工業操作試驗。其特點是把煤制成水煤漿送入氣化爐內同氣化劑進行高溫氣化反應。氣化溫度1200～1600℃，操作壓力4MPa，水煤漿中煤粉濃度約71%(質量)，煤粉中14～60%的粒度小于90μm，碳轉化率99%。

煤氣化爐

德士古煤氣化爐為直立圓筒形結構（圖5），主體分兩部分，上部為氣化室，下部為輻射廢熱鍋爐（或激冷部分），下接灰渣鎖斗。氧氣和水煤漿分別通過壓縮機和泵升壓后，由氣化爐頂的給料噴嘴進入爐內，在高溫下進行氣化反應。生成氣在廢熱鍋爐中激冷，初步降溫后從中部引出。氣化操作溫度控制在煤的灰熔點以上?；以ㄟ^灰渣鎖斗排出。由于采用高溫加壓操作，因此①氣化強度高；②生成氣壓力較高，節省后續工序的動力；③原料適應性廣，既可采用不同的煤種，也可使用煤加氫液化后的殘渣；④把固體煤制成水煤漿流體輸送，簡化了加壓進料裝置；⑤廢水中不含焦油和酚，環境污染不嚴重。

德士古K-T煤氣化爐的氣化溫度很高,又是并流操作，爐內熱效率較低，同時它以水煤漿進料，生成氣中二氧化碳含量高。因此，提高水煤漿中煤的濃度是這種氣化方法的重要環節。水煤漿中煤的濃度同煤的性質、粒度和粒度分布有直接的關系。加入適宜的添加劑可降低水煤漿的粘度，從而得到較高濃度的水煤漿。

德士古煤氣化爐生成氣的組成（體積%）為：一氧化碳44～51、氫35～36、二氧化碳13～18、甲烷 0.1適宜用作合成氨和碳一化學產品的原料氣。