鲁奇炉碎煤熔渣气化技术研究

鲁奇炉碎煤熔渣气化技术研究

姜雅东

（内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司025350）

摘要：文章结合鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的研究现状，首先分析了鲁奇炉熔渣气化技术的实现流程，其次对鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的基本特征进行了解析，并结合其特征对于鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的应用发展趋势进行了探讨，希望能够有效提升鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的应用水平，为我国煤化工领域的全面健康发展创造条件。

关键词：鲁奇炉；碎煤熔渣气化；技术发展

鲁奇炉气化技术是一种应用较早的气化技术，其同时也是目前应用较为广泛的气化技术之一。固态排渣鲁奇炉在应用时存在一定的局限性，所以在技术研发中对其进行了省级，这才有了鲁奇炉碎煤熔渣气化技术。为了进一步分析鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的发展途径，现就鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的现状与发展特征简要介绍如下。

一、鲁奇炉碎煤熔渣气化技术概述

1.鲁奇炉碎煤熔渣气化技术发展现状

鲁奇炉碎煤熔渣气化技术最早出现于上个世纪的中期，随着大规模应用于实践，在1980年左右逐渐成为发达国家主要的替代天然气的方式。在1990年，在英国贸工部的支持下，该技术得到了系统的推广，不但解决了电力、气体合成等多个方面的问题，同时也有效减少了废弃物对环境的污染，实现了联产副产物，取得了良好的经济效益与社会效益。该技术在我国的应用时间不长，但是由于其独特的技术优势得到了煤化工领域的普遍关注，成为煤化工领域气化技术的主要支撑点之一。

2.鲁奇炉碎煤熔渣气化工艺流程

鲁奇炉碎煤熔渣气化技术相比于传统的鲁奇炉更加简单，其最大的差异表现在上部结构与固态排渣炉存在一定的差异，主要采用渣池来代替。在该技术的使用过程中，在煤逆向通过时，汽化炉内会由上而下移动，此时气体会被干燥、脱除挥发分，同时气化，最后才进入燃烧环节。在底部，则主要有均匀分布的组分构成，这部分组分根据径向向下有倾斜的趋势。在应用过程中，气化剂煤粉等都通过这个部分进入到炉内。在中心管的排渣口中聚集后，区域内的温度会达到2000℃，此时的灰渣具有较强的流动性。在混合物进入到废热锅炉的底部时，系统的温度为160℃左右，此时通过灰焦油与气流分离，可以实现分离效果，最后出气液分离器获取的气体就是荒煤气。

二、鲁奇炉碎煤熔渣气化技术基本特征

鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的应用和推广得益于其独特的优势与技术特征，现结合实际应用情况简要分析如下。

1.蒸汽消耗量降低

相比于传统的鲁奇炉，鲁奇炉碎煤熔渣气化技术能够有效降低蒸汽的消耗量，从而提升蒸汽的整体分解率。在利用汽化炉液态排渣的同时，本身就达到一定水平的气化温度也提升了气化的处理速度，从而有效提升了系统的生产能力。根据相关统计结果显示，在应用该技术后，整体分解率从40%提升到60%，同时废水的排放量减少了20%，生产能力更是成倍的提升。

2.环境影响小

鲁奇炉采用碎煤熔渣气化技术，可以有效提升水蒸气分解率，最终分解率达到了95%以上，此时汽化炉的水分基本都来自于煤当中，所以合成气的冷却后的冷凝液的需求量也相对较少，那么在生产后剩余的固体颗粒物质、油等都相对较少，此时产生的灰渣会形成致密状态的玻璃物质，从而有效降低对于环境产生的不良影响，实现了经济、环保的目标。

3.适应性强

鲁奇炉碎煤熔渣气化技术具有较强的适应性，无论是选择高挥发分、高硫的煤，还是选择活性较低的次烟煤都可以完成生产任务，不过不能够选择难熔灰分超过一定比例的煤。在利用液态排渣气化技术后，整体的适应性会显著提升，同时在反应活性还有熔融性等方面更是具有明显的提高，达到了更高的技术应用标准。

4.气化率高

在鲁奇炉的炉内形成局部超过2000℃的区域时，气化温度也会达到1400℃以上，此时的转化率接近100%。在整个处理过程中，煤的能量转化率在所有的气化技术中占比也最高，相比于各种其他的技术都具有明显的优势。同时，合成热值也相对较高，能够达到13MJ以上。

5.工程化难度小

从技术成型角度上来看，鲁奇炉碎煤熔渣技术是在固定床的技术基础上发展而来的，所以仅在排渣方面存在一定的差异，其他部分基本相同。在这样的条件下，工程化的可行性十分广泛，随时都可以直接通过产业链升级或者技术改造的方式进行转变，同时设备制造与实际操作方面对于人员的技术要求也不高，许多具有一线操作经验的人员都可以迅速上手操作，再加上成本相对不高，所以实现国内应用、推广更为便捷。

6.操作灵活

与传统的鲁奇炉相比，该技术的操作灵活性更强，能够在停车后迅速实现开车，所以经济效益也相对更为显著。根据1990年的实验结果来看，整体设计负荷率为30%以上时，每分钟的速度切换率达到5%。除此之外，由于整个系统的工艺并不复杂，所以系统的稳定性也更高，不容易出现故障与问题，这也为系统的升级改造提供了便利的条件，可以实现迅速的切换。

三、鲁奇炉碎煤熔渣气化技术发展趋势

1.煤气化联合循环发电技术

随着我国经济的快速发展，目前国家对于电力能源的要求也在持续增加，这也在很大程度上导致我国的电能供应方面出现了短缺。其中，大多数的电力能源来源于煤为主要燃料的火力发电厂，但是采用火力发电的方式会导致大量的二氧化硫、氮氧化物，这些都是大气污染的主要来源。在鲁奇炉生产技术应用过程中，合成热值相对较高，综合发电效率可以达到50%以上，不但有效提升了煤炭的综合利用效率，同样也降低了传统火力发电带来了大气污染的弊端，所以煤气化联合循环发电技术是未来发展的重要趋势。

2.固体废弃物处理

由于鲁奇炉碎煤熔渣气化技术在应用中只会产生很少的环境污染，再加上其具有一定的处理污染物的能力，所以在固体废弃物的处理方面具有一定的发展潜力。目前，许多地区还在采用填埋处理等方式来进行固体废弃物的处理，但是这显然不利于国家环境保护战略的有效实施。在利用碎煤熔渣气化技术进行处理后，就可以将废弃物转化为热值和能量，从而解决了废弃物排放的问题。

3.替代天然气

随着近些年来天然气开采难度、成本的不断提升，目前天然气的价格也在持续增加，这也从市场角度上促进了煤气化生产技术的应用优势。由于煤气化技术具有明显的经济吸引力，所以在一些资源受到限制或者需要建设专门天然气管道进行运输的区域中可以直接取代天然气，同时其合成气的热值也能够达到常规应用标准，所以可以在很大程度上取代天然气能源。

结论

综上所述，鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的应用能够有效提升气化率，无论是在工程化还是操作水平等方面都具有明显的优势，在实际应用中具有良好的发展潜力与应用价值。结合目前鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的发展情况，笔者也试着从固体废弃物处理、替代天然气、副产物合成等多个角度提出了项目优化发展的方案，也希望能够为我国鲁奇炉碎煤熔渣气化技术的应用提供新的思路，同时也为实现煤化工行业的全面健康发展创造条件。

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