简介

煤气化炉有两种概念，一种是煤产气炉即煤气发生炉也叫煤气发生器，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉子。另外一种概念是一种利用煤气进行燃烧的锅炉或者各种加热燃烧炉称为煤气化炉。还有一种锅炉称为煤气一体化锅炉是一种燃煤锅炉，利用煤气发生炉的特性将锅炉增加受热面积和燃烧室，除了燃煤层提供锅炉热源外其产生的可燃气通过特殊设计配风可在燃气室进行充分燃烧，实际上是锅炉和煤气发生炉的结合的一种新型环保锅炉。根据煤的性质和对煤气产品的要求有多种气化炉型式。分为固定床（移动床）、沸腾床和气流床等形式。

分类

煤气化炉

按煤在气化炉内的运动方式分为固定床（移动床）、沸腾床和气流床等形式；按气化操作压力分常压气化和加压气化；按进料方式分固体进料和浆液进料；按排渣方式分固体排渣和熔融排渣等各种设计。

典型的工业化煤气化炉型有：UGI炉、鲁奇炉、温克勒炉（Winkler）、德士克炉(Texaco)和道化学煤气化炉(Dow Chemical)。正在研究开发的炉型有十几种。

UGI炉

煤气化炉

以美国联合气体改进公司命名的煤气化炉，是一种常压固定床煤气化设备。原料通常采用无烟煤或焦炭，其特点是可以采用不同的操作方式（连续或间歇）和气化剂，制取空气煤气、半水煤气或水煤气。

炉子为直立圆筒形结构（图1）。炉体用钢板制成，下部设有水夹套以回收热量、副产蒸汽，上部内衬耐火材料，炉底设转动炉篦排灰。气化剂可以从底部或顶部进入炉内，生成气相应地从顶部或底部引出。因采用固定床反应,要求气化原料具有一定块度,以免堵塞煤层或气流分布不匀而影响操作。

煤气化炉

UGI 炉用空气生产空气煤气或以富氧空气生产半水煤气时,可采用连续式操作方法,即气化剂从底部连续进入气化炉，生成气从顶部引出。以空气、蒸汽为气化剂制取半水煤气或水煤气时，都采用间歇式操作方法。在中国，除少数用连续式操作生产发生炉煤气（即空气煤气）外，绝大部分用间歇式操作生产半水煤气或水煤气。

UGI炉的优点是设备结构简单，易于操作,一般不需用氧气作气化剂，热效率较高。缺点是生产强度低，每平方米炉膛面积的半水煤气发生量约1000m3/h,对煤种要求比较严格，采用间歇操作时工艺管道比较复杂。

鲁奇炉

煤气化炉

德国鲁奇煤和石油技术公司在1926年开发的一种加压移动床煤气化设备。特点是煤和气化剂（蒸汽和氧气）在炉中逆流接触，煤在炉中停留时间1～3h，压力2.0～3.0MPa。适宜于气化活性较高，块度3～30mm的褐煤、弱粘结性煤等。

鲁奇煤气化炉为立式圆筒形结构（图2），炉体由耐热钢板制成，有水夹套副产蒸汽。煤自上而下移动先后经历干燥、干馏、气化、部分氧化和燃烧等几个区域,最后变成灰渣由转动炉栅排入灰斗,再减至常压排出。气化剂则由下而上通过煤床，在部分氧化和燃烧区与该区的煤层反应放热，达到最高温度点并将热量提供气化、干馏和干燥用。粗煤气最后从炉顶引出炉外。煤层最高温度点必须控制在煤的灰熔点以下。煤的灰熔点的高低决定了气化剂H2O/O2比例的大小。高温区的气体含有二氧化碳、一氧化碳和蒸汽，进入气化区进行吸热气化反应，再进入干馏区，最后通过干燥区出炉。粗煤气出炉温度一般在250～500℃之间。

鲁奇炉由于出炉气带有大量水分和煤焦油、苯和酚等，冷凝和洗涤下来的污水处理系统比较复杂。生成气的组成(体积%)约为：氢37～39、一氧化碳17～18、二氧化碳32、甲烷8～10,经加工处理可用作城市煤气及合成气（见彩图）。鲁奇炉是采用加压气化技术的一种炉型，气化强度高。目前共有近200多台工业装置，用于生产合成气的只有中国的9台。鲁奇炉现已发展到Mark IV型，炉径为4.1m,每台产气量可达60000m3/h，已应用于美国、中国和南非。

煤气化炉