一、鲁奇气化技术原理

1.气化炉内料层分布

原料煤由煤锁通过煤分布器进入到气化炉中，并与气化剂逆流流动，原料由上往下，气化剂由下而上，逐渐完成煤炭由固态向气态的转化。随着反应的进行反应热的放出或吸收，使料层纵向温度分布不均匀，根据料层各区域的不同的反应特征，大致将料层分为以下6层：

（1）灰渣层

该层位于料层的最底部。该层中碳基本耗尽，气化反应已经结束，因而温度急剧下降。灰渣层保护了气化炉底部炉篦不被灼热的碳层烧坏或变形，同时对刚入炉的气化剂起到了气体分布和预热作用。

（2）燃烧层（氧化层）

在该层内主要进行碳的氧化反应，即C+O ₂ →CO ₂ 反应，生成大量的二氧化碳和少量的一氧化碳，该反应是强放热反应，释放出的热供给其他各层反应需求。

（3）气化层

该层是主要生成煤气组分的层带，又可分为还原层和甲烷层。

在还原层中氧气已全部消耗，因此在此层中主要发生还原反应。水蒸气开始大量分解，二氧化碳被还原，一氧化碳、氢气量增加，二氧化碳和水蒸气量逐步减少。该反应层进行的还原反应为吸热反应，因而上部料层温度逐渐下降。

在甲烷层中进行的主要反应是碳与氢及一氧化碳和氢之间生成甲烷的反应，生成甲烷的速度比氧化层和还原层反应速度小得多。因此可以通过该层厚度的调整来调节煤气中甲烷的含量。

（4）干馏层

在干馏层内主要发生煤的热解反应，生成的烃类、焦油、酚、氨等挥发分进入气化炉顶部空间，剩下的焦炭或半焦成为下部反应层的反应原料。

（5）干燥层

在该层内，入炉原料煤在上升热煤气流的对流传热作用下，失去外在水分并逐渐升温。

（6）空层

空层是指气化炉内煤层顶部空间区域，来自底部各层的气体在这里充分混合，保证了气化炉出口煤气组成连续均匀。

不少研究工作者曾在加压气化的半工业试验中，研究燃料床中各层的分布状况和温度间的关系，其结果如图3.3.1所示。

2.气化炉内各层主要反应

气化过程示意图如图3.3.2所示。