В обобщенном виде можно указать следующие преимущества процесса газификации под давлением по способу Lurgi:

1) принцип противотока, т. е. хорошая теплопередача и при этом меньший расход кислорода и благоприятные кинетические условия из-за постоянной концентрации углерода;

2)  газификация протекает под давлением, что в случае получения синтез-газа означает экономию расходов на компрессию.

Недостатки процесса следующие:

1. можно  перерабатывать   (с учетом  сопротивления  слоя  за­грузки газовому потоку)  частицы только определенного размера; при значительном количестве более мелких частиц снижается производительность;
2. наряду с газификацией идет термическое разложение топ­лива с образованием продуктов полукоксования, которые приходится перерабатывать.

Рис. 63. Измерение реакционной способ­ности кокса, получаемого из рейнского бурого угля, при взаимодействии его с водородом:

А —поток 20 л Н₂/ч, проба кокса ≈ 20 г, про­должительность 4 ч; Б — пробу кокса  в  процессе измерения нагревали от 600 до 700 С.

При газификации кускового топлива перегретым водяным па­ром и кислородом под давлением и при удалении золы в твердом состоянии наблюдается относительно низкая степень конверсии поданного водяного пара (30—40%). Это — недостаток, особенно потому, что требуется очистка образующейся аммиачной воды. Дальнейшее развитие газификации под давлением по способу Lurgi должно поэтому идти по двум направлениям: путем после­дующей конверсии сырого газа [17] и путем разработки новой конструкции генератора со стационарным слоем и жидким шлакоудалением [18]. Оба способа нужно осуществлять также при по­вышенном давлении (2—3 МПа).

Последующая конверсия сырого газа является в производстве газа обычной операцией, в том случае если отношение СО : Н₂ в получаемом газе не соответствует желаемому. Конверсию следует использовать и тогда, когда необходимо получать газ, обогащен­ный водородом, — за счет конверсии части СО водяным паром по уравнению (6)  (стр. 161).

Преобладающая часть эксплуатационных расходов на уста­новке конверсии приходится на стоимость необходимого водяного пара. Этот добавочный расход можно уменьшить, если водяной пар, содержащийся в неочищенном горячем газе газификации, использовать для конверсии СО в сыром газе *. Экзотермическую реакцию конверсии проводят на Со Мо катализаторе при 380— 460 °С.

При рассмотрении газогенераторов со стационарным слоем и жидким шлакоудалением следует упомянуть процесс, который разрабатывали в опытно-промышленном масштабе в начале 50-х гг. фирма Lurgi и позднее английская фирма Gas Council **. Количество водяного пара составляло 0,3—0,6 кг на 1 м³ кисло­рода против 4—6 кг при первоначальных расчетах фирмы Lurgi. В конце 1975 г. в Шотландии был введен в работу газогенератор с диаметром шахты 1,8 м.

Способ и его аппаратурное оформление ясны из рис. 64. Верх­няя часть газогенератора и протекающие там реакции соответ­ствуют методу Lurgi газификации под давлением с сухим удале­нием золы. Поэтому на рисунке изображена только нижняя часть газогенератора с существенными изменениями по сравнению с классическим способом Lurgi. Газифицирующим агентом является кислород со столь небольшим количеством пара, что зола в этом случае остается жидкой. Жидкий шлак собирается в днище ванны

Рис. 64. Газогенератор под давлением с уда­лением жидкого шлака:

1 — под; 2 — поворачивающаяся горелка; 3—«закалоч­ная» камера; 4 — шлюзовая емкость для золы.

газогенератора и находится там до момента поворота кислородо-газовой горелки в сторону отверстия в днище ванны. При этом давление понижает­ся, и шлак переходит в «закалочную» камеру, в которой осуществляется его гранулирование в воде. Гранулы периодически выгружают через шлю­зовую емкость, работающую под дав­лением.

Этот способ эффективен для полу­чения синтез-газа, причем соотноше­ние СО : Н₂ в газе можно изменять в широком интервале. Кроме того, масштаб установки по переработке ам­миачной воды может быть значительно уменьшен. По этому спо­собу работала опытная установка при ≈ 2 МПа, но считают, что в перспективе можно разработать газогенератор на более высокое давление.

 ------------

* Использование водяного пара, содержащегося в горячем сыром газе, для каталитической конверсии СО затруднено тем, что для этого требуется тонкая очистка газа.

** В 50-х гг. в СССР (ВТИ им. Дзержинского) был разработан горновой метод газификации твердых топлив на воздушном дутье с жидким шлакоудалеиием при атмосферном и повышенном давлении (до ≈ 1 МПа). Была создана опытно-промышленнаи установка с газогенератором диаметром 1 м [101].