气流床气化技术特点
U-gas气流床技术
U-GAS气化炉U-GAS气化炉工艺特点（1）灰分熔聚及分离气化工艺U-GAS 气化炉属流化床气化。
其主要特点是流化床中灰渣与半焦的选择分离，即煤中的碳被气化，同时灰被熔聚成球形颗粒，并从床层中分离出来。
U-GAS气化炉工艺流程气化所形成的含灰较多的颗粒表面熔化和团聚成球形颗粒，并从床层中分离出来。
灰粒的表面熔化或熔聚成球是一个复杂的物理．化学过程。
为使在气化过程中实现灰的熔聚和分离，气化炉排渣是通过炉子底部文丘里管，依靠文丘里气速控制排灰塞。
气化炉中灰熔聚区域的几何形状、结构尺寸及相应晶操作条件都起着重要的作用。
它包括：文丘利管(颈部)内的气速、流经文丘利管和流经炉箅的氧气量与水蒸气量的比例，烙聚区的温度以及带出细粉的循环量等因素。
a.文丘里管内的气流速度文丘里管内的气速及气化剂中的汽氧比极为重要，它直接关系到床层高温区的形成。
文丘里管颈部的气速控制着灰球在床层中的停留时间，相应地决定了灰球中的含碳量。
当灰球中的含碳量在允许范围以内时，停留时间越短越好，以免由于停留时间过长，床层中灰含量过高导致结渣现象的发生。
b.熔聚区的温度熔聚区的温度是灰团聚成球的最重要的影响因素，它是由煤和灰的性质所决定，必须控制在灰不熔化而又能团聚成球的程度。
实验发现，此温度常比煤的灰熔点（T1）低100～200℃，与灰中铁的含量有关。
有的理论认为，煤中灰分的团聚是依靠灰粒外部生成粘度适宜的一定量的液相将灰粒表面润湿，在灰粒相互接触时，由于表面张力的作用，灰粒发生重排、熔融、沉积以及灰粒中晶粒长大。
而粘度适宜的一定数量的液相只有在合适的温度下才能产生。
温度过低，灰粒外表面难以生成液相，或生成的液相量太少，灰分不能团聚；温度过高，灰分熔化粘结成渣块，破坏了灰球的正常排出。
一般，通过文丘里管的气化剂的汽氧比比通过炉箅的气化剂的汽氧比低得多，这样才能形成灰熔聚所必需的高温区。
气化炉操作温度控制在灰团聚温度，使灰渣表面软化，熔融成团排渣，故国内称灰团聚气化炉。
5.5 气流床气化法.
⑶气化炉
向火侧附着一层耐火材料（以渣抗渣）
膜式水冷壁 内壁衬里设有水冷管副产部分蒸汽 内筒和外筒 环形空间：容纳水、蒸汽输入和出的管路、利于检修
高压容器外壳
筒上部为燃烧室（气化区），下部为熔渣激冷室
水冷壁结构
水冷壁是由: 液体熔渣、 固体熔渣、 膜式壁、 、 碳化硅耐火填充料
加压冷却水管、 抓钉 组成的。
水冷壁结构示意图：
连续运行10年水冷壁内侧图片
连续运行10年水冷壁外观图片
Shell气化炉以渣抗渣原理： 生产中，高温熔融下的流态熔渣，顺水冷壁
重力方向下流，当渣层较薄时，由于耐火衬里和金 属销钉具有很好的热传导作用，渣外表层冷却至灰 熔点固化附着，当渣层增厚到一定程度时，热阻增 大，传热减慢，外表渣层温度升高到灰熔点以上时， 熔渣流淌减薄；当渣层减薄到一定厚度时，热阻减 小，传热量增大，渣层温度降低到灰熔点以下时熔 渣聚积增厚，这样不断的进行动态平衡。
3.Shell煤气化工艺 ⑴工艺技术特点 ●加压气流床粉煤气化，以干煤粉进料，纯氧做气化剂，
液态排渣； ●火焰中心温度：1600~2200℃； ●出炉煤气温度约为：1400~1700℃； ●干煤气中有效成分CO和H2可达90%以上，CH4含量很低。 ●主要工艺技术特点：
①煤种适应广（干法粉煤、气流床） ②能源利用率高（高温、加压热效率高；碳转化率高） ③设备单位产气能力高（加压、设备单位容积产气能力高） ④环境效益好（富产物少，属洁净煤工艺）
下面是两张结渣图片供参考：
shell气化炉内渣层对保护耐火层理和水冷壁管至关 重要，以下一张照片是停车中温降过快造成的垮渣，一 张是炉内温度波动（高温）造成的渣层损坏。将容易烧 蚀损坏原来被渣层保护的耐火衬里和金属销钉，当保护 层减薄到一定程度时，将失去对水冷壁的保护，伤害到 本体，气化炉反应热平衡也将失衡。
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
气流床粉煤加压气化制备合成气新技术
随着我国工业化的进程，合成气在替代高污染的燃料及原料方面发挥
着重要作用。
考虑到粉煤的低值利用，研究了一种新的气流床粉煤加
压气化制备合成气技术。
实验结果表明，气流床加压气化制备合成气，粉煤的热值可以达到5.2MJ/kg，热效率可以达到83.2%，气化产率可
以达到78.2%，空气比率可以达到1.15。
综合考虑气化热效率、产气率、空气比率等指标，在此条件下，粉煤可以达到最佳的加压气化效果。
该技术克服了粉煤加压气化过程中的碱金属煤渣结垢、碱金属活性剂
流失等问题，通过改变活性剂的浓度，可以提高粉煤加压气化合成气
的产量及气化效率。
此外，该技术还能够有效抑制煤中硫、氮等有害
物质的排放，减少环境污染。
总之，气流床粉煤加压气化制备合成气技术在提高粉煤利用率，减少
有害物质排放方面具有重要意义，有助于综合利用粉煤资源，有助于
实现低碳、绿色发展。
煤化工气化炉的发展简介---气流床气化炉1
煤化工气化炉的发展
四、气化炉分类
（1）按是否需要开采或按‘气化炉’的位置分：
地面气化
地下气化
（2）按流体力学：
固定床（移动床）气化
流化床气化 气流床气化
（3）按气化剂的种类
煤化工气化炉的发展
六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
（3）气流床气化工艺 气、固(煤粉/煤浆)两相并流接触； 床层压力降随气速提高而减小； 煤粒分散在气流中，粘结性无影响； 气化温度很高，气化反应非常快；
煤化工气化炉的发展
煤化工概念
以煤炭为原料经化学方法将煤 炭转化为气体、液体和固体产 品或半产品，而后再进一步加 工成一系列化工产品或石油燃 料的工业，称之为煤化工。
煤化工气化炉的发展
一、煤炭气化的主要反应
•C+O2=CO2 完全燃烧 •2C+O2=2CO 部分燃烧 •C+CO2=2CO Boudouard反应 •C+H2O=CO+H2 水蒸气气化 •C+2H2=CH4 加氢气化 •2H2+O2=2H2O 气相燃烧 •2CO+O2=2CO2 气相燃烧 •CO+H2O=CO2+H2 水煤气变换 •CO+3H2=CH4+H2O 甲烷化连续式化间歇式气化-水煤气气化
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
国内外典型气流床煤气化技术概述
烧室下部侧壁对置，可快速快速调节负荷范围（40%~ 100%）。但是烧 嘴隔焰罩和开工烧嘴容易产生过氧腐蚀损坏。激冷气压缩机主要是将冷 煤气送到气化炉顶部进行换热。
SHell 技术已在国内的湖北双环、神华集团、中原大化、河南永煤等 单位实现应用，全国共有 19 个项目，27 台气化炉用于合成氨、甲醇生产。
关键词：气流床 煤气化
所谓气流床煤气化是将气化剂夹带的煤粉或煤浆，通过特殊喷嘴送 入气化炉内，在高温下，煤氧等混合物迅速分解、燃烧、气化反应，产 生 CO 和 H2 为主的煤气化技术。国外 TCGP、SCGP、GSP 技术均发展成 熟，国内的多喷嘴、两段技术、HT-L、非熔渣 - 熔渣分级技术、多元料 浆技术正快速发展应用。煤气化作为煤化工的龙头，它的好坏决定着后 续工艺以及长远的经济效益。
两段技术已在内蒙古世林化工项目、华能满洲里煤化工项目、华能 绿色煤电 IGCC 项目等 5 家单位开建，部分已投产，主要用于生产甲醇、 发电等。
2.3 航天炉气化技术（HT-L）[6-7] 航天炉煤气化技术与 GSP 技术相似均采用下喷式气流床激冷流程， 但是知识产权独立。该技术对煤种要求低，热效率和碳转化率高。采用 激冷流程及灰渣水循环技术，对环境保护好。 HT-L 气化炉、烧嘴、破渣机、热风炉、激冷水循环泵等是此技术 的 核 心 设 备。 气 化 炉 采 用 盘 管 式 水 冷 壁， 四 组 管 绕 制 而 成， 盘 管 外 径 89mm，壁厚 8mm 径向热膨胀 6mm。自上而下单喷嘴喷射与 GSP 炉相同，
1.3 加压气流床（GSP）技术 [3] 合格煤粉经干燥后通过 N2 输送系统送至烧嘴，煤粉与其他气化剂（氧 气、水蒸气）经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室，然后在高温、高压下 发生裂解、燃烧、气化反应，生成粗煤气。气化产生的熔渣以及粗煤气 一起进入气化炉下部的激冷室。冷却后的粗煤气去洗涤系统，熔渣通过 锁斗系统排出，激冷水送至污水处理系统。GSP 技术适用煤种广泛，输 送安全性高，运行周期长不需备炉，碳转化率高，合成气质量好。采用 激冷流程，工艺紧凑，流程简单，环境效益好。气化炉操作弹性大，负 荷调节灵活。点火升温迅速，设备及运行费用较低。开、停车操作方便， 时间短，从冷态达到满负荷仅需 1H。但是 GSP 技术存在工业化业绩少， 操作经验缺乏，加料计量过程复杂、投资较高，无独立灰水处理技术等 问题。 该技术设备主要包括磨煤机、给料锁斗、加料器、组合喷嘴、气化 炉、渣锁斗、破渣机、捞渣机、文丘里洗涤器、沉降槽、激冷水泵等。 气化炉上部为冷壁气化室，由水冷壁，水夹套组成。水冷壁是由特殊耐 热材料碳化硅为屏蔽涂层的盘管和翅片焊接组成的圆筒形内腔，采用以 渣抗渣的技术防止高温溶渣腐蚀及开停车产生应力对耐火材料的破坏。 下部为激冷室，内有激冷喷头和内衬筒，内衬筒与承压外壳环隙有激冷 水自下向上流动，在顶端环隙间径向流出，激冷室承压壳体的壁温不超 过 200℃。喷嘴由配有火焰检测器的点火喷嘴和生产喷嘴所组成，中心向 外环隙依次为燃料气、冷却水、氧 / 蒸汽、冷却水、煤粉通道、冷却水 6 个通道。 GSP 技术虽然进入国内较晚，但是凭借其自身优势已经在我国的山 西兰花煤化工有限责任公司醇、氨（300/100kt/a）项目、神华宁煤集团有 限责任公司（1670Kt/a）甲醇项目、贵州开阳化工有限公司（500Kt/a） 合成氨项目、淮南集团合成氨项目开始应用实施。 2 国内气流床煤气化技术 2.1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术（OMB）[4] 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在 TexaCO 技术的基础上发展起来 的，其反应机理与 TexaCO 技术相同，流程相似。该技术采用多喷嘴对置 技术，雾化效果好。负荷可调节范围大，速度快，装置适应能力强，气 化效率高。洗涤冷却室采用喷淋鼓泡复合床，热质传递效果好，液位稳。 气体初步净化系统采用分级净化，系统压降低，高效节能，合成气中灰 含量低。采用蒸发热水塔的渣水处理系统，热传递效率高，水循环流程 简单，耐结垢。但是也存在炉体拱顶处耐火材料烧损快的技术问题。 OMB 技术的关键设备有：磨煤机、高压煤浆泵、气化炉、工艺喷嘴、 煤气初步净化设备、蒸发热水塔、滚筒筛、渣锁斗、捞渣机、激冷水泵。 气化炉上部为气化室，内衬耐火砖，气化室中上部布置工艺喷嘴，喷嘴 在同一水平面。气化炉下部为激冷室，采用复合床结构形式消除了带水、 带灰问题。工艺喷嘴采用外混式、新型预膜式喷嘴，喷嘴流道介质由内 向外依次为氧气、煤浆、氧气。喷嘴头部（向火面）采用盘管冷却来防 止喷嘴损坏，由 1 套单独的系统向喷嘴供应冷却水，该系统设置了复杂 的安全联锁。一般使用 3 个月后需更换喷嘴头部或在喷嘴头部堆焊的耐
气流床工艺技术
气流床工艺技术气流床工艺技术是一种利用气流作为床层承载材料的床层燃烧器技术。
床层燃烧器是指燃料与空气在床层内进行燃烧的装置，其特点是形状为圆筒形，底部有锥形燃烧器喷嘴，中部和顶部设有排废气固体物料以及排出废气。
气流床工艺技术是一种新兴的化工与能源工程技术,其特点是可分为两个主要部分:气流床反应器与床层燃烧器,床层燃烧器通常用于高温工艺,例如在H2S气体的处理与废旧三废利用中。
气流床反应器则常用于床层燃烧器内。
这项技术最大的特点就是可以实现高效的燃烧效果和资源的充分利用。
其通过床层燃烧器将燃料与空气充分混合，形成一个燃烧的挥发顶层。
在这个挥发顶层内，燃料在充分供氧的条件下进行部分燃烧，产生大量的热量和其他有用物质。
通过气流床反应器，燃料在高温条件下与固体催化剂进行反应。
在床层中，气体和固体材料在气流的推动下不断混合沸腾，使得反应速率得到了极大增加。
同时，气流床反应器具有高强度的对流热传递特性，使得反应温度和催化剂使用效率得到了显著提高。
气流床工艺技术有着广泛的应用领域。
在化工工业中，气流床可用于催化裂化、催化氧化、催化重整等反应。
在环境保护领域，气流床可用于废气处理、废水处理、固体废物处理等。
在能源领域，气流床可用于燃煤发电、生物质发电、煤气化等。
气流床工艺技术的发展还面临着一些挑战。
其中，床层内物料的分布不均匀、颗粒碰撞磨损、气固两相的流动与反应机理尚未完全理解等问题需要进一步研究和解决。
目前，通过模拟实验和数值计算等手段来提高气流床工艺技术的性能已成为研究的重要方向。
总的来说，气流床工艺技术是一项具有广泛应用前景的工程技术。
随着技术的不断发展与完善，气流床工艺技术将为现代化工与能源工程领域的发展做出更大的贡献。
煤转化技术：气流床气化法
⑵ Shell煤气化工艺流程及气化炉
流程简述： ①煤粉制备和送料系统
经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于2%，然后进入 磨煤机中被制成煤粉，磨煤机是在常压下运行，制成粉后用N2气送入 煤粉仓中。然后进入加压锁斗系统。再用高压N2气，以较高的固气比 将煤粉送至4个气化炉喷嘴，煤粉在喷嘴里与氧气(95%纯度)混合并与 蒸汽一起进入气化炉反应。 ②气化
b:燃烧气化: 燃烧：C+O2→CO2+Q 气化:C+H2O→CO+H2-Q；CO2+C→CO-Q; 燃烧:O2+H2→H2O+Q; CO+O2→CO2+Q ; c:气化（氧气耗尽时）： C+H2O→CO+H2-Q； CO2+C→CO-Q; CO+H2→CH4+H2O+Q； 最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
• 下面是两张结渣图片供参考：
shell气化炉内渣层对保护耐火层理和水冷壁管至关重要，以 下一张照片是停车中温降过快造成的垮渣，一张是炉内温度波动 （高温）造成的渣层损坏。将容易烧蚀损坏原来被渣层保护的耐火 衬里和金属销钉，当保护层减薄到一定程度时，将失去对水冷壁的 保护，伤害到本体，气化炉反应热平衡也将失衡。
⑶气化炉
膜式水冷壁
向火侧附着一层耐火材料（以渣抗渣） 内壁衬里设有水冷管副产部分蒸汽
内筒和外筒 环形空间： 容纳水、蒸汽输入和出的管路、利于检修
高压容器外壳
筒上部为燃烧室（气化区） 下部为熔渣激冷室
气流床煤气化技术分析
仍占有主导地位，怎样合理使用煤炭资源成为我国煤炭资源 处理的首要问题。在煤炭利用技术中，煤气化技术作为煤炭 能源转化的基础技术，在煤炭能源使用方面占有重要的地位。
Shell 工艺技术特点如下 ： （1）原料煤适用范围较宽，煤种适应性强，如褐煤、烟煤、 无烟煤等各种煤均可使用；对煤的性质，如粒度、结焦性、灰分、 水分、硫分、氧分等含量均不敏感。 （2）气化炉为水冷壁式，基本消除频繁检修、炉内耐火 衬里更换频繁和耗费昂贵的弊端。单台气化炉产气能力大， 具有高效、大型化和长周期运行的显著特点。 （3） 具 有 较 高 的 热 效 率， 碳 转 化 率 可 高 达 99%， 原 料 煤能量回收率高，冷煤气效率可达 86%，比煤耗可达 600kg/ 1 000m3（CO+H2）， 比 氧 耗 为 365m3O2/1 000m3（CO+H2）， 粗 煤气成分中，CO+H2 的比例可达 86%[2]。 2.2 航天炉HT-L粉煤加压气化技术
可达 70%~75% ；⑥有效气成分高，干基有效气中（CO+H2）≥ 80%（φ）[1] ；⑦碳转化率高，最高可达 96%。
1.2 新型（对置式多喷嘴）水煤浆加压气化
按照燃料在气化炉内的运动状态，煤气化工艺技术一般
新型（对置式多喷嘴）水煤浆加压气化技术是华东理工
分为三种类型 ：移动床（也被称为固定床）、流化床和气流 大学开发的目前最先进的水煤浆气化技术之一。多喷嘴对置
GEGP 工艺 ：合成气有效气（CO+H2）≥ 76% ； 晋华炉工艺 ：合成气中有效气（CO+H2）≥ 80%[4] ； HT-L 工艺 ：合成气中有效气（CO+H2）为 86%~92%[3]。 3.4 耗煤量和耗氧量 不同气化技术的原料（煤、氧气）消耗指标（如比煤耗和 比氧耗）主要取决于原料煤的进料形式和气化炉结构，对于 GEGP 和晋华炉同属于水煤浆湿法进料，气化炉均为气流床和 单烧嘴顶喷形式，因此，其原料煤和氧气消耗量接近，比煤 耗约 610kg/km3（CO+H2），比氧耗约 390~405m3/km3（CO+H2）。 航天炉 HT-L 采用粉煤气力输送进料，省去水煤浆加压气 化技术中水气化所需负荷，降低比氧耗和比煤耗，比煤耗约 550kg/km3（CO+H2），比氧耗约 310m3/km3（CO+H2）。 3.5 对下游装置的影响 GEGP 工艺 ：气化装置出口 CO 干基含量约 52%，H2 干基 含量约 31%，由于采用全激冷流程，水气比约为 1.3~1.4，足 以满足下游变换反应对水蒸气的需要，且流程设置按耐硫中 温变换串低温变换比较顺畅。 晋华炉工艺 ：气化装置出口 CO 干基含量约 52%，H2 干 基含量约 31%，由于采用废锅 + 激冷流程，水气比可调控范 围 0.5~1.0，具体可根据下游变换对合成气水气比的要求来调 整，实现在满足下游化工合成的基础上最大限度地回收合成 气中的高品位热量。 航天炉 HT-L 工艺 ：气化装置出口合成气中 CO 高达 60%， 由于是 4.0MPaG 气化，则合成气中水气比约 0.9，基于高 CO 含量和中等比例水气比的特点，对于本项目下游合成气 H2/CO 要求，变换装置在设计和运行时需要特别注意防止超温的问 题，针对该工况，变换装置多采用多级变换炉串联工艺（双 等温、等温 + 绝热等流程），同时还需要可靠的变换炉急冷气 措施。 3.6 热量回收方法 GEGP 工艺 ：可选用激冷流程和废锅 + 激冷两种流程，其 中绝大多数采用激冷流程。 晋华炉工艺 ：可采用废锅 + 激冷流程，废锅回收的高品位 显热约相当于原料煤低温热值 15%，同时副产 10.0~12.0MPaG 高压饱和蒸汽，过热后可用于驱动空分透平。 航天炉 HT-L 工艺 ：可采用激冷流程和废锅 + 激冷流程两 种，其中绝大部分为激冷流程。 3.7 装置投资 GEGP 工艺 ：由于 GEGP 工艺烧嘴有效周期短，故需考虑 备炉。 晋华炉工艺 ：气化炉为可靠的水冷壁结构 + 组合式烧嘴， 可考虑不留备炉，减少装置投资。 HT-L 工艺 ：气化炉为可靠的水冷壁结构 + 组合式烧嘴， 可考虑不留备炉，减少装置投资。
气流床煤气化技术特点
气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。
由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。
德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。
(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。
微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。
在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。
在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。
在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。
(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。
气流床气化技术的现状及对比
气流床气化技术的现状及对照技术简介气流床煤气化就是煤浆或煤粉随和化剂（或氧化剂）以射流的形式喷入气流床气化炉内，在平均高温下，快速转变为有效气体的过程，炉内的高温使煤中的灰溶化，作为熔渣排出。
现代气流床气化的共同点是加压（～）、高温、细煤粒，但在煤办理、进料形态与方式、实现混淆、炉壳内衬、排渣、余热回收等技术单元存在不一样，进而形成了不一样风格的技术派别。
气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都拥有较大的兼容性，其洁净、高效代表着现在煤气化技术的发展潮流。
当前最具代表性的气流床气化技术有美国的Texaco水煤浆加压气化技术和荷兰的Shell干煤粉加压气化技术；此外，还有与上述气流床气化技术相像的Destec水煤浆加压两段式气化技术及Prenflo干煤粉气化技术。
1.1Texaco煤气化工艺Texaco气化炉有两种构造，一种是直接激冷式气化炉，一种为装有煤气冷却器的气化炉。
美国Texaco公司开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60%～65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，水煤浆和纯度为95%的氧气从安装在炉顶的焚烧喷嘴喷入气化室，在高温、高压下进行气化反响，气化压力在～MPa，气化温度1400℃左右，液态排渣，煤气中CO+H2 占80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转变率为96%～99%，气化强度大，炉子构造简单，能耗低，运行率高，并且煤种适应范围较宽，是当前较为先进的煤气化技术之一。
烧嘴是Texaco气化工艺的要点零件，其寿命和运行情况直接决定着装置可否长周期经济运行。
烧嘴多为三通道构造，中间走煤浆，外层和内层走氧气，内层氧气经过度占总氧量的8%～20%。
气化炉内镶嵌耐火砖，使用寿命一般在6～18个月，煤中灰分、烧嘴运行质量、炉内温度、开泊车频度等都对耐火砖有较大的影响。
Texaco水煤浆气化炉与1952年开发成功的渣油气化炉相像。
在1975年、1978年的低压与高压中试装置（激冷流程）以及1978年原西德Oberhausen的RCH/RAG示范装置（日办理煤150t，410MPa）基础上，于1982年建成TVA装置（日办理煤180t，2台炉，一开一备，），1984年建成日本UBE装置（日办理煤1500t，4台炉，三开一备，316MPa）以及CoolWaterIGCC（联合循环发电）电站（日办理煤910t，2台炉，MPa），这些装置投运后都获得了成功。
煤化工龙头：煤气化技术各流派一览
煤化工龙头：煤气化技术各流派一览¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。
作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。
目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。
工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。
根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。
第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。
本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。
1 国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。
煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。
世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。
20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。
气流床气化工艺
气流床气化工艺气流床气化工艺是一种先进的生物质能源转化技术，通过在高温气流中将固体生物质转化为可燃气体，同时产生热能。
这一技术在能源利用和环保方面有着重要的应用前景，对于推动清洁能源发展、减少化石能源消耗具有重要意义。
气流床气化工艺的原理是利用高温气流对生物质进行气化反应，将生物质中的碳、氢、氧等元素转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。
这些可燃气体可以用作燃料供给发电机组发电，也可以用于工业生产中的燃烧或化学反应。
在气流床气化工艺中，生物质被送入气化炉中，通过控制气化温度、气化压力和气流速度等参数，实现生物质的快速热解和气化过程。
在高温气流的作用下，生物质中的大分子有机物被分解成小分子气体，并释放出热能。
同时，气化炉中的气氛是还原性的，有利于生成一氧化碳等可燃气体。
气流床气化工艺与传统燃煤发电相比具有诸多优势。
首先，生物质是可再生资源，气化过程不会增加二氧化碳等温室气体的排放量，有利于减少对环境的污染。
其次，气流床气化技术可以实现生物质资源的高效利用，提高能源利用效率。
再者，气化产生的可燃气体可以替代天然气、煤炭等传统燃料，降低能源成本，减少对非可再生资源的依赖。
气流床气化技术在生物质能源、城市垃圾处理、工业废物处理等领域得到了广泛应用。
在生物质能源领域，气流床气化技术可以处理各类生物质原料，如秸秆、木屑、废弃木材等，实现生物质能源的高效利用。
在城市垃圾处理领域，气流床气化技术可以将垃圾转化为可燃气体和灰渣，实现垃圾资源化利用。
在工业废物处理领域，气流床气化可以处理各类有机废物，减少废物排放对环境的影响。
总的来说，气流床气化工艺是一种具有广阔应用前景的生物质能源转化技术。
通过将生物质转化为可燃气体，实现能源利用和环保的双重目标，有助于推动清洁能源发展，减少对化石能源的依赖。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，气流床气化技术将在未来发挥更加重要的作用，为可持续发展做出贡献。
固定床、气流床、流化床的具体区别
固定床、气流床、流化床的具体区别请高手介绍固定床、气流床、流化床的具体区别-1，是按照什么方式分的？2，各自有什么区别？3，各适用于什么流程？4，有没有什么更好的发展方向？5，th anks！基本代表了三代煤气化技术。
固定床就是床层基本不动或者说缓慢向下移动，一般经历四个不同阶段，用蒸汽、空气（或富氧造气），采用块煤，气化温度较低，生产负荷小，煤气成分复杂，含焦油酚等，废水处理较难。
流化床相对固定床来说，气化剂流速更快，将床层吹起，不断上下浮动，象水沸腾一样。
属第二代煤气化技术，现在锅炉用的比较多，部分制气也有用的如温克勒。
气化床采用纯氧作气化剂，气流速度更快，煤粉或煤浆为原料，被喷头雾化，瞬间经历干馏、燃烧、还原等几个阶段，煤颗粒在被气化的过程中随气体一起流动，因此称气流床。
生产能力更大，气化效率高，目前新上项目大多采用气流床。
固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，气化剂通过煤粉层，使燃料处于悬浮状态，固体颗粒的运动如沸腾的液体一样，也称沸腾床气化炉。
气流床气化是原料煤（煤粉或水煤浆）由气化剂夹带入炉，进行并流式燃烧和气化反应。
受气化空间的限制，反应时间很短（1～10s），为了弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粉粒度很细，以保证有足够的反应面积。
并流气化气固相相对速度低，气化反应是朝着反应物浓度低的方向进行，为增大反应推动力，提高反应速度，必须提高反应温度（火焰中心温度在2000℃以上）和反应压力，所以采用液态排渣是并流气化的必然结果。
第六章 气流床气化工艺
第六章气流床气化工艺气流床气化法是20世纪50年代初发展起来的新一代煤气化技术，最初代表炉型为K—T炉。
之后随着shell、Texaco等一批新型工艺的开发，气流床气化技术因其出色的生产能力和气化效率，在世界范围内得到了广泛的应用，尤其是在燃气联合循环中。
目前绝大多数IGCC电站所选的是气流床气化炉，主要炉型为Texaco、Shell、E-Gas(原Destec)以及Prenflo 等。
第一节概述表6-2 三种气化技术比较二气流床气化原理1 气化原理（1）粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化•可以认为煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，同时发生快速的热分解脱除挥发分，生成半焦和气体产物（CO 、及其他碳氢化合物）。
•生成的气体产物中的可燃成分在富氧条件下，迅速与氧气发生燃烧反应，并放出大量的热，使粉煤夹带流温度急剧升高，并维持气化反应的进行。
42222CH N S H CO H 、、、、n m H C 22242222222222222222)2/()2/()2/()4/(CO O H O CH OH O H CO O CO H n mCO O m H C O H n mCO O n m H C n m n m +=+=+=++=++=++（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）（6-5）二气流床气化原理1 气化原理（2）固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应•氧与剩余焦粒发生燃烧和气化反应。
•炽热的半焦与水蒸气进行还原反应，生成CO 和。
2H CO O C CO O C 22222=+=+2222222CO H O H C CO H O H C +=++=+（6-6）（6-7）（6-8）（6-9）二气流床气化原理1 气化原理（3）生成的气体与固体颗粒间的反应•高温的半焦颗粒，除与气化剂水蒸气和氧气进行气化反应外，与反应生成气也存在气化反应。
•煤中的硫，在高温还原性气体存在的条件下，与和CO 反应生成和。
气流床气化典型流程设备与操作
1.气流床的结构及特点气流床气化温度高，碳的转化率高；单炉生成能力大；煤气中不含焦油，污水问题小；液态排渣，氧耗量随灰的含量和熔点的增高而增加；除尘系统庞大；废热回收系统昂贵；没处理系统庞大和耗电量大等特点[1]1.1.德士古气化炉的结构及特点1.1.1.结构流程德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，可分为淬冷型和全热回收型。
气化炉是高温气化反应发生的场所，是气化的核心设备之一，其燃烧室为内衬耐火材料的立式压力容器，耐火材料用以保护气化炉壳体免受反应高温的着用。
壳体外部还没有炉壁温度监测系统，以检测生产中可能出现的局部热点。
随着工艺要求的不同，气化炉燃烧室可直接与激冷室相连，也可与辐射废锅相连。
在急冷流程中，燃烧室与激冷室一般连为一体，高温气体和熔渣经激冷环和下降管进入激冷室的水浴中。
激冷环位于燃烧室渣口的正下方，激冷水通过激冷环使下降管表面均匀地不上一层向下的水膜，即激冷了高温气体和熔渣，以保护了金属部件。
激冷环的作用非常重要，如果激冷水分布不好，有可能造成激冷环和下降管损坏或结渣，引起局部堵塞或激冷室超温。
[2]1.1.2.特点反应区无任何机械部分，在反应区中留存的反应物料最少；由于反应温度很高，炉内设有耐火衬里；在燃烧室的中下部，安装4支高温热电偶，调节控制反应物料的配比；在炉壳外表面装设表面测温系统，掌握炉内衬里的损坏情况；这种测量系统，将包括拱顶在内的整个燃烧室外表面分成若干个测温区，通过每一小块面积上的温度测量，迅速指出在壁炉外面上出现的任何一个热点温度，从而可以预示路内衬里的侵蚀情况。
[3]1.2.shell法结构及特点1.2.1.结构流程Shell气化装置得到核心设备是气化炉。
采用模式水冷壁形式。
主要由外筒和内内筒两个部分组成：包括模式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。
内筒上部为燃烧室。
下部为熔渣激冷室。
因炉温高达1700℃左右，为了避免高温熔渣腐蚀及开停车时因温度和压力突变对耐火材料的应力破坏，故内筒采用水冷壁结构，在向火表面上涂有一层薄的耐火材料层。
气流床气化特点及主要特征
1 气流床气化的特点气流床气化是将气化剂（氧气和水蒸气）夹带着煤粉或煤浆[3]，通过特殊喷嘴送入气化炉内。
在高温辐射下，煤氧混合物瞬间着火、迅速燃烧，产生大量热量。
在炉内高温条件下，所有干馏产物均迅速分解，煤焦同时进行气化，生产以CO 和H2为主要成分的煤气和液态熔渣。
气流床煤气化的主要特征如下（1）煤种适应性强在气化炉反应区内，煤粒悬浮在气流中，随着气流并流运动。
煤粒单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔渣等过程，从而气化过程基本不受原料煤的黏结性、机械强度、热稳定性的影响。
值得注意的是，褐煤不适合制成水煤浆燃料。
（2）气化温度高，气化强度大气流床气化属于高温气化技术，通常直接用氧气和过热水蒸气作为氧化剂，炉内反应区温度可高达2000 ℃，出炉煤气温度都在1400 ℃左右。
同时由于煤粉具有很大的比表面积，并且处于加压条件下，所以气化速度极快，气化强度和单路气化能力很高。
（3）煤气中不含焦油由于反应温度很高，炉床温度均一，粉煤的干馏产物全部分解，粗煤气中不含焦油、酚及烃类液体等，其主要杂质为H2S和COS，有利于简化后续净化系统对环境的污染少。
（4）液态排渣一般情况下，气流床气化采用高温液态排渣方式，熔融灰分被高速气流夹带，相互碰撞、结团、长大，从气流中分离或黏结在炉壁上，以熔融状态沿炉壁向下流动，排出气化炉。
所以要求煤的灰熔点应低于炉内气化温度，以利于熔渣的形成。
对于高熔点煤，可添加助熔剂，降低煤的灰熔点和黏度，提高气化的可操作性。
（5）需设置较庞大的磨粉、余热回收和除尘等。
以干煤粉进料，纯氧作气化剂，液态排渣。
气化炉由内筒和外筒两部分组成，内筒上部为燃烧室，下部为激冷室。
Shell 煤气化炉采用膜式水冷壁形式，向火侧敷有一层比较薄的耐火材料，减少热损失的同时可以挂渣，充分利用渣层的隔热作用，以渣层保护炉壁。
气化炉烧嘴是Shell 煤气化工艺的关键设备之一。
采用侧壁烧嘴进料，在气化高温配管、设备安装及试车要求也很高；高压氮气结合超高压氮气的用量过大，部分抵消了其节能的优势；对煤种有一定的要求，并非所有的煤种都适合Shell气化，选用低灰熔点、活性好、灰分含量较低的煤种能够确保工艺长周期安全稳定运行，灰分质量分数在8%～15%为佳。
气流床气化技术特点
气流床气化技术特点煤气化是发展洁净煤技术的重要途径。
目前已实现工业化的煤气化技术主要有固定(移动)床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。
而1000 t/d 以上规模的煤气化装置基本都是采用的气流床气化技术，该技术已成为国内外大规模、高效率煤气化技术的首选技术1、气流床气化技术特点气流床气化又称同向气化或并流气化，属高温气化范围。
以过热蒸汽和氧气为气化剂，携带煤浆或煤粉颗粒通过特殊喷嘴高速喷入气化炉内，瞬间发生火焰反应，气化反应区温度高达2000 ℃，煤粉立即气化，转化为煤气和熔渣，出炉煤气温度1400 ℃左右。
其主要特点如下：(1)气化温度高、强度大，混合充分，（气化强度高，生产能力大）气化炉中部温度为1500～1600 ℃，气体停留时间约为1.0～1.5 s(2)煤种适应性强，气化指标好，有效成分高（更宜选用活性高、地质年龄低、粒度较细、低灰熔点和低灰分的煤）。
灰的质量分数＞30％、灰熔点FT（流动温度）在1450 ℃以上时，则运转困难。
(3)耗氧量大；采用煤粉气力输送能耗大，设备磨损严重。
(4)出炉煤气温度很高，显热损失大；此法的缺点是飞灰带出物的质量分数约为10％之多(5)需配套余热回收及除尘等辅助装置。
（6）对于干粉煤气化技术，煤灰的粘温特性是非常重要的指标，它与气化炉水冷壁渣层特性具有很大的关联性，一般希望粘温曲线比较平缓，以便气化炉的操作窗口较大。
否则，厚度薄的渣层将缩短气化炉水冷壁的寿命，厚度厚的渣层将容易造成堵渣，严重时要停炉处理。
（7）均匀的原料煤是保证一体化现代煤化工装置连续、稳定运行的重要条件，由于煤炭品质的不均匀性，现代煤气化技术要求，最好对原料煤进行均质化，而均质化又受到场地和操作成本的限制。
因此，希望选定的煤气化技术能适应特定的原料煤，并对煤质波动有较强的适应性。
水煤浆和干粉煤技术为主的加压气流床技术由于技术先进，气化压力较高，符合大型化要求，近年来发展较快。
水煤浆加压气流床气化的代表性技术包括GEGP（原Texaco）、多元料浆、多喷嘴对置和E-GAS。
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气流床气化技术特点
煤气化是发展洁净煤技术的重要途径。
目前已实现工业化的煤气化技术主要有固定(移动)床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。
而1000 t/d 以上规模的煤气化装置基本都是采用的气流床气化技术，该技术已成为国内外大规模、高效率煤气化技术的首选技术
1、气流床气化技术特点
气流床气化又称同向气化或并流气化，属高温气化范围。
以过热蒸汽和氧气为气化剂，携带煤浆或煤粉颗粒通过特殊喷嘴高速喷入气化炉内，瞬间发生火焰反应，气化反应区温度高达2000 ℃，煤粉立即气化，转化为煤气和熔渣，出炉煤气温度1400 ℃左右。
其主要特点如下：
(1)气化温度高、强度大，混合充分，（气化强度高，生产能力大）气化炉
中部温度为1500～1600 ℃，气体停留时间约为1.0～1.5 s
(2)煤种适应性强，气化指标好，有效成分高（更宜选用活性高、地质年龄低、粒度较细、低灰熔点和低灰分的煤）。
灰的质量分数＞30％、灰熔点FT（流动温度）在1450 ℃以上时，则运转困难。
(3)耗氧量大；采用煤粉气力输送能耗大，设备磨损严重。
(4)出炉煤气温度很高，显热损失大；此法的缺点是飞灰带出物的质量分数
约为10％之多
(5)需配套余热回收及除尘等辅助装置。
（6）对于干粉煤气化技术，煤灰的粘温特性是非常重要的指标，它与气化炉水冷壁渣层特性具有很大的关联性，一般希望粘温曲线比较平缓，以便气化炉的操作窗口较大。
否则，厚度薄的渣层将缩短气化炉水冷壁的寿命，厚度厚的渣层将容易造成堵渣，严重时要停炉处理。
（7）均匀的原料煤是保证一体化现代煤化工装置连续、稳定运行的重要条件，由于煤炭品质的不均匀性，现代煤气化技术要求，最好对原料煤进行均质化，而均质化又受到场地和操作成本的限制。
因此，希望选定的煤气化技术能适应特定的原料煤，并对煤质波动有较强的适应性。
水煤浆和干粉煤技术为主的加压气流床技术由于技术先进，气化压力较高，符合大型化要求，近年来发展较快。
水煤浆加压气流床气化的代表
性技术包括GEGP（原Texaco）、多元料浆、多喷嘴对置和E-GAS。
干煤粉加压气流床气化的代表性技术包括Shell气化炉、西门子GSP气化炉、Prenflo炉和国内航天炉、两段炉。