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煤气化技术介绍
煤气化技术介绍一、起源煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。
1857年，德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。
这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力，发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，目前已经在国内得到广泛推广应用，特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用次技术，取得了显著的经济效益。
还有经过其他许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。
煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
二、原理煤干馏过程，主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。
当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。
煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。
随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。
低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。
中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。
煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。
国内外各种先进煤气化技术
国内外各种先进煤气化技术一、引言二、煤气化技术概述：2.1 固定层制气工艺（移动床）2.2 流化床气化工艺2.3 气流床气化工艺2.4 其他煤气化技术三、国内主流煤气化技术详解3.1 Lurgi（鲁奇）煤气化技术3.2 Texaco（德士古）煤气化技术3.3 Shell煤气化技术工艺3.4 GSP煤气化技术3.5 Dow煤气化工艺3.6 Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比四、其它煤气化技术4.1 第三代煤气化技术4.2 组合气化炉煤气化法五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势5.1 国外技术现状和发展趋势5.2 国内的技术现状和发展趋势5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果一、引言我国石油资源相对短缺，仅占化石能源探明储量的51.3％，开采量仅为世界开采量的21.4％，石油供需矛盾日益突出。
由于世界资源日趋减少，中东地区战乱不止，石油价格动荡不稳因此大量依赖石油进口将严重威胁我国国民经济的运行安全。
同时，我国煤炭资源丰富，探明可采储量2040亿t(2002年)。
煤炭在一次能源消费结构中占有主导地位，20世纪80年代以来一直在70％上下。
专家研究认为，在未来相当长时期内，一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位，到2050年将维持在50％以上。
目前国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。
通过改造可以达到降低生产成本，改善环境状况之目的。
本文针对这一情况综合介绍国内煤气化技术现状，并对目前主流煤气化技术作一横向对比。
煤炭气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。
煤炭气化技术，尤其是高压、大容量气流床气化技术，显示了良好的经济和社会效益，代表着发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术，是洁净煤技术的龙头和关键。
国内外煤气化技术介绍--重点学习--
Lurgi 氧气鼓风气化炉的典型操作结果
泥 煤 煤种来源 粒径（mm） 工业分析（wt%） 挥发份 固定炭 水分 灰分 高热值 kJ/kg 灰熔点 /℃ 操作压力 /MPa 煤气组成，（vol%） CO H2 CH4 CnHm H2S CO2 N2 煤气热值 /kJ/m3 17.0 34.1 13.6 0.6 0.1 33.8 0.8 11614 19.1 37.2 11.8 0.4 0.2 30.7 0.5 11446 15.9 39.2 10.8 1.2 0.4 32.2 0.3 11409 20.2 38.9 11.7 0.4 0.3 28.1 0.4 11748 21.4 38.4 9.6 0.5 0.2 28.9 1.0 11096 24.2 39.7 9.4 1.0 0.8 24.4 0.5 11811 24.8 38.3 9.3 0.6 0.5 25.8 0.7 11438 20.3 45.3 4.7 0.3 0.1 27.5 1.3 9836 57.3 25.2 15.5 2.0 22865 -2.03 36.8 32.6 26.5 4.1 26168 1204 2.52 29.1 30.4 34.3 6.2 27935 1249 3.03 30.5 38.7 16.5 14.3 31168 1427 3.03 19.7 38.3 5.4 36.3 300098 1421 2.86 28.9 43.0 15.7 12.4 32122 1399 2.45 29.1 47.6 5.1 18.2 33332 1382 2.24 5.7 87.3 2.0 5.0 35193 1499 2.86 Ireland 15.2-40.6 Germany 1.0-10.1 褐 煤 North Dakota 1.4-30.5 次 烟 Riotolbio 5.1-30.5 煤 Sasoll 5.1-30.5 烟 Westerfield 5.1-30.5 煤 Charle-ston 5.1-30.5 无烟煤 Vietnam 5.1-30.5
国内外煤气化技术概述
国内外煤气化技术概述煤气化技术的研发已有200多年的历史，根据气化炉所使用的煤颗粒大小和颗粒在气化炉内的流动状态，气化炉总体上分为三类，即以鲁奇为代表的固定床气化炉、以U—Gas、灰熔聚为代表的流化床气化炉和以德士古、壳牌为代表的气流床气化炉。
1．1 鲁奇固定床气化技术鲁奇固定床气化技术产生于20世纪40年代，由鲁奇公司开发。
鲁奇炉以8～50mm粒度、活性好、不黏结的无烟煤、烟煤或褐煤为原料，煤从气化炉的项部加入，而气化剂从炉子的下部供入，因而气固间为逆向流动，随着反应的进行，煤在气化炉内缓慢移动。
鲁奇固定床气化的压力可达3．0MPa，气化温度为900～1050℃，单炉投煤量一般为1000ffd(最大可达1920ffd)，采用固态排渣方式。
典型的鲁奇固定床气化炉对燃料的要求比较高，尤其不宜使用焦结性煤。
由于气化温度较低，产生的煤气中不可避免的含有大量的沥青、焦油，因此需要对粗煤气进行分离净化。
为简化复杂的粗煤气净化流程，提高气化效率，英国煤气公司在固作态排渣鲁奇炉的基础上，进一步提高了气化温度，以强化气化过程，发展成液态排渣鲁奇炉⋯。
鲁奇气化炉起初主要用于生产城市煤气，后发展到生产合成油、氨、甲醇等，以及燃气。
我国云南解化集团等许多单位采用该技术用于合成氨。
由于鲁奇气化炉生产合成气时，气体成分中甲烷含量高(8～10％)，且含焦油、酚等物质，气化炉后需要设置废水处理及回收、甲烷分离转化装置，用于生产合成气生产流程长、投资大，因此单纯生产合成气较少采用鲁奇气化炉。
1．2 GSP气流床气化技术GSP工艺技术由前民主德国的德意志燃料研究所开发，始于20世纪70年代末。
GSP气化炉由烧嘴、冷壁气化室和激冷室组成。
烧嘴为内冷多通道的多用途烧嘴，冷却水分别在物料的内中、中外层之间和外层之外，冷却方式比较均匀，可以使烧嘴温度保持在较低水平。
固体气化原料被碾磨为不大于0．5mm的粒度后，经过干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴。
各种煤气化技术介绍
固体煤
CO + H2
工业、民用燃气
合成气
氨 甲醇 油 二甲醚 烯烃
…
H2
煤炭气化技术
就是将固
体煤变成气 态烃, CO , H2气体等的 技术
其目的就 是获得清洁 能源和化工
原料
新型煤化 工的一个重
要单元
气化产品--煤气
煤气化是发展煤基液 体燃料合成、先进的IGCC 发电、多联产系统、制氢、 燃料电池、直接还原炼铁 等过程工业的基础。
F 空层
空层即燃料层的上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气，并使炉内生 成的还原层气体和干馏段生成的气体混合均匀。由于空层的自由截面积增大，使 得煤气的速度大大降低，气体夹带的颗粒返回床层，减小粉尘的带出量。
控制空层高度一是要求在炉体横截面积上要下煤均匀，下煤量不能忽大忽小； 二是要按时清灰。
灰渣层中的灰是煤炭气化后的固体残渣，煤灰堆积在炉底的气体分布板上具有以下 三个方面的作用。
1干燥层 2干馏层 3还原层 4氧化层 5灰渣层
①由于灰渣结构疏松并含有许 多孔隙，对气化剂在炉内的均 匀分布有一定的好处。
②煤灰的温度比刚入炉的气化 剂温度高，可使气化剂预热。
③灰层上面的氧化层温度很高， 有了灰层的保护，避免了和气 体分布板的直接接触，故能起 到保护分布板的作用。
D 干馏层
干馏层位于还原层的上部，气体在还原层释放大量的热量，进入于馏层时温度已经 不太高了，气化剂中的氧气已基本耗尽，煤在这个过程历经低温干馏，煤中的挥发分 发生裂解，产生甲烷、烯烃和焦油等物质，它们受热成为气态而进入干燥层。
干馏区生成的煤气中因为含有较多的甲烷，因而煤气的热值高，可以提高煤气的热 值，但也产生硫化氢和焦油等杂质。
国内外煤气化技术概况
(1) 国外煤气化技术概况以煤为原料的气化方法主要有移动床、流化床和气流床等。
a、移动床气化技术移动床气化技术较为先进的有鲁奇（Lurgi）气化技术。
该技术虽然能连续加压气化，但由于气化温度低，生成气中甲烷含量大，同时生成气中含苯、酚、焦油等一系列难处理的物质，净化流程长；尤其是该技术只能用块煤不能用粉煤，因而原料利用率低，大量筛分下来的粉煤要配燃煤锅炉进行处理。
此技术经过英国煤气公司和鲁奇公司于二十世纪七十年代联合开发，开发出一种新炉型（BGL气化炉），将鲁奇炉固态排渣改为熔融排渣，同时提高了气化反应温度，提高了块煤中粉煤的利用率，气化效率和气体成分有了很大改进，废水排放量及组分减少，污染问题也有所改善。
现有一台工业示范炉在德国黑水泵厂运行，用于处理城市垃圾，所用原料为各种城市垃圾、废塑料和烟煤。
BGL气化炉气化压力为2.0～4.0MPa，气化温度约为550℃。
我国云南解放军化肥厂于2004年引进了一台BGL气化炉，气化炉直径约为φ2800mm。
b、流化床气化技术流化床气化技术主要有德国温克勒（Winkler）流化床粉煤气化技术。
该技术压力较低，建有生产燃料气的装置，目前没有生产合成气的装置。
c、气流床气化技术气流床气化技术有美国GE公司水煤浆加压气化（GEGP）技术、荷兰壳牌谢尔（Shell）粉煤加压气化技术、德国未来能源公司GSP粉煤气化技术。
(2) 国内气化工艺技术概况a、固定床气化固定层间歇气化技术，该工艺以无烟煤为原料，采用空气和蒸汽作为气化剂；投资低，技术成熟，目前我国小氮肥、小甲醇厂90%以上采用该工艺生产。
该技术气化效率低，单炉产气量少，常压间歇气化，吹风过程中放空气对环境污染严重，每吨合成氨的吹风放空气量达2800～3100立方米。
该技术在国外已被淘汰。
国内固定床气化还有富氧连续气化技术，虽然该技术连续气化无吹风气排放，污染较少，但只能采用焦炭或无烟煤作原料，原料价格高；且生成气中氮气含量高，不适合作合成甲醇的原料气。
国内外煤气化技术比较
国内外煤气化技术比较随着煤炭资源的日益短缺，煤的高效利用已成为世界各国关注的重点。
煤气化技术，将煤转化为可燃气体并用于热能、电力和化学前驱体等领域，是当前实现煤高效清洁利用的重要技术之一。
本文将比较国内外煤气化技术的发展现状、技术路线和应用前景。
一、发展现状国内煤气化技术大多起步较晚，主要集中在购买国外设备和技术转化方面。
目前，中国已拥有天然气化工、华能大庆气化、山东诸城气化等多家成熟的煤炭气化企业。
其中，天然气化工主要生产合成气、氢气、苯乙烯等高附加值产物，煤气化率可达到92%以上。
华能大庆气化项目，煤气化率达到了80%以上，年生产合成气、苯乙烯、丙烯、氢气等150万吨。
山东诸城气化项目可生产甲醇、甲醛、乙醇、合成天然气和合成油等。
同时，国内目前正在进行的煤气化项目还有多个，如鄂尔多斯兴隆煤气化、华电集团新能源与煤制氢等。
而国外煤气化技术研究与应用较早，煤气化率和产物种类也较为丰富。
美国、德国、日本、澳大利亚等国家的煤气化技术都十分成熟，其中美国的煤气化产业发展历史最久，技术和产业规模也最大。
美国能源部现有10多个煤气化项目，年产能均在100万吨以上，产物种类包括合成天然气、液体燃料、合成酒精、硫酸、氮肥、尿素、润滑油和化肥等。
二、技术路线国内煤气化技术路线主要有三种：固定床煤气化技术、流化床煤气化技术和煤浆气化技术。
其中，固定床煤气化技术为中国比较成熟的技术路线，常用于生产油制气。
流化床煤气化技术则常用于生产合成气和聚烯烃等化工产品，煤浆气化技术则更适用于城市垃圾热解和冶金煤气化等领域。
目前，煤浆气化技术在国内尚处于探索阶段，需要进一步进行实验研究和工程应用。
而国外煤气化技术路线更为多样化，包括了上文提到的固定床、流化床、煤浆气化以及自动旋转床、堆积流化床、内循环流化床、熔融盘煤气化等。
三、应用前景煤气化技术的应用前景广阔。
其一是消费后果，煤气化技术生产的氢气、合成气、甲醇等化学中间体和化学品可以替代天然气和石油制品，进而推进煤的多元化消费。
国内外煤气化技术调研
国内外煤气化技术调研摘要：介绍了煤气化技术的种类和各种气化炉的特点、气化技术工艺流程、进料方式和气化后工艺等。
关键词：煤气化，气化炉，工艺煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之一，被誉为煤化工产业的龙头技术。
实践证明：在将煤炭转化为更便利的能源和产品形式的各种技术中，煤气化是最应优先考虑的一种加工方法。
1 煤气化的种类及特点煤气化技术可归纳为固定床、流化床和气流床三大类。
1.1 固定床煤气化技术固定床煤气化技术的气化炉主要包括间隙固定床气化炉UGI、鲁奇(Lurgi) 气化炉、BGL （鲁奇改进)气化炉，其技术参数见表1。
表1 几种固定床气化炉的技术参数注：*以标态下生产1 000 m3(CO+H2)为基准，下同。
(1) UGI常压固定床气化技术的优点是操作简单、投资少，但技术落后、能力和效率低、污染严重。
以常压中Φ2650 mm气化炉为例，单台炉投煤量仅60 t／d，且要求原料为25mm～80 mm的无烟块煤或焦炭。
(2) 鲁奇(Lurgi)气化炉工艺成熟可靠，气化温度900℃～1250℃，包括焦油在内的气化效率、碳转化率、气化热效率都较高，氧耗是各类气化工艺中最低的，原料制备、排渣处理成熟。
煤气热值是各类气化工艺中最高的，最适合生产城市煤气。
若选择制合成气，该工艺存在以下问题：①煤气成分复杂，合成气中含甲烷体积分数在7％～10％，如将这些甲烷转化为H2和CO，投资大、成本高；②冷凝污水量大，污水中含有大量的焦油、酚、氨、脂肪酸、氰化物等，因此需建焦油回收装置以及酚、氨回收和生化处理装置，增加了投资和原材料消耗；③气化原料为15mm～50 mm的块煤，块煤价格高，增加了生产成本。
(3) BGL气化炉是在鲁奇(Lurgi)炉基础上，由固态排渣改为液态排渣，可直接气化含水质量分数大于20％的各种煤；在1400℃～1600℃高温气化条件下，蒸汽用量大幅下降，90％～95％的蒸汽在气化过程中分解，不仅提高了气化效率，而且使气化废水量减少80％以上，减小了酚和氨回收装置的规模；气化炉炉体结构简单，采用常规压力容器材料和常规耐高温炉衬及循环冷却水夹套即可满足要求。
国内外煤气化技术现状
国内外煤气化技术现状按煤在气化炉内的运动方式，气化方法可划分为三类，即固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法。
(1)固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂从气化炉底部加入，煤与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的应称其为移动床气化。
(2)流化床气化：它是以粒度为0～10 mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
(3)气流床气化：它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100 um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。
煤在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
煤气化技术包括备煤技术、气化炉技术、气化后工艺技术三部分，核心是气化炉。
1．2目前国内外主要气化炉(1)德士古气化炉美国德士古2002年初成为雪佛龙公司一部分，2004年5月被通用电气公司收购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，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3．0～8．5 MPa之间，气化温度1 400℃，液态排渣，煤气成份CO+H2为80％左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率96%-99％，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，且煤适应范围较宽。
目前雪佛龙德士古最大商业装置是Tampa电站，属于DOE 的CCT-3，1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。
该装置为单炉，日处理煤2 000-2 400 t，气化压力为2．8 MPa，氧纯度为95％，煤浆浓度68％，冷煤气效率76％，净功率250 MW。
德士古气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。
煤气化技术简介
煤种基本无限制
鲁西化工
10
非熔渣—熔渣分级气化
气流床
清华大学
煤种基本无限制
阳煤丰喜
11
WHG（五环炉）煤气化
气流床
五环工程公司
煤种基本无限制
尚未投运
12
水煤浆水冷壁煤气化
气流床
清华大学
煤种基本无限制
阳煤丰喜
13
BGL熔渣煤气化
固定床
英国燃气公司
褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤
云天化金新
14
CCG干煤粉气化
1、流化床煤气化技术迅速发展的原因
1）生产强度比固定床大;
2)以小颗粒碎煤为原料，适应采煤技术发展;
3）对煤种煤质适应性强，可利用如褐煤等高灰劣质煤为原料，以实现原料本地化。
一般流化床煤气化炉不能从床层中排出低碳灰渣，这是因为要保持床层中高的煤灰比和维持稳定的不结渣操作,流化床内必须混合良好。因此，排出的灰渣组分与炉内混合物料组分基本相同，故排出的灰渣含碳量较高（15％～20%)。针对上述问题提出了灰粘聚（灰融聚、灰熔聚、灰团聚）的排灰方式,即提高流化床局部区域温度，使煤中的灰分在软化（ST）而未熔融的状态下，相互碰撞粘结成含碳量较低的灰渣球,有选择地排出炉外。它与传统的固态和液态方式不同。与固态排渣相比，降低了灰渣中的含碳量；与液态排渣相比,减少了灰渣带走的显热损失；从而提高了气化过程的碳的利用率,它是煤气化排渣技术的重大发展。
一、煤气化技术分类及概况
目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类:固定床（或称为移动床）、流化床和气流床.其中具有代表性的煤气化技术如下：
各种气化技术已经发展多年，但在目前的情况下，并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求，从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。
煤气化技术综述
煤气化技术综述1 恩德粉煤气化技术1．1 技术开发恩德粉煤气化技术是在常压温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。
20世纪50年代，朝鲜咸竞北道恩德郡“七·七”化工厂，从前苏联引进两台温克勒气化炉。
60年代末，便对其存在的问题进行了一系列的改造：(1)取消了炉算，改为布风喷嘴向炉内送风，使煤粉得以充分流化，并解决了炉底结渣的问题；(2)在发生炉出口增设了旋风除尘返料装置，减少了气体带出物，提高了碳转化率；(3)将废热锅炉改设在旋风除尘器后面，减轻尘粒对锅炉炉管的磨损，大大延长了废热锅炉的使用寿命和检修期。
经过一系列的革新改造后，运转率可达90％以上，单炉生产能力也逐渐扩大，形成了独具特性的恩德粉煤气化技术。
1．2 技术特点(1)对煤种适应性较宽，可适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤。
对煤的活性和灰熔点有一定要求，对灰分、粒度等要求不高，同固定层炉相比，原料煤种已明显拓宽。
(2)碳转化率高。
炉出口的旋风分离器，可将煤气夹带和含碳颗粒分离出来，并返回气化炉再次气化，从而提高了碳的转化率，可达92％。
(3)气化强度大。
单炉产气量可达4×l04m3／h。
(4)自产蒸汽量大，每10 m3煤气可产5．5t蒸汽(P=0．6MPa)，80％自用，20％外送。
(5)极少产生焦油，煤气中焦油油渣等含量很低，净化系统简单，污染少。
1．3 技术指标(1)操作温度：要低于灰熔点80～120℃，一般为～950℃。
(2)操作压力：炉内压力～14kPa。
(3)气化剂，采用不同气化剂可产生不同组成的煤气。
表1—1 典型煤气组成(4)主要工艺参数①以褐煤为原料，4×10 m3／(h·台)气化炉，生产水煤气，其主要工艺数据见表1—2。
表1—2 主要工艺数据②以河南义马长焰煤为原料，生产的煤气，其主要工艺数据见表1—3。
表1—3 主要工艺数据1．4 技术经济(1)投资：以生产能力4 X 104m3／h炉型为例①气化部分约2 400万元②制氧部分(包括两套4 000m3／h变压吸附装置)约3 600万元，合计：6 000万元(2)煤气成本：以河南义马煤生产半水煤气，按现行价格估算约0．12～0．13元／m3。
煤气化综述
煤气化综述（大型煤气化技术的研究与发展）已工业化的煤气化技术可分为3 类：〃以Lurgi技术为代表的固定床气化技术〃以HTW 技术为代表的流化床气化技术〃以Texaco、Shell、多喷嘴对臵气化技术为代表的气流床气化技术。
气流床气化炉气化温度与压力高、负荷大，煤种适应范围广，是目前煤气化技术发展的主流。
国外已工业化的煤气化气流床煤气化技术主要有以水煤浆为原料的GE（Texaco）气化技术、Global E-Gas 气化技术，以干粉煤为原料的Shell 气化技术、Prenflo气化技术、GSP 气化技术等。
1.1 GE（Texaco）气化技术Texaco 气流床气化技术的开发始于20 世纪40年代，1950 年首先在天然气非催化部分氧化上取得成功，1956 年又应用于渣油气化。
在50 年代Texaco公司就有将其技术应用于煤气化的计划，并进行了部分研究工作。
70 年代的石油危机促使Texcao 公司将目光再一次投向煤气化技术。
70 年代末建设了2 套示范装臵，分别为德国的RAG 和美国加州的Cool Water，1983～1985 年分别在日本的UBE 公司和美国的Eastman 公司建设了3 套商业化装臵。
90年代Texaco 煤气化技术共有9 套装臵投入运转，其中5 套在中国，4 套在美国。
目前，在建和运转的Texaco 气化炉约有80 多台。
1.2 Global E-Gas 气化技术E-Gas 气化技术最早由Destec 公司开发，采用水煤浆原料，两段气化，后被Dow 公司收购。
E-Gas气化技术的开发始于1978 年，在美国路易斯安娜州的Plaguemine 建立了日处理15 t 煤的中试装臵，其后于1983 年建立了单炉550 t/d 煤的示范装臵，于1987 年建设了单炉1600 d/t 煤气化装臵，配套165MW IGCC 电站，这两套装臵均位于Plaguemine。
基于这两套装臵的经验，在路易斯安娜州的 TerraHaute 建立了单炉2500 t/d 的气化装臵，配套WabashRiver 的260 MW 的IGCC 电站，该电站于1996 年投入运行，发电效率40％。
国内外先进煤气化工艺技术的评述
国内外先进煤气化工艺技术的评述国内外先进煤气化工艺技术的评述作者/来源：章荣林（中国天辰工程有限公司，天津300400）日期：2009-04-05我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家，如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。
近年来，我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热。
有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述，供大家参考。
1 几种煤加压气化工艺技术的现状及优缺点1.1 壳牌（Shell）干煤粉加压气化工艺技术壳牌干煤粉加压气化工艺技术，属于气流床加压气化技术。
可气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦及高灰熔点的煤。
入炉原料煤为经过干燥、磨细后的干煤粉。
如需添加助熔剂，原料煤可以与助熔剂在磨煤机中混磨。
干燥后的粉煤用氮气气动输送至加料斗中，再用高压氮气输送到气化炉，从气化炉下部的喷嘴进入气化炉。
属多烧嘴上行制气。
目前国外最大的气化炉日处理煤2000 t，气化压力为3.0 MPa，国外这一套是用于商业化联合循环发电，尚无更高气化压力和用于煤化工生产的业绩。
这种气化炉是采用水冷壁，无耐火砖衬里。
熔融灰渣沿水冷壁而下，排入炉底水槽。
水冷壁内壁涂有一层SiC耐火材料，熔渣在水冷壁上结成固体熔渣层，达到以渣抗渣的目的。
为便于检修，水冷壁与气化炉壳体间留有800 mm 环隙。
环隙间充有250～300 ℃的有压合成气。
为调节炉温，需向气化炉内输入中压过热蒸汽。
采用废热锅炉冷却回收煤气的显热，副产蒸汽。
气化温度可以达到1400～1600 ℃，气化压力可达3.0～4.0 MPa，可以气化高灰熔点的煤，但需在原料煤中添加石灰石作助熔剂。
该种炉型原设计是用于联合循环发电的，国内从本世纪初至今已签订技术引进合同16套20台气化炉，其最终产品有合成氨、H2、甲醇，气化压力3.0～4.0 MPa。
主要煤气化技术简介
主要煤气化技术概述摘要介绍了包括Texaco水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化在内的四种主要煤气化技术，分别介绍其工艺流程，以及在应用后对其的评价。
关键词煤气化技术Texaco水煤浆气化Shell煤气化GSP煤气化Lurgi煤气化煤气化是煤转化技术中最主要的方面，它的历史非常悠久，甚至早于发电。
通常，煤的气化泛指各种煤（焦）与载氧的氧化剂（O2、H2O、CO2）之间的一种不完全反应，最终生成由CO、H2、CO2、CH4、N2、H2S、COS等组成的煤气。
煤的气化反应一般可人为简化成氧化（放热）反应（如C+O2），还原（吸热）反应（如C+H2O、C+CO2），甲烷生成（裂解）反应和水煤气平衡反应（CO+H2O）等。
国内外先后开发了100多种气化工艺（炉型），但是最有发展前途的也只有几种[1]。
在这里简要的介绍几种应用广泛的几中煤气化技术，主要包括：Texaco 水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化。
1．Texaco水煤浆气化Texaco（德士古）水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的[2,3]。
TCGP技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术，其核心和关键设备是气化炉。
它的主要优点是流程简单、压力较高、技术成熟、投资低。
1．1 气化炉内的反应水煤浆和99.6%的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为气化分三步进行：（1）煤的裂解和挥发分的燃烧。
水煤浆和氧气进入高温气化炉后，水迅速蒸发为水蒸气。
煤粉发生热裂解并释放出挥发分。
裂解产物及挥发分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。
因此，在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。
这个过程相当短促。
（2）燃烧及气化反应。
煤裂解后生成的煤焦一方面和剩作的氧化发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，放出反应热；另一方面，煤焦又和水蒸气、CO2等发生化学反应，生成CO、H2。
煤气化技术简介
关于气化技术、煤质分析的建议一、关于气化技术以煤为原料采用洁净煤气化技术，生产粗合成气已商业化的主要有：1.水煤浆气化技术该技术为美国德士古公司开发后转为美国GE公司所有，它是根据油气化技术的思路开发成功的。
在煤中加入添加剂、助熔剂和水，用磨煤机磨成水煤浆，加压后和氧气一同喷入气化炉进行部分氧化燃烧反应，气化温度1300-1450℃，高温的热气体，用水激冷，除尘后送出。
气化压力4.0-8.7Mpa，液态渣激冷破碎后排出。
它的主要特点是：简单，可靠，投资低，在有备用炉的情况下，年开工率可达95-98%，有效气(CO+H2)≈80-82%,缺点是氧耗较高。
由于它的可靠性，国内大多数煤气化装置均采用此法生产合成气，特别是煤制烯烃的装置大多采用此法生产合成气取得成功的先例，如神华煤制烯烃装置。
2.荷兰壳牌（SHELL）气化技术气化炉为立式圆筒形，炉膛周围安装有沸水冷却管组成的膜式水冷壁，内壁衬有耐热涂层。
气化熔渣在水冷壁涂层上形成液膜，沿壁顺流而下进行分离采用以渣抗渣的防腐办法。
炉体内设有四组粉煤烧嘴，使用寿命一年以上。
气化温度1400-1560℃，碳转化率高达99%，CO+H2可达90%。
该气化技术是干粉和氧，蒸汽在气化炉内进行部分燃烧反应，由于采用干粉气化，氧耗较少，但干粉加压输送用高压N2气或CO2气流输送。
气化后的粗合成气，含尘量大，要用50%冷气激冷，特殊的过滤器过滤灰尘，再用水洗涤。
流程复杂，特别是开车时用特殊的开工烧嘴。
采用对流和辐射废锅回收热量产生蒸汽，因而设备特别复杂，国产化率低，生产过程比较难于掌握。
国内已建的20几台气化炉运行状况不理想，开工率低，比如大唐多伦180万吨甲醇/60万吨MTP装置，建成两年，开车极不顺利，经济效益差。
3.德国未来能源GSP气化技术该技术同SHELL气化技术一样是干粉气化，氧和蒸汽煤粉加压用载气（N2、CO2）送入炉内进行部分氧化反应。
炉体为水冷壁，内壁衬有耐热涂层，使用寿命较长。
煤炭气化技术介绍课件
冶金工业：煤炭气化技 术可以用于冶金工业， 提高生产效率
4
煤炭气化反应过程
01
02
03
04
煤炭气化反应： 将煤炭转化为可 燃性气体的过程
反应条件：高温、 高压、催化剂等
反应产物：一氧 化碳、氢气、甲 烷等可燃性气体
应用领域：发电、 化工、冶金等工
业领域
煤炭气化反应条件
温度：通常在700-1200摄氏度之间
03 投资成本高：煤炭气化技术需要较高的投资成 本，包括设备、技术研发等。
04 安全隐患：煤炭气化过程中存在一定的安全隐 患，如爆炸、火灾等。
煤炭气化技术的改进方向
提高气化效率：通过优化气化反应条件，提高煤炭气 化效率，降低能耗和成本。
减少环境污染：采用环保技术，减少煤炭气化过程中 产生的废气、废水和固体废物，降低对环境的影响。
提高气化产物品质：通过优化气化反应条件，提高气 化产物的品质，满足不同用途的需求。
降低投资和运行成本：通过优化气化工艺和设备，降 低投资和运行成本，提高经济效益。
煤炭气化技术在发电领域的应用
煤炭气化技术可以 提高发电效率，降 低发电成本。
煤炭气化技术可以 减少环境污染，降 低碳排放。
煤炭气化技术可以 提高发电系统的稳 定性和可靠性。
氢气（H2）：可作为燃料或 合成气原料
甲烷（CH4）：可作为燃料 或合成气原料
焦油：可作为化工原料或燃 料
灰分：可作为建筑材料或土 壤改良剂
水（H2O）：可作为冷却剂 或合成气原料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤炭气化技术的优点
高效利用：煤炭气化技 术可以将煤炭转化为清 洁高效的气体燃料，提 高煤炭资源的利用率。
节能环保：煤炭气化技 术可以降低能源消耗， 减少二氧化碳排放，有 利于环境保护。
国内外煤气化技术及发展趋势
统计与管理二○一五·二社会经纬国内外煤气化技术及发展趋势刘 钰摘 要：文中综述了国内外煤气化发展概况，介绍固定床气化炉、恩德炉、灰熔聚煤气化技术，并比较其优缺点。
根据国外煤气化发展趋势展望国内煤气化发展前景。
关键词：煤气化 煤气净化 发生炉DOI：10.3969/j.issn.1674-537X.2015.02.062煤是世界上储藏量最丰富的化石燃料，也是中国储量最多的化石燃料。
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，占世界煤产量的25%。
煤炭是我国分布最广、较为丰富的能源，而石油、天然气资源则相对不足，预计到本世纪中叶，我国以煤为主的能源结构将不会改变。
中国煤炭的特点是高硫、高灰煤比重大。
煤入洗率低，约80%原煤用于直接燃烧，燃煤排放出大量有害气体和烟灰，使生态环境遭到严重破坏。
同时，中国煤炭利用效率低。
除在大型和负荷稳定的燃烧工况下，其燃烧效率与石油和天然气相近外，其它非稳定负荷的燃烧过程热效率均低于石油和天然气，其平均利用效率仅29%。
提高中国煤炭利用效率、减少煤炭燃烧带来的环境污染的根本途径是研制和推广应用煤炭优化利用技术。
发展煤炭气化技术是减少环境污染、节能、发展工业的重要措施。
一、国内外煤气化发展概况180年以来的煤气化技术发展史，特别是近十多年来的大容量IGCC电站示范与商业化运行证明，与固定床、流化床相比，气流床具有较大的煤种与粒度适应性和更优良的技术性能，是煤基大容量、高效洁净、运行可靠的燃气与合成气制备装置的首选技术。
美国Texaco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，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5MPa之间，气化温度约1400℃，液态排渣，煤气成份CO+H2为80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率96～99%，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽。
从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。