国内外煤气化技术介绍--重点学习--
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。
国内最全的煤气化技术简介
国内最全的煤气化技术简介（最新整理）本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺（包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺；固定床、流化床、气流床气化工艺；激冷流程、废锅流程；水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型），可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料，是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。
1、“神宁炉”粉煤加压气化技术（宁夏神耀科技有限责任公司）以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体，以多煤种理化特性数据为基础，构建了气化炉流场、传热分析等模型；基于燃烧器强动量传导机制，揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理；揭示了氧气和煤粉的强化反应规律，独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。
“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高，有效气成分≥91%，碳转化率≥98.5%。
固体灰渣好处理，灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。
气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t，废水处理后可完全回用。
高效、中空、高能点火系统，实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。
采用组合式燃烧器通道结构，控制火焰形成，确保气化炉内壁挂渣均匀。
2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术（德国科林工业技术有限责任公司）技术特点：（1）煤种适应性广：适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等，对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。
对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。
（2）技术指标高：因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式，原料在气化炉内碰撞混合更加充分，气化炉炉膛及顶部挂渣均匀，可实现较高的气化温度（1400～1700℃），碳转化率高达到99%以上，合成气中不含重烃、焦油等物质，有效合成气成分90～93%，冷煤气效率80～83%。
（3）投资低：根据项目规模不同，可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计，主要设备制造已完全实现国产化，整个装置的投资建设成本低，建设周期短。
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。
煤气化基础知识培训讲稿
煤气化基础知识培训讲稿一、煤炭气化定义煤化工是以煤为原料经过化学加工，实现煤的转化并进行综合利用的工业。
煤化工包括炼焦工业，煤炭气化工业，煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。
所谓的煤炭气化技术，是新型煤化工的一个重要单元，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。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）、供给热量，三者缺一不可。
二、煤炭气化发展简史煤化工发展始于18世纪后半叶，用煤生产民用煤气；在欧洲当时用煤干馏方法，生产的干馏煤气用于城市街道照明；1840年由焦炭制发生炉煤气来炼铁，1875年使用增热水煤气作为城市煤气。
二次世界大战时期，煤炭气化工业在德国得到迅速发展。
1935~1945年期间德国共建立了9个合成油厂，总产量达570kt。
二次世界大战后，煤炭气化工业因石油、天然气的迅速发展减慢了步伐，进人低迷时期，直到20世纪70年代成功开发由合成气制甲醇技术，由于甲醇的广泛用途，使煤炭气化工业又重新引起人们重视。
到20世纪80年代末，由煤炭气化制合成气，羰基合成生产醋酸、醋酐开始大型化生产，这是煤制化学品的一个非常重要的突破。
现在，随着气化生产技术的进一步发展，以生产含氧燃料为主的煤炭气化合成甲醇、二甲醚，有广阔的市场前景。
三、中国煤炭气化技术现状煤气化技术视炉内气－固状态和运动形式，主要分为三大类∶1.固定床以块煤（10～50mm）为原料的固定床，在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化,而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，鲁奇炉是逆向气化煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳效率高、气化效率高。
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。
煤气化技术简介
煤气化技术煤气化已有100多年的发展历史，先后开发了200多种气化工艺或气化炉型，有工业化应用前景的十余种。
煤气化可分为完全气化和不完全气化两大类：完全气化是指煤及其它固体原料与气化剂进行一步法化学反应，生成可燃气或合成气；不完全气化是指固体原料进行热加工时，除生成可燃气外还有含碳固体产物（如煤炼焦过程）。
这些产物又可进行加工利用。
国外为了提高燃煤电厂热效率，减少环境污染，对煤气化联合循环发电技术作了大量工作，促进了煤气化技术的开发。
目前已成功开发出了对煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺，主要有荷兰壳牌（Shell）的粉煤气化工艺、德国克鲁伯—考柏斯（Krupp—Koppers）的Prenflo工艺，美国德士古（Texaco）和Destec 的水煤浆气化工艺以及德国黑水泵的GSP工艺等。
本章着重介绍我厂油改煤改造工程所引进的Shell粉煤气化工艺技术。
第一节煤气化技术分类及其发展一、煤气化技术分类最常用的气化分类方法是按煤和气化剂在气化炉内的相对运动来划分，大体可分成三种：逆流：固定床、移动床。
煤（焦）由气化炉顶部加入，自上而下经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层，最后形成灰渣排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层（两者合称气化层）。
代表炉型为常压UGI炉和加压Lurgi炉，主要用于制取城市煤气。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高，入炉煤要有一定的粒(块)度及均匀性。
煤的机械强度、热稳定性、粘结性和结渣性等指标都与透气性有关，因此，固定床气化炉对入炉原料有很多限制。
并逆流或返混流：流化床、沸腾床。
气化剂由炉底部吹入，使细粒煤（＜6mm）在炉内呈并逆流反应，通常称为流态化或沸腾床气化。
煤粒( 粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动，在炉上筒体部分呈并流和逆流运动。
为了维持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度（ST）以下。
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
国内外大规模煤气化技术的现状、发展趋势及主要技术瓶颈分析共40页
Texaco（德士古）气化炉
• 德士古气化工艺是20世纪80年 代煤气化的最新工艺之一,它是由美 国德士古公司开发的以水煤浆为原 料、液态排渣气流床加压气化技术。 原料煤与水、添加剂、石灰石等经 磨机研磨制成浓度为60%～70%的 水煤浆,由煤浆泵加压后与高压氧气 一起经烧嘴混合后,呈雾状喷入气化 炉燃烧室发生气化反应。通过调节 氧/煤浆的比例,使炉内气化温度高 于煤灰流动温度(FT)。
主要特点：固态排渣，适宜弱黏结性碎煤（5-50mm）； 生产能力大；结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、炉箅等转 动设备，制造和维修费用大；入炉煤必须为块煤，原料来源受 限制；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复 杂、流程长、设备多，炉渣含碳5%左右。
Lurgi加压气化炉发展分为三个阶段：
国内煤气化技术的研究状况
我国在引进国外先进煤气化技术的同时，也在 不断探索拥有自主知识产权的煤气化技术，并在某 些领域取得了突破，一些关键技术已经超越了现有 的国外技术，甚至有的技术已经走出国门。
西北化工研究院开发的大型煤气化技术已形
成完整、 系统的专利体系。该技术原料适应性广， 具有先进的固态排渣和液态排渣技术， “三废” 排放少，设备完全立足于国内，已在25 套工业装 置上得到应用，今后一段时期将迎来装置投运高 峰期。
干加煤热 +水
• 热解 ： 煤 加热煤气+焦油+焦炭
• 气化 ：碳-氧反应
CO2
碳-水蒸气反应
CO2
甲烷生成反应
CH4
煤中其他元素（N、S）与气化剂间的反应
• 通常的煤气化系统包括备煤给料系统、 气化炉、除尘和脱硫。
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。
煤气化技术
煤气化技术煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术，其主要目的是提高煤的利用率，减少对传统燃料的依赖，达到节能、环保的目标。
本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。
一、煤气化技术的基本原理所谓煤气化技术，就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应，将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应，生成一种能源燃气和化工原料的技术。
基本反应式为：C + H2O → CO + H2C + CO2 → 2COH2O + CO → H2 + CO2以上反应产生的气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）和二氧化碳（CO2），其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物，也是煤气化的主要目的。
二、煤气化技术的应用领域煤气化技术可以应用在多个领域，包括：1. 燃料领域：将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。
2. 化工领域：将煤气用作化工原料，制取烯烃、乙烯、合成氨等。
3. 能源领域：将煤气用作化学燃料，如用合成气生产合成烃等。
4. 环保领域：将煤气用作城市燃气，以代替传统的煤炭、石油等燃料。
5. 冶金领域：将煤气用作高炉燃料，以代替传统的焦炭。
6. 电力领域：利用燃气发电、燃气轮机等，将煤气转化为电能。
三、煤气化技术的优缺点1. 优点：（1）提高煤的利用率：通过煤气化技术，可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用，大幅提高煤的利用率。
（2）节约能源：煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气，实现节能减排。
（3）环保：煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放，达到环保的目的。
2. 缺点：（1）设备配置复杂：煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂，需要高技术水平的研发和生产。
（2）能源成本高：虽然煤气化技术可以提高煤的利用率，但其能源成本相对较高，需要大量的电力和气体，从而影响了其应用范围和经济效益。
（3）反应过程精确控制难度大：煤气化是一个复杂的反应过程，其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制，一旦发生偏差，就可能影响到产物的质量和产量。
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。
煤气化技术简介
煤气化技术简介我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80％以上.近些年，煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但石油焦、石油和天然气在当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家，煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。
煤气化生产的合成气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展，可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。
煤气化是一个热化学过程。
以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。
煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品.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。
固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外，从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。
气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工序流程长,投资高大。
由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高，对于煤制城市煤气或天然气项目,有较高的优势.碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂.该技术氧耗量较低，原料适应性广，可以气化变质程度较低的煤种(如褐煤、泥煤等)，得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。
国内外煤化工产业技术进展情况
国内外煤化工产业发展情况刘纳新目录1 国际煤气化技术 (2)1.1 煤炭气化技术 (2)1.2 煤炭液化技术 (6)1.3 整体煤气化联合循环(IGCC) (7)2 国际煤化工产品开发进展情况 (8)2.1 大型煤气化成为煤炭利用的技术热点 (9)2.2 车用替代燃料成为煤基替代能源产品开发的重点 (9)2.3 碳一化学品及其衍生物行业发展势头强劲 (11)2.4 煤基多联产成为煤炭综合利用的重要方式 (12)2.5 南非煤化工发展情况 (13)2.6 美国煤化工发展情况 (15)2.7 日本煤化工发展情况 (16)2.8 欧盟煤化工发展情况 (17)3 国内煤气化技术应用情况 (18)3.1 多种煤气化技术并存 (18)3.2 煤炭气化多联产技术 (19)3.3 山西天脊煤化工集团有限公司煤气化技术的应用与发展 (19)4 国内煤化工产品开发及项目建设情况 (20)4.1 国内煤化工产品开发和建设 (20)4.2 煤制甲醇项目 (21)4.3 煤制二甲醚项目 (21)4.4 煤制合成氨项目 (22)4.5 煤制天然气和煤制烯烃 (22)5 国内煤化工产业发展趋势 (24)1 国际煤气化技术国际煤气化技术主要包括：煤气化、煤液化和整体煤气化联合循环(IGCC)技术。
目前新一代煤气化技术的开发和工业化进程中，总的方向是气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)提高，温度向高温(1500-1600℃)发展，气化原料多样化，固态排渣向液态排渣发展。
1.1 煤炭气化技术煤炭气化是在适宜的条件下将煤炭转化为气体燃(原)料的技术，旨在生产民用、工业用燃料气和合成气，并使煤中的硫、灰分等在气化过程中或之后得到脱除，使污染物排放得到控制。
煤炭气化近年来在国外得到较大发展，目的是为煤的液化、煤气化联合循环及多联产提供理想的气源，扩大气化煤种，提高处理能力和转换效率，减少污染物排放。
在100多年的研究开发于商业化应用中，相继开发出多种气化技术和工艺，按技术特点可粗略地划分为固定床、流化床和气流床气化技术。
煤气化技术综述
煤气化技术综述一、引言二、煤气化技术概述：四、其它煤气化技术2.1 固定层制气工艺（移动床） 4.1 第三代煤气化技术2.2 流化床气化工艺 4.2 组合气化炉煤气化法2.3 气流床气化工艺五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势2.4 其他煤气化技术 5.1 国外技术现状和发展趋势三、国内主流煤气化技术详解 5.2 国内的技术现状和发展趋势3.1 Lurgi（鲁奇）煤气化技术 5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果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。
煤气化技术——精选推荐
煤炭气化技术煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础，我公司正在建设的煤直接液化项目，以及即将建设的煤间接液化项目，煤制烯烃项目都要用到煤炭气化。
一、煤气化原理气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。
它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。
气化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。
煤炭气化包含一系列物理、化学变化。
一般包括热解和气化和燃烧四个阶段。
干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。
其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。
煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。
煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。
气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。
主要反应有：1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反应C+0.5 O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化（燃烧）反应C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反应CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反应C+CO2=2CO-172KJ/mol二、煤气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。
煤气化技术
煤气化技术简介煤气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。
它可以将煤炭中的有机物质转化为气体燃料，如合成气（一种碳氢混合气体）或甲烷。
煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。
煤气化原理煤气化是通过加热煤炭，在缺少氧气的条件下进行的化学反应。
这个过程通常在高温（约1000℃）和高压（2-5 MPa）下进行。
在煤气化过程中，煤炭中的碳氢化合物被分解为可燃气体。
由于煤气化是在缺氧条件下进行的，因此产生的气体中几乎不含硫和氮。
这使得煤气化技术相对于传统的燃煤发电技术具有更低的环境污染。
此外，煤气化产生的燃气可以直接用于发电、供热、制氢等多种应用。
煤气化工艺煤气化工艺主要分为干燥气化和水煤浆气化两种。
干燥气化是将煤炭在高温下与热气体接触，使煤炭中的水分蒸发，然后进行气化反应。
水煤浆气化是将煤炭与水形成的浆料喷入气化炉中，在气化过程中煤炭与水蒸汽产生反应。
两种煤气化工艺各有优势。
干燥气化可以直接利用煤炭的热值，不需要额外的供热设备。
而水煤浆气化可以利用水蒸汽的催化作用，提高气化效率。
根据实际需求和条件，选择适合的煤气化工艺非常重要。
应用领域煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有广泛的应用。
以下是煤气化技术在几个重要应用领域的应用示例：1.发电：煤气化产生的燃气可以用于燃气轮机或内燃机发电。
与传统的燃煤发电相比，煤气化发电具有更高的效率和更低的污染排放。
2.供热：煤气化产生的燃气可用于供热，替代传统的燃煤供热系统。
煤气化供热系统具有更高的热效率和更少的污染排放。
3.制氢：煤气化可以产生合成气体，其中主要成分为氢气和一氧化碳。
这些气体可用于制氢，用于石油炼制、化学工业等领域。
4.乙二醇生产：煤气化产生的合成气可以用于乙二醇的生产。
乙二醇是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑料、涂料、纺织等行业。
煤气化技术的优势和挑战煤气化技术具有多种优势，但也面临一些挑战。
优势： - 较低的污染排放：煤气化产生的燃气几乎不含硫和氮，具有较低的污染排放。
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。
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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
GSP气化炉
二段,水煤浆进料无需循环气 急冷固化飞渣 1987年由DOW 化学公司建成 第一套工业化装置，整个工 艺流程包括煤浆制备，气化 炉和排渣系统，煤气的冷却 净化及热量回收装置。
E-Gas气化炉
气流床的备煤和进料
● 干粉 粉煤90%<100μ m，干燥w<2%，N2保护和输送
锁斗加压系统，计量，能耗高
现有职工570人，其中科技人员393人，中科院院士1人， 研究员40余人，副研究员及高级工程师110多人，另外还 有在读博士、硕士研究生约150人。
主要研究学科方向 承担国家重大科研项目
煤 化 学 与 化 工 催 化 化 学 与 工 程 新 型 炭 材 料 化 学 反 应 工 程
973
项 目
863 项 目
环境友好，净化成本低 粗煤气、水、灰渣净化处理容易，无环境二次污染 煤种适应性高 可适用于高灰、高灰熔点煤
国内外煤气化工艺
已商业化和正商业化的工艺：
● 气流床气化 ● 流化床气化 ● 固定床气化 GE-Texaco,Shell,GSP,E-Gas,K-T HTW，Winkler， AFB, Lurgi
煤燃烧：
Coal Air
C + O2 CO2
H + O2
〔S〕＋ O2 〔N〕＋ O2 Hg 水
H2O
SOX NOX Hg, HgO 水蒸汽
Flue gas
燃 烧 和 气 化 的 对 比
燃烧 煤量 100 温度 1000℃ 压力 常压 介质 空气 介质量 900 产物 CO2，N2， H2O，NOx， SOx， 灰
气流床
常压 K-T,1949年，德国，50台（29台1993年） 加压 Texaco（ 2.5－6.5MPa ），德国，日本，美国，中国 中国最多 （鲁南，上海，淮化，渭河，南化，榆林…) Shell
流化床
Winkler,常压，1926年，70台，现已剩余很少 HTW（ 1.0－3.0MPa ），1986年 AFB 2001年常压商业运行 常压低压（0.5MPa)推广中 2006年，加压大型半工业试验装置建设
一. 煤炭的组成和用途
煤炭：复杂的有机含碳矿物（从褐煤到无烟煤），以碳为主，
主要成份为C，H，O，N，S；高度芳香化；多少不等的 无机矿物， Ash ： 1～50%， Water: X～60%， Volatile：3～45%
用途
能源 能源
燃烧发电 （10～35MJ/kg）
制合成气 CO+H2，H2 制燃料气CH4,CO,H2 制还原剂（冶金焦，铁合金焦） 制吸附剂（活性炭，活性焦）
干煤粉（dp<0.1mm)，锁斗 O2/H2O 鼓风； 膜式水冷壁（垂直管） 压力 3.0MPa 废热锅炉换热 1500-1600℃ 熔渣急冷排出 循环煤气降温固化飞渣
Shell 气化炉
壳牌气化炉的典型数据
项 用 煤 量 目 t/d 设 229 2.51 29.9 62.9 5.8 计 变 化 范 围 115-235 2.44-2.51 22.7-34.6 54.8-69.0 2.2-10.8 示 范 运 行 229 2.44 27.7-29.8 66.5-69.0 2.2-2.4
科 技 攻 关
国 际 合 作 项 目
国 家 创 新 基 金
军 工 重 点 科 研
山西煤气化工程研究中心简介
1980年成立灰熔聚煤气化课题组；
1994年扩建为气化室；
2001年改名能源环境工程实验室；
2002年改名为煤气化工程研究中心； 2005年成立山西煤气化工程研究中心；进行加压灰熔聚煤 气化工艺大型化的开发。
取决于热力学平衡和接近平衡的程度
实际气化过程并非按化学计量进行，而是取决于过程的温度控制，以保证
正常的气固流动
备煤，进料，反应，渣排出和气体净化
现代电力和能源化工对煤气化的要求
大规模、高生产能力 单台处理量达 500~2000 ton/day 过程高效 操作压力、操作温度合理 能耗低 设备投资低
● 气化炉的操作温度150℃ ≥灰的流动温度
● 高温耐火材料磨蚀增大 ● 气化炉材料质量要求提高 ● 污水系统结垢增加
建议灰渣流动温度＜1350℃ （Texaco），粘度＜25pa.s， 对非牛顿型流体渣，渣口温度 ＞tcr
Slag viscosity as a function of temperature
H2S,NH3, 粉尘， K，Na,Hg CO2
H2
Fuel cell
（η =80% )
电力
64%
净化
变换
合 IGCC 成 气 （η =60% ) 炼油厂 H2 合 成 气
电力
48%
甲醇
DME MTO MTP MTG
直接液化
合成氨 合成
汽油 柴油 油品 NH3 甲醇 合成油
煤气化过程的简单分析：
煤气化通常不希望有焦油等液态产品存在，以消除净化的困难，通常要求
典型的气化技术
● 移动床
Lurgi
HTW
● 流化床
KRW AFB
Texaco
● 气流床
E-Gas
Shell GSP
Lurgi炉
德国，1930年， 合成气 O2/Steam鼓风
运行装置：
SASOL 97台，南非 大平原 18台，美国 中国11台
加压固态排渣 Lurgi
固定床气化炉
历史长，炉数多，使用可靠 逆流热交换，出口温度低（250-650℃） 热效率高 气体干馏产物多，甲烷高，热值高 焦油等杂质多，下游净化困难 使用不粘块煤，价格高 氧消耗低而蒸汽消耗高（1-2kg汽/kg煤） 固定床气体分布影响大，处理能力有限 （500-800吨）
煤气化：
CnHmOxNySz=C+CO+CO2+H2+NH3+HCN+H2S+COS+••••
Coal Oxygen Steam
C+
1/
2
O2
CO CO2 2CO CO + H2
C + O2 C + CO2 C + H2O
C + 2H2
CO + H2O CO + 3H2 〔S〕 〔N〕
CH4
H2 + CO2 CH4 + H2O H2S+COS NH3+HCN
● 水煤浆
水煤浆制备耗能较干粉少，泵送容易，控制容易；
水煤浆浓度低，热值低，水蒸发和加热耗能高 ， 对于水性煤如 褐煤，年青烟煤，水煤浆浓度低； 水煤浆浓度 ∝煤的平衡湿含量，固定炭，表面 C/O官能团，自由膨胀数，Cf/V，粘土，可溶性 Ca,Mg盐含量
煤中矿物和渣的流动特性（气流床）
● 干粉煤都能气流床气化，但受灰渣影响
温度在900℃以上，有足够的停留时间
煤气化的主反应为 C+H2O
CO+H2和C+CO2
2CO，此二反应在高温是
有利的，通常1000℃以上时已达足够平衡转化率
高温高压有利于化学反应进行，但在1000-1200℃以上反应受扩散控制 气化炉炭转化率取决于反应速度和停留时间，气相有效成份浓度（或热值）
介绍内容
煤炭的特性 煤气化原理 现代煤气化技术发展
中科院山西煤化所研究所介绍
1954年10月创建于大连市(中科院煤炭研究室) 1961年迁至太原市
1963年扩建为中国科学院煤炭化学研究所
1965年－1978年改名为燃料化学研究所
1979年复名为中国科学院山西煤炭化学研究所
人员结构：
Gasifier Gas Composition (Vol %) H2 25 - 30 CO 30 - 60 CO2 5 - 15 H2O 2 - 30 CH4 0-5