煤气化技术的现状及发展趋势概览

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者在高温下气化

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合用场合，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、挪移床气化技术，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温和流床技术，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者中试阶段，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辟及应用的发展情况，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

研究和开辟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。此后世界煤化工迅速发展，直到20 世纪中叶，煤向来是世界

有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所

占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一

度停滞。直到20 世纪70 年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学

工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的发展。特殊是20 世纪90 年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就

更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。

中国的煤气化工艺由老式的UGI 炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤

加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初

步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80 多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE 煤气化27 套(已投产16 套)，四喷嘴33 套(已投产13 套)，分级气化、多

元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell 煤气化18 套 (已投产11 套) 、GSP2 套，还有正在工业化示范的LurgiBGL 技术、航天粉煤加压气化

(HT-L) 技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化 (TPRI) 技术等。

1.1 固定床气化技术

固定床气化技术也称挪移床气化技术，是世界上最早开辟和应用的气化技术。固定床普通以块煤或者焦煤为原料，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。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(6~50mm)和均匀性。

煤的机械强度、热稳定性、黏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不少限制。

大型固定床气化技术包括Lurgi 气化技术、BGL 气化技术和YM 气化技术等。加压固定床气化技术是在常压固定床气化技术基础上发展起来的，主要解决常压固定床气化技术中气化强度低、单炉处理负荷小等缺点，最有代表性的是Lurgi 加压气化炉。

BGL 气化技术是在Lurgi 气化技术基础上发展起来的，该技术最大的改进是降低了蒸汽与氧气的体积比，提高了气化反应区的温度，实现熔融态排渣，从而提高了生产能力，可更适合于灰熔点低的煤和对蒸汽反应活性较低的煤。

1.2 流化床气化技术

气化剂由炉底部吹入，使细粒煤(粒度小于6mm)在炉内呈并逆流反应，

该技术通常称为流化床气化技术。煤粒 (粉煤) 温和化剂在炉底锥形部份呈并流运动，在炉上筒体部份呈并流和逆流运动，固体排渣。并逆流气化对入炉煤的活性要求高，同时，炉温低、停留时间短会带来碳转化率低、飞灰含量高、残碳高、灰渣分离艰难、操作弹性小等问题。具有代表性的炉型为常压Winkler 炉和加压HTW 炉、山西煤炭化学研究所灰熔聚技术炉型等。

灰熔聚流化床气化技术是山西煤炭化学研究所于20 世纪80 年代末到90 年代开辟成功的一种流化床煤气化技术。在φ300mm 小型气化试验装置 (投煤量1t/d)、φ1000mm 大型冷态试验装置和φ1000mm 大型中间试验装置 (操作压力0.1~0.5MPa，投煤量24t/d)的研究基础上，2001 年该技术常压操作的工业装置在陕西城固化肥股分有限公司合成氨装置上运行成功。2022 年7 月在石家庄金石化肥有限责任公司建设一套加压灰熔聚流化床气化示范装置，投煤量300t/d，在操作压力0.6MPa 下实现了77h 连续运行。

1.3 气流床气化技术

气流床气化技术采用粉煤或者煤浆的进料方式，在气化剂的携带作用下，两者并流接触，煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应温和化反应。为弥补停留时间短的缺陷，必须严格控制入炉煤的粒度(小于0. 1mm)，以保

证有足够大的反应面积，灰渣以液态形式排出气化炉。气流床的主要特点是气

化温度高、强度大、煤种适应性相对较强、气化指标好。但由于在高温下反应，存在出