气化炉的技术资料全
气化炉原理和构造
气化炉原理和构造气化炉是一种用于将固体燃料转化为可燃气体的设备，它在能源利用和环境保护方面发挥着重要作用。
气化炉的原理和构造对于其性能和效率具有至关重要的影响，下面将对气化炉的原理和构造进行详细介绍。
首先，气化炉的原理是利用高温和缺氧条件下，将固体燃料转化为可燃气体。
在气化过程中，燃料经过干馏、裂解和气化反应，生成可燃气体和灰渣。
气化炉的原理可以简单地概括为热解和气化两个基本过程。
热解是指在高温条件下，固体燃料中的有机物质分解为气体和残渣；气化是指在缺氧条件下，有机物质与气化剂发生反应，生成可燃气体。
其次，气化炉的构造包括进料系统、炉体、气体产出系统和灰渣处理系统。
进料系统用于将固体燃料送入气化炉，通常包括送料装置和料斗。
炉体是气化炉的核心部件，用于进行燃料的热解和气化反应，通常由炉膛、炉壁和炉盖组成。
气体产出系统用于收集和处理气化产生的可燃气体，通常包括冷却器、除尘器和气体储存罐。
灰渣处理系统用于处理气化产生的灰渣，通常包括灰渣排出装置和灰渣处理设备。
在气化炉的运行过程中，固体燃料首先经过进料系统送入炉体，在高温条件下进行热解和气化反应，生成可燃气体和灰渣。
可燃气体经过气体产出系统处理后，可以用作燃料供给锅炉、发动机等设备，实现能源的有效利用。
灰渣经过灰渣处理系统处理后，可以用作建筑材料、肥料等，实现资源的综合利用。
总的来说，气化炉的原理和构造直接影响着其性能和效率。
了解气化炉的原理和构造，有助于合理选择和使用气化炉，提高能源利用效率，减少环境污染，推动清洁能源的发展。
以上就是关于气化炉原理和构造的介绍，希望对大家有所帮助。
如果您对气化炉还有其他疑问，欢迎随时与我们联系。
气化炉的结构及技术要求
316L
0.06
220
520
45
SA182
235
500
21
表 6-10 316L 化学成分
化学成分 C%
Si% Mn%
P%
S%
Cr%
Ni%
Mo% N%
316L
≤0.03
≤1
≤2
≤0.03
≤0.045 16～18 13.5～16 2.2～3 ≤0.2
化学成分 SA182
C% 0.12-0.18
表 6-11 SA182 化学成分
气化炉中的气化反应，是一个极其复杂的体系。由于煤炭的“分子”结构很复
杂，其中含有碳、氢、氧和其它元素，因而在讨论气化反应时总是以如下假定为
基础，即仅考虑煤炭中的主要元素碳，且气化反应前发生煤的干馏和热解。这样
一来，气化反应主要是指煤中的碳和气化剂中的氧气、水蒸气和氢气的反应，也
包括碳与反应物以及反应产物之间进行的反应。
钢板厚度/mm 6-100
表 6-13 SA387Cr11Cl2 力学性能
抗拉强度 /MPa
屈服强度 /MPa
伸长率 A/%
冲 击 吸 收 能 180° 弯 曲 试 验 弯
温度/℃
量 KV2/J
曲直径(b≥35mm)
520-680
≥310
≥1920≥Fra bibliotek4d=3a
>100-150
510-670
≥300
干燥、煤的干馏和煤的气化反应。其中干燥指煤中水分的挥发，是一个简单的物
理过程，而干馏和气化反应都是复杂的热化学过程，受煤种、温度、压力、加热
速率和气化炉形式等多种因素的影响，和生产操作密切相关，是需要特别重视的。
气化炉
1）喷流床气化炉它是一种高温、高压煤粉气化炉，气化炉的压力为20-60bar，要求采用90%以上的颗粒小于100μm的煤粉，采用氧、富氧、空气或水蒸气作为气化剂，当以氧为气化剂时，气化炉炉膛中心的火焰温度可达2000℃。
由于是高温气化，在产生的粗煤气中不可能含有很多碳氢化合物、煤焦油和酚类物质，煤气的主要成分是CO、H2、CO2和水蒸气，离开气化炉的热煤气温度在1200-1400℃，往往高于灰的软化温度。
为了防止热煤气中已软化了的粘性飞灰在气化炉下游设备（余热锅炉）粘结堵塞，将除尘后的冷煤气增压后再返送回煤气炉的出口和热煤气混合，将热煤气的温度降低到比灰的软化温度低50℃，然后，热煤气再经过气化炉的余热锅炉（辐射和对流蒸汽发生顺）产生饱和蒸汽，同时使热煤气的温度降低到200℃左右，约50%的煤中灰分在气化炉高温炉膛中心变成液态渣，由炉底排出并通过集渣器送入渣池。
煤粉灰中的以飞灰的形式随热煤气，帮煤气须经除尘、洗涤脱硫处理，成为清洁的煤气，再送往燃烧室。
喷流床气化炉由于是煤粉高温高压气化，因此煤种适应性广，碳转化率高，能达到99%以上。
2）流化床气化炉流化床气化炉可以充分利用床内气固两相间的高强度的传热和传质，使整个床层内温度分布均匀，混合条件好，有利于气化反应的进行。
同时，可以利用流化床低温燃烧，在燃烧和气化过程中加入脱硫剂（石灰石或白云石），将产生的大部分SO2和H2S脱除。
由于流化床气化炉内的反应温度一般控制在850－1000℃，因此，它产生的焦油、烃、酚、苯和萘等大分子有机物基本上都能被裂解为简单的双原子或三原子气体，煤气的主要成本是CO和H2，CH4的含量一般少于2%。
当前，用于IGCC系统的流化床气化炉有KRW炉，U－Gas炉和温克勒炉等。
3）固定床气化炉固定床气化炉是最早开发出的气化炉，它和燃煤的层燃炉类似，炉子下部为炉排，用以支承上面的煤层。
通常，煤从气化炉的顶部加入，而气化剂（氧或空气和水蒸气）则从炉子的下部供入，因而气固间是逆向流动的。
16种气化炉工艺汇总！
16种气化炉工艺汇总！图片来源由气化炉团队成员提供鲁奇加压气化工艺鲁奇炉造气工艺流程简图◆◆◆技术特点1、以碎煤为原料，进入炉煤的处理费用低；2、耗氧率低；3、气化后煤气质量较好；4、煤气成分有利。
粗煤气中H2/CO的比为2.0，不经变换或者少量变换既可用于F-T合成，甲醇合成，天然气合成等工艺。
5、产物热回收方便。
6、气化工艺成熟，设备国产化率高，造价较低，在投资上较气流床占有较大优势。
BGL气化（液态排渣鲁奇炉）BGL气化工艺是在Lurgi气化工艺基础上发展起来的，最大的改进是将鲁奇的固态排渣改为熔融态排渣，提高了操作温度，同时也提高了生产能力，更适合灰熔点低的煤种。
BGL气化工艺流程简图◆◆◆技术特点1、与其他以氧气为主的气化系统相比，BGL气化炉耗氧量较低，从而使总效率明显提高；2、煤料床顶部的气体温度一般为-450℃、因而不需要昂贵的热回收设备；3、气体出口处凝结的焦油和油类副产品可保护炉壁金属表面使之不受腐蚀，这样，炉壁使用低成本的碳钢就足够了；4、灰渣是质地紧密的固体物质，封存了微量元素。
灰渣无害并具非浸溶性，适于作建筑材料；5、气化过程中无飞灰产生；原始产品气的CO2含量低；能够满足改变负荷的要求；6、气化炉可快速开机和关机；7、水蒸汽／氧气喷射系统(利用的是与鼓风炉里相似的喷嘴)可使焦油和油类副产品气化；8、喷嘴也可用来把其他废物喷入气化炉中进行焚烧；9、在气化炉底部的高温区，炉壁被一层固体灰渣所保护；10、煤中90％以上的能量被转化成可利用的燃料；11、原煤可被气化，粉煤可另加工成型煤投入或从喷嘴喷入；12、BGL设备不必由专门生产商提供部件一可确保当地供应部件；13、可利用成熟的气体处理技术予以脱除原始产品气中的硫；14、净化后的产品气可直接用作燃料气，其热值约为13MJ／m3，或用作各种化工工艺所需的原料气；15、气体出口温度低、无需产生高压水蒸汽，提高了工艺效率，并可灵活选择气化炉场地。
恩德炉气化技术介绍
恩德炉气化技术介绍1．恩德炉生产工艺简介技术系列化：单炉生产能力有：5000立方米／时、10000立方米／时20000立方米／时、40000立方米／时。
净化简单：煤气中不含焦油及油渣，净化系统简单、污染少；操作弹性大：气化炉生产负荷可在设计负荷40％～110％范围内调节。
开停炉方便：对于工业燃气的生产组织和调度创造了条件；运转率高：由于取消了炉篦，气化炉没有传动部分和易损件，故不需太多的维修即可获得较高连续运转率，一般可达90％以上；气化效率高：气化强度大：恩德粉煤气化炉的气化效率达76％。
投资小：设备已完全实现了国产化，恩德粉煤气化炉投资仅为引进气化炉的30％～50％。
生产成本低：气化一般原料煤的成本占煤气生产成本的40％～50％。
煤种要求低：可以使用高灰份的劣质粉煤，使煤源得到很大拓展，可适用于褐煤、长焰煤、不黏或弱黏结煤；2.控制难点保持一个较高的转化率是非常重要的，过量的富氧必然造成有效成份的消耗，过低的富氧会造成较低的煤转化率，水碳比、氧碳比控制在合理的范围内非常关键，但因煤的质量波动、负荷的波动都会对系统的平衡产生影响。
系统想要在高负荷下运行，就必须解决循环流化床所特有的高温结焦问题。
3.控制策略富氧流量及控制系统的故障检测、比对，报警与自动处理负荷、炉温多参数结合的水碳比、氧碳比控制专有循环流化床负荷与炉温协调防结焦优化控制软件包。
4.气化炉联锁控制氧量过高必须紧急停车，废锅压力高、液位低等煤斗、煤锁变压加料操作及防止误操作程控与联锁灰斗、灰锁变压加料操作及防止误操作程控与联锁恩德炉粉煤气化技术在长化的应用现状1、恩德粉煤气化技术工艺流程叙述:工艺流程主要由输煤系统;排渣系统、热量回收及气化系统、煤烘干系统、黑水处理系统等组成. 工艺流程:原料由两条皮带送入270M3的煤仓,内加N2气保护(P=0.015MP), 煤仓下部有三个螺旋输送机(325×2600mm)，将原料煤从一侧进入气炉(Φ6000×31000 mm),富氧空气由外面配制(浓度70%左右),分别进入一,二次空气混合器,蒸气用本系统产生的过热蒸气(温度210℃),空气30%也分别进入一次富氧混合器和二次富氧混合器,一次风通过六个喷嘴喷射入炉, 喷嘴设在加煤机下方的气化炉锥体部位,距离入煤口1.5米左右.与气化炉体成切线方向,成一定仰角(约15~17度)和斜角(约21度)，使入炉原料易流化,入炉煤中大部分较粗颗粒在炉内的下部形成密相段,原料成为沸腾状态,在此区域气、固两相发生剧烈的传质和传热及燃烧氧化反应,反应温度950~1000℃，入炉的细粉和大颗粒因受热而裂解产生的小颗粒由反应气体携带离开密相段，在气化炉的上部形成稀相区，并在此处与从炉外引进的二次风进一步发生反应（二次风从混合器出来分为24个喷嘴，从炉筒体水平方向引入气化炉内），加入二次风目的有两个作用：一是阻挡上升气体降低流速增加停留时间，以便进一步反应和分离气体中的夹带物；二是促进反应，使气体中夹带的细颗粒中的碳继续气化反应，密相段产生的甲烷和高炭化合物进一步燃烧和裂解。
气化炉的构造和原理
气化炉的构造和原理气化炉是一种将固体燃料转化为气化气体的设备，广泛用于工业生产、能源利用和环保处理等领域。
气化炉的构造和原理包括以下几个方面。
构造方面：1.炉体：气化炉的炉体通常采用高温耐火材料，如耐火砖、耐火浇注料等。
它能承受高温和化学腐蚀，保证气化过程的稳定进行。
2.进料系统：气化炉的进料系统主要由设备、输送装置和控制系统组成。
设备包括给料器、进气装置、振动筛等。
输送装置包括输送带、皮带机等，用于将固体燃料送入炉膛。
控制系统用于控制进料速度和温度等参数，确保气化过程的稳定性。
3.气体出口系统：气化炉的气体出口系统由管道、阀门和过滤设备等组成。
气体通过管道传输到需要的地方，阀门则用于控制气体的流量和压力。
过滤设备用于除去气体中的杂质，提高气体的纯度。
4.温度控制系统：气化炉的温度控制系统包括测温设备、温度传感器和温度控制器等。
测温设备用于测量炉膛内的温度，温度传感器将测量得到的信号传输给温度控制器，控制器则根据设定值调节进料和出料的速度，以保持炉膛内的温度稳定。
5.排放系统：气化炉的排放系统包括烟气净化设备和废渣处理设备等。
烟气净化设备用于净化烟气中的有害物质，如颗粒物、二氧化硫等，以达到环保要求。
废渣处理设备则用于处理气化炉产生的废渣，将其转化为资源。
原理方面：气化炉的原理是通过高温和缺氧条件下，将固体燃料转化为可燃气体。
主要分为以下几个步骤：1.干燥和预热：固体燃料进入气化炉后，首先需要经过干燥和预热。
在干燥过程中，燃料中的水分被蒸发出来，进而在预热过程中，固体燃料被加热至一定温度，以提高气化效果。
2.热解：在气化炉中，固体燃料在高温下发生热解反应，产生可燃气体。
在热解过程中，固体燃料分子发生断裂，生成一系列的气体组分，如一氧化碳（C O）、氢气（H2）等。
3.气化：热解后的固体燃料进一步与水蒸气进行反应，产生一氧化碳和氢气。
水蒸气在气化过程中发生氢气和一氧化碳的转化反应，提高气化效率。
4.反应平衡：气化过程中，一氧化碳和水蒸气通过反应生成氢气和二氧化碳。
气化炉的技术资料全
（7）设计更优化：根据后续工段的产品不同而采用不同的流程 设计，对于需要变换的流程，可以根据具体情况设置不同等级的 废锅，将出气化界区的合成气汽气比控制在合适的范围，变换工 段不需添加蒸汽。
（8）经济效益好：辐射式蒸汽发生器所副产的高品质蒸汽可直 接利用，也可以利用工厂的尾气进行过热后加以利用。
（9）整体投资少：采用了水冷壁结构，不需要每年更换耐火材 料，不需要设置备用炉；设置辐射废锅后，整个系统的黑水循环 量大大减少。
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
全热回收流程合成气/蒸汽联产气化炉
在已有的水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程气化技 术基础上，进一步开发水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+对 流式蒸汽发生器流程，实现气化炉热量的“全热回收”
氧气 原料煤
新鲜水 工艺废水 滤液 废浆 冲洗水
水冷壁煤气化技术(晋华炉)开发及应用
内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
内容
一、气化炉开发背景
二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术
技术核心概念：
将燃烧领域的凝渣保护技术和自然循 环膜式壁技术引进气化领域，解决原
国家重点研发计划：单炉日处理煤2000 吨级废锅-激冷型水 煤浆气化装置工业示范（2017YFB0602605）
煤气化关键共性技术实验平台
依托神华科技创新项目，建设煤气化技术研发中试基地，建成省级煤气化工 程技术中心，力争建成国家级煤气化工程中心
煤气化涉及的关键技术进行研究，把中心建设成为煤种试烧基地，为煤气化 技术的发展提供行业的关键共性技术，形成自主研究开发能力、关键部件的 设计与产业化前期实验验证能力，为山西乃至全国煤炭清洁高效利用提供技 术支撑
气化炉
煤间接液化中的煤气化技术煤气化技术是一个比较成熟的技术，从1880年德国设计了世界上第一台常压移动床空气间歇气化炉到现在开发出的各种气化技术，煤气化技术已经在全世界特别是中国的煤化工工业中遍地开花。
目前已经工业化的煤气化技术主要有三类：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和以Texaco、Shell、中国多喷嘴对置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。
下面我们将主要介绍几种气化气流床技术：干煤粉加压气化技术GSP加压气化技术：采用 GSP 气化炉，入炉前煤必须经过干燥、磨细这两个步骤。
将处理后的原料煤从气化炉顶部输入，从底部排渣。
炉内有水冷壁内件，属于单烧嘴下行制气。
目前世界上采用 GSP 气化工艺技术的有 4 家，但都没有用于气化煤炭。
由于采用水激冷流程，GSP 气化炉的投资比Shell 气化炉省，更适用于煤化工生产。
已开工正常生产的项目有神华宁夏煤业集团有限责任公司的甲醇制烯烃项目、山西兰花煤化工有限公司合成氨及甲醇项目、加拿大能源公司的IGCC 项目和美国能源公司的天然气项目。
Shell煤气化技术：如右图Shell气化炉内部。
Shell煤气化技术是目前世界上第二代煤气化工艺中比较先进的一种。
加压条件下将煤粉、氧气及少量水蒸汽并流从气化炉下部进入气化炉内，可以在短时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理化学过程，同时气化产物中 CO2的含量很少，生产以H2和 CO 为主的合成气。
Shell煤气化技术可用于气化褐煤、烟煤、无烟煤、石油焦等高灰熔点的煤。
在操作过程中如需添加助熔剂，则可以将助熔剂和原料煤在磨煤机中混磨。
气化炉
的使用寿命。
优点：
1、煤种适应性较热壁炉广，能处理高灰熔 点的煤； 2、克服了热壁炉每年更换耐火砖的缺陷， 运行周期长，维修费用低； 3、可以不设置备用炉。
缺点：
水冷壁吸收炉内热量会产生蒸汽，跟相 同的单喷嘴德士古炉相比，氧耗、煤耗要高， 气体成分差。
激冷室：淬冷型与全热回收型
两种炉型比较：
两种炉型下部合成气冷却方式不同， 但炉子上部气化段的气化工艺是相同的。 目前生产合成气的企业气化炉都采用
渣机破碎后，排入锁斗，排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部。从 锁斗顶部抽出较清的水经锁斗循环泵循环进入气化炉激冷室水浴
，强化排渣过程。锁斗中的灰渣定时排入渣池，由捞渣机捞出后
装车外运。
3、气化炉主要结构
主要由：燃烧室、激冷室、烧嘴等组成。 燃烧室：耐火砖与水冷壁两种
激冷室：淬冷型与全热回收型两种
耐火砖型
煤 氧 浆 氧 中心管
结构：
近期国内引进的水煤浆气化技术烧嘴和国内自行开发的烧嘴 以三通道为主。 中心管和外环隙走氧气，内环隙走煤浆。在烧嘴中煤浆被高 速氧气流充分雾化，以利于气化反应。 由于烧嘴插入气化炉燃烧室中，承受1400℃左右的高温， 为了防止烧嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却盘管，在烧嘴头部设 置了水夹套，并有一套单独的系统向烧嘴供应冷却水，该系统设 置了复杂的安全联锁。 烧嘴头部采用耐磨蚀材质，并喷涂有耐磨陶瓷。负荷和气液比 不同，中心氧最佳值不一样，这样可使烧嘴在最佳状态之下工作。 由于运行压力较高，水煤浆的冲刷严重，再加上对国外技术 消化吸收不够，烧嘴经常损坏。一般损坏的仅是喷头部位，但有 时由于炉内反应异常等各种原因，造成烧嘴部分过烧而损坏。
能停一组喷嘴，另一组喷嘴依然可以正常运行，可避免整个装置
煤气化炉技术介绍.pptx
GSP气化技术的应用
在中国，GSP技术许可包括气化岛的性能保证，工艺包设计，专有设备 的供应，还可以依据客户的要求提供从项目开始的可行性研究、前端设计到 后期的现场服务、操作及维护的一系列服务。
2007年5月，神华宁煤烯烃项目的520,000mn3/h GSP气化技术许可与专有 设备采购和设计合同正式生效。该项目是宁东煤化工基地的重点项目，也是 目前世界上规模最大的煤基烯烃项目，其中间产品167万吨甲醇，最终产品50 万吨聚丙烯，总投资约160亿元人民币。该项目采用5台500MWth (日投煤量 约2000吨) GSP气化炉。
BGL气化炉的缺点有： (1) 炉气化以块煤为主，在不易获得块煤的地方就不便采用； (2) 煤种适应性差，要求采用低灰含量、低灰熔点的煤，当使用高灰熔点煤时，就需加 入助熔剂； (3) 炉内所用耐火材料需能耐高温和抗腐蚀性能，必须致密、孔径小，不含活性铁，对 排渣口的耐火材料要求更高； (4) BGL气化炉中，排渣是整个操作的关键问题，此项操作较鲁奇干灰炉更为复杂； (5) 有含酚废水排出，需用生化处理等方法加以净化； (6) 煤气中CO含量较高，甲烷含量较低(与鲁奇干灰炉相比)，更适于作燃料气。
几种典型煤气化炉技术
3.3三菱吹空气煤气化炉
空气为氧化剂、干法供料 的、两段气化的气流床气 化炉。三菱公司于2005年 开始建设了一个25万千瓦 级的IGCC示范电站，并于 2008年通过满负荷试运。 该项目采用三菱重工燃机、 吹空气气化炉。
几种典型煤气化炉技术
●三菱吹空气煤气化技术工艺流程
几种典型煤气化炉技术
炉必须在1000℃以上才可投料，若临时把冷备用炉升温至1000℃以上，势必影响全系统生 产，所以有备用炉应处于热备用状态的要求，而维持热备用炉耗能较大。 (3) 气化炉耐火材料寿命短
气化炉的技术
应用单位三：河南金大地化工有限责任公司
年产45万吨合成氨搬迁改造项目 气化炉（6.5MPaG、ϕ2800mm/ϕ4200mm气化室/热回收室） 高温合成气经废锅回收热量后，可副产117.2t/h高品位饱和蒸汽（ 10MPaG）。 变换不用添加蒸汽或喷水，变换工段可产生3.8MPa蒸汽40t/h，1.3MPa 蒸汽19t/h， 0.5MPa蒸汽34t/h。 气化和变换共副产蒸汽210t/h，折吨氨副产2.8吨蒸汽。 在变换不添加蒸汽的情况下，气化炉每千标准立方米(CO+H2)可副产蒸汽 0.74吨。 经设计院核算，气化加变换的副产蒸汽总量比采用激冷流程的工艺多副产 蒸汽~1吨/吨氨，气化电耗降低8kWh/吨氨，循环水消耗降低18kWh/吨氨
汇报内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
结论
晋华炉通过“辐射式蒸汽发生器”，每吨合成氨可副产1.8t 以上高温高压蒸汽，能量利用高，经济效益明显；同时在煤 种适应性、投资、可用率、可靠性、运行维护等方面具有明 显优势；为新建、传统煤化工企业改造升级提供更好的选择
采用合成气蒸汽联产气化炉后，可使用高灰熔点煤，高灰熔点 煤比现有原料煤价格低150元/吨，为保持对比数据基准一致， 单炉日投煤量以750t计，综合计算下来，每台炉每年减少原料 煤成本3375万元。 合成气蒸汽联产气化炉在同负荷，同煤质的前提下，辐射废锅 可副产23T/h蒸汽，每年生产的高压饱和蒸汽可增加2000万元利 润（吨蒸汽按照110元计算）。
国外带热回收的水煤浆气化全部用于IGCC发 电 Wabash River电厂 Tampa电厂 Duke 电厂
国内仅有一套带热回收型水煤浆气化技术， 采用美国GE技术
气化炉原理
气化炉原理1. 引言气化炉是一种将固体或液体燃料转化为可燃气体的设备。
它具有高效、节能、环保等特点，被广泛应用于工业、农业、能源等领域。
本文将介绍气化炉的工作原理以及其应用，以便读者对气化炉有一个全面的了解。
2. 气化炉的工作原理气化炉的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：2.1 原料预处理在进入气化炉之前，固体或液体燃料需要经过预处理，以提高气化效果。
预处理通常包括干燥、粉碎和筛分等步骤。
2.2 气化反应将预处理后的燃料进入气化炉后，燃料在高温环境中发生化学反应，产生可燃气体。
气化反应有多种不同的类型，包括部分氧化、完全氧化和催化气化等。
2.3 燃气的产出与处理在气化反应中，产生的可燃气体被收集起来，并经过处理后用作燃料。
燃气处理通常包括除尘、除硫、除氯和除焦等步骤，以保证燃气的质量和环境的安全。
2.4 排放与余热回收气化炉的尾气和废渣通常包含有害物质，需要进行排放处理，以减少对环境的影响。
与此同时，气化过程中产生的热量可以通过余热回收系统回收利用，提高能源利用效率。
3. 气化炉的应用气化炉在许多领域中都有广泛的应用，以下是其中几个常见的应用领域：3.1 工业生产气化炉可以将固体或液体燃料转化为可燃气体，用作工业生产过程中的能源，如锅炉的燃料、材料加热等。
气化炉在工业生产中具有高效、节能的优势，可以提高生产效率和降低能源成本。
3.2 农业领域气化炉可以将农作物秸秆等农业废弃物转化为可燃气体，用作农业生产中的能源，如温室加热、蒸汽发生器等。
通过利用农业废弃物进行气化，不仅可以减少废弃物对环境的影响，还可以提供廉价的能源供应。
3.3 能源生产气化炉可以将煤炭等石化燃料转化为可燃气体，用作能源生产中的燃料，如发电、炼化等。
通过气化燃料，可以提高煤炭等资源的利用率，并减少对环境的污染。
4. 气化炉的未来发展趋势气化炉作为一种高效、节能、环保的能源转化设备，具有广阔的发展前景。
未来气化炉的发展趋势主要包括以下几个方面：4.1 技术创新通过技术创新，不断提高气化炉的效率和稳定性，降低能耗和排放。
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应用单位二：山西南耀集团昌晋苑焦化有限公司
项目使用的煤种为山西南耀高灰熔点煤
有效合成气(CO+H2)产量71000Nm3/h 气化炉采用6.5MPa、 ϕ2800mm/ϕ3800mm
根据用户实际情况和需求，该项目废锅 设计相对较小，项目主要优势体现在变 换不需要添加蒸汽，气化炉每小时副产 10.0MPa的饱和蒸汽~40吨。折合每 1000Nm3有效气副产蒸汽量为0.56吨
社会影响
合成气蒸汽联产气化炉投产以来，以其环保、安全、长周期稳 定运行、高效率和高效益等优点，得到了国内外客户的高度关 注和信赖
先后有美国、朝鲜、韩国以及神华、中煤、惠生工程、华鲁恒 升、烟台万华、三聚环保、新彊天业、新业、山西天泽等87家 中外客户参观考察
签订合同20台套，达成合作意向15家
汇报内容
（4）安全性强：辐射废锅及水冷壁采用热能工程领域成熟的垂 直管结构，保证水冷壁的安全运行。
（5）能量利用率高：辐射废锅回收高温高压合成气气的显热， 充分利用了水煤浆气化能量集中便于回收的优势。
晋华炉技术特点
（6）系统启动快：采用组合式烧嘴，点火升温过程简化，点火 、投料程序一体化完成。开车阶段时间短，燃料气消耗少，废气 排放少，对环境友好。
应用单位一：阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司
项目 气化温度 气化压力 CO+H2 废锅蒸汽副产5.4MPa 水冷壁蒸汽副产4.5MPa 循环水 电
单位 ℃ MPa(G) mol% kg/1000Nm3(CO+H2) kg/1000Nm3(CO+H2) t/1000Nm3(CO+H2) Kwh/1000Nm3(CO+H2)
国家重点研发计划：单炉日处理煤2000 吨级废锅-激冷型水 煤浆气化装置工业示范（2017YFB0602605）
煤气化关键共性技术实验平台
依托神华科技创新项目，建设煤气化技术研发中试基地，建成省级煤气化工 程技术中心，力争建成国家级煤气化工程中心
煤气化涉及的关键技术进行研究，把中心建设成为煤种试烧基地，为煤气化 技术的发展提供行业的关键共性技术，形成自主研究开发能力、关键部件的 设计与产业化前期实验验证能力，为山西乃至全国煤炭清洁高效利用提供技 术支撑
国外带热回收的水煤浆气化全部用于IGCC发 电 Wabash River电厂 Tampa电厂 Duke 电厂
国内仅有一套带热回收型水煤浆气化技术， 采用美国GE技术
国内没有自主的热回收型水煤浆气化技术
技术开发
技术特点
新型水煤浆气化炉蒸汽发生器系统，采用独特环形 单筒体和径向双面水冷壁结构，能够减小辐射废锅 体积、提高热效率，同时减低双面水冷壁的布置比 例和维护工作量增加通道面积
连续稳定运行近一年半 最长连续满负荷运行122天 接待企业参观近90家，河南金大地、三
聚环保技术人员跟班运行达半年
该技术评为: “2016年我国煤炭科技十大新闻”之一 “2016年度煤化工十大新闻”之一
内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
汇报内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
结论
晋华炉通过“辐射式蒸汽发生器”，每吨合成氨可副产1.8t 以上高温高压蒸汽，能量利用高，经济效益明显；同时在煤 种适应性、投资、可用率、可靠性、运行维护等方面具有明 显优势；为新建、传统煤化工企业改造升级提供更好的选择
600吨/天容量世界首套水煤浆水冷壁气化 工业装置示范炉11年8月一次启动成功连 续运行。
水煤浆气化技术的煤种限制瓶颈和高 12年9月通过科技成果鉴定：具有显著的
能耗点火问题。形成了可适应高灰熔 创新性..，拥有自主知识产权..同时具有水
点煤种，具备本质安全的世界第一个 煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化炉的优点，
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
全热回收流程合成气/蒸汽联产气化炉
在已有的水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程气化技 术基础上，进一步开发水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+对 流式蒸汽发生器流程，实现气化炉热量的“全热回收”
氧气 原料煤
新鲜水 工艺废水 滤液 废浆 冲洗水
水煤浆水冷壁煤气化工艺。
综合性能优异，总体技术处于国际领先水
平。
第2代清华炉：水冷壁
回收高温合成气的热量，生产高温高压蒸汽，提高整个气化 炉的能源转化效率
2012年10月国务院《能源发展“十二五”规划》，新开工煤 制天然气、煤炭间接液化、煤制烯烃项目能源转化效率分别 达到56%、42%、40%以上。
应用单位三：河南金大地化工有限责任公司
年产45万吨合成氨搬迁改造项目 气化炉（6.5MPaG、ϕ2800mm/ϕ4200mm气化室/热回收室） 高温合成气经废锅回收热量后，可副产117.2t/h高品位饱和蒸汽（ 10MPaG）。 变换不用添加蒸汽或喷水，变换工段可产生3.8MPa蒸汽40t/h，1.3MPa 蒸汽19t/h， 0.5MPa蒸汽34t/h。 气化和变换共副产蒸汽210t/h，折吨氨副产2.8吨蒸汽。 在变换不添加蒸汽的情况下，气化炉每千标准立方米(CO+H2)可副产蒸汽 0.74吨。 经设计院核算，气化加变换的副产蒸汽总量比采用激冷流程的工艺多副产 蒸汽~1吨/吨氨，气化电耗降低8kWh/吨氨，循环水消耗降低18kWh/吨氨
• 气化压力：3MPaG • 规模（3吨煤/天，最长连续操作时间：～8hr） • 包括操作单元
粉煤输送系统 （热壁）气化炉 渣水处理系统 合成气净化系统 尾气处理（焚烧）系统 氧气、氮气、水、水蒸气等公用工程系统
• 功能 煤种试烧 反应动力学实验 粉煤输送实验 烧嘴等关键气化设备测试 气化性能测试
采用合成气蒸汽联产气化炉后，可使用高灰熔点煤，高灰熔 点煤比现有原料煤价格低150元/吨，为保持对比数据基准一 致，单炉日投煤量以750t计，综合计算下来，每台炉每年减 少原料煤成本3375万元。
合成气蒸汽联产气化炉在同负荷，同煤质的前提下，辐射废 锅可副产23T/h蒸汽，每年生产的高压饱和蒸汽可增加2000万 元利润（吨蒸汽按照110元计算）。
改造前 1350 4.0 80 0 0 17 30
改造后 1350 4.0 80 740 30 10 26
经济效益
1000Nm3（CO+H2）可以副产0.65~1.1吨高压蒸汽； 采用6.5MPa气化（或者8.7MPa）的气化压力会降低 低温甲醇洗和后续的压缩功；不需要备用炉，整体 投资更低.
阳煤丰喜联产气化炉经济效益：
全新一代全热回“辐射式蒸汽发生器+对流式蒸汽发生器” 气化炉，将进一步回收热量，蒸汽产量再增加20~30%
山西清洁能源研究院
知识回顾 Knowledge Review
山西清洁能源研究院
放映结束 感谢各位的批评指导！
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新鲜水 添加剂
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（1） （2）
（3）
（4） （5）
（6）
M 脱盐水
全热回收流程合成气/蒸汽联产气化炉
山西省科技重大专项：气化炉高温合成气对流式热回收技术 研究及工程示范（MH2016-02）
国家重点研发计划：废锅-激冷型高效节能的水煤浆气化关键 技术研究（2017YFB0602602）
汇报内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
应用单位一：阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司
耐火砖气化炉改造为晋华炉
2015年10月开始耐火砖气化 炉的拆除施工，2015年12月 系统改造安装完工，2016年 4月1日一次开车成功。
受已有煤浆泵的限制，改造 后的晋华炉单炉投煤量为 500吨/天，气化压力4.0MPa ，每小时副产5.4MPa饱和蒸 汽30吨。项目改造投资大约 3000万元，目前原煤、氧气 消耗与改造前一致
（7）设计更优化：根据后续工段的产品不同而采用不同的流程 设计，对于需要变换的流程，可以根据具体情况设置不同等级的 废锅，将出气化界区的合成气汽气比控制在合适的范围，变换工 段不需添加蒸汽。
（8）经济效益好：辐射式蒸汽发生器所副产的高品质蒸汽可直 接利用，也可以利用工厂的尾气进行过热后加以利用。
（9）整体投资少：采用了水冷壁结构，不需要每年更换耐火材 料，不需要设置备用炉；设置辐射废锅后，整个系统的黑水循环 量大大减少。
蒸汽发生器借鉴了液态排渣旋风锅炉的设计理念， 能够有效避免国外同类技术的堵渣和积灰问题。来自首台合成气/蒸汽联产气化炉
2016年4月1日20时40分，清华大学山西清洁能源研究院牵头，山西阳煤丰喜肥 业（集团）有限责任公司和山西阳煤化工机械（集团）有限公司联合研发的合 成气蒸汽联产气化炉在阳煤丰喜临猗分公司一次点火、投料、并气成功。各项 指标达到了国内外以水煤浆为原料的同类装置运行的先进水平
晋华炉工艺流程
晋华炉技术特点
（1） 稳定性好：水煤浆气化工艺成熟，水煤浆进料稳定、计量 可靠
（2）煤种适应性强：气化温度不受耐火材料限制，对原料煤的 灰熔点无特殊要求；能够气化高灰份、高灰熔点、低挥发份、高 碱渣煤、褐煤等。
（3）系统运转率高：装置运行连续稳定，每年不再因为更换耐 火砖而停炉检修，年运行时间可达到8000h。
水冷壁煤气化技术(晋华炉)开发及 应用
内容
一、气化炉开发背景 二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
内容
一、气化炉开发背景
二、气化炉特点 三、气化炉应用 四、十三五新工艺技术研发 五、结论
水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术