煤气化技术及气化炉的应用
七种煤气化工艺介绍
七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺，通常通过加热煤，使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应，生成焦炭、煤油和煤气等产物。
以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。
1.固定床煤气化工艺：该工艺中，煤通过加热填充在固定的反应器中，在缺氧条件下进行气化。
在高温下，煤发生热解反应，生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。
这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。
2.流化床煤气化工艺：流化床煤气化工艺中，煤通过气化剂和促进剂的喷射，在气化炉内形成流体化床。
在床内，煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。
这种工艺适用于不同种类的煤，并能高效地产生合成气。
3.乌煤煤气化工艺：乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。
乌煤是一种硬煤的变种，其含煤量高且易于破碎。
这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气，适用于燃料气和合成气的生产。
4. Lurgi煤气化工艺：Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。
这种工艺具有高效和灵活的特点，适用于各种煤种和煤粉尺寸。
其产气效率高，并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。
5. Koppers-Totzek煤气化工艺：Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。
该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应，生成一氧化碳和氢气等气体。
这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成，并通过循环冷却来提高能源利用率。
6. Shell煤气化工艺：Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺，采用了先进的氧气冷喷射技术。
它将煤分解为焦炭和煤气，并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。
该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。
7. Entrained Flow煤气化工艺：Entrained Flow煤气化工艺中，煤和氧气以高速混合，并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。
这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。
煤气化技术及各种气化炉实际应用现状综述_赵麦玲
操作 温度 / 操作 压力 / M Pa
各种流化床气化炉的技术参数
碳 转化率 / % 有效气 冷煤气 ( C O+ H 2 ) 效率 / % 比氧耗 / m 3 / km 3 76 190~ 210 有效气 ( CO + H 2 ) 比煤耗 / kg/ km 3 580 单台炉 加煤量/ t/ d
0
引
言
污染严重。以常压 2 650 mm 的气化炉为例 , 单 台炉 投 煤 量仅 为 60 t/ d, 且 要 求 原料 为 25 ~ 80 mm 的无烟块煤或焦炭。 ( 2) 鲁奇 ( L urg i) 固定床气化工艺成熟可靠, 气化温度 900~ 1 050 , 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 , 它最适合生产 城市煤气。若采用此技术制合成气存在以下问题。 煤气成分复杂, 合成气中含有不需要的 甲烷, 约 7% ~ 10% , 如果 将这些 甲烷 转化为 H 2 和 CO, 势必投资大 , 成本高。 有大量污 水需要处理。污水中含大量焦油、酚、氨、脂肪 酸、氰化物等 , 因此要建焦油回收装置 , 酚、氨 回收和生化处理装置 , 增加了投资 和原材料消 耗。 该气化技术原料为 15~ 50 mm 的块煤。 块煤价格高, 增加了成本。 ( 3) BGL 炉是在鲁奇 ( L urgi) 炉基础上的改 进, 由固态排渣改为液态排渣 , 该气化炉可直接气 化含水量大于 20% 的各种煤, 在 1 400~ 1 600 高温条件下气化, 蒸汽用量可大幅下降 , 90% ~
2
反应区, 用于输入煤粉、水蒸气和氧气的喷嘴设 在下炉膛的两侧壁上 , 渣口位于下炉膛底部 , 采 用液态排渣。上炉膛为第二反应区, 区段较长, 在上炉膛的侧壁上设有二次煤粉和水蒸气喷嘴。 运行时, 由气化炉下段喷入干煤粉、氧气以及蒸 汽, 所喷入 的煤粉 量占总 煤量的 80% ~ 85% , 在上炉膛喷入水蒸气和煤粉, 所喷入煤粉占总量 的 15% ~ 20% 。上炉膛的作用有二 : 其一是代 替循环合成气 , 使温度达到 1 400 的煤气降温 至约 900 ; 其二是利用下炉膛的煤气显热进行 煤的热裂解和部分气化, 以提高总的冷煤气效率 和热效率。 ( 6) 国产新型四喷嘴干煤粉加压气化炉是华 东理工大学开发的煤气化技术 , 与水煤浆气化相 比, 粉煤加压气化系统对仪表有更特殊的要求, 其安 全 联 锁 控制 指 标 更 高。气 化 温 度 1 300~ 1 600 , 压力 3 0 M Pa 、4 0 M Pa, 有效气成分 为 89% ~ 93% 。 ( 7) 多元料浆气化技术( M CSG) 是由西北化 工研究院开发的大型煤气化技术, 在完成中间试 验和工业化示范试验基础上, 于 2001 年实现工 业应用。该技术采用湿法气流床气化, 以煤、石 油焦、石油沥青等 含碳物质和 油 ( 原油、重油、 渣油等) 、水等经优化混配形成多元料浆 , 料浆 与氧通过喷嘴混合后瞬间气化 , 具有原料适应性 广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资费用低 等特点, 整套工艺以及料浆制备、添加剂技术、 喷嘴、气化炉、煤气后续处理系统等已获得 8 项 国家专利。目前, 多元料浆气化技术已在二十多 套工 业 装 置 上 应 用 , 包 括 300 kt/ a 合 成 氨、 200~ 600 kt / a 甲醇和 500 kt / a 煤制油 装置, 已 有三套工业装置平稳运行。 ( 8) H T L 航天炉是原航天十一所借鉴荷兰 Shell、德国 GSP、美国 T ex aco 煤气化工艺的先 进经验, 配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而 形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。 该工艺煤种适应性广 , 从褐煤、烟煤到无烟煤均 可气化, 对于高灰分、高水分、高硫的煤种同样 适用。烧嘴设计同 GSP, 采用单烧 嘴顶烧式气 化, 气化采用 T ex aco 激冷工艺, 设计气化温度 1 400~ 1 600 , 气化压力 2 0~ 4 0 M Pa 。 H T L 气化炉的烧嘴由原航天十一所自己制造 , 与德 国 GSP 气化烧嘴相似 , 只是煤粉喷入的方向有
煤气化技术简介
量较高 (>30%) 时，气化炉的经济性会急剧下降。因而要求煤炭灰熔点
FT<1500℃，灰含量在8%~20%之间； (4) Shell气化炉要把煤炭的含水量降低到很小的值 (烟煤的含水量降至2%， 褐煤降至 6%)，因此在煤炭处理的时候需要有烘干设备，不宜利用含水量
较高的煤炭；
(5) 干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统； (6) 气化炉结构过于复杂，加工难度大。
按进料方式分类 按气化介质分类
水煤浆气化
粉煤气化
纯氧或富氧气化
空气气化
Texaco
Shell、GSP、 三菱
Shell、Texaco GSP、BGL
三菱
2. 典型的煤气化技术
2.1 煤气化技术
研发机构 GE 西门子 Shell 英国煤气公司 日本三菱公司 华东理工与兖矿集团 华东理工 西安热工研究院 西北化工研究院 北京航天万源煤化工 气化技术 Texaco水煤浆加压气化技术 GSP干煤粉加压气化技术 Shell干煤粉加压气化技术 BGL气化技术 吹空气煤气化技术 多喷嘴水煤浆气化技术 四喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 两段式干煤粉加压气化技术 多元料浆单喷嘴顶置气化技术 航天炉
循环发电。
2. 典型的煤气化技术
2.2 Texaco气化炉
结构组成： 由喷嘴、气化室、激冷室（或 废热锅炉）组成。 水煤浆（58~62wt%）供料 液态排渣炉 内壁衬里有多层耐火砖 水煤浆和氧气从炉顶的燃烧 器高速连续喷入气化室，高 温状态下工作的喷嘴设有冷 却水装置，水煤浆喷入气化 炉内迅速发生反应，数秒钟 内完成气化过程。 气化炉的下部因冷却方式不 同有2种形式，一种激冷型 冷却方式，一种废热锅炉型。
空分装置投资。
煤气化工艺流程范文
煤气化工艺流程范文煤气化是利用高温和高压条件下将煤炭转化为合成气的过程。
煤气化技术具有高效、清洁和灵活的特点，被广泛应用于能源转换、化工和石化等领域。
下面是煤气化的基本工艺流程：1.煤气化炉煤气化炉是整个煤气化过程的核心设备。
在煤气化炉中，煤炭与空气或氧气在高温（800-1500℃）和高压（3-45MPa）条件下反应，生成合成气，主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）等气体。
2.煤气净化煤气进入净化系统后，首先通过除尘装置去除炉内产生的灰尘颗粒。
随后，煤气进一步经过脱硫装置去除硫化氢（H2S）和其他有毒气体。
除硫后的煤气会通过一系列净化装置去除其他杂质，如氰化物、氯化物等。
3.气体转换将煤气进行转换，主要是将一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）转化为二氧化碳（CO2）和氢气（H2）。
这个过程称为气体转换或气体增值。
常见的气体转换技术有催化剂变换装置、换热器和新型膜过滤技术等。
4.高压液化经过气体转换的气体进入高压液化环节，通过降低温度和增加压力将气体液化。
液化后的气体称为合成液体燃料，可以用作燃料或化工原料。
5.合成气的利用合成气可以通过合成氨、甲醇、乙醇等化学品的合成反应产生相应的化学品。
合成气也可以用于发电和热能供应等非化学工业领域。
6.尾气回收煤气化过程中会产生大量的尾气，其中含有部分有用成分。
为了实现资源的综合利用，需要对尾气回收和再循环利用。
尾气回收可以通过尾气净化、尾气焚烧和尾气发电等方式进行。
总之，煤气化是一种重要的能源转化工艺，可以将煤炭转化为合成气，进而用于化工和石化生产等应用领域。
随着技术的发展，煤气化技术逐渐成熟，能够更加高效和清洁地将煤炭转化为合成气。
尾气回收和综合利用也是煤气化过程中需要考虑的重要环节。
煤炭气化—气化炉的基本原理
气化温度℃ 440～1400
800～1100 1200～1700
>1500
优点
低温煤气易于净 *操作简单，动
化*适于高灰熔 力消耗少*对耐
点煤*技术成熟， 火炉衬要求低*
全世界煤气化装 适于高灰熔点的
置容量占90%
煤
碳转化率高*液 态灰渣易排出放 大容量：5000 吨/日*负荷跟踪
好（50%） *煤种适应性广
N ——返混程度 XC ——碳的转化率 K ——反应速率常数 T ——温度
ρ煤 取决于煤的的表观密度ρs（原料煤性质） 煤堆的疏松程度ε（反应器类型）
所要求碳的转化率（XC）的下降 τ随以下的因素而减小 返混的减少（N值上升）
反应速率常数K的上升、温度的上升和更高的反应性
不同反应器类型煤容积气化强度（qm/vR）的比较
②流化床气化炉 原料：3~5mm 加料方式：上部加料 排灰方式：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:悬浮沸腾
③气流床气化炉 原料：粉煤（70％以上通过200目） 加料方式：下部与气化剂并流加料 排灰方式：液态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况：煤与气化剂在高温火焰中反应
煤种适应性 广
*气化效率 高
固定床
流化床
气流床 熔融床
缺点
不适于焦结性强 的煤
*低温干馏产生煤 焦油、沥青等
*单段炉不易大型 化，1200吨/日
*容量较小 1500吨/日 *飞灰中未燃 尽碳多（第
二代利用灰 团聚功能）
*对耐火炉衬 要求高（第 二代用水冷
套） *适于低灰熔
点煤
适于低 灰熔点
煤
碳转化（%）
④熔池气化炉
气－固－液三相反应气化炉 原料：6㎜以下直至煤粉所有范围的煤粒 加料方式：燃料与气化剂并流加入 排灰方式：液态 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况：熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的 分散剂，作为热源供煤中挥发物的热解和干馏。
航天炉煤气化技术运行情况
航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。
没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。
2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。
不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。
3、气化及净化烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。
设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。
热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。
4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。
渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。
二、技术特点1、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。
三种煤气化炉技术介绍一
三种煤气化炉技术介绍一、概述煤气化技术的开发与应用大约经历了200年的发展历史。
煤气化技术按固体和气体的接触方式可分为固定床、流化床、气流床和熔融床4种，其中熔融床技术还没有实际应用开发，各种煤气化炉的模式见图1。
1.固定床。
固定床气化炉是最早开发出的气化炉，如图1（a）所示，炉子下部为炉排，用以支撑上面的煤层。
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。
特点是单位容积的煤处理量小，大型化困难。
目前，运转中的固定床气化炉主要有鲁奇气化炉和BGC-鲁奇炉两种。
2.流化床。
流化床气化炉如图1（b）所示，在分散板上供给粉煤，在分散板下送入气化剂（氧、水蒸气），使煤在悬浮状下进行气化。
流化床气化炉不能用灰分融点低的煤，副产焦油少，碳利用率低。
3.气流床。
气流床气化炉如图1（c）所示，粉煤与气化剂（O2、水蒸气）一起从喷嘴高速吹入炉内，快速气化。
特点是不副产焦油，生成气中甲烷含量少。
气流床气化是目前煤气化技术的主流，代表着今后煤气化技术的发展方向。
气流床按照进料方式又可分为湿法进料（水煤浆）气流床和干法进料（煤粉）气流床。
前者以德士古气化炉为代表，还有国内开发的多元料浆加压气化炉、多喷嘴（四烧嘴）水煤浆加压气化炉；后者以壳牌气化炉为代表，还有GSP炉以及国内开发的航天炉、两段炉、清华炉、四喷嘴干粉煤炉。
二、三种先进的煤气化工艺我国引进并被广泛采用的三种先进煤气化工艺——鲁奇气化炉、壳牌气化炉、德士古气化炉。
1.鲁奇气化炉（结构见图2）属于固定床气化炉的一种。
鲁奇气化炉是1939年由德国鲁奇公司设计，经不断的研究改进已推出了第五代炉型，目前在各种气化炉中实绩最好。
德国SVZ Schwarze Pumpe公司已将这种炉型应用于各种废弃物气化的商业化装置。
我国在20世纪60年代就引进了捷克制造的早期鲁奇炉并在云南投产。
1987年建成投产的天脊煤化工集团公司从德国引进的4台直径3800mm 的Ⅳ型鲁奇炉，先后采用阳泉煤、晋城煤和西山官地煤等煤种进行试验，经过10多年的探索，基本掌握了鲁奇炉气化贫瘦煤生产合成氨的技术，现建成的第五台鲁奇炉已投产，形成了年产45万吨合成氨的能力。
大型煤气化技术的研究与发展
大型煤气化技术的研究与发展一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护压力的日益加大，煤气化技术作为一种高效、清洁的能源转换方式，正逐渐受到广泛关注。
大型煤气化技术作为煤气化领域的重要分支，其在提高能源利用效率、降低污染物排放以及推动煤炭行业可持续发展等方面具有显著优势。
本文旨在对大型煤气化技术的研究与发展进行全面综述，探讨其技术原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势。
文章将简要介绍煤气化技术的基本原理及其发展历程，阐述大型煤气化技术相较于传统煤气化技术的优势。
文章将重点分析大型煤气化技术的关键技术，包括气化炉设计、气化剂选择、气化过程优化等方面，以及这些技术在提高煤气化效率和降低污染物排放方面的作用。
接着，文章将探讨大型煤气化技术在不同领域的应用情况，如化工、电力、城市燃气等，并分析其在实际应用中的优缺点。
文章将展望大型煤气化技术的未来发展趋势，包括技术创新、产业升级以及环境友好型煤气化技术的研发等方面，以期为推动大型煤气化技术的进一步发展和应用提供参考。
二、大型煤气化技术的分类和原理大型煤气化技术是一种重要的能源转换技术，能够将煤炭、生物质等固体燃料转化为气体燃料，如合成气、煤气等。
这种技术广泛应用于化工、电力、钢铁等领域，是实现煤炭清洁高效利用的关键手段。
大型煤气化技术主要可以分为固定床气化、流化床气化、气流床气化以及熔融床气化等几类。
固定床气化是最早开发的气化技术，其主要原理是将煤块或焦炭置于气化炉内，由上至下逐步气化。
此过程中，煤块与气化剂（如氧气、水蒸气、二氧化碳等）发生反应，生成煤气。
固定床气化技术的主要优点是设备简单、操作稳定，但气化效率相对较低，且对于煤质要求较高。
流化床气化技术则通过引入气化剂使床层中的固体燃料呈流态化，从而增加气化反应的接触面积，提高气化效率。
流化床气化炉内温度分布均匀，对煤质要求较低，且能适应较大的煤粒度范围。
然而，流化床气化技术存在设备磨损严重、灰渣含碳量高等问题。
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。
兖矿鲁南化肥厂煤气化技术应用与研发
鲁化煤气化技术应用与研发作者/来源：潘荣高宪国(兖矿鲁南化肥厂，滕州木石277527) 日期：2008-12-26一、简介鲁南化肥厂建于六十年代，是全国第一批八家中型氮肥厂之一，设计年产合成氨6万吨，设计原料为焦炭，后改用无烟煤，气化技术采用固定层造气制取半水煤气。
八十年代中期我厂即开始调研洁净煤气化技术，1987年经化工部、国家计委批准，引进美国德士古水煤浆加压气化技术，建设我国第一套水煤浆加压气化装置，用于生产合成氨。
该装置是在仅引进了工艺软件包(PDP)和进口少数关键设备(煤浆泵、工艺烧嘴、关键仪表阀)以及仪表控制系统的基础上，立足国内，依托老厂，联合国内部分高等院校和化工研究院所共同开发的。
整套装置由化工部第一设计院为主进行工程设计，由四化建进行工程建设和安装。
该装置设计建有两台气化炉、一套渣水处理系统、一台煤磨机，国产化率达到90%，设计生产能力为8万吨氨/年。
装置于1993年建成，93年4月11日在德士古和贝克特公司专家的指导下A炉投料成功，同年5月12日B炉也成功地组织投料；94年元月达到了设计生产能力，94年3月完成了化工部组织的72小时满负荷考核，94年6月通过了化工部专家组的技术鉴定，并获得了化工部1994年科技进步一等奖；1995年生产运行突破了设计能力(全年生产合成氨82103吨)，获得国家科技进步一等奖。
1998年续建工程开工建设，配套生产10万吨甲醇，2000年实现了双炉运行(没有备炉)，2002年建设安装第三套气化炉，2003年6月C炉一次投料成功，并实现了第一次投料就连续运行36天的记录，2004年气化系统配套建设了第三套闪蒸，实现了三台气化炉、三套渣水处理一一对应。
目前，我厂气化装置运行工况良好，消耗在国内同类型装置中处于领先地位，气化炉运行周期不断提高，气化炉一个运行周期平均达到6000小时，2003年创造了单炉连续运行101天最长周期，2006年有两次实现了连续两个月双炉无停车；2007年初工艺烧嘴又创造出连续运行151天的记录。
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。
煤气化炉技术介绍
煤气化炉技术介绍煤气化炉是一种将煤炭转化为合成气的设备，通过在高温、高压和缺氧的条件下将煤炭转化为合成气，这个过程被称为煤气化。
煤气化炉技术已经得到了广泛的应用，主要用于发电、化工、冶金等行业。
煤气化炉的工作原理是将煤炭与氧气或水蒸气进行接触反应，通过引入适量的氧气或水蒸气，可以改变煤炭的化学构成，生成大量的一氧化碳和氢气，这些气体被称为合成气。
合成气是一种重要的中间能源，可以用于发电、制氢、制造合成燃料和化学品等。
煤气化炉主要分为固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和顶喷床煤气化炉等几种不同的类型。
固定床煤气化炉是最早发展的一种煤气化技术，它通过将煤炭放置在固定的反应床上，然后通过床下的气体进行气化反应。
固定床煤气化炉具有结构简单、操作稳定的优点，但是其反应效率较低，需要较长的气化时间。
流化床煤气化炉是一种更为高效的煤气化技术，它利用气化剂从底部垂直进入炉体，使煤炭床达到流态化，从而提高了反应速率和传热效率。
流化床煤气化炉具有反应效率高、适应性强的优点，广泛应用于工业生产中。
顶喷床煤气化炉是一种新型的煤气化技术，它通过将气化剂从顶部喷入煤床反应器中，实现了煤炭的均质气化。
顶喷床煤气化炉具有操作简单、反应效率高、产气质量好的优点，被认为是未来煤气化炉的发展方向之一煤气化炉的操作参数包括炉温、炉压、气化剂流量、气化剂比和煤炭粒径等。
炉温是影响煤气化反应速率和产物组成的重要参数，通常在800-1600摄氏度之间。
炉压是指气化炉内的压力，一般较高，可以保持合成气的高浓度。
气化剂流量和比例决定了反应过程中气化剂的含氧量和所产生的合成气组成。
煤炭的粒径对煤气化反应速率和产物分布也有影响，通常要求煤炭粒径在20-100mm之间。
煤气化炉的优点是可以有效利用煤炭资源，将其转化为更高价值的产品，提高了能源利用效率。
同时，煤气化炉还可以减少煤炭燃烧过程中产生的大量有害气体排放，可以减少对环境的污染。
此外，煤气化炉还可以根据不同的需求调整产气组成和比例，灵活性较强。
煤气化工艺节能减排技术及应用
煤气化工艺节能减排技术及应用发布时间：2023-03-22T05:07:43.598Z 来源：《工程建设标准化》2023年第1期作者：王志敏[导读] 随着国家经济的发展越来越好，各行业的不断提高，对能源的消耗也越来越大。
王志敏陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西省榆林市719000摘要：随着国家经济的发展越来越好，各行业的不断提高，对能源的消耗也越来越大。
煤气化能源也包含在环保的内容中，节能技术的应用和减少排放的煤气化过程的改善状况,直接排放废气、废物等,增加了保护环境的属性的煤气化过程,确保人们对煤炭气化过程更加放心。
节能减排在煤气化工艺中的应用为煤气化工艺节约了资源，降低了煤气化工艺的消耗。
这种应用推动了煤气化工艺向好发展，改善了煤气化工艺在人们心中的形象。
关键词：煤气化工艺；节能减排技术；应用引言煤气化工艺是煤清洁高效处理的关键方式，是煤化工产品生产过程中必要的步骤。
目前，主流应用的煤气化工艺技术为高温高压的气流床气化技术，在气化技术的应用过程中，物料类型会对气化能耗产生一定的影响。
为了降低煤气化工艺的能耗，需要对不同原料煤质下煤气化工艺的能耗情况进行分析。
1煤气化的类型1.1固定（移动）床气化工艺在固定床气化工艺中，煤由气化炉的顶部进入，气化剂从气化炉底部进入，煤和气化剂逆向流动，并发生气化反应。
煤料速度与气体上升的速度比较视为很慢，可视为静止不动，因此也可以将其称之为固定床气化。
该技术的技术特点是：技术成熟，投资少；对于原料的要求高，生产能力较小，能耗大；气化时产生的二氧化碳含量高，气化过程需要足够的氧；污染物含量多，排放污水中含有害物质浓度高，对于环境污染严重。
1.2流化床气化工艺流化床气化技术是利用流化态的原理和技术，使煤颗粒通过气化而达到流态化。
流化床的特点在于其在气—固两相之间有较高的的传热、传质效率，床层中气固两相的混合几乎可视为理想混合，其床层颗粒分布和温度分布均匀。
该技术特点为：参与反应的煤种为褐煤、不黏结性煤、弱黏结性煤，对煤质的要求高，并要求煤有较高活性；气化炉具有很大的操作弹性，开停车方便，并且炉内无运转设备，检修工作量小；工艺流程较短，设备结构较为简单，投资少，建设周期短；炉的中上部有增设喷嘴，使上升过程中未反应的煤粉进一步气化；煤气中含有的二氧化碳、甲烷含量较高，而且含尘较多。
煤炭的高效清洁利用煤气化技术
煤炭的高效清洁利用——煤气化技术煤炭是地球上储量最丰富、分布最广泛的化石燃料，中国富煤贫油少气，加之油价的上涨，能源消费更依赖煤炭。
陕西省是煤炭资源储藏量较大的主要省份，而陕北煤炭探明贮量超过2 000亿t，占陕西省煤炭资源的99%，储量大、易开采、质优价廉，可供开采几百年。
为此，国家和陕西省政府决定在陕北地区建设大型煤炭能源重化工基地，充分利用陕北的煤炭资源优势带动陕西经济的发展。
从能源供应现状看，合成氨、甲醇和未来的煤直接液化及醇醚燃料大都以煤气化制合成气为基础，在全国范围内，目前仅氨合成和甲醇合成的气化煤量已达4 000万t/a以上；预计今后煤制油所需气化煤量每年将达到亿吨；工业直接燃煤4亿t/a以上，为解决污染问题，其中相当部分须采用先进的煤气化方案，需气化煤量上千万吨每年；炼油工业为提高油品质量每年需耗氢100－200亿m3，煤气化是经济可靠的制氢方案，油品加氢需气化煤量1 000万t/a；在未来20年内，煤制油产量将达数千万吨，需增加1亿kW以上的装机容量，拟采用先进的煤气化技术为基础的联合循环发电系统，需气化煤量总计约1－2 亿t/a。
因此，煤的气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术单元和主要手段，是发展现代煤化工、煤造油、燃料煤气等重要工业化生产的龙头。
1 煤气化技术发展现状1.1 煤气化技术的分类和特点按煤在气化炉内移动方式分成固定床（移动床）、流化床、气流床，表1列出了各类气化技术的主要特点。
表1 气化技术的主要特性气化技术固定床流化床气流床排灰形式干灰熔渣干灰灰团聚熔渣原料煤特性块煤块煤粉煤粉煤粉煤/水煤浆粒度/mm 13－50 5－50 0－8 0－8 0.2灰含量/% ＜20 ＜15 不限不限＜13灰熔点/℃＞1 250 ＜1 300 不限不限≦1 350操作压力/MPa 2.24 2.24 1.0 0.03－2.5 2.5－6.5操作温度/℃400－1 200 400－1 200 900－1 000 950－1 100 1 350－1 700 煤气温度低低中中高氧气消耗低低中中高蒸汽消耗高低中中高代表技术 Lurgi lurgiBGL 恩德粉灰团聚 Shell/Texaco 固定床加压气化（Lurgi）热效率（或冷煤气效率）高，氧耗量低，但适用于弱粘或不粘块煤，且煤气中含焦油、酚等物质，净化处理流程长、投资高，新建气化项目较少采用。
三种煤气化炉技术介绍
三种煤气化炉技术介绍煤气化是一种利用化学反应将固体煤转化为可燃气体的技术过程，可以将煤转化为煤气、合成气和合成油等能源。
煤气化可以通过不同的煤气化炉技术实现，下面将介绍三种常见的煤气化炉技术。
1.固定床煤气化炉：固定床煤气化炉是最早应用的煤气化技术之一、在固定床煤气化炉中，煤炭被填充在炉膛中，煤气化反应通过从煤床底部通入的氧气或氧气与蒸汽的混合物进行。
煤床通过由炉膛底部从下而上通过的气流进行流化，从而促进反应的进行。
在固定床煤气化炉中，煤气化反应主要发生在煤床下部的炉膛区域，温度通常在900°C至1400°C之间。
固定床煤气化炉的优点是操作稳定、适应性强，但由于床层热阻较大，炉温难以控制并且煤气质量较低。
2.流化床煤气化炉：流化床煤气化炉是一种采用流化床技术进行的煤气化工艺，该技术首次在20世纪60年代得到应用。
在流化床煤气化炉中，煤炭经过细磨和干燥后与气化剂（如氧气和水蒸汽的混合物）一起输入炉膛。
煤炭在流化床内扬起并形成流化状态，反应通过高速气流中的煤颗粒与气体热交换实现。
在流化床煤气化炉中，温度通常在800°C至1000°C之间。
流化床煤气化炉具有热传递效率高、反应速度快的优点，产生的煤气质量较高，但操作复杂，需要高流速和高压力的气流。
3.级联煤气化炉：级联煤气化炉是一种将两个或多个煤气化反应装置相连接以提高反应效率和煤气品质的技术。
在级联煤气化炉中，通常使用高温煤气化反应器作为第一级反应器，将煤炭和气化剂进行气化反应；然后，将第一级反应器的产物气流引入低温煤气化反应器中进行进一步的气化和合成反应。
级联煤气化炉可通过优化不同反应器之间的温度和气体组成来实现高效率的煤气化过程。
级联煤气化炉的优点是可以提高煤气化效率和产气量，并可根据需要调整煤气的组成。
综上所述，固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和级联煤气化炉是三种常见的煤气化炉技术。
每种技术都有其特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的煤气化炉技术。
气化炉及其工艺操作技术
Texaco煤气化劣势
1.炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，选用的高铬耐火砖寿命 为1-2年。更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本。
2.喷嘴使用周期短，一般使用40-90天就需要更换或修 复，停炉更换喷嘴对生产连续运行或高负荷运行有影响， 一般需要有备用炉，这增加了建设投资。
3.煤浆泵备件消耗高。我公司二期高压煤浆泵为双软 管隔膜泵。其主要备件软管、隔膜及单向阀的使用寿命基 本在4～6 个月, 且 维护费用很高; 且该类备件基本依赖进 口, 购买周期长, 给稳定生产带来隐患。
气化炉结构
水煤浆气化炉是美国德士古公司根据 重油气化炉改进而成，分为燃烧室和激冷 室两个部分。燃烧室为一个衬有耐火材料 的钢制容器，顶部接工艺烧嘴，锥口下部 接激冷室，炉内耐火砖分拱顶、筒体、锥 体三个独立部分，相互不以支撑可局部更 换。炉壁表面有测温系统，炉膛上安装有 高温热偶，用以指导气化炉操作。燃烧室 锥部上支撑托架是用来支撑支撑砖，下支 撑托架用来支撑向火面砖。
上升。因CH4含量本来就很低，是PPM级，测量值相对误差大，当微小温度变化时， CH4含量指示的曲线变化幅度大且不稳，故CH4含量可用于观察炉温的变化趋势。
煤气中CO%、CO2% 与温度变化的关系是：炉温上升，CO%下降，CO2%上升； 炉温下降，则CO%上升，CO2%下降。因CO2%变化幅度大一些，有些操作人员用煤气 中CO2%变化来指导操作温度：CO2%上升，表示炉温上升；CO2%下降，表示炉温下 降。因煤气中CO2%与煤的组分、煤浆的浓度等有关，所以实际操作时不能视煤气中 CO2%与炉温之间有一定关系值，应当每天总结上一天的生产情况，判断当天两者之间 的关系值。
（3）工艺技术成熟，流程简单，过程控制安全可靠， 设备布置紧凑，运转率高。气化炉内结构设计简单，炉内 没有机械传动装置，操作性能好，可靠程度高。
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煤气化技术及气化炉的应用
目前，煤气化技术和气化炉的使用越来越广泛，我国的人口众多，国土面积也不小，但是仍旧处于资源短缺的环境污染的双重制约下。
我国的现有资源中，煤炭资源是比较充足的，占到了我国目前所有消耗能源的80%。
笔者从煤气化技术入手，对我国目前所使用的固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术进行了全面的分析和研究。
标签：煤气化技术；气化炉；煤种；应用
1 固定床气化技术
1.1 气化炉
固定床气化技术所使用的气化炉主要是间歇固定床气化炉、鲁奇和鲁奇改进气化炉。
1.1.1间歇固定床气化炉
对于间歇固定床气化炉来说，其本身的特点就是操作比较简单，但是从根本上来说其技术比较落后，而且能力和效率比较低。
对于很多间歇固定床气化炉来说，需要进行单台炉的投煤量控制，并将原料进行筛选。
1.1.2 鲁奇炉
对于鲁奇固定气化工艺来说，其工艺是比较成熟的，在进行使用的时候，需要将其温度控制在900-1000℃，实现焦油的高气化效率，实现对气化热效率的高度控制。
在多种工艺中，这种艺的熟练程度比较高，而且原料的制备和排渣的处理相对来说比较容易，适合城市煤气的供应。
1.1.3鲁奇改进气化炉
鲁奇改进气化炉实在鲁奇炉的基础上进行相应的改进实现的，这种改进可是使固态的排渣变为液态排渣。
该气化炉可直接气化含水量大于20%的煤，在1400～1600℃高温气化条件下，蒸汽用量可大幅下降。
这种炉体本身的结构相对来说比较简单，一般采用的就是常规压力容器材料和常规的耐高温炉衬和循环的冷却水夹套。
1.2 原料煤要求
1.3 国内应用情况
对于一般气化炉的使用在我国的东北地区的使用是比较多的，利用鲁奇炉的
主要是内蒙古的一些公司，使用鲁奇改进炉的是我国的山西省梅花公司。
所以，对于一般气化炉的使用比较多的，而且占到了全部使用量的60%以上。
2 流化床气化技术
2.1 气化炉
2.1.1 恩德气化炉
恩德气化炉是经过温克勒气化炉改进得来的，是应用于生产燃料气和合成氨等。
对于煤的灰的成分并不是特别的敏感，具有较强的实用性，但是其本身的常压气体化效果比较明显，容易出现气化效率和碳化率转换较低的情况。
2.1.2 U-GAS气化炉
这种气化炉来源于美国，主要是针对劣质煤进行使用，原来煤需要在二氧化碳气体的压力下进入气化炉。
在炉顶部一般使用合成气，并利用旋风除尘器，分离出来的尘粒可以再次返回气化炉进行二次气化，提高碳的转换率。
2.1.3 灰熔聚流化床技术
这种技术是我国的中科院山西煤化所研制的，对于气压的要求比较高，在我国的很多企业都被广泛使用。
2.2 原料煤的要求
3 气流床气化技术
3.1 气化炉
3.1.1 美国德士古公司水煤浆气化炉
气化温度为1200-1500℃，灰熔点低于1350摄氏度。
对于煤的可磨性和制浆性比较好，单台炉的工作效率毕竟较高，生产能力比价好，气化压力范围很大。
3.1.2 荷兰壳牌粉煤气化炉
荷兰壳牌粉煤气化炉需要利用纯氧和蒸汽气化，需要使用干粉进料。
这种气化炉对于煤的适应性比较广，而且温度可以达到1600℃。
这种气化炉本身具有较高的碳转化率，能够使用的寿命比较长，为10年。
3.1.3 多喷嘴对置式水煤浆气化炉
这种气化炉是由华东理工大学与山东兖矿合作开发，各项指标都能达到要
求，利用的是水煤浆进料，气化温度和德士古相同。
3.1.4 两段干煤粉加压气化炉
由西安热工院研究开发的煤气化技术，所采用的是水冷壁结构，分为上炉膛和下炉膛。
上炉膛温度较高，下爐膛的煤气进行煤的热分裂，提高总的冷煤气效率和热效率。
3.2 对于原料煤的要求
对于各种气化炉来说，对于与原料煤的要求都是不相同的，主要对于灰含量和内水含量的要求。
美国德士古公司水煤浆气化炉可以使用大部分的烟煤，灰的含量一般低于8%，内水低于4.5%，灰熔点低于1350℃。
荷兰壳牌粉煤气化炉能够使用无烟煤、烟煤、褐煤、石油焦等。
多料浆单喷嘴顶置气化炉具有很低的要求，对于多种煤和石油焦的混合物都可以进行燃烧并使用。
四喷嘴干煤粉加压气化炉能够使用各种煤和石油焦。