煤气化技术特点
浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点
浅析壳牌煤气化工艺的发展及其技术特点摘要：在我国，壳牌煤气化技术已有十年多的历史，其工艺经历了不同发展阶段，逐渐完善，很多设备基本都能稳定运行。
而其技术特点也不同于其他煤气化技术，因此，本文对壳牌的煤气化技术特点进行分析，并探讨了其工艺的发展历程。
关键词：壳牌煤气化工艺发展技术特点一、壳牌煤气化的工艺发展历程壳牌煤气化的工艺较为复杂，其原理主要为：在加压以及高温作用下，将氧气和蒸汽混合在一起，与煤粉共同送入气化炉中，在很短时间内，这些混合成分温度剧升，其挥发成分将脱除出来，经过裂解、转化等物理化学反应。
因为气化炉具有很高的温度，只要存在一定的氧气，则碳物质和各种挥发、反应产物都会燃烧，当氧耗尽时，就开始发生物质转化的反应，也就是进入到气化的阶段，形成煤气，其成分主要是一氧化碳和氢气。
在上世纪五十年代开始，就出现了壳牌石化燃料的气化技术，当初的原料主要是渣油，这种工艺又称为SGP。
经过二十年的时间，在渣油作为主要气化原料的基础上，重新开发出一种新的原料，即粉煤。
这种技术叫做SCGP，这种技术从试行开始到投入商业生产，其技术开发历程有三十多年。
煤气化的技术最开始是从炼焦炉、水煤气炉和煤气的发生炉作为主要的煤气化设备，其原料主要是小粒煤或者是块状煤，经过了几十年时间，其发展逐渐向洁净煤气化的技术过渡，这种新的技术能够防止因为直接燃烧而排放污染物，该技术的反应器主要是气流床，其原料是干煤粉或者水煤浆，其生产规模巨大。
在这种新生产技术滋生出很多的煤气化工艺。
在最近的十多年中，中国市场由于其巨大的潜力，成了壳牌公司的开拓和发展方向之一，并在化工生产中极力推广粉煤的煤气化生产工艺。
壳牌公司从01年开始就和我国签订了技术转让的协议，最早的国内项目如，岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、湖北双环化工集团有限公司等，目前，已经有接近二十家的企业签订了协议，壳牌在我国的技术合作企业占了其2/3左右，我国逐渐开发和投入各种生产的设备装置，从合成氨生产发展到合成甲醇，再到合成氢气，其技术改造一般是在一些比较大型的化肥企业中进行的，均取得了良好的效果，目前像岳阳中石化壳牌煤气化有限公司、永城煤电有限责任公司、云南天安化工有限公司等单台气化炉连续运行时间可达140天。
航天炉粉煤加压气化技术分析
航天炉粉煤加压气化技术分析摘要：本文主要介绍了航天炉粉煤加压气化技术的工艺原理、技术特点及控制技术，以供参考。
关键词：航天炉；技术特点；结构一、航天炉煤气化的工艺原理原料煤经过磨煤、干燥后储存在低压粉煤储罐，然后用N2(正常生产后用CO2输送)通过粉煤锁斗加压、粉煤给料罐加压输送，将粉煤输送到气化炉烧嘴。
干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同通过烧嘴进入气化炉气化室，瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程(1—10 s)。
该反应系统中的放热和吸热的平衡是自动调节的，既有气相间反应，又有气固相间的反应。
1400—1600℃的合成气出气化室通过激冷环、下降管被激冷水激冷冷却后，进入激冷室水浴洗涤、冷却，出气化炉的温度为210～220℃，然后经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，进入洗涤塔进一步降温、洗涤，温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气送到变换、净化工段。
[1]二、航天炉的主要设备1、气化炉HT—L炉的核心设备是气化炉。
HT—L炉分上下两个部分：上部是气化室，由内筒和外筒组成，包括盘管式水冷壁、环行空间和承压外壳。
盘管式水冷壁的内侧向火面焊有许多抓钉，抓钉上涂抹一层耐火涂层，其作用是保护水冷壁盘管、减少气化炉热鼍损失。
盘管式水冷壁的结构简单，材质为碳钢，易制作且造价较低。
水冷壁盘管内的水采用强制密闭循环，在这循环系统内，有一个废热锅炉生产5．4MPa(G)的中压蒸汽，将热量迅速移走，使水冷壁盘管内水温始终保持一恒定的范围。
下部为激冷室，包括激冷环、下降管、破泡条和承压外壳。
激冷室为一承压空壳，外径和气化室一样，上部和水冷壁相连的为激冷环，高温合成气经过激冷环和下降管煤气温度骤降。
向下进入激冷室，激冷室下部为一锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成颗粒落入水中，顺锁斗循环水排入灰锁斗。
粗合成气从激冷室上部引出。
2、烧嘴HT—L炉烧嘴是一个组合烧嘴，由一个主烧嘴、一个点火烧嘴和一个开工烧嘴组成。
清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择
VS
冶金领域
清华炉煤气化技术可以用于冶金领域，如 钢铁、有色金属等，提供还原气和燃料气 。
03 煤气化技术的选择
煤气化技术的种类和特点
固定床气化技术
原料适应性广，操作简单，但气化温度低， 气化效率较低。
流化床气化技术
气化温度适中，气化效率较高，但对原料要 求较高，且易造成床层磨损。
技术升级与创新
随着科技的不断进步，清华炉煤 气化技术将不断升级和创新，提 高生产效率和环保性能。
清华炉煤气化技术面临的挑战和解决方案
环保要求提高
技术成本高
随着环保政策的加强，清华炉煤气化技术 需要进一步降低污染物排放，采取有效措 施应对环保挑战。
清华炉煤气化技术的设备投资和运行成本 相对较高，需要加强成本控制和技术优化 。
气流床气化技术
气化温度高，气化效率高，但对原料要求较 高，且需要较高的操作压力。
熔融床气化技术
原料适应性广，气化效率高，但技术尚不成 熟，工业应用较少。
选择煤气化技术的原则和方法
原则
安全性、经济性、环保性、技术成熟度。
方法
对比分析、专家评估、工程实践验证。
清华炉煤气化技术的优势和局限性
优势
气化温度高，气化效率高，对原料适应性较 强，环保性能好。
成熟阶段
目前，清华炉煤气化技术已经逐渐 成熟，成为一种高效、环保的煤气 化技术，被广泛应用于化工、电力、 冶金等领域。
清华炉煤气化技术的应用领域
化工行业
合成氨、尿素、甲醇等化工产品的生产过程中需要大量的原料气， 清华炉煤气化技术可以为这些生产提供可靠的原料气来源。
电力行业
煤是电力行业的主要原料，清华炉煤气化技术可以将煤转化为煤气， 再通过燃烧煤气发电，提高能源利用效率。
我国煤气化技术的特点及应用
我国煤气化技术的特点及应用
我国煤气化技术的特点：
1、煤气化技术具有节能环保、投资少、技术成熟、运行稳定
等优点，是一种绿色技术；
2、煤气化技术的发展不仅满足了煤炭的高效利用，而且还可
以改善煤炭的结构，提高煤炭的质量；
3、煤气化技术可以将煤炭中的有害物质，如硫化物、灰尘等，分离出来，减少空气污染；
4、煤气化技术可以提高燃料的热效率，提高燃料的利用率，
降低消耗，节约能源；
5、煤气化技术可以提高煤炭的燃烧温度，减少烟气排放，降
低烟气污染，减少大气污染。
应用：
煤气化技术可以应用于电厂、热电厂、冶金厂、煤炭矿山、煤炭烟囱等工业企业的锅炉燃烧，以及家庭的取暖烹饪等。
它可以替代传统的煤炭燃烧，减少污染，改善空气质量，节约能源。
德士古煤气化法的特点
德士古煤气化法的特点
德士古煤气化法是一种常用的煤气化技术，被广泛应用于煤炭转化为燃料和化工产品的过程中。
它具有以下几个特点：
1. 高效能：德士古煤气化法能够将煤炭中的碳氢化合物转化为气体燃料，实现煤炭资源的高效利用。
与传统的直接燃烧方式相比，煤气化能够提高能源利用率，减少煤炭的消耗量。
2. 多产物：煤气化过程中，除了产生燃料气体外，还能够产生一系列有价值的化学产品，如合成气、合成油和合成醇等。
这些产物可以用于发电、制造化学品以及石油替代品等领域，增加了能源资源的综合利用。
3. 灵活性：德士古煤气化法适用于不同种类的煤炭，包括贫瘠煤、褐煤和无烟煤等。
它能够根据煤炭的特性进行调整和优化，以达到最佳的气化效果。
同时，该技术还可以适应不同的产物需求，根据市场需求进行调整。
4. 环保性：德士古煤气化法相比于传统的燃烧方式，减少了大量的烟尘、SOx和NOx等有害气体的排放。
通过气化过程中的高温和高压条件，有助于清除煤炭中的硫和灰分，减少了燃烧过程中的污染物排放。
此外，该技术还能够通过合理的废气处理和固体废弃物利用，进一步减少环境污染。
5. 可持续性：德士古煤气化法在煤炭资源紧张的背景下具有重要意义。
通过煤炭气化，可以将煤炭转化为可再生的气体燃料，为能源供应提供了新的选择。
同时，该技术还能够利用生物质、废弃物和焦炉煤气等非煤炭资源，扩大能源的多样化供应。
总体而言，德士古煤气化法具有高效能、多产物、灵活性、环保性和可持续性等特点。
它是一种重要的煤气化技术，能够有效地利用煤炭资源，减少环境污染，同时还能够为能源供应提供新的选择。
煤的气化技术
煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为气体的过程，通过高温和高压的条件下，将煤转化为一种可燃性气体，这种气体可以用于发电、燃料和化学品生产等领域。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地，特别是在中国，由于煤资源丰富，煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
煤的气化技术的优点在于它可以将煤转化为一种更清洁的能源形式。
相比于直接燃烧煤，煤的气化技术可以减少大量的污染物的排放，例如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。
此外，煤的气化技术还可以提高煤的利用率，因为煤的气化技术可以将煤中的大部分能量转化为气体，而直接燃烧煤只能利用煤中的一部分能量。
煤的气化技术的应用领域非常广泛，其中最重要的应用领域之一是发电。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体，这种气体可以用于发电。
相比于直接燃烧煤，煤的气化技术可以提高发电效率，并减少大量的污染物的排放。
此外，煤的气化技术还可以将煤转化为一种更适合于燃料电池的氢气，这种氢气可以用于发电。
除了发电之外，煤的气化技术还可以用于燃料生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体，这种气体可以用于生产合成气、合成油和合成烃等燃料。
这些燃料可以用于汽车、飞机和船舶等交通工具的燃料，也可以用于工业生产中的燃料。
此外，煤的气化技术还可以用于化学品生产。
煤的气化技术可以将煤转化为一种可燃性气体，这种气体可以用于生产合成氨、合成甲醇和合成乙烯等化学品。
这些化学品可以用于肥料、塑料和化纤等领域。
总之，煤的气化技术是一种非常重要的能源转化技术，它可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源形式。
煤的气化技术已经被广泛应用于世界各地，特别是在中国，由于煤资源丰富，煤的气化技术已经成为中国能源领域的重要组成部分。
未来，随着环保意识的不断提高和能源需求的不断增长，煤的气化技术将会得到更广泛的应用。
煤气化技术培训课件
煤气化技术培训课件xx年xx月xx日CATALOGUE目录•煤气化技术概述•煤气化技术的种类与特点•煤气化技术的工艺流程及设备•煤气化技术的操作与安全•煤气化技术的应用实例及效果•煤气化技术的未来发展及趋势01煤气化技术概述煤气化技术是指将固体或液体燃料转化为合成气体的过程，其中合成气体主要由一氧化碳、氢气和二氧化碳组成。
煤气化技术的定义煤气化技术具有高效、清洁、灵活等特点，能够适应不同的燃料类型和不同的产品需求。
煤气化技术的特点煤气化技术的定义国外发展历程自19世纪中叶以来，煤气化技术得到了广泛的应用和不断改进。
早期的煤气化技术主要是基于固定床反应器，后来逐渐发展出了流化床反应器和气流床反应器等先进的煤气化技术。
国内发展历程我国在煤气化技术方面也取得了长足的进步。
20世纪80年代以来，我国逐渐引进了国外先进的煤气化技术，并在此基础上进行了不断的研发和创新。
煤气化技术的发展历程能源领域煤气化技术被广泛应用于能源领域，如电力、热力、燃料等。
通过煤气化技术可以将固体或液体燃料转化为合成气体，进而用于生产电力或热力，也可以将合成气体用于生产各种燃料，如甲醇、乙醇等。
煤气化技术的应用场景化工领域煤气化技术也被广泛应用于化工领域，如合成氨、甲醇、乙炔等。
通过煤气化技术可以将合成气体转化为各种化工产品，满足工业生产和人民生活的需求。
其他领域除能源和化工领域外，煤气化技术还被广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃等行业，以及农村地区和分布式能源等领域。
02煤气化技术的种类与特点气化技术的种类以煤为原料，在高温高压下进行气化，主要产物为煤气、焦油和半焦。
固定床气化技术流化床气化技术气流床气化技术等离子体气化技术以煤为原料，在高温高压下与气化剂进行反应，生成煤气、焦油和半焦。
以煤为原料，在高温高压下与气化剂进行反应，生成煤气、半焦和少量焦油。
以煤为原料，在高温高压下利用等离子体进行气化，生成煤气、半焦和少量焦油。
固定床气化技术设备简单，操作方便，气化效率高，适用于各种煤种。
煤气化技术特点
煤气化技术特点第一部分：固定层制气工艺。
1- 1 常压固定层间歇制气工艺：工艺特点是：常压气化，固体加料10- 50mm，固体排渣，间歇气化，空气和蒸汽作气化剂，吹风和制气阶段交替进行，适用原料白煤和焦碳，气化温度800~1100℃。
代表炉型有美国的U.G.I 型和前苏联的U.G.Ⅱ型。
工艺过程从略。
技术优点：历史悠久，技术成熟，设备简单，投资省，生产经验丰富。
技术缺点：技术落后，原料动力消耗高，炭转化率低70~75%，产品成本高，生产强度低，程控阀门多，维修工作量大，废气废水排放多，污染严重，面临淘汰。
1- 2 常压固定层连续制气。
常压固定层连续制气工艺的技术特点：常压气化，固体加料，固体排渣，连续制气，富氧空气（氧占50%）或氧气加蒸汽做气化剂，无废气排放，适用煤种白煤和焦碳。
技术优点是：连续制气，炉床温度稳定，约为900~1150℃，操作简单，程控阀门少，维修费用低，生产强度大，碳转化率高，约80- 84%。
技术缺点：需要空分装置，投资比较大。
固定层连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂，由于气化剂中氧含量的增加，气化反应过程中，燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡，可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层，可以实现连续制气，不用专门吹风，无废气排放，生产强度和能源利用率都有了很大的提高。
1- 3 固定层加压气化工艺：前西德鲁奇公司（Lurgi）开发。
工艺特点：加压气化，固体加料，固体排渣，连续气化，氧气和蒸汽作气化剂，设有加压的煤锁斗和灰储斗，适用煤种：褐煤、次烟煤、活性好的弱粘结煤。
技术优点：加压气化3.1Ma，生产强度大，碳转化率高约90%。
技术缺点：反应温度略低700～1100℃，甲烷含量较高，煤气当中含有焦油和酚类物质，气体净化和废水处理复杂，流程较长，投资比较大。
第二部分：流化床气化工艺。
流化床气化工艺的总体特点是：以粉煤或小颗粒的碎煤为原料气化，气化剂以一定的速度通过物料层，物料颗粒在气化剂的带动下悬浮起来，形成流化床，由于物料层处于流化状态，煤粉和气化剂之间混合更充分，接触面积更大，煤粉和气化剂迅速地进行气化反应，反应产生的煤气出气化炉后去废热回收和除尘洗涤系统，反应产生的灰渣由炉底排出。
煤转化技术：气流床气化法
⑵ Shell煤气化工艺流程及气化炉
流程简述： ①煤粉制备和送料系统
经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于2%，然后进入 磨煤机中被制成煤粉，磨煤机是在常压下运行，制成粉后用N2气送入 煤粉仓中。然后进入加压锁斗系统。再用高压N2气，以较高的固气比 将煤粉送至4个气化炉喷嘴，煤粉在喷嘴里与氧气(95%纯度)混合并与 蒸汽一起进入气化炉反应。 ②气化
b:燃烧气化: 燃烧：C+O2→CO2+Q 气化:C+H2O→CO+H2-Q；CO2+C→CO-Q; 燃烧:O2+H2→H2O+Q; CO+O2→CO2+Q ; c:气化（氧气耗尽时）： C+H2O→CO+H2-Q； CO2+C→CO-Q; CO+H2→CH4+H2O+Q； 最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
• 下面是两张结渣图片供参考：
shell气化炉内渣层对保护耐火层理和水冷壁管至关重要，以 下一张照片是停车中温降过快造成的垮渣，一张是炉内温度波动 （高温）造成的渣层损坏。将容易烧蚀损坏原来被渣层保护的耐火 衬里和金属销钉，当保护层减薄到一定程度时，将失去对水冷壁的 保护，伤害到本体，气化炉反应热平衡也将失衡。
⑶气化炉
膜式水冷壁
向火侧附着一层耐火材料（以渣抗渣） 内壁衬里设有水冷管副产部分蒸汽
内筒和外筒 环形空间： 容纳水、蒸汽输入和出的管路、利于检修
高压容器外壳
筒上部为燃烧室（气化区） 下部为熔渣激冷室
煤气化煤粉制备技术特点与安全，质量控制要点
煤气化煤粉制备技术特点与安全，质量控制要点摘要：在我国，煤化工行业的发展非常迅速。
在GSP气化炉煤粉气化装置中，制备煤粉项目已得到广泛推广，目前仍在不断地探索过程中。
因此，相关企业必须充分了解GSP气化炉煤气化制粉相关技术的特点和安全质量控制方法，才能在实际生产过程中做到万无一失，从而促进企业的进步，提高企业的经济效益。
关键词：煤气化煤粉；制备技术；安全质量控制；控制模式煤化工对我国社会经济的发展具有重要意义。
我国对煤化工的勘探始于20世纪90年代。
近年来，煤化工行业取得显著成就，形成了稳定发展、优势互补的新型化工体系。
GSP气化炉装置所产煤粉属于粉尘类，当系统氧含量和温度达到一定值时将会发生燃烧爆炸。
造成煤粉爆炸的原因还包括，煤粉在装置管路内积粉，或者粉尘在环境中堆积或弥漫达到爆炸极限引起煤粉爆炸。
密切监视系统氧含量，加强装置内巡检，定期清扫界区内粉尘，防止煤粉积聚，及时消除隐患。
GSP气化炉长期使用后，很容易造成系统设备老化，严重的非标磨损消耗，造成设备管路漏粉，需停机维修，影响生产进度，增加维修成本。
磨粉是需通过高温介质而成，一旦因设备磨损而造成粉体泄漏，就很容易出现火灾、爆炸等安全问题。
一、GSP气化炉煤气化煤粉制备技术发展特点GSP气化炉煤气化的发展还没有普及，但是为了顺应时代的发展。
我们将结合国家颁布的政策和方法推广这项技术。
GSP气化炉煤气化的一般特点如下：当我们现在进行煤化工处理时，处理技术已经很成熟了。
煤气化是随着“化工装备国有化”而发展起来的，但却是由于中国经济和科技的快速发展。
近年来，发展了多种煤气化技术。
这些先进的技术只掌握在少数比较先进的公司手中，并没有在整个煤炭工业和煤气化工业中得到开发。
然而，技术的发展促进了我国煤炭工业和煤气化的发展，带动了中国经济的发展。
我们在进行GSP气化炉煤气化时，需要提高煤气炉的质量要求。
需要确保它在气化过程中是经济和环保的。
需要对相关设备和机械进行改造，全面提高质量，顺应时代发展。
流化床煤气化技术特点
流化床气化一般要求原煤破碎成<10mm粒径的煤，<1mm粒径细粉应控制在10%以下，经过干燥除去大部分外在水分，进气化炉的煤含水量<5%为宜。
流化床更适合活性高的褐煤、长焰煤和弱黏烟煤，气化贫煤、无烟煤、焦粉等需提高气化温度和增加煤粒在气化炉内的停留时间。
固体干法排渣，为防止炉内结渣除保持一定的流化速度外，要求煤的灰熔点ST应大于1250℃，气化炉操作温度(表温)一般选定在比ST温度低150~200℃的温度下操作比较安全。
1926年第一个流化床煤气化工业生产装置——温克勒煤气化法在德国投入运转。
以后在世界各国共建有约70台温克勒气化炉。
早期的常压温克勒气化实际是沸腾床气化炉，存在氧耗高、碳损失大(超过20%)等缺点，因此至今仍在运转的已不多。
1、温克勒(Winkler)气化炉气化炉组成：流化床(下部的圆锥部分)、悬浮床(上部的圆筒部分，为下部的6~10倍)。
原料由螺旋加料器加人圆锥部分腰部。
如图1所示。
图1 温克勒(Winkler)气化炉矸石灰(30%左右)自床层底部排出；其余飞灰由气流从炉顶夹带而出。
一次气化剂(60%~70%)由炉箅下部供入，二次气化剂(30%~40%)由气化炉中部送入。
二次气化剂的作用是，在接近灰熔点的温度下，使气流中夹带碳粒得到充分的气化。
二次气化剂用量与带出未反应的碳成比例(过少：未反应碳得不到充分气化而被带出，气化效率下降；过多：产品被烧)。
操作温度一般为900℃左右，操作压力约为0.098MPa(常压)，原料粒度为0~10mm，褐煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤等，但活性要高。
温克勒气化工艺单炉生产能力大，气化炉结构简单，可气化细颗粒煤(0~10mm)，出炉煤气基本上不含焦油，运行可靠，开停车容易。
但是该种炉型气化温度低，气化炉设备庞大，热损失大(煤气出炉温度高)，煤气带出物损失较多(气流中夹带碳颗粒)，粗煤气质量较差。
2、高温温克勒(HTW)气化法提高了操作温度。
气流床煤气化技术特点
气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。
由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。
德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。
(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。
微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。
在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。
在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。
在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。
(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。
煤气化技术介绍
应根据煤种选择适宜的气化炉
我国煤气化技术现状 我国煤资源特点和煤气化发展趋势
中国煤炭储量丰富，煤品种多，以烟煤为主， 中国煤炭储量丰富，煤品种多，以烟煤为主，粉煤多 >60% 灰含量：平均15 ～ 25% 灰含量：平均15
+
灰熔点：总储量的50% 灰熔点：总储量的50% > 1450oC
粉煤—流化床或 粉煤—流化床或气流床 高灰熔点和高灰煤—流化床、 高灰熔点和高灰煤—流化床、固定床
煤的应用领域
合成氨 甲醇 甲醛 MTP/ MTO
气化
联合发电 醋酸
间接液化/SNG 间接液化 煤 直接液化 炼焦
焦炭
焦油
焦炉气 其他利用（燃烧发电、燃料电池、腐殖酸、活性炭等） 其他利用（燃烧发电、燃料电池、腐殖酸、活性炭等）
煤气化技术： 世纪高效洁净能源的途径 煤气化技术：21世纪高效洁净能源的途径
目前的应用是：河南永城20万吨乙二醇项目2台1300吨气化 20万吨乙二醇项目 目前的应用是：河南永城20万吨乙二醇项目2 1300吨气化 河南煤化（洛阳）20万吨乙二醇项目 万吨乙二醇项目1 1300吨气化炉 吨气化炉， 炉，河南煤化（洛阳）20万吨乙二醇项目1台1300吨气化炉， 都在设计中，计划今年8月份投产。 都在设计中，计划今年8月份投产。 关键点： 关键点：它的激冷方式的改变避开了壳牌和水煤浆的技术 抄袭，但未经过工程实例验证。设计中的炉子规模也不够大。 抄袭，但未经过工程实例验证。设计中的炉子规模也不够大。 煤种的适用性和气化效率与壳牌、航天、GSP相仿 相仿， 煤种的适用性和气化效率与壳牌、航天、GSP相仿，实际上使 用激冷环的气化工艺经过多年改进早已不存在问题， 用激冷环的气化工艺经过多年改进早已不存在问题，所以其没 有特别的更多的优点。 有特别的更多的优点。
煤转化技术：煤的气化
知识点1 煤气化应用展望 知识点2 煤气化发展简史 知识点3 煤气化在新型煤化工发展中的应用
§ 3．1 煤气化的基本原理
1.煤气化：
以煤或半焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或
氢气等做气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或半焦中的可燃
部分转化为气体燃料的过程。
2.气化条件：
气化炉、气化剂、供给能量
煤
代
O
800~1800℃
用
H2O(气) 0.1~4MP
气体净化
甲烷化
天
（水蒸气气化）
然
灰
气
图5--6 煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气原理
Ⅰ:气化剂：02；H2O(气) Ⅱ：主要反应：
水蒸气气化阶段：
C+O2→CO2 +Q
2C+O2→2CO+Q
甲烷化反应：CO+3H2→CH4+H2O+Q
入炉煤颗粒的直径除考虑颗粒的带出速度外还与气化用炉型及使用的具 体煤种有关。
煤炭气化时的灰熔点有两方面的含义，一是气化炉正常操作时，不 致使灰熔融而影响正常生产的最高温度，另一个是采用液态排渣的 气化炉所必须超过的最低温度
由于灰渣的构成不均匀，Βιβλιοθήκη 可能有固定有灰溶点，只有溶化范围。
灰
通常灰溶点用三种温度表示，即t1为变形温度；t2为软化温度；t3
Ⅰ:气化剂： 02；H2O(气) Ⅱ：主要反应：
加氢阶段： C+H2→CH4 +Q 水蒸气气化阶段：
C+O2→CO2 +Q 2C+O2→2CO+Q Ⅲ：煤气主要可燃成分： CH4 Ⅳ：特点：
C+H2O→CO+H2 -Q
各种煤气化技术介绍
各种煤气化技术介绍煤气化技术是将煤转化为合成气的一种技术，合成气主要由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成。
煤气化技术可以实现煤炭资源的高效利用，并且合成气还可以作为化工原料、能源供应和替代燃料等多个领域的重要能源。
下面将介绍几种常见的煤气化技术。
亚煮煤气化技术主要是通过在水中煮沸煤炭来实现煤气化过程。
这种技术具有操作稳定性好、产气质量高、煤耗低等特点。
亚煮煤气化技术可以适用于各种不同性质的煤炭，并可以通过调节操作参数来获得不同产气组成和质量。
2. 固定床煤气化（Fixed Bed Gasification，FBG）固定床煤气化技术是将煤炭放置在固定床上，通过通过煤床中的氧气进行燃烧，从而实现煤的气化。
这种技术具有气化效率高、产气质量稳定、操作灵活等特点。
固定床煤气化技术主要适用于高炉煤气和干、湿煤气的生产。
3. 流化床煤气化（Fluidized Bed Gasification，FBG）流化床煤气化技术是将煤炭与气化剂一起放置在气化反应器中，通过气体的上升速度和反应器中的床层来实现气化过程。
这种技术具有反应温度均匀、气化效率高、适用于多种煤种等特点。
流化床煤气化技术主要适用于高硫煤和高灰煤的气化过程。
4. 上升管煤气化（Entrained Flow Gasification上升管煤气化技术是将煤炭和气化剂一起注入到气化反应器中，通过气化剂的速度和反应器中的温度来实现气化过程。
这种技术具有高气化效率、适用于多种煤种等特点。
上升管煤气化技术主要适用于低灰、低硫和低磷的煤气化过程。
5. 行动床煤气化（Moving Bed Gasification，MBG）行动床煤气化技术是将煤炭放置在一个倾斜的床上，通过流化床的气流来实现气化过程。
这种技术具有气化效率高、产气质量好等特点。
行动床煤气化技术主要适用于低灰和低硫煤的气化过程。
总体来说，煤气化技术具有可替代性化石燃料、高效能源利用和多种资源转化等优势，对于能源的可持续发展具有重要意义。
13种煤气化工艺比较
13种煤气化工艺比较1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为准 25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。
(直接使用空气中氧气）2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用标准15～35mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
（氧气纯度30%-50%）。
3.常压固定床纯氧连续气化技术其特点是采用纯氧与蒸汽、或纯氧与二氧化碳为气化剂、连续气化、原料可采用标准8～25mm粒度的无烟煤、焦炭、半焦、型煤、型焦等，进厂原料利用率高，无废气排放，无涨库冷却水，对大气环境无污染、气化效率高、灰渣残炭0~3%。
煤气质量高，水煤气CO+H2=82~85%，CO2制CO粗气中CO=70~72%。
设备流程简化，维修工作量小、大修周期长，维修费用低，适合用于化工、化肥、制氢、燃气等装置配置使用。
（氧气纯度≥99.6%、气化强度:生产水煤气时1400~1600m3/m2/h）。
4.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。
5.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。
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。
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煤气化技术特点第一部分：固定层制气工艺。
1- 1 常压固定层间歇制气工艺：工艺特点是：常压气化，固体加料10- 50mm，固体排渣，间歇气化，空气和蒸汽作气化剂，吹风和制气阶段交替进行，适用原料白煤和焦碳，气化温度800~1100℃。
代表炉型有美国的U.G.I 型和前苏联的U.G.Ⅱ型。
工艺过程从略。
技术优点：历史悠久，技术成熟，设备简单，投资省，生产经验丰富。
技术缺点：技术落后，原料动力消耗高，炭转化率低70~75%，产品成本高，生产强度低，程控阀门多，维修工作量大，废气废水排放多，污染严重，面临淘汰。
1- 2 常压固定层连续制气。
常压固定层连续制气工艺的技术特点：常压气化，固体加料，固体排渣，连续制气，富氧空气（氧占50%）或氧气加蒸汽做气化剂，无废气排放，适用煤种白煤和焦碳。
技术优点是：连续制气，炉床温度稳定，约为900~1150℃，操作简单，程控阀门少，维修费用低，生产强度大，碳转化率高，约80- 84%。
技术缺点：需要空分装置，投资比较大。
固定层连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂，由于气化剂中氧含量的增加，气化反应过程中，燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡，可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层，可以实现连续制气，不用专门吹风，无废气排放，生产强度和能源利用率都有了很大的提高。
1- 3 固定层加压气化工艺：前西德鲁奇公司（Lurgi）开发。
工艺特点：加压气化，固体加料，固体排渣，连续气化，氧气和蒸汽作气化剂，设有加压的煤锁斗和灰储斗，适用煤种：褐煤、次烟煤、活性好的弱粘结煤。
技术优点：加压气化3.1Ma，生产强度大，碳转化率高约90%。
技术缺点：反应温度略低700～1100℃，甲烷含量较高，煤气当中含有焦油和酚类物质，气体净化和废水处理复杂，流程较长，投资比较大。
第二部分：流化床气化工艺。
流化床气化工艺的总体特点是：以粉煤或小颗粒的碎煤为原料气化，气化剂以一定的速度通过物料层，物料颗粒在气化剂的带动下悬浮起来，形成流化床，由于物料层处于流化状态，煤粉和气化剂之间混合更充分，接触面积更大，煤粉和气化剂迅速地进行气化反应，反应产生的煤气出气化炉后去废热回收和除尘洗涤系统，反应产生的灰渣由炉底排出。
气流床反应物料之间的传热和传质速率更快，过程更容易控制，生产能力也有了较大的提高。
下面就流化床气化工艺发展过程中的几种工艺的技术特点分别作一下介绍。
2- 1 温克勒（Winkler）常压流化床气化工艺：是前西德莱茵褐煤公司和伍德公司二十世纪二十年代开发的，是世界上最早的流化床气化工艺。
工艺特点：常压气化，粉煤进料粒度小于9.5mm，干法排渣，氧气或空气加蒸汽作气化剂，炉体上部有分离空间，使煤气当中夹带的半焦和灰颗粒分离，并且用二次空气加蒸汽进一步气化，气化温度815～1100℃，碳转化率70~73%，适用煤种：褐煤、次烟煤、弱粘结性煤。
主要技术问题：炉底的炉箅经常出现局部高温，结渣，偏炉现象。
炉出口气体带出物较多，排灰的含碳量较高。
2- 2 恩德常压流化床气化工艺：是朝鲜恩德郡七.七化工厂二十世纪六十年代在常压温克勒气化工艺的基础上开发的。
工艺特点：常压气化，粉煤进料粒度小于10mm，干法排渣，氧气或空气加蒸汽作气化剂，取消了炉箅，改造为布风喷嘴向炉内送气，解决了炉底结渣的问题，气化温度950~1050℃，在炉气出口增设了旋风分离气，返料从炉底入炉循环使用。
技术优点：煤种适应性宽，可气化褐煤、次烟煤、弱粘结性煤，返料循环使用，碳转化率可达76%，极少产生焦油。
技术缺点：气化压力低，难以实现大规模生产，排灰含碳量高。
2- 3 循环流化床粉煤气化工艺CFB：二十世纪七时年代鲁奇公司开发。
工艺特点：该技术的工艺过程和恩德粉煤气化工艺非常相似，所有不同的是CFB 技术的旋风分离器分离的粉尘直接从气化炉上部进入气化炉炉膛，多重循环，使循环物料和新鲜物料之比高达40 倍以上，导致碳粒的反复气化，因而碳的转化率很高，可达90%。
由于夹带固体物料的速度大大低于气流速度，气体和固体间的滑动速度较大，因而物料和气化剂间的混合更充分，接触时间更长，气化效率较高。
可以用蒸气加空气、富氧空气、氧气作气化剂，但产气品资不一样。
技术优点：循环流化床气化，碳的转化率更高了，单炉生产能力大，煤种适应广。
技术缺点：排灰的含碳量仍然比较高。
2- 4 灰熔聚粉煤循环流化床汽化工艺：美国煤气研究所在美国能源部（DOE）的资助下于二十世纪七十年代开发。
下面以U- Gas 气化炉为代表，介绍一下该技术。
该技术是在常压循环流化床气化工艺的基础上发展起来的，它的技术突破在于采用了灰聚熔技术，所谓灰聚熔指的是：在炉底中心有一个氧气或空气入口，该处由于氧气或空气的进入，形成一个局部的高温区，在这里灰渣中未反应的碳进一步反应，煤灰则在高温下开始软化并且相互黏结在一起，当熔渣的密度和重量达到一定的程度时灰球就会克服气流的阻力落入炉底。
灰熔聚技术极大地降低了排灰的碳含量，大幅度提高了碳的转化率，是循环流化床气化技术发展史上的重要里程碑，灰熔聚技术使循环流化床气化炉的碳转化率提高到96-98%，气化温度954~1038℃。
技术特点：灰熔聚循环流化床气化工艺具有循环流化床工艺的一切优点，而且大大提高了碳的转化率，气化剂分两路进入，从炉底排灰管进入一路气化剂的氧含量较高，以实现灰熔聚，U- GAS 炉操作压力为0.69- 2.41Ma，有带压的煤斗和灰斗，煤气中无焦油，无废气排放。
目前的问题是出口气带灰较多，不能长周期运行。
2- 5 高压灰熔聚粉煤循环流化床汽化工艺：美国煤气研究所IGT二十世纪八十年代开发。
该技术是在常压灰熔聚粉煤循环流化床气化工艺的基础上发展起来的，也有进料的煤斗和排灰的灰斗，所不同的是它的操做压力可达2.7- 3.4Ma。
该技术对设备阀门的要求比较高，尚未广泛推广开来。
第三部分：气流床气化工艺。
气流床气化工艺的共同特点是：煤进料的粒度比粉煤流化床气化的进料粒度更小，反应物料被气化剂夹带，以气流床的形式进行反应，因而反应进行得更快。
一般要求反应的温度和操作的压力都比较高。
3- 1 柯伯斯- 托切可粉煤气流床气化工艺：前西德（kopper- Totzek）公司二十世纪四十年代开发。
流程简述：粉碎研磨合格的煤粉用氮气输送到煤储斗当中，再由螺旋给料机送至混合器，在混合器当中粉煤在氧气和蒸气的携带下经烧嘴进入气化炉，氧气，蒸气和粉煤一起并流进入气化炉，在气化炉内发生强烈的氧化反应，产生高达2000℃的高温，反应后产生的水煤气先进入废热锅炉回收热量，然后进入洗涤除尘系统。
反应产生的灰份被炉内的高温融化沿气化炉的炉壁流入激冷槽内，冷却固化后由捞渣机排出。
该工艺的主要技术特点是：粉煤进料小于0.1mm，熔融排渣，常压气化，操作简单，产气当中无焦油和酚及烃类物资，甲烷含量低等特点。
要求煤的活性好，灰熔点适宜。
该技术的缺点是：氧耗高，对气化炉耐火砖的要求高，显热回收设备多，投资比较大。
3- 2 谢尔粉煤气流床气化工艺：谢尔（Shell）国际石油公司在柯伯斯- 托切可粉煤气流床气化工艺的基础上开发的。
工艺过程：与柯伯斯- 托切可粉煤气流床气化技术的工艺过程基本相同，所不同的是该工艺的废热锅炉和气化炉不是联体的，而是分开的，而且高温煤气在进入废热锅炉前先和洗涤冷却后的冷煤气混和激冷到1000℃以下再进入废热锅炉，有效地防止了熔融灰渣黏结到废热锅炉壁上。
技术特点：粉煤进料粒度90%通过170 目筛网，气流床反应，加压气化3.0- 4.0Ma，气化温度1340℃熔融排渣，夹套水冷，煤种适应宽几乎可以气化所有煤种，气化效率高，一般98%以上，产品气当中有效气成分在90%以上，无焦油类物资，适应于制气和商业化联合发电装置IGCC。
技术缺点是：技术费用高、投资大，采用的夹套水冷壁使用寿命只有25 年，而且该技术难以实现国产化。
3- 3 德士古水煤浆加压气化工艺：美国德士古（Texaco）公司二十世纪七十年代开发。
工艺过程：磨制合格的水煤浆由泵加压后和氧气经特制的烧嘴喷入气化炉，水煤浆被高效雾化并蒸干水分后和氧发生复杂的氧化还原反应生成水煤气，生成的水煤气和熔渣一起进入气化炉下面的激冷室，熔渣被冷却固化后经锁灰斗收集排出，水煤气激冷后出气化炉激冷室去洗涤除尘系统。
技术特点：水煤浆进料，加压气化，纯氧作气化剂，熔融排渣，原料适应范围非常广，碳转化率高94- 98%，有效气成分高达84%，废物排放少，生产能力大，前景广阔。
水煤浆浓度65%，粒度99%通过14 目筛网。
技术缺点：氧耗比较高，投资大、技术费用高。
第四部分：各种煤气化技术比较。
4- 1 固定层制气工艺中：富氧连续制气比间歇制气的进步是用富氧空作气化剂，实现了连续气化，鲁奇加压气化比常压富氧连续气化，提高了操作压力，生产强度提高了。
4- 2 流化床气化工艺中：恩德粉煤气化技术旋风除尘分离的灰尘返回气化炉回收利用，比温克勒技术的碳的转化率提高了。
CFB 的除尘分离物料直接从气化炉上部入炉，多重循环流化，气化效率更高了。
灰熔聚粉煤气化技术采用了灰熔聚技术降低了排灰的碳含量进一步提高了碳的转化率。
加压的灰熔聚技术提高了气化压力，进一步提高了装置的生产强度。
4- 3 气流床气化工艺中：Shell 气化技术比kopper- Totzek 气化技术的压力提高了，生产强度提高了。
Texaco 气化技术比上两种气流床气化技术的进步在于使用了水煤浆进料更容易控制，压力可以提得更高，生产强度可以提得更高。
4- 4 其他技术：除了上述介绍的气化技术外还有其他一些气化技术，比如：江苏理工大学开发的常压间歇流化床粉煤气化技术，华东理工大学和鲁化开发的水煤浆对喷气化技术，中科院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚粉煤气化技术。
国外的新技术有：鲁奇公司开发的熔渣炉奇炉（BCG/Lurgi）气化技术、德国的高温温克勒（HTW）气化技术、美国的西屋（Westinghouse）流化床气化技术、粘聚灰流化床气（Battele-Union Carbide）气化技术、）粉煤气化技术。
另外还有其他的一些新技术，比如DOW炉、PRENFOL炉、德意志燃料技术研究所开发的GSP炉等技术。