流化床煤气化工艺的原理和特点
流化床煤气化工艺技术
流化床煤气化工艺技术0流化床煤气化概述所谓“流态化”是一种使固体微粒通过与气体或液体接触而转变成类似流体状态的操作。
当流体以低速向上通过微细颗粒组成的床层时，工艺条件和气化指标( 1 ）工艺条件①原料。
褐煤是流化床最好的原料，但褐煤的水分含量很高，一般在12 ％以上，蒸发这部分水分需要较多的热量（即增加了氧气的消耗量），水分过大，也会造成粉碎和运输困难，所以水分含量太大时，需增设干燥[wiki]设备[/wiki]。
煤的粒度及其分布对流化床的影响很大，当粒度范围太宽，大粒度煤较多时，大量的大粒度煤难以流化，覆盖在炉算上，氧化反应剧烈可能引起炉算处结渣。
如果粒度太小，易被气流带出，气化不彻底。
一般要求粒度大于10mm 的颗粒不得高于总量的5 % ，小于lmm 的颗粒小于总量的10 % - 15 ％。
由于流化床气化时床层温度较低，碳的浓度较低，故不太适宜气化低活性、低灰熔点的煤种。
②气化炉的操作温度。
高炉温对气化是有利的，可以提高气化强度和煤气质量，但炉温是受原料的活性和灰熔点的限制的，一般在900 ℃左右。
影响气化炉温度的因素大致有汽氧比、煤的活性、水分含量、煤的加人量等。
其中又以汽氧比最为重要。
③二次气化剂的用量。
使用二次气化剂的目的是为了提高煤的气化效率和煤气质量。
被煤气带出的粉煤和未分解的碳[wiki]氢[/wiki]化合物，可以在二次气化剂吹人区的高温[wiki]环境[/wiki]中进一步反应，从而使煤气中的一氧化碳含量增加、甲烷量减少。
( 2 ）气化指标褐煤的温克勒气化指标如表4 一10 所示。
由以上的叙述可知，温克勒气[wiki]化工[/wiki]艺单炉的生产能力较大。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分利用[wiki]机械[/wiki]化采煤得到的细粒度煤。
由于煤的干馏和气化是在相同温度下进行的，相对于移动床的干馏区来讲，其干馏温度高得多，所以煤气中几乎不含有焦油，酚和甲烷的含量也很少，排放的洗涤水对环境的污染较小。
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。
循环流化床煤气化工艺的原理和特点
循环流化床煤气化工艺的原理和特点摘要：本文从工艺流程、关键技术以及工艺特点三个方面就循环流化床煤气化工艺展开了详细介绍，并指出循环流化床煤气化工艺由于具有的强适应性、高碳转化率与气化强度，以及使用原料范围广等优势，因而得到了广泛的应用。
关键词：循环流化床煤气化工艺原理与特点一、引言我国在很长时期内将煤作为主要的能源，因此寻找出适合我国国情的洁净煤技术具有非常重要的意义。
作为高效、洁净利用煤炭途径的煤气化工艺，是现代煤化工、循环发电等洁净能源生产中非常关键的工艺之一。
由于循环流化床具有煤种适应性强、传热效率高、易完成大型化操作等优点，因而受到了十分广泛的重视。
二、循环流化床煤气化工艺的流程循环流化床中的皮带将原料煤运输至破碎机中，在将其粉碎在4毫米以下后，运至煤仓中，已备使用。
在开车前，还需利用输送机将煤粉送至立管；在开车过程中，利用提升机将细煤粉送入计量煤斗中，在升高压强后，再将细煤粉从旋转阀、螺旋给料器、进料管中稳定地输送至循环流化床气化炉的下部。
在这一过程中，用到的所有空气均来自于压缩机，将其预热后与锅炉产生的水蒸气进行混合，并从炉底的分布板进入到气化炉内。
气化炉中的温度应保持在1055℃，，气压保持在0.2MPa，气体的流速为1-5m/s，停留时间大约为4至6s。
煤气生成后，从气化炉的顶部将其引出。
由于大量的水蒸气和为转化的碳颗粒夹杂在粗煤气中，因而需要经分离系统进行分离操作。
经分离后，超过90%的颗粒下落至立管中，并重新返回到气化炉的底部。
此外，原料、气化剂等循环物质由于迅速进行了混合，因而在气化炉的底部附近便立即开始了气化反应。
循环物料与加入的新原料之间的比值最高可达到40，因而具有非常高的碳转化率。
气化炉底部的灰经过螺旋出料器，再由旋转阀送出[1]。
生产出的粗煤气在经过锅炉以及列管等回收热量后，温度得到下降，再经洗涤塔除尘与降温后，送入煤气灌中进行储存。
三、循环流化床煤气化工艺的关键技术煤气化的主要场所为反应器，用料的特性、气化能力及反应性能决定了反应器的大小与操作条件。
煤化工工艺学课件气流床气化法
气化炉产生的高温粗煤气和液态熔渣先进入辐射式 废锅，冷却至700℃（水冷管内副产高压蒸汽）， 熔渣粒固化与煤气分离落入到下面的淬冷水池，经 锁斗排出。然后粗煤气用水喷淋淬冷至200℃左 右。
③：煤气冷却以及三废处理
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例3：德士古气化法
3.工艺条件
⑴：水煤浆浓度：
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。
由对称布置的4个燃烧器喷入的煤粉、氧气和蒸汽的 混合物，在气化炉内迅速发生气化反应，气化压力 2~4MP,气化炉温度维持在1 400～1 700 ℃，这个温 度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到气化炉底部，经淬 冷后，变成一种玻璃态的渣排出。
②煤种适应性强； 褐煤不适于制水煤浆加料。
③煤气中不含焦油； 反应温度高，床层温度均一
④需要设置庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置。 粉煤70~80%过200目筛分，出口煤气温度高，起气速高带走
的飞灰多。
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例1： K-T气化法
煤化工工艺学课件气流床气化法
煤化工工艺学课件气流床气化法
最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例3：德士古气化法
② :气化炉 直立圆筒形耐压容器; 内衬耐火材料，近似绝热； 内部无结构件，维修简单； 运行可靠。
煤化工工艺学课件气流床气化法
流化床工作原理
流化床工作原理流化床是一种常见的固体颗粒与气体相互作用的装置，广泛应用于化工、环保、能源等领域。
它具有高效传热、传质、反应等优点，因此备受工程技术人员的关注和重视。
流化床的工作原理是什么呢？接下来，我们将从流化床的定义、工作原理、特点等方面进行详细介绍。
首先，让我们来了解一下什么是流化床。
流化床是指在气体作用下，固体颗粒呈现出流体的性质。
当气体速度足够大时，固体颗粒会被气流撑起，形成类似流体的状态，这种状态称为流化状态。
在流化床中，固体颗粒在气流的作用下可以均匀混合、快速传热、传质和反应，因此具有很多独特的优点。
流化床的工作原理主要包括气体流动、颗粒流动和热传递三个方面。
首先，气体从流化床底部进入，通过喷嘴或气体分布板均匀地向上流动，形成了气固两相流。
在气体的作用下，固体颗粒被撑起，形成了流态床。
其次，固体颗粒在气流的作用下呈现出不同的流动状态，包括床层流动、循环流动等。
最后，流化床中气体和颗粒之间通过传热传质等方式进行热量和物质的交换，实现了反应、干燥、冷却等过程。
流化床具有许多独特的特点，如高传质、传热效率，操作灵活，适用于多种颗粒物料等。
首先，由于固体颗粒呈现出流体状态，因此在流化床中气体与颗粒之间的传热传质效率非常高，能够实现快速均匀的传热传质过程。
其次，流化床的操作灵活，可以根据不同的工艺要求进行调节和控制，适用于多种颗粒物料的处理。
此外，流化床还可以实现多种反应，如催化反应、氧化反应等，具有广泛的应用前景。
总的来说，流化床是一种在化工、环保、能源等领域广泛应用的装置，具有高效传热、传质、反应等优点。
它的工作原理主要包括气体流动、颗粒流动和热传递三个方面，具有高传质、传热效率，操作灵活，适用于多种颗粒物料等特点。
相信随着技术的不断进步和完善，流化床在工程领域中的应用将会更加广泛，为各行各业的发展带来更多的便利和益处。
灰熔聚流化床粉煤气化技术介绍
灰熔聚流化床粉煤气化技术摘要：煤气化是将固态煤转化为气态燃料或化工合成原料（CO+H2）的过程，由于煤炭的储量丰富，特别是中国等一些国家富煤少油贫气，煤气化技术就变的更加重要。
研究开发煤气化工艺，就是要为产业界提供能适应更宽的原料范围、更高效、经济和清洁的气化过程。
本文介绍由中国科学院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化过程，指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向，供同行了解。
一、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程针对我国能源以煤为主、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高、灰熔点高(大部分商品煤灰含量>20%,灰熔点>1450 C)的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。
经过二十余年的研究开发，中国科学院山西煤炭化学研究所开发成功了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术。
该工艺具有气化温度适中(1000~1100℃)，干粉煤进料，氧耗量较低，煤种适应性宽，产品气不含焦油，气化炉耐火材料要求低等优点。
目前已成功应用于合成氨造气工业(常压，100吨煤/日)，随着加压技术的进一步研究开发，该技术将在国内全面推广应用。
八十年代，在中国科学院（重点科技攻关项目专项）、国家科委(75-10-05)攻关计划支持下，在原有煤气化和流化床技术的基础上，先后建立了φ300mm（1吨煤/天）气化试验装置、φ1000mm冷态试验装置、φ1000mm（0.1～0.5 MPa 、24吨煤/天）中间试验装置、φ145mm实验室煤种评价试验装置。
在理论研究、冷态模试、实验室小试和中试试验基础上，系统地研究了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性；通过对气化过程中煤化学、灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离等重大技术难题；设计了独特的“飞灰”可控地址:中国山西省太原市桃园南路27号电话: (0351) 2021137 传真: (0351) 4048313，2021137，4041153 邮编：030001循环新工艺，实现了多种煤的高效流化床气化。
流化床气化
煤气的改制/CO变换
CO变换反应：
CO H2O Cat.CO2 H2 41.3MJ / kmol(放热)
催化剂：
（1）铁-铬系催化剂： 以氧化铁为主催化剂，以氧化铬为促进剂，以及用碳酸
钾、硫酸铜、氧化镁等为助催化剂所组成。 适用于含硫很低的煤气；适宜温度：350~600℃
质条件有一定要求。
其他气化方法/地下气化法
(一)有井式地下气化
以空气为气化剂 煤气组成(体积百 分数/%)： H2 14~17； CO 15~19； CH4 1.4~1.5； CO2 9~11； N2 53~55； O2 0.2~0.3 煤气的热值：3.8~4.2MJ/Nm3
有井式缺点:
地下作业量大；气化过程中，平巷空间愈来愈大，容易造 成顶板崩塌，堵塞燃烧空间。
第八节 其他气化方法
• 熔融床气化 • 回转窑气化 • 催化气化 • 地下气化 • 核能气化
其他气化方法/熔融床气化法
一、熔融床气化法
熔融床气化法：将煤粒和气化剂高速喷入高温的熔融浴中， 产生高速旋转和涡流---气液固三相充分混合 和接触，进行气化反应和热量交换---生成的 煤气离开熔融浴，未反应的碳和灰浮在熔融 浴表面，而后排出。
其他气化方法/地下气化法
(二)无井式地下气化
从地面向煤层钻一定数量内孔，孔间 距20~40m，孔的布置可以呈同心圆式， 并使成对之间的煤层相互渗透。 • 对透气性好的浅变质程度煤层
(如褐煤)，不需要进行专门处 理就能渗透。 • 对透气性差的年老煤层，两孔之间 进行贯通-----即沿着两钻孔底部建立 气化通道，形成一个U形炉. 贯通方法: 火力渗透法(煤层渗透性差的不宜用)
灰熔聚流化床粉煤气化技术原理特点及工业应用
灰熔聚流化床粉煤气化技术原理特点及工业应用1、前言目前中国已引进十余套大型Texaco气化装置和Lurgi气化炉供化工合成和城市煤气生产，正引进若干(已签约5套)Shell煤气化装置，促进了煤气化工业的现代化发展，大多数工厂(占总能力的70％以上)仍沿用落后的常压间歇式水煤气气化炉(达4000～5000台)。
针对中国巨大的市场需求，中科院山西煤化所历经20余年开发了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术，2001年6月在陕西城化股份有限公司实施的工业示范项目取得了成功。
2、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程针对我国幅员广阔、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。
其中，中国科学院山西煤炭化学研究所自八十年代初开始，在中国科学院、国家科委(75-10-05攻关)、国家计委(85-207攻关)支持下展开了流化床粉煤气化的研发，在理论研究的同时，先后建立了φ1000mm冷态、φ145mm煤种评价、φ300mm（煤1t/d）小型、φ1000mm（煤24t/d）中型、φ200mm（1.0～1.5MPa）加压等灰熔聚流化床粉煤气化试验装置。
在基础理论研究、冷态模试、实验室小型和中试试验基础上，系统地完成了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性研究，取得了较完整的工业放大数据和实际运行经验。
通过对气化过程中煤灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，构成了特殊的气流分布和温度场分布，实现了灰熔聚，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离以及煤种适应性等重大技术难题；通过设计出独特的“飞灰”可控循环新工艺，保证了气化系统的稳定运行；通过对工艺过程的系统集成和优化，提高了煤的转化效率。
在大量的实验验证基础上，成功开发了灰熔聚流化床粉煤气化工业技术，获得中国科学院“灰熔聚流化床粉煤直接气化技术”、“氧/蒸汽鼓风灰熔聚流化床粉煤气化制合成气工艺”科学技术进步一等奖和国家“八五”科技攻关重大科技成果奖，以及国家发明专利（ZL 94106871.5）和实用新型专利（ZL 94202278.5）。
流化床特征
流化床特征流化床是一种常用的化工装置，具有独特的特征和应用。
本文将从流化床的原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、流化床的原理流化床是利用气体或液体通过颗粒床层时产生的浮力将颗粒物料悬浮起来的一种装置。
在流化床中，颗粒物料与气体或液体之间形成了一种流态，呈现出液体般的流动特性，这也是流化床的特点之一。
在流化床中，气体或液体通过床层时会产生压力和速度的变化，从而使床层呈现出不同的状态。
当气体或液体流速较小时，床层中的颗粒物料会堆积在一起形成固体床；当流速逐渐增大时，床层中的颗粒物料开始悬浮并形成流态床；当流速进一步增大时，床层中的颗粒物料会被气体或液体带走而形成喷射床。
这种由固态到流态的转变过程就是流化床的原理。
二、流化床的应用领域流化床具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 化工领域：流化床可以用于催化反应、吸附分离、干燥等化工过程。
由于流化床具有较大的传质和传热特性，可以提高反应速率和产品质量。
2. 石油炼制：流化床可以用于催化裂化、催化重整等石油炼制过程。
由于流化床具有较好的固体混合性和热传导性，可以提高反应效率和产物收率。
3. 燃烧领域：流化床可以用于煤炭、生物质等固体燃料的燃烧。
由于流化床具有较高的燃烧效率和低排放特性，可以减少环境污染。
4. 粉体工程：流化床可以用于粉体干燥、颗粒物料的包覆等粉体工程过程。
由于流化床具有较好的颗粒流动性和均匀性，可以提高产品的质量和工艺的稳定性。
三、流化床的优缺点流化床作为一种特殊的化工装置，具有以下优点：1. 可调性强：流化床可以通过调节气体或液体的流速、温度等参数来控制床层的状态，从而适应不同的工艺要求。
2. 传质传热效果好：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的接触面积大，传质传热效果较好，可以提高反应速率和产品质量。
3. 可连续运行：流化床可以实现连续生产，不需要停机换料，提高了生产效率。
然而，流化床也存在一些缺点：1. 选材要求高：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的摩擦作用较大，对床层材料的选择有一定要求。
第五章 流化床煤气化工艺
一 温克勒煤气化炉
图5-4 温克勒气化炉
一 温克勒煤气化炉
1 温克勒气化炉的优点
• 原料可以全部是碎煤或粉煤（<1mm）。气化剂（氧 气和水蒸气）消耗量低。 • 气化负荷弹性大，在短时间内，其处理量可从最小 （25%设计负荷）调至最大（150%设计负荷）。 • 操作温度低，控制维修简易，运行可靠。 • 粗煤气中无焦油类副产物，容易净化。
• 当气流的重量流量不变时，随着压力的提高床层膨胀 度α急剧下降。为了使α达到保证正规流化所必需的值， 则须提高气体的线速度即增加鼓风量。同时也使气体在床 层中的停留时间相应增加，从而为强化气化过程创造了条 件。而且，一般情况下加压流化床的工作状态比常压下稳 定。
三 加压流化床气化的特点
• 1.压力对流化床的流体力学影响 • （3）对带出物带出条件的影响
• (2)流化床气化炉内物料均匀，温度均匀，便于操 作控制。
• (3)气化强度大，便于大规模生产设备的建设。 流化床气化采用的原料颗粒较细，气化剂的
流速很高，并在剧烈的搅动和返混状态下，气固 接触好，传热强度大，有利于非均相反应速度的 提高。所以，流化床的气化强度大大高于移动床。 直径4m的常压流化床气化炉，操作温度为 1000℃时，单炉产气量可达50000 m3/h。
• 随流化床反应器中压力的升高，由于气流密度增 大，气流速度减小，使煤粉的带出量下降，而且带出物 的颗粒尺寸也减少。
• 所以当床层膨胀度不变时，压力升高将使带出量大 大减小。
三 加压流化床气化的特点
• 2.压力对流化床气化过程的影响 • （1） 加压流化床与常压流化床相比，压力对气化过
程最大的影响是使气化炉的生产能力得到了很大的提高。 • （2）加压气化有利于提高煤气组成中甲烷含量，使煤
流化床气化技术
流化床气化技术
流化床气化技术是气化碎煤的另一个主要方法。
颗粒可在10mm以下，与固定床要求是块煤有所不同。
其过程是将气化剂（氧气或空气与水蒸汽）从气化炉底部鼓入炉内，炉内煤的细粒被气化剂流动起来，在一定温度下发生燃烧和气化反应。
气流达到一定速度先鼓泡，叫鼓泡床，进一步就湍流，叫湍流床，再进一步叫快速流化床。
应用在气化煤上，形成很多炉型。
美国有U-Gas，德国有高温温克勒HTW，中国有ICC灰熔聚、灰黏聚恩德炉等。
2.1 反应特性：
2.1.1 流化床煤气化的主要反应包括：煤热解反应、热解气体二次反应、煤焦与CO2及水蒸汽反应、水蒸汽变换反应和甲烷化反应。
流化床气化过程也可分为氧化层和还原层。
氧化层高度为约为80-100mm，其高度与原料粒度无关。
氧化层上面为还原层，还原层一直延伸到床层的上部界限。
2.1.2 流化床的气体流量，一方面受到煤粒流化的最小速度--临界速度限制，又不能大于煤粒的终端速度--吹出速度，在两者之间寻求最佳流化速度。
例如，某流化床热态最小速度0.98m/s，最大为7.5m/s。
2.1.3 提高压力，可大幅提高气化强度。
提高温度，可提高煤气转化率及煤气产量。
煤种的适应性：较适合褐煤，长焰煤和弱粘煤，若气化贫煤和无烟煤时要提高温度。
由于流化床是固态干法排渣，为防止炉内结渣，在保持一定流速的同时，要求煤的灰熔点应大于1250℃，气化炉操作温度一般选定在比ST温度低
150-200℃。
煤气化变换
煤气化变换1. 煤气化的概念和原理煤气化是一种将煤转化为可燃气体的过程，通过在高温下将煤与空气或氧气反应，生成含有一定比例的一氧化碳和氢气的混合气体。
这种混合气体通常被称为合成气或煤制造的天然气。
煤气化的原理是利用高温和压力条件下，将煤中的碳、水、硫等元素与空气或氧进行反应，产生一系列复杂的化学变化。
这些反应主要包括干馏、蒸汽重整和水汽反应等。
其中，干馏是指在高温下将煤分解为固体焦炭、液态焦油和可燃性合成气体；蒸汽重整是指利用蒸汽对焦油进行裂解，生成一系列可用于合成天然气和其他有机化学品的物质；水汽反应是指将水蒸汽与焦炭中的碳反应，生成一氧化碳和二氧化碳。
2. 煤气化变换工艺2.1 固定床煤气化固定床煤气化是最早应用的一种煤气化工艺，其特点是煤料在固定的反应器中进行反应。
该工艺包括两个主要步骤：干馏和水汽反应。
在干馏阶段，煤料被加热至高温，产生焦炭、焦油和合成气体。
在水汽反应阶段，通过注入蒸汽和空气或氧气，使焦炭与水蒸汽发生反应生成一氧化碳和二氧化碳。
2.2 流化床煤气化流化床煤气化是一种较新的煤气化工艺，其特点是利用高速流动的颗粒材料（如沙子）将煤料悬浮在反应器中，并通过注入空气或氧气使其在高温下进行反应。
这种工艺具有较高的传质速率和传质效率，能够更充分地利用煤料中的碳资源。
2.3 砖堆式煤气化砖堆式煤气化是一种简单且低成本的小型煤气化工艺。
它的特点是将煤料和空气或氧气混合后，直接堆放在砖堆中进行反应。
由于没有专门的反应器，该工艺对设备要求较低，适用于一些偏远地区或资源有限的地方。
3. 煤气化变换的应用3.1 合成天然气生产煤气化变换可以将煤转化为合成天然气（SNG），这是一种与天然气相似的可燃气体。
SNG可以作为替代石油和天然气的能源供应，用于家庭供暖、工业生产和发电等领域。
3.2 合成液体燃料生产通过煤气化变换，可以将合成气进一步加工制造合成液体燃料，如合成柴油、合成汽油和航空燃料等。
这些合成液体燃料可以替代传统的石油产品，减少对有限资源的依赖。
《煤化工工艺学》__煤的气化
气流床
*对耐火炉衬 要求高（第 二代用水冷
套） *适于低灰熔
点煤
熔融床
适于低灰熔 点煤
碳转化（%）
99
实用例
Lurgi鲁奇炉
液态排渣鲁 奇炉
95
Winker KRW U-GAS
97～99
Texaco, shell K-T炉
开发中
2. 气化过程热的产生和传递
气化效率：
即：单位质量气化原料的化学热转化为所产生的煤气 化学热的比例。
第五章 煤的气化
§5-1 煤气化的基本原理
1. 煤的气化：热化学过程，指高温下用气化剂
（气化介质）通过化学反根应据供将热煤方或式煤和焦煤中的可燃 部分转化为气化煤气的过气程用途。选择，其中
H2 很少用。
气化剂（气化介质）：氧气（空气、富氧或氧）、 水蒸气或氢气
气化煤气：气化时所产生的可燃气体，有效成分 包括CO、H2及CH4。
固态排渣时候：通过炉箅 (灰渣层要保持一定厚度：保护炉栅； 合适的蒸汽和氧气比例：防止结渣；加压时候采用和料槽阀门 相同的方法排灰) ② 流化床反应器 矸石灰：炉子底部开口排灰 飞灰：从粗煤气中分离 ③ 气流床 灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部开口流出 (前提：气化温度应高于灰渣的熔化温度)
5 煤质对气化的影响
Ⅳ：特点： 无外界供热（煤与水蒸气反应进行吸热反应所耗热量 是由煤与氧气进行的放热反应所提供的）； 所需工业氧价格较贵，煤气中CO2 含量高。
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② 外热式煤的水蒸气气化（原理如图）
Ⅰ：气化剂：H2O(气) Ⅱ：主要反应： C+H2O→CO+H2 -Q
Ⅲ：煤气主要可燃成分：CO、H2
Ⅳ：特点： 气化炉外部供热（煤仅与水蒸气反应）； 气化炉传热差，不经济。
流化床的原理和应用
流化床的原理和应用1. 什么是流化床？流化床是一种重要的物理反应器，其原理是通过将固体颗粒置于气体流中，使颗粒悬浮在气流中形成流化床状态。
在流化床中，固体颗粒与气体之间会发生强烈的物质和能量交换过程，因此流化床广泛应用于化工、环保、能源等领域。
2. 流化床的工作原理•气流速度调控：流化床的气流速度决定了固体颗粒的悬浮和沉降状态。
当气流速度超过一定值时，固体颗粒会被悬浮在气流中，形成流化床状态。
•颗粒间的相互作用：在流化床中，固体颗粒之间存在着相互作用力，包括颗粒之间的碰撞、颗粒与气体之间的摩擦力等。
这些相互作用力使得固体颗粒在气流中能够形成稳定的床层结构。
•物质和能量的传递：在流化床中，固体颗粒与气体之间发生着充分的物质和能量交换。
固体颗粒可以吸附气体中的物质，同时也可以释放出吸附的物质。
此外，流化床中的颗粒运动也能够实现传热和传质。
3. 流化床的应用领域3.1 化工领域•催化剂反应器：流化床可以作为催化剂反应器，广泛用于合成氨、聚合等化工过程。
流化床具有高效传质和传热特性，能够提高反应速率和选择性，降低催化剂中毒的风险。
•吸附分离：流化床广泛应用于吸附分离技术中，例如气体吸附分离、溶液吸附分离等。
流化床的高质量传质特性能够实现高效的物质分离和纯化。
3.2 环保领域•烟尘治理：流化床可以用于烟气脱硫和脱硝，通过气固反应将烟气中的有害气体转化为无害物质，达到减少大气污染物的效果。
•固废处理：流化床广泛应用于固废焚烧和气化等工艺中，能够有效地将固废转化为能源或有用的化学品，实现固废的无害化处理。
3.3 能源领域•煤炭气化：流化床作为一种高效能源转化技术，被广泛用于煤炭气化过程中。
通过流化床气化，煤炭可以转化为合成气、液体燃料等高附加值能源产品。
•生物质能源：流化床在生物质能源转化过程中也有重要应用。
流化床能够高效地转化生物质成为生物质炭、生物油等可再生能源产品。
4. 流化床的优势和发展前景•高效传质和传热：流化床具有很强的传质和传热能力，能够大大提高反应速率和产物选择性，提高反应效率。
流化床燃烧技术特点与应用
流化床燃烧技术特点与应用
流化床燃烧技术是一种高效、灵活、环保的燃烧技术，广泛应用于能源领域和废弃物处理领域。
流化床燃烧技术的基本原理是通过气体或液体流体化介质将燃料颗粒悬浮在床层中，形成流化床。
在流化床中，燃料颗粒与空气进行充分混合和燃烧，产生高温烟气。
由于流化床的特殊性质，燃烧过程中的传热和传质效果良好，燃料可以充分燃烧，同时废气中的污染物也可以得到有效控制。
流化床燃烧技术具有以下特点和优势：
1. 高效能：由于流化床中的燃料颗粒与空气充分混合，燃烧效率高，能量利用率高。
2. 灵活性：流化床燃烧技术适用于多种不同类型的燃料，包括固体燃料、液体燃料和气体燃料，具有很强的适应性。
3. 环保性：流化床燃烧技术可以有效控制废气中的污染物排放，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。
4. 应用广泛：流化床燃烧技术广泛应用于电力、热力、化工、冶金等行业，用于发电、供热、工业生产过程中的废气处理等。
5. 废弃物处理：流化床燃烧技术可以将废弃物转化为能源，如生物质、废纸、废塑料等可以作为燃料进行燃烧，实现资源化利用和减少废弃物的排放。
总之，流化床燃烧技术是一种高效、灵活、环保的燃烧技术，具有广泛的应用前景。
在能源领域和废弃物处理领域，流化床燃烧技术可以发挥重要作用，实现能源的有效利用和废弃物的资源化处理。
煤化工工艺学课件5.4 流化床气化法
§ 5．4 流化床气化法
§ 5．4 流化床气化法
1.常压流化床气化原理
直接使用小颗粒碎煤（0~10mm）为原料，并可利用 褐煤等高灰劣质煤。它又称为沸腾床气化，把气化剂 （蒸气和富氧空气或氧气）送入气化炉内，使煤颗粒呈 沸腾状态进行气化反应。 知识储备：什么是流化床？ 气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在 床层中不被流体带出.
与传统排渣方式相比的优点： 与固态排渣比：降低了灰渣中的碳损失； 与液态排渣比：减少了灰渣带走的显热损失。
实例2
⑴Ｕ－ＧＡＳ气化炉及气化过程 气化炉内四个重要功能：煤的破黏、脱挥发份、 气化及灰的熔聚、团聚灰渣从半焦中分离出来。
原料煤0~6mm 床内反应温度为950～1100℃ ； 操作压力在0.14～2.4MPa范围变化.
⑶工艺条件和气化指标 ①工艺条件 a:操作温度 一般为900℃左右。 b:操作压力 约为0.098MP（常压） c:原料 粒度；0~10mm,褐煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤等，但活性要高。 d:二次气化剂用量及组成：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）
2.常压流化床（温克勒）气化工艺
⑴温克勒(Winkler)气化炉---实例（上部的圆筒部分， 为下部的6~10倍） ②操作特点 a:原料的加入：由螺旋加料 器加入圆锥部分腰部。 b:排灰：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。
⑵气化工艺 在温克勒气化工艺基础上提高温度和压力。
提高气化压力到1MPa ; 气化温度可提高到1000℃；
①工艺流程 优点： 提高气化炉生产能力；碳的转化率上升，提高了煤气的质 量。
注意锁斗的作用
煤的气化与液化
煤的气化与液化摘要：现在，人对环境质量的要求越来越高。
最常用的煤也不再是直接燃烧，而是通过一系列的生产处理后再进行燃烧，气化与液化就是最常用的两种方式。
通过这些方法不但可以减少污染，还可以使其价值最大化。
关键词：煤气化液化一煤的液化煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。
（1）煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。
裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。
因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。
（2）煤间接液化间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。
典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。
一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。
煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。
但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。
煤直接液化技术研究始于上世纪初的德国，1927年在Leuna建成世界上第一个10万吨／年直接液化厂。
1936～1943年间，德国先后建成11套直接液化装置，1944年总生产能力达到400万吨／年，为德国在第二次世界大战中提供了近三分之二的航空燃料和50％的汽车及装甲车用油。
第二次世界大战结束，美国、日本、法国、意大利及前苏联等国相继开展了煤直接液化技术研究。
50年代后期，中东地区廉价石油的大量开发，使煤直接液化技术的发展处于停滞状态。
1973年，爆发石油危机，煤炭液化技术重新活跃起来。
德国、美国及日本在原有技术基础上开发出一些煤直接液化新工艺，其中研究工作重点是降低反应条件的苛刻度，从而达到降低液化油生产成本的目的。