气流床煤气化技术的现状及发展

摘要：煤炭资源是我国应用非常广泛的一种资源类型，目前国内的工业发展依

然以煤炭能源结构为主，而气流床煤气化作为碳转化率较高的一种工业生产方式，其重要性不言而喻，该工艺技术也是笔者将要同大家进行分享和探究的主要内容。

关键词：气流床煤气化技术；应用现状；发展趋势

引言：

煤气化技术是我国现阶段煤化工生产中所使用到的关键技术，而气流床煤气

化作为具备适用性强、气化时间短等应用优势的工艺技术，其在实践应用中也得

到了相关人员的广泛认可。接下来，笔者将围绕气流床煤气化这一工业生产技术，从基本概述、应用现状以及发展趋势等角度对其展开论述。

一、气流床煤气化

气流床气化是工业生产中一种非常常见的煤气化方法，其气化原理是将粉煤

与气化剂一同喷入气化炉内，在点火装置或者高温辐射的作用下通过热解、氧化

还原等反应后生成熔渣和煤气，煤气以氢气和一氧化碳等气体为主。该气化方式

的应用优点在于适用性强、碳转化率高等等，在工业生产领域有着非常广泛的应用。

二、应用现状

（一）技术特征

1.适用性强

该技术的原理是将粉末状的煤炭投入汽化炉内，同时保持汽化炉的内部温度

在1500摄氏度以上，此时炉内空气的流通速度会处于非常快的状态，在这种环

境下，粉煤颗粒之间的相互作用力会被消除，分别聚集成熔渣和煤气[1]。从气化

原理的层面上来看，气流床技术对煤炭种类并无特别的限制，因此其适用性相对

较强。但从经济性上来看，工作人员应尽可能地可选择颗粒小或反应短的煤炭进

行气化，这样可以有效地提高煤气转化效率。

2.气化时间短

由于气化炉的温度非常高，因粉煤在气化炉内的实际反应时间也非常短暂，

一般在3秒内便完成整个气化反应，对于一些未反应完全的粉煤，工作人员可通

过循环回炉的方式对其进行二次反应，以此来提高气流床气化效率。

（二）影响因素

1.温度

气化炉内的温度一般可达1500摄氏度以上，气化炉内的热量大多是由煤所放出的热量，在整个气化过程中，蒸汽和煤炭颗粒需要依靠在高温环境中吸收热量

来完成吸热还原反应，因此温度对于气流床气化效果有着非常重要的影响。

2.压力

适当地提高气化炉内的压力会使得炉内反应物的浓度显著提升，从而提高气

流床气化反应效率。在实际气化作业过程中，工作人员适当地增加炉内压力也可

以在一定程度上促进一氧化碳和氢气所产生的甲烷反应，增加气化炉内甲烷气体

的浓度。

3.氧煤比

氧煤比是指气化炉内氧气和粉粉煤的比例。随着气化炉内氧煤比的增加，燃

烧反应所放出的热量也会随之增加，从而使得反应温度也得以提升，促进水蒸气

分解和二氧化碳的还原。此时，炉内混合气体中的氢气和一氧化碳含量也会随之

气流床煤气化工工艺技术分析

气流床煤气化工工艺技术分析发表时间：2018-10-18T16:09:37.403Z 来源：《防护工程》2018年第12期作者：李刚[导读] 随着人们对气化产品需求的不断增加，对煤气化效率和环保要求的不断提高，作为新一代煤炭转化利用的主要技术，气流床煤气化技术的必将会得到更为广泛的应用。气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制的研究对于提高煤炭的清洁高效，保证气化生产的经济、稳定、安全运行有着重要意义。李刚解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司云南开远 661600摘要：随着人们对气化产品需求的不断增加，对煤气化效率和环保要求的不断提高，作为新一代煤炭转化利用的主要技术，气流床煤气化技术的必将会得到更为广泛的应用。气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制的研究对于提高煤炭的清洁高效，保证气化生产的经济、稳定、安全运行有着重要意义。关键词：气流床；煤气化工；工艺技术引言煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要方法之一，是许多能源高新技术的关键环节。煤气化有完全气化和部分气化（煤的干馏技术）两种途径。由于受到煤种和产品综合发展的制约，部分气化只能满足局部的需要；而我国煤炭资源中有一半以上煤种适合完全气化，因此煤制气技术的立足点应放在完全气化方面。 1 气化过程的主要反应 1.1 热解过程的主要反应煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为： 1.1.1 裂解反应根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。 1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。 2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。 3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH 羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，可生成水。碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。羧基（-COOH）在200℃以上即能分解，生成二氧化碳。含氧杂环在500℃以上也有可能断开，放出一氧化碳。 4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化，并不断裂解，生成较多的挥发性产物。通常煤在热解过程中释出挥发分的次序依次为：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。上述热分解产物通常称为一次分解产物。 1.1.2 二次热分解反应一次热分解产物中的挥发件成分在析出过程中，如受到更高温度的作用，就会产生二次热分解反应。主要的二次热分解反应有以下四类：裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩合反应。因此，煤热解产物的组成不仅与最终加热温度有关，还与是否发生二次热分解反应有很大关系。在煤热解的后期以缩聚反应为主。当温度在550-600℃范围内时，主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应，反应的结果是生成了半焦。当温度更高时，芳香结构脱氢缩聚，即从半焦转变为焦炭。 1.2 气化过程的主要反应气化反应按反应物相态的不同而划分为两种类型的反应，即非均相反应和均相反应。前者是气化剂或气态反应产物与固体煤的反应；后者是气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应。在气化装置中，由于气化剂的不同而发生不同的气化反应，亦存在平行反应和连串反应。煤气化反应一般分为三种类型碳一氧之间的反应、水蒸气分解反应和甲烷生成反应。 1.2.1 碳一氧之间的反应碳与氧之间的化学反应主要有： C+O2=CO2 2C+O2=2CO C+CO2=2CO 2CO+O2=2CO2 上述反应中，碳与二氧化碳之间的反应C+CO2=2CO是一较强的吸热反应需在高温条件才能进行反应。除此反应外，其他三个反应均为放热反应。 1.2.2 碳与水蒸气的反应在一定温度下，碳与水蒸气之间发生下列反应： C+H2O=C0+H2 C+2H2O=C02+2H2 上述两反应均为吸热反应。反应生成的一氧化碳可进一步和水蒸气发生如下一氧化碳变换反应：CO+H2O=CO2+H2 该反应为一放热反应。 1.2.3 甲烷生成反应煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体产物之间反应的结果。 C+2H2=CH4 3H2+CO=CH4+2H2O

常压气流床粉煤气化：1、K-T炉.

二、常压气流床粉煤气化(K-T炉) K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称，1936年由德国柯柏斯（Koppers）公司的托切克（Totzek）工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验，因而取名为柯柏斯－托切克（Koppers－Totzek）炉，简称K－T炉。1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试，中试规模为36t／d 干煤粉，用以生产“费－托”合成气。第一台工业化装置于1952年建于芬兰，以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子，主要用于生产合成氨和燃料气。经过工业化验证，是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。 1、K-T炉气化炉有双头和四头两种结构。双头K-T气化炉如图4-42所示。炉身是一圆筒体，用锅炉钢板焊成双壁外壳，通常衬有耐火材料。在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应，火焰中心温度高达2000℃，在炉上部出口处约1400～1600℃，约有50％至60％的液态渣被气流带出，在缓慢冷却过程中，灰渣会黏附于废热锅炉表面，甚至结成大块渣瘤，破坏炉子的正常操作。为避免炉出口或废热锅炉结渣，必须在高温煤气中喷水，使气流温度在瞬间降至灰的软化温度（ST）以下，并使液渣固化以防粘壁。在高温气化环境条件下，炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外，更重要的是耐火材料的选择。最初采用硅砖砌筑，经常发生故障，后改用含铬的混凝土。后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料，涂层厚达70mm，寿命可达3～5年。采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，效果也较好。图4-42 K-T气化炉

国内外煤炭资源现状及煤化工技术进展和前景解析

国内外煤炭资源现状及煤化工技术进展和前景摘要：本文就中国能源建设面临着结构的优化与调整，结合中国能源结构以煤为主、石油及相关产品供需矛盾日益突出的现实，对国内外煤炭储量、产量及市场现状进行了较详尽的调研，对煤化工技术进展及前景进行了客观的分析，为我公司未来发展提前寻找了石油和天然气的最佳替代产品，指出了煤化工产业将是今后20年的重要发展方向，这对于我国减轻燃煤造成的环境污染、降低我国对进口石油的依赖，保障能源安全，促进经济的可持续发展，均有着重大意义。可以预见，煤炭的清洁转化和高效利用，将是未来能源结构调整和保证经济高速发展对能源需求的必由之路，现代煤化工在中国正面临新的发展机遇和长远的发展前景。 1 世界煤炭资源概况据《BP世界能源统计2007》数据统计，2006年年底探明的煤炭可采储量全球总计9090.64亿吨，可采年限为147年。总体上看，世界煤炭资源的分布，北半球多于南半球，煤炭主要集中在北半球。北半球北纬30°- 70°之间是世界上最主要的聚煤带，占世界煤炭储量的70％以上。其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；南极洲数量很少。拥有煤炭资源的国家大约70个，其中储量较多的国家有中国、俄罗斯、美国、德国、英国、澳大利亚、加拿大、印度、波兰和南非地区，它们的储量总和占世界的88％。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4个国家共占29%。根据2006年全球煤炭探明储量，美国以2446亿吨储量稳坐头把席位，俄罗斯以1570亿吨储量排第二位，中国和印度分别为1145和924亿吨排第三、四位。澳大利亚、南非、乌克兰、哈萨克斯坦、波兰和巴西占据第五到第十位。

煤化工产业概况及其发展趋势

煤化工产业概况及其发展趋势集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

我国煤化工产业概况及其发展趋势煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1 煤化工产业发展概况 1． 1 煤炭焦化焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为～亿t/a，直接消耗原料精煤约亿t/a 。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/ a。目前，我国焦炭产量约亿t/a，居世界第一，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。全国有各类机械化焦炉约750座以上，年设计炼焦能力约9000万 t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m以上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显着提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。焦炭成为我国的主要出口产品之一，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2 煤气化及其合成技术 1.2.1 煤气化煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。

煤气化技术的现状及发展趋势分析

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适用场合，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、移动床气化技术，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和气流床技术，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发及应用的进展情况，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发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，煤一直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进展。特别是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。

气流床气化技术特点

气流床气化技术特点煤气化是发展洁净煤技术的重要途径。目前已实现工业化的煤气化技术主要有固定(移动)床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。而1000 t/d 以上规模的煤气化装置基本都是采用的气流床气化技术，该技术已成为国内外大规模、高效率煤气化技术的首选技术 1、气流床气化技术特点气流床气化又称同向气化或并流气化，属高温气化范围。以过热蒸汽和氧气为气化剂，携带煤浆或煤粉颗粒通过特殊喷嘴高速喷入气化炉内，瞬间发生火焰反应，气化反应区温度高达2000 ℃，煤粉立即气化，转化为煤气和熔渣，出炉煤气温度1400 ℃左右。其主要特点如下： (1)气化温度高、强度大，混合充分，（气化强度高，生产能力大）气化炉中部温度为1500～1600 ℃，气体停留时间约为1.0～1.5 s (2)煤种适应性强，气化指标好，有效成分高（更宜选用活性高、地质年龄低、粒度较细、低灰熔点和低灰分的煤）。灰的质量分数＞30％、灰熔点FT（流动温度）在1450 ℃以上时，则运转困难。 (3)耗氧量大；采用煤粉气力输送能耗大，设备磨损严重。 (4)出炉煤气温度很高，显热损失大；此法的缺点是飞灰带出物的质量分数约为10％之多 (5)需配套余热回收及除尘等辅助装置。（6）对于干粉煤气化技术，煤灰的粘温特性是非常重要的指标，它与气化炉水冷壁渣层特性具有很大的关联性，一般希望粘温曲线比较平缓，以便气化炉的操作窗口较大。否则，厚度薄的渣层将缩短气化炉水冷壁的寿命，厚度厚的渣层将容易造成堵渣，严重时要停炉处理。（7）均匀的原料煤是保证一体化现代煤化工装置连续、稳定运行的重要条件，由于煤炭品质的不均匀性，现代煤气化技术要求，最好对原料煤进行均质化，而均质化又受到场地和操作成本的限制。因此，希望选定的煤气化技术能适应特定的原料煤，并对煤质波动有较强的适应性。水煤浆和干粉煤技术为主的加压气流床技术由于技术先进，气化压力较高，符合大型化要求，近年来发展较快。水煤浆加压气流床气化的代表

气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究

气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究【摘要】煤气化过程是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸汽等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。煤气的有效气体成分、产气率、碳转化率等气化性能主要取决于煤与气化剂的种类，以及进行气化过程的工艺条件。【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益 0 引言气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。 1 气化过程的主要反应 1.1 热解过程的主要反应煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为： 1.1.1 裂解反应根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。 1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。 2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。 3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH

现代煤化工产业发展现状分析

现状分析、政策走向及前景预测一、现代煤化工产业概述煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料及化学品，生产出各种化工产品地工业，是相对于石油化工、天然气化工而言地.从理论上来说，以原油和天然气为原料通过石油化工工艺生产出来地产品也都可以以煤为原料通过煤化工工艺生产出来.煤化工主要分为传统煤化工和现代煤化工两类，其中煤焦化、煤合成氨、电石属于传统煤化工，而目前所热议地煤化工实际上是现代煤化工，主要是指煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油、煤制二甲醚及煤制烯烃等项目.目前煤化工热地背景源于石油、天然气价格地不断上涨，使得以煤为原料地煤化工产品在生产上具备了巨大地成本优势，从而成为相对石化产品地最具竞争力地替代产品.从煤化工基地建设而言，煤化工产业涉及煤炭、电力、石化等领域，是技术、资金、资源密集型产业，对能源、水资源地消耗大，对资源、生态、安全、环境和社会配套条件要求较高.煤化工地工艺路线主要有三条，即焦化、气化和液化，在煤地各种化学加工过程中，焦化是应用最早且至今仍然是最重要地方法，其主要目地是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃；煤气化在煤化工中也占有很重要地地位，用于生产城市煤气及各种燃料气，也用于生产合成气（作为氢气、合成氨、合成甲醇等地原料）；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料（石脑油、汽油、柴油）；煤地其他直接化学加工，则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等，仍有小规模地应用.个人收集整理勿做商业用途国内外现代煤化工产业发展现状从全球煤化工发展状况来看，主要集中在南非（公司是世界唯一拥有煤制液化工厂地公司，该公司地个煤基液化厂保证了南非地汽油、柴油供给量）、美国（太平原合成燃料厂是世界上目前唯一运行地大规模煤制天然气商业化工厂地公司，年产亿方天然气和万吨合成氨）和中国，除中国外其他国家并无大规模地发展，国内以煤炭为原料地化工产品在国际上大多是以石油和天然气为原料地，高高在上地国际原油价格是促使煤化工再次得到重视地直接动因.以原油和煤炭地单位热值来衡量，目前煤炭地价格只有原油价格地左右，以煤炭来代替石油作为化工产品地原料具有很好地经济意义.个人收集整理勿做商业用途 “富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临地现状，我国能源资源中，煤资源相对丰富，石油资源相对少，而且石油往往受制于国际市场.因此，通过把煤液化替代石油成为我国能源发展地一个明智选择.而且煤液化之后，相对于石油更加环保，符合国家节能环保地要求.未来随着我国经济发展，能源需求将日益扩大，对于煤液化地需求也就越大.这也就是意味着，对于煤化工需求也就越来越大.个人收集整理勿做商业用途我国是世界上最大地煤化工生产国，煤化工产品多、生产规模较大，当前我国正处于传统煤化工向现代煤化工转型时期，以石油替代为目标地现代煤化工产业刚刚起步.由于国际市场油价高起，我国现代煤化工项目已呈现遍地开花之势，激发了富煤地区发展煤化工产业地积极性.据了解，在煤炭资源丰富地鄂尔多斯、通辽、赤峰、阿拉善盟等地，煤化工产业开始“井喷”.神华集团煤直接液化项目、伊泰集团间接法煤制油项目、神华包头煤制烯烃项目、大唐多伦煤制烯烃项目、通辽乙二醇项目等煤化工重点项目相继建成并投产.目前，全国煤制烯烃地在建及拟建产能达万吨，煤制油在建及拟建产能达万吨，煤制天然气在建及拟建产能接近亿立方米，煤制乙二醇在建及拟建产能超过万吨.这些项目全部建成之后，我国将是世界上产能最大地现代煤化工国家.近五年我国焦炭、电石、煤制化肥和煤制甲醇产量均位居世界首位，成为煤化工产品生产大国.年是现代煤化工爆发地启动之年，预计投资额应该在亿元左右，之后四年投资额将逐增加，年将达到奇峰，预计在亿，五年累计超过万亿，是十一五期间地倍.个人收集整理勿做商业用途三、国家现代煤化工产业政策

煤气化技术的现状和发展趋势

煤气化技术的现状和发展趋势 1、水煤浆加压气化 1.1 德士古水煤浆加压气化工艺（TGP）美国Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发了水煤浆气化技术，TGP 工艺采用水煤浆进料，制成质量分数为60%~65％的水煤浆，在气流床中加压气化，水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气，液态排渣。气化压力在2.7~6.5MPa，提高气化压力，可降低装置投入，有利于降低能耗；气化温度在1 300~1 400℃，煤气中有效气体（CO+H2）的体积分数达到80％，冷煤气效率为70％~76％，设备成熟，大部分已能国产化。世界上德士古气化炉单炉最大投煤量为2 000t/d。德士古煤气化过程对环境污染影响较小。根据气化后工序加工不同产品的要求，加压水煤浆气化有三种工艺流程：激冷流程、废锅流程和废锅激冷联合流程。对于合成氨生产多采用激冷流程，这样气化炉出来的粗煤气，直接用水激冷，被激冷后的粗煤气含有较多水蒸汽，可直接送入变换系统而不需再补加蒸汽，因无废锅投资较少。如产品气用作燃气透平循环联合发电工程时，则多采用废锅流程，副产高压蒸汽用于蒸汽透平发电机组。如产品气用作羟基合成气并生产甲醇时，仅需要对粗煤气进行部分变换，通常采用废锅和激冷联合流程，亦称半废锅流程，即从气化炉出来粗煤气经辐射废锅冷却到700℃左右，然后用水激冷到所需要的温度，使粗煤气显热产生的蒸汽能满足后工序部分变换的要求。 1.2 新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化技术是最先进煤气化技术之一，是在德士古水煤浆加压气化法的基础上发展起来的。2000 年，华东理工大学、鲁南化肥厂（水煤浆工程国家中心的依托单位）、中国天辰化学工程公司共同承担的新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉中试工程，经过三方共同努力，于7 月在鲁化建成投料开车成功，通过国家主管部门的鉴定及验收。2001 年2 月10 日获得专利授权。新型气化炉以操作灵活稳定，各项工艺指标优于德士古气化工艺指标引起国家科技部的高度重视和积极支持，主要指标体现为：有效气成分（CO+H2）的体积分数为~83％，比相同条件下的ChevronTexaco 生产装置高1.5~2.0 个百分点；碳转化率＞98％，比ChevronTexaco 高2~3 个百分点；比煤耗、比氧耗均比ChevronTexaco 降低7％。新型水煤浆气化炉装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，同时综合能耗比德士古水煤浆气化低约7％。其中第一套装置日投料750t 能力新型多喷嘴对置水煤浆加压气化炉于2004 年12 月在山东华鲁恒升化学有限公司建成投料成功，运行良好。另一套装置两台日投煤1 150t 的气化炉也在兖矿国泰化工有限公司于2005 年7 月建成投料成功，并于2005 年10 月正式投产，2006 年已达到并超过设计能力，目前运行状况良好。该技术在国内已获得有效推广，并已出口至美国。 2、干粉煤加压气化工艺 2.1 壳牌干粉煤加压气化工艺（SCGP） Shell 公司于1972 年开始在壳牌公司阿姆斯特丹研究院（KSLA）进行煤气化研究，1978 年第一套中试装置在德国汉堡郊区哈尔堡炼油厂建成并投入运行，1987 年在美国休斯顿迪尔·帕克炼油厂建成日投煤量250~400t 的示范装置，1993年在荷兰的德姆克勒（Demkolec）电厂建成投煤量2 000t/d 的大型煤气化装置，用于联合循环发电（IGCC），称作SCGP 工业生产装置。装置开工率最高达73％。该套装置的成功投运表明SCGP 气化技术是先进可行的。 Shell 气化炉为立式圆筒形气化炉，炉膛周围安装有由沸水冷却管组成的膜式水冷壁，其内壁衬有耐热涂层，气化时熔融灰渣在水冷壁内壁涂层上形成液膜，沿壁顺流而下进行分

煤气化工艺方案的选择

初探煤气化工艺方案的选择 1 几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术，是煤洁净利用技术的重要环节，C1化学的基础。煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术，对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。煤气化过程采用的气化炉炉型，目前主要有以下3种：固定床﹙UGI、鲁奇﹚；流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、KBR、恩德等﹚；气流床﹙Texaco、Shell、GSP、PRENFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。 1.1固定床制气工艺 1.1.1常压固定床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800～1000℃。代表炉型有美国的U.G.I型和前苏联的U.G.Ⅱ型。工艺过程都比较熟悉，这里从略。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。 1.1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点：常压气化，固体加料，床体排渣，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。固定床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。 1.1.3 固定床加压气化工艺：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3.1 MPa，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。 1.2 流化床工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允分，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。

国内外煤化工产业技术进展情况

国内外煤化工产业发展情况刘纳新

目录 1 国际煤气化技术 (2) 1.1 煤炭气化技术 (2) 1.2 煤炭液化技术 (6) 1.3 整体煤气化联合循环(IGCC) (7) 2 国际煤化工产品开发进展情况 (8) 2.1 大型煤气化成为煤炭利用的技术热点 (8) 2.2 车用替代燃料成为煤基替代能源产品开发的重点 (9) 2.3 碳一化学品及其衍生物行业发展势头强劲 (10) 2.4 煤基多联产成为煤炭综合利用的重要方式 (11) 2.5 南非煤化工发展情况 (13) 2.6 美国煤化工发展情况 (14) 2.7 日本煤化工发展情况 (15) 2.8 欧盟煤化工发展情况 (16) 3 国内煤气化技术应用情况 (17) 3.1 多种煤气化技术并存 (17) 3.2 煤炭气化多联产技术 (18) 3.3 山西天脊煤化工集团有限公司煤气化技术的应用与发展 (18) 4 国内煤化工产品开发及项目建设情况 (19) 4.1 国内煤化工产品开发和建设 (19) 4.2 煤制甲醇项目 (20) 4.3 煤制二甲醚项目 (20) 4.4 煤制合成氨项目 (21) 4.5 煤制天然气和煤制烯烃 (21) 5 国内煤化工产业发展趋势 (23)

1 国际煤气化技术国际煤气化技术主要包括：煤气化、煤液化和整体煤气化联合循环(IGCC)技术。目前新一代煤气化技术的开发和工业化进程中，总的方向是气化压力由常压向中高压(8.5 MPa)提高，温度向高温(1500-1600℃)发展，气化原料多样化，固态排渣向液态排渣发展。 1.1 煤炭气化技术煤炭气化是在适宜的条件下将煤炭转化为气体燃(原)料的技术，旨在生产民用、工业用燃料气和合成气，并使煤中的硫、灰分等在气化过程中或之后得到脱除，使污染物排放得到控制。煤炭气化近年来在国外得到较大发展，目的是为煤的液化、煤气化联合循环及多联产提供理想的气源，扩大气化煤种，提高处理能力和转换效率，减少污染物排放。在100多年的研究开发于商业化应用中，相继开发出多种气化技术和工艺，按技术特点可粗略地划分为固定床、流化床和气流床气化技术。 1.1.1固定床 1.1.1.1固定床间歇式气化炉(UGI)。以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术目前已属落后的技术，气化率低，原料单一、能耗高，环境污染严重。随着能源政策和对环境要求的提高，该技术正在逐步被新的煤气化技术所取代。 1.1.1.2鲁奇气化炉。20世纪30年代德国鲁奇公司开发成功了固

(能源化工行业)我国煤化工产业概况及其发展方向

（能源化工行业）我国煤化工产业概况及其发展方向

我国煤化工产业概况及其发展趋势煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进壹步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，且将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1煤化工产业发展概况 1．1煤炭焦化焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为3.2～3.4亿t/a，直接消耗原料精煤约4.5亿t/a。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/a。目前，我国焦炭产量约1.2亿t/a，居世界第壹，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。全国有各类机械化焦炉约750座之上，年设计炼焦能力约9000万t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m之上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显著提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。焦炭成为我国的主要出口产品之壹，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理和其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2煤气化及其合成技术 1.2.1煤气化煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。煤气化技术的发展和作用引起国内煤炭行业的关注。“九五”期间，兖矿集团和国内高校、科研机构合作，开发完成了22t/d多喷嘴水煤浆气化炉中试装置，且进行了考核试验。结果表明：有效气体成分达83%，碳转化率>98%，分别比相同条件下的德士古生产装置高1.5%～2%、2%～3%；比煤耗、比氧耗均低于德士古7%。该成果标志我国自主开发的先进气化技术取得突破性进展。 1.2.2煤气化合成氨以煤为原料、采用煤气化—合成氨技术是我国化肥生产的主要方式，目前我国有800多家中小型化肥厂采用水煤气工艺，共计约4000台气化炉，每年消费原料煤（或焦炭）4000多万t，合成氨产量约占全国产量的60%。化肥用气化炉的炉型以UGI型和前苏联的Д型为主，直径由2.2m至3.6m不等，该类炉型老化、技术落后。加压鲁奇炉、德士古炉是近年来引进用于合成氨生产的主要炉型。

气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热

第60卷第12期化工学报Vo l160No112 2009年12月CIESC Jo ur nal December2009研究论文气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热倪建军1,梁钦锋1,周志杰1,张玉柱2,于广锁1 (1华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237; 2神华宁夏煤业集团有限责任公司,宁夏银川750004) 摘要:采用多相流动与传热模型耦合的数值方法,对气流床煤气化辐射废锅内多相流场与传热过程进行了数值模拟。在Euler坐标系中采用组分输运模型计算气体组分扩散过程,并通过realizable k-E湍流模型计算炉内流场,煤渣颗粒运动轨迹在L agr ang e坐标系中计算,并考虑了气固相间双向耦合。利用灰气体加权和模型与离散坐标法相结合,计算了炉内辐射传热过程,并考虑了煤渣颗粒的热辐射特性。结果表明:炉体入口存在张角约为10b的中心射流区,其流速和温度均较高,且周围存在明显回流区,回流区内部分颗粒富集;大部分颗粒直接落入渣池,且粒径越大落入渣池时温度越高;炉内温度分布除中心射流区,整体分布均匀,且随壁面灰渣厚度的增加而升高;计算结果与实验测量结果及文献值基本一致。关键词:辐射废锅;辐射传热;多相流;煤气化中图分类号:T Q546;T K11+4文献标识码:A文章编号:0438-1157(2009)12-2997-09 Mu ltiphase flow and heat transfer in en trained-flow coal gasification radian t syngas cooler N I Jianju n1,LIAN G Qinfen g1,ZHOU Zhijie1,ZH AN G Yuzhu2,YU Guangsuo1 (1K ey Labor ator y of Coal Gasif ication,M inistr y of Education,E ast China Univer sity of S cience and T echnology,S hanghai200237,China;2Shenhua N ingx ia Coal Group Cor p o ration L imi ted,Yinchuan750004,N ingx ia,China) Abstract:The process of m ultiphase flow and heat transfer in an entrained-flo w coal gasificatio n r adiant syng as cooler(RSC)w as simulated by coupling the m ultiphase flow m odel and heat transfer model1The gas phase flow field w as calculated by realizable k-E model w ith an Euler m ethod w hile the discrete random w alk(DRW)w as applied to tr ace the particles,and the interaction betw een gas and particles w as consider ed1The radiative properties of syngas mixture w ere calculated by Weig hted-Sum-of-Gray-Gases (WSGG)model1The discrete o rdinates model(DOM)w as used for m odeling the radiative heat transfer, and the effect of slag particles on radiative heat tr ansfer w as included1Results show ed that the ex panding ang le of inlet jet is10b,w here the temperature and velocity are hig her than other area.s1The recirculation region around the inlet jet has a higher particle co ncentratio n1M ost of the slag par ticles are straig htly dro pped into the slag poo l,and the larg er the particle,the faster the dr opping and the higher the temperature it w ill have1The tem perature distr ibutio n in RSC is uniform ex cept the inlet jet reg ion,and the temperature increases w ith the increase in ash/slag deposition thickness1T he mathematical models for 2009-04-22收到初稿,2009-08-31收到修改稿。联系人:于广锁。第一作者:倪建军(1983-),男,博士研究生。基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2004C B217707);国家自然科学基金项目(20876048);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0416);教育部长江学者与创新团队发展计划项目(IRT0620)。 Received date:2009-04-22. Correspon ding auth or:Prof.YU Guangsuo,gsyu@ ecust1edu1cn Foun dation item:s upported by th e National Basic Research Program of Chin a(2004CB217707)and th e National Natu ral Science Fou ndation of Chin a(20876048).

煤化工技术现状和发展趋势

煤气化技术的现状及发展趋势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适用场合，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、移动床气化技术，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和气流床技术，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发及应用的进展情况，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发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，煤一直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进展。特别是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移动床气化技术，是世界上最早开发和应用的气化技术。固定床一般以块煤或焦煤为原料，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