气流床气化法
5.5 气流床气化法.
⑶气化炉
向火侧附着一层耐火材料（以渣抗渣）
膜式水冷壁 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
水冷壁结构
水冷壁是由: 液体熔渣、 固体熔渣、 膜式壁、 、 碳化硅耐火填充料
加压冷却水管、 抓钉 组成的。
水冷壁结构示意图：
连续运行10年水冷壁内侧图片
连续运行10年水冷壁外观图片
Shell气化炉以渣抗渣原理： 生产中，高温熔融下的流态熔渣，顺水冷壁
重力方向下流，当渣层较薄时，由于耐火衬里和金 属销钉具有很好的热传导作用，渣外表层冷却至灰 熔点固化附着，当渣层增厚到一定程度时，热阻增 大，传热减慢，外表渣层温度升高到灰熔点以上时， 熔渣流淌减薄；当渣层减薄到一定厚度时，热阻减 小，传热量增大，渣层温度降低到灰熔点以下时熔 渣聚积增厚，这样不断的进行动态平衡。
3.Shell煤气化工艺 ⑴工艺技术特点 ●加压气流床粉煤气化，以干煤粉进料，纯氧做气化剂，
液态排渣； ●火焰中心温度：1600~2200℃； ●出炉煤气温度约为：1400~1700℃； ●干煤气中有效成分CO和H2可达90%以上，CH4含量很低。 ●主要工艺技术特点：
①煤种适应广（干法粉煤、气流床） ②能源利用率高（高温、加压热效率高；碳转化率高） ③设备单位产气能力高（加压、设备单位容积产气能力高） ④环境效益好（富产物少，属洁净煤工艺）
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。
气流床加压气化工艺介绍
气流床加压气化工艺介绍一、工艺原理本煤气化技术属气流床加压气化工艺。
浓度60.5%的水煤浆通过煤浆给料泵加压与高压氧气（纯度99.6%）通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴对喷进入气化炉燃烧室。
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。
利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种灰熔点温度以上进行气化反应。
炉内温度约1350℃，反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
（1）射流区：流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。
同时受撞击区较高压力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此后为撞击区。
（2）撞击区：当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。
此点即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用，射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速度）逐渐增大。
撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作用好。
（3）撞击流股：四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特征相同的两个流股。
在这个区域中，撞击流股具有与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。
（4）回流区：由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作用，故在射流区边界和撞击流股边界，出现在回流区。
（5）折返流区：沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流，近炉壁沿着轴线折返朝下运动。
（6）管流区：在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射流撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持不变，形成管流区。
水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进行。
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
以含碳化合物为原料的气流床气化技术的基础研究和应用
以含碳化合物为原料的气流床气化技术的基础研究和应
用
气流床气化技术是一种将含碳化合物原料转化为气体燃料的技术。
该
技术的基础研究和应用已经得到了广泛的关注和研究，其应用领域也
越来越广泛。
气流床气化技术的基础研究主要包括气化反应机理、气化反应动力学、气化反应热力学等方面。
其中，气化反应机理研究是气流床气化技术
研究的核心，它可以揭示气化反应的本质和规律，为气化反应的优化
和控制提供理论基础。
气化反应动力学研究可以探究气化反应的速率
和影响因素，为气化反应的优化和控制提供实验依据。
气化反应热力
学研究可以揭示气化反应的热力学特性，为气化反应的优化和控制提
供理论基础。
气流床气化技术的应用领域主要包括能源、化工、环保等方面。
在能
源领域，气流床气化技术可以将含碳化合物原料转化为气体燃料，如
合成气、液化石油气等，用于发电、供热等方面。
在化工领域，气流
床气化技术可以将含碳化合物原料转化为化学品原料，如甲醇、乙二
醇等，用于生产化学品。
在环保领域，气流床气化技术可以将含碳化
合物原料转化为无害物质，如二氧化碳、水等，用于减少污染物排放。
总的来说，气流床气化技术的基础研究和应用已经取得了很大的进展，其应用领域也越来越广泛。
未来，随着技术的不断发展和完善，气流
床气化技术将会在更多的领域得到应用，为人类的生产和生活带来更
多的便利和效益。
气流床气化工艺
气流床气化工艺
气流床气化工艺是一种高效的能源转化技术，它可以将各种固体燃料转化为可燃气体，如煤、木材、废弃物等。
这种技术的优点在于它可以将废弃物转化为能源，减少了废弃物的数量，同时也减少了对传统能源的依赖。
气流床气化工艺的基本原理是将固体燃料放入气流床中，通过高温气流的作用，将燃料分解成可燃气体。
这种技术的优点在于它可以在不使用氧气的情况下进行气化，从而减少了氧气的消耗，同时也减少了氧气的污染。
气流床气化工艺的应用范围非常广泛，可以用于生产燃气、合成气、液体燃料等。
在燃气生产方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为燃气，从而减少了对传统燃气的依赖。
在合成气方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为合成气，从而用于化学工业、石化工业等领域。
在液体燃料方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为液体燃料，从而用于汽车、船舶等领域。
气流床气化工艺的发展前景非常广阔，它可以为我们提供更加清洁、高效的能源转化技术。
同时，气流床气化工艺也可以为我们解决废弃物处理的问题，从而减少了对环境的污染。
因此，我们应该加强对气流床气化工艺的研究和开发，推广其应用，为我们的经济发展和环境保护做出贡献。
气流床气化
气流床气化工艺摘要：煤炭气化是煤利用的主要内容之一，而气流床气化是煤炭气化的一种重要形式。
本文立足我国煤炭气化现状，对目前国际上比较成熟先进的气化工艺（Texaco气化工艺法、shell煤气化工艺法）做了简单介绍。
同时，也阐明了我国未来煤气化的发展方向。
关键词：气流床；煤气化；气化炉；气化工艺；加压气化；环境；引言随着中国经济的快速增长，对能源的需求在与日俱增。
我国是一个多煤贫油少气的国家，如何充分高效率的利用质量参差不等、数量有限且不可再生的煤炭资源是一个摆在国人面前的世纪问题，这关乎民生，也关系到国家的长足发展。
另外，煤炭的开发利用带来了严重的环境问题，这是亟待解决的。
气流床煤气化工艺为煤的洁净高效利用提供了一种可能的途径，这也是本文着重要讨论的。
1、煤炭气化概述气流床气化是一种并流式气化。
气化剂（氧气与蒸汽）将煤粉（70%以上的煤粉通过200目筛孔）夹带入气化炉，在1600~1800℃高温下将煤进一步转化为CO、H2、CO2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。
也可以将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉，在气化炉内，煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，直接发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下。
因此，其热解、燃烧以及吸热的气化反应，几乎是同时发生的。
随着气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物夹裹着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。
这种运动形态，相当于流化领域例对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。
1.1 气流床气化技术特点1)煤种适应性强．入炉煤以粉状(或湿式水煤浆状)喷入炉内，各个微粒被高速气流分隔，并单独完成热解、气化及形成熔渣，无相互作用，不会在膨胀软化时造成黏结，即不受煤的黏结性影响．原则上各种煤都可用于气流床气化，但炉内气化温度应高于煤的灰熔点，以利于熔渣的形成．此外，从经济角度来看，应选择褐煤等挥发分高而固定碳少的煤，可大大改善气化条件；人炉的原料煤越细越好，煤粒越小，比表面积越大，气化速度越快，反应时间越短，碳转化率也越高．2)反应物在炉内停留时间短，反应时间约为1s～3 s．随煤气夹带出炉的飞灰中含有未反应完的碳，采取循环回炉的方法可以提高碳转化率；而且由于煤粉在气化炉内停留时间极短，为了完成反应，必须维持很高的反应温度．所以常常采用纯氧作为气化剂，气化温度可高达1 500℃，灰渣以熔融状态排出，熔渣中含碳量低．液体熔渣的排渣结构简单，排渣顺利．但是炉壁衬里受高温熔渣流动侵蚀，易于损坏，影响寿命．3)为了达到1 500℃左右的气化温度，氧气耗量较大，影响经济性．随着高温下蒸汽分解率的提高，蒸汽耗量有所减少．4)出炉煤气温度很高，显热损失大，可用废热锅炉回收热量，提高热效率．为了防止黏性灰渣进入废热锅炉，可先用循环冷煤气将出炉煤气激冷到900℃～1 100℃，并分离出灰渣，再进入废热锅炉．5)出炉煤气的组分以C0，H2，C02和H2O为主，CH4含量很低，热值并不高．产品中不含焦油．煤气产品中有效成分高，不产生含酚废水，烟气净化装置简单．1．2影响气流床气化的主要因素1)高气化温度．气化温度可达1 500℃以上．炉内高温是由煤粉在纯氧下燃烧或部分燃烧释放的热量而保持的，与此同时，碳粒与水蒸气或C02发生吸热的还原反应．提高炉内温度有利于加快反应速度，提高气化强度和生产能力．同时，由于炉内反应速度的提高，炉中的煤粉即使在很短的时间内也能完全气化，获得很高的碳转化率。
气流床气化法介绍
污泥处理：利用气流床气化法处理污泥，实现污泥资源化利用
02
工业废气处理：利用气流床气化法处理工业废气，减少环境污染
01
垃圾焚烧发电：利用气流床气化法处理城市生活垃圾，实现资源化利用
04
生物质能发电：利用气流床气化法处理生物质废弃物，实现能源转化和利用
技术改进
提高气化效率：通过优化反应器设计和操作条件，提高气化效率，降低能耗
气体燃烧：可燃性气体在燃烧室中燃烧，产生热能
热能利用：将热能转化为电能或其他形式的能量，供用户使用
气化效率
气流床气化法是一种高效的气化技术，可以将固体的重要指标，通常用气化率来表示。
气化效率与气化温度、气化压力、燃料特性等因素有关，可以通过优化操作条件来提高气化效率。
生物质能行业
01
生物质气化发电：利用生物质气化产生的气体发电，提高能源利用效率
03
生物质气化制氢：利用生物质气化产生的气体制氢，推动氢能产业发展
02
生物质气化供热：利用生物质气化产生的气体供热，减少化石能源消耗
04
生物质气化制炭：利用生物质气化产生的气体制炭，提高生物质利用价值
废弃物处理行业
03
减少环境污染：通过改进气化过程，减少有害气体排放，降低环境污染
提高产品质量：通过优化气化过程，提高气化产品质量，满足不同应用需求
降低成本：通过采用新型催化剂和工艺，降低生产成本，提高经济效益
成本降低
技术进步：随着技术的不断进步，气流床气化法的成本有望进一步降低。
1
规模效应：随着气流床气化法在工业上的应用越来越广泛，规模效应将使得成本降低。
06
设备要求
高温耐火材料：气化炉内壁需要耐高温、耐腐蚀
§ 4.4 气流床气化工艺
水
添加 剂
原 煤
高浓度湿磨
水煤浆
封闭式湿磨设备
煤浆的制备和输送
非封闭式湿磨设备
需要指出的是，不管是哪一种制浆工艺，都是耗能 大户。因此，为了减少磨矿功耗，磨矿前，除特殊情 况(如用粉煤或煤泥制浆)外．都必须经过破碎，预先 破碎到粒度小于30mm，然后经过带称送人磨粉机。 研磨好的煤浆首先要进入一均化罐· 然后用泵送到气化 炉。煤浆是否能够顺利进入气化炉，在泵功率确定的 前提下，取决于煤浆的浓度和颗粒的粒度．这又集中 体现在煤浆的黏度上，为降低黏度可采用加入添加剂 的方法以降低黏度。
水煤浆和氧气喷入气化炉后，生成以CO、氢气为主要成分 的粗煤气。灰渣采用液态排渣
水煤浆气化制煤气的特点
优点 缺点 ①气化原料范围广 ①炉内耐火砖侵蚀严重，更换费用高，增加生产成本 ②与干粉进料相比较，安全并易控制 ②喷嘴使用周期短，停炉更换喷嘴影响生产连续运行 ③工艺技术成熟，流程简单；设备布置紧凑，运转率高； ③水煤浆含水高，氧耗和煤耗比干法高 气化炉结构简单，内部无机械传动装置，操作性能好 ⑤对管道及设备材料要求高，工程投资大 ④操作弹性大，碳转化率高 ⑤粗煤气质量好，用途广 ⑥气化压力范围广 ⑦生产能力大 ⑧污染少，环保性能较好
水
添加 剂
返料
高浓度湿磨
水煤浆
湿筛
封闭式湿磨设备
煤浆的制备和输送
非封闭式湿磨设备
如图所示是非封闭式湿磨 系统。该法中，煤一次通 过磨机，所制取的煤浆同 时能够满足粒度和浓度的 要求。煤在磨机中的停留 时问相对长一些，这样可 以保证较大的颗粒尽可能 不太多。要达到合格的研 磨，选择适当的磨机就变 得很重要，最合适的是用 充填球或棒的滚筒磨机， 妥善选择磨机长度、球径 及球数，使得煤通过磨机 时一次即能达到高浓度的 煤浆，并具有所需要的粒 度。
气流床气化法流程
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第六章 气流床气化new
煤粉以均匀的速度被加 到螺旋给料机，通过它 将煤粉送至混合器，在 混合器中氧和蒸汽流携 带煤粉通过短管经烧嘴 入炉。
(3)烧嘴
粉煤的喷射速度必须大于火焰的扩散速 度，以防发生回火。规定负荷的调节范围 为额定负荷的60%-100%，回火速度一般为 额定负荷流速的50%-55%。 每个气化炉的炉头装有相邻的两个烧嘴， 并与对面炉头的烧嘴处于同一条直线上。 各个烧嘴有各自的螺旋给料机。
第二节 K－T气化炉
两个稍向下倾斜的喷嘴 相对设置，一方面可以使 反应区内的反应物形成高 度湍流，加速反应，同时 火焰对喷而不直接冲刷炉 墙，对炉墙有一定的保护 作用。另一方面，在一个 反应区未燃尽的喷出颗粒 将在对面的火焰中被进一 步气化，如果出现一个烧 嘴临时堵塞时保证连续安 全生产。
第二节 K－T气化炉
第一节 气流床气化概述
缺点： ①由于燃料在气化介质中的浓度低、反应物并流， 产品气体与燃料之间不能进行内部换热，其结果 使出口气体的温度比移动床和流化床的都高。 ②为了保证较高的热效率，因而就得在后续的热 量回收装置上设置换热面积较大的换热设备，这 就在一定程度上抵消了气化炉结构简单的优点。 已经工业化的气流床气化炉:K－T、Shell、GSP、 GE、Prenflo、E—gas、对置多喷嘴气化炉、多 元料浆气化炉等
水煤浆浓度
水煤浆浓度：煤浆中煤的 质量分数，与煤炭的质量、
制浆的技术密切相关
水煤浆的水分含量是指全 水分，包括煤的内在水分 水煤浆浓度对气化过程的 影响：一般地，随着水煤
浆浓度的提高，煤气中的
有效成分增加，气化效率 提高，氧气的消耗量下降。
德士古法的收益明显受到煤浆浓度的影响。
气流床气化工艺
气流床气化工艺气流床气化工艺是一种先进的生物质能源转化技术，通过在高温气流中将固体生物质转化为可燃气体，同时产生热能。
这一技术在能源利用和环保方面有着重要的应用前景，对于推动清洁能源发展、减少化石能源消耗具有重要意义。
气流床气化工艺的原理是利用高温气流对生物质进行气化反应，将生物质中的碳、氢、氧等元素转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。
这些可燃气体可以用作燃料供给发电机组发电，也可以用于工业生产中的燃烧或化学反应。
在气流床气化工艺中，生物质被送入气化炉中，通过控制气化温度、气化压力和气流速度等参数，实现生物质的快速热解和气化过程。
在高温气流的作用下，生物质中的大分子有机物被分解成小分子气体，并释放出热能。
同时，气化炉中的气氛是还原性的，有利于生成一氧化碳等可燃气体。
气流床气化工艺与传统燃煤发电相比具有诸多优势。
首先，生物质是可再生资源，气化过程不会增加二氧化碳等温室气体的排放量，有利于减少对环境的污染。
其次，气流床气化技术可以实现生物质资源的高效利用，提高能源利用效率。
再者，气化产生的可燃气体可以替代天然气、煤炭等传统燃料，降低能源成本，减少对非可再生资源的依赖。
气流床气化技术在生物质能源、城市垃圾处理、工业废物处理等领域得到了广泛应用。
在生物质能源领域，气流床气化技术可以处理各类生物质原料，如秸秆、木屑、废弃木材等，实现生物质能源的高效利用。
在城市垃圾处理领域，气流床气化技术可以将垃圾转化为可燃气体和灰渣，实现垃圾资源化利用。
在工业废物处理领域，气流床气化可以处理各类有机废物，减少废物排放对环境的影响。
总的来说，气流床气化工艺是一种具有广阔应用前景的生物质能源转化技术。
通过将生物质转化为可燃气体，实现能源利用和环保的双重目标，有助于推动清洁能源发展，减少对化石能源的依赖。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，气流床气化技术将在未来发挥更加重要的作用，为可持续发展做出贡献。
第六章 气流床气化工艺
第六章气流床气化工艺气流床气化法是20世纪50年代初发展起来的新一代煤气化技术，最初代表炉型为K—T炉。
之后随着shell、Texaco等一批新型工艺的开发，气流床气化技术因其出色的生产能力和气化效率，在世界范围内得到了广泛的应用，尤其是在燃气联合循环中。
目前绝大多数IGCC电站所选的是气流床气化炉，主要炉型为Texaco、Shell、E-Gas(原Destec)以及Prenflo 等。
第一节概述表6-2 三种气化技术比较二气流床气化原理1 气化原理（1）粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化•可以认为煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，同时发生快速的热分解脱除挥发分，生成半焦和气体产物（CO 、及其他碳氢化合物）。
•生成的气体产物中的可燃成分在富氧条件下，迅速与氧气发生燃烧反应，并放出大量的热，使粉煤夹带流温度急剧升高，并维持气化反应的进行。
42222CH N S H CO H 、、、、n m H C 22242222222222222222)2/()2/()2/()4/(CO O H O CH OH O H CO O CO H n mCO O m H C O H n mCO O n m H C n m n m +=+=+=++=++=++（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）（6-5）二气流床气化原理1 气化原理（2）固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应•氧与剩余焦粒发生燃烧和气化反应。
•炽热的半焦与水蒸气进行还原反应，生成CO 和。
2H CO O C CO O C 22222=+=+2222222CO H O H C CO H O H C +=++=+（6-6）（6-7）（6-8）（6-9）二气流床气化原理1 气化原理（3）生成的气体与固体颗粒间的反应•高温的半焦颗粒，除与气化剂水蒸气和氧气进行气化反应外，与反应生成气也存在气化反应。
•煤中的硫，在高温还原性气体存在的条件下，与和CO 反应生成和。
气流床气化工艺-空分工序)
气流床气化的主要特征：
⑤ 生产效率高； ⑥碳转化率高。
空气分离的原理及方法
空气分离的原理及方法
氮的分离。
空气分离的原理及方法
空气净化系统
空气净化系统
空气净化系统
精馏系统
精馏系统
4-4 气流床气化工艺
德士古气 化工艺
德士古气化 炉
工艺流程
工艺条件和 气化指标
水煤浆浓度对气化过程的影 响基本表现在几个方面。一般 地，随着水煤浆浓度的提高， 煤气中的有效成分增加，气化 效率提高，氧气的消耗量下降
粉煤的粒度
开粉喷德煤嘴士的后古粒，法度在的对反收炭应益的区明转的显化停受率留到有时煤很间浆大比浓影小度响颗的。粒影较的响大停。的留颗时粒间离短 ，而且在，工颗业粒规越模大的气条固件相下的，接煤触浆面黏积度减是小一。限这制双因重素的。影 响碳结量为表果增使面是大煤活，。装性使易 剂大于来颗泵降粒送低煤和其的提黏转高度化其。率浓降度低，，工导业致上灰采渣用中添的加含
气流床气化工艺
3、气流床气化炉
气流床气化炉
与流化床的比较
气化过程
要求
所谓气流床，就是气化 剂将煤粉夹带进人气化炉 ，进行并流气化。。 沸腾床气化炉，可以利 用小颗粒燃料，气化强度 较固定床大，但气化炉内 的反应温度不能太高，一 般用来气化反应性高的煤 种。而气流床气化却是采 用更小颗粒的粉煤。
2020/3/26
高通温，有因和为，于需才加要预快高先反度将应预煤速热干度来燥，。炉内压力(表压)为196～
提高保气持化灰强，6a9，因％微而～正不75压会％。造(冷成煤黏气结效现率象，
时高对温烟还煤可而所以言以获，气得每化比千用较克煤高烟不的煤必碳考) 虑黏结性。但粉煤采用气力
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性技术包括GEGP（原Texaco）、多元料浆、多喷嘴对置和E-GAS。
国内外气流床气化技术比较分析
碳转化率
有效气含量
＞99%
＞90%
GSP炉业绩
GSP炉关键设备——组合烧嘴
GSP炉关键设备——气化炉
GSP炉关键设备——气化炉
科林炉
干粉 NO. 05
科林炉发展历程
科林炉结构
气化炉特点： 1、干粉进料，煤气下行 2、多喷嘴顶置 3、水冷壁炉膛 4、水激冷流程
科林炉工艺流程
科林炉操作条件与气化指标
碳转化率
有效气含量
30~98%
85~90%
Prenflo炉
干粉 NO. 02
Prenflo炉发展历程
Prenflo炉结构
Prenflo炉工艺流程-废锅
Prenflo炉工艺流程-激冷
Prenflo炉位于西班牙的IGCC电站
Prenflo炉实景
Prenflo炉烧嘴运行前后照片
Shell炉
五环炉操作条件与气化指标
项目 原煤 气化温度 压力 比氧耗 比煤耗 指标 几乎所有煤种 1400~1700℃ 3~4Mpa 350Nm3/kNm3(CO+H2) 630kg/kNm3(CO+H2)
碳转化率
有效气含量
＞99%
＞90%
五环炉业绩
航天炉
干粉 NO. 08
航天炉结构
气化炉特点： 1、高压水冷壁干粉气化炉 2、顶置单烧嘴 3、激冷流程
碳转化率
有效气含量
＞98%
＞81%
四喷嘴气化炉业绩
四喷嘴气化炉业绩
清华/晋华炉
水煤浆 NO. 03
清华炉结构
气化炉特点： 1、非熔渣-熔渣分级气化 2、绝热炉膛 3、激冷流程
一代清华炉
清华炉结构
气化炉特点： 1、顶置单烧嘴 2、水冷壁炉膛 3、激冷流程
气流床气化技术的现状及对比
气流床气化技术的现状及对比1 技术简介气流床煤气化就是煤浆或煤粉和气化剂（或氧化剂）以射流的形式喷入气流床气化炉内，在均匀高温下，快速转化为有效气体的过程，炉内的高温使煤中的灰熔解，作为熔渣排出。
现代气流床气化的共同点是加压（3.0～6.5MPa）、高温、细煤粒，但在煤处理、进料形态与方式、实现混合、炉壳内衬、排渣、余热回收等技术单元存在不同，从而形成了不同风格的技术流派。
气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性，其清洁、高效代表着当今煤气化技术的发展潮流。
目前最具代表性的气流床气化技术有美国的Texaco 水煤浆加压气化技术和荷兰的Shell 干煤粉加压气化技术；另外，还有与上述气流床气化技术相似的Destec 水煤浆加压两段式气化技术及Prenflo 干煤粉气化技术。
1.1 Texaco 煤气化工艺Texaco 气化炉有两种结构，一种是直接激冷式气化炉，一种为装有煤气冷却器的气化炉。
美国Texaco 公司开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60 %～65 %的水煤浆，用纯氧作气化剂，水煤浆和纯度为95 %的氧气从安装在炉顶的燃烧喷嘴喷入气化室，在高温、高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5 MPa ，气化温度1 400 ℃左右，液态排渣，煤气中CO +H2 占80 %左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率为96 %～99 % ，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤种适应范围较宽，是目前较为先进的煤气化技术之一。
烧嘴是Texaco 气化工艺的关键部件，其寿命和运行状况直接决定着装置能否长周期经济运行。
烧嘴多为三通道结构，中间走煤浆，外层和内层走氧气，内层氧气通过量占总氧量的8 %～20 %。
气化炉内镶嵌耐火砖，使用寿命一般在6～18 个月，煤中灰分、烧嘴运行质量、炉内温度、开停车频度等都对耐火砖有较大的影响。
Texaco 水煤浆气化炉与1952 年开发成功的渣油气化炉相似。
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二加压流化床气化工艺-1高温温克勒气LOG化O 法
• 高温温克勒气化法的基础是低温温克勒气化法。它是采用比低温温克勒气化法较高的 压力和温度的一项汽化技术。
• 除了保持常压温克勒气化炉的简单可靠、运行灵活、氧耗量低和不产生液态烃等优点 外,主要采用了带出煤粒再循环回床层的做法，从而提高了碳的利用率。
被气流带出流化床。
2、温克勒气化工艺流程 (粗右出((首成干(中惰3421)煤。煤)))粗先燥性0,煤原气料～气 在气煤对 ， 气气化料斗l的气0炉气原如体的预的中温包化m出化的的料果。m除预处充克括、炉炉粗显进炉用的尘理处以勒煤气温上煤热行料螺炉和理后氮度部气的化回气破含旋料冷的气一设收碎有加，进化预产却原或般有和表料一人料二工处物为废筛面器般废送氧艺理显热9将分 水不热入化0流、热锅0煤分需,锅料碳制℃炉程气的料，要炉斗左, , 生回可加产收以入的 余使 气蒸热用化利，汽烟炉用产压道的、生力气底蒸在煤对部汽1原，气.9，料煤6的～然进在除2后行炉.1尘进干内人和燥的， 6两控停M级制留P旋a入 时，风炉间冷蒸分原约汽却离料1的5等器的m产和i水n量洗左分为涤右在0塔。.85％，气～～煤化0.18气剂2kg
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分利用机械化采煤得到的细粒 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。
缺点 主要是温度和压力偏低造成的。炉内温度要保证灰分不能软化和结渣， 一般应控制在900°C左右，所以必须使用活性高的煤为气化原料。 气化温度低，不利于二氧化碳还原和水蒸气的分解，故煤气中二氧化 碳的含量偏高，而可燃组分如一氧化碳、氢气、甲烷等含量偏低。 和移动床比较，气化炉的设备庞大，出炉煤气的温度几乎和床内温度 一样，因而热损失大。 另外，流态化使颗粒磨损严重，气流速度高又使出炉煤气的带出物较 多。为此进一步开发了温克勒加压气化和灰团聚气化工艺。
1、高温温克勒气化法（1）工艺LO流GO 程
和低温温克勒气化炉相比较,高 温温克勒气化炉的主要特点是出 在H炉压T粗W力煤汽和气化高直工温接艺下进最的入初温两是克级由勒旋德气风国除尘 化的器．莱，设茵一备褐级的煤分生公离产司的能发含力明碳大,量该大较公提高司的颗 高拥粒,是有返常并回压经到的营床2德内倍国进多鲁一。尔步温地气度区化的的，二级 提几除高座尘和褐器大煤流颗煤出粒矿的重。气新用体返莱入回茵废床褐热层煤炉回收 使煤为C热尘得中a原量。O碳加料+，M转入，再g化助煤O经率剂占的水上，5灰洗0升一%分塔为是左中冷可9右却6以％;S除脱i。O尘2 却除 除占整硫8%个化；气氢灰化等熔系，点统并T是且1在=可9一使50个碱℃密性，闭的 灰添压分加力的5系%灰统的培中石点进灰提行石高的后。，提气加高化煤到温，汽化， 度1出1提0灰0高。均，在虽汽加然化压煤压下气力进中0行的.9。8甲M含烷P水a 分 含的8量%压~降力1低2下%，，的但以褐煤氧煤气气进中/入水的压蒸有力气效为 成汽0分.化98却剂M提P，a高温的，度密煤1闭0气0料0的下锁质进系量行统也的后，经 相H过应T螺W提旋汽高给化。料工阀艺输试入验炉内。为提高 煤的灰熔点而按一定比例配入的 添加剂（主要是石灰石，石灰或 白云石）也经给料机加入炉内， 和由螺旋给料机加入的煤料并流 气化。
第五节 气流床气化法
一常压流化床气化工艺-1 温克勒气L化OGO炉
温克勒气化炉的炉箅安装在圆锥 壁煤能前有后结的体 侧 下 层 使气粒不送设气重被早炉 来 构 效一温若对部面面上煤化度必系置的新部期栅的简果般克煤于分送送面在炉在干统分的显固的气化。,气气勒不黏,2人入接顶蒸0燥，熔一热化温化，化5～化气含结近，，部汽。借些融，。克～炉同剂1剂化表性灰形其装和以水的同勒40取样总通mm炉面煤熔成余有氧克冷时灰气消能量处m过采水，点流的辐(服管，颗化或左炉达的的炉用且可的化气射螺粒．由炉空右栅到6许栅粉能能温床化锅0旋在于用在气。， 均多％进煤 自 需度。 荆炉给出温以炉)炉 匀喷～入由为 由 要下由,煤气度回是底子 布嘴7炉炉流原 气气燃机化降收沿部5的 气喷内箅 ％动料 流化料端低出炉着入。底 由就输,，之可炉内， 气这 性部典化粉可低容型炉煤以的易的，由提煤出工内螺高种现业径旋气气堵规5加化化.塞模5料效。m的的，器率问温高加、题科2入有。勒3m圆利常．锥于压当部活分 以鼓下鼓为整调 化 密 经 ％的旋简互整褐 风 为 风 范9通节点度过的4腰给体成个煤，时围4过0流。大螺灰71部料的截0为单，为控080化较，旋从，机圆面00m原炉生2制0或床大因排底53周加的上m／料生产气％1的的而灰部3设煤转的2/h时产能化～h温富沉机排0。置量数均．的，能力剂1度灰到排出生二可来匀5采角氧力在的0不颗流出，产到以实分％用气在标度组超粒化。另能三通现布。空有蒜 标 准成过 比 床 大 外力个过 。 。气利汽 准 状和煤灰 底 约 的的加调 一蒸于常 状 态流7粒的 部 有调料节 般汽0煤压 态 下速3的软 ，％口螺 沿0在来，
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4、优缺点
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优点:温克勒气化工艺单炉的生产能力较大、煤气中无焦油,污染小。
4、优缺点
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优点:温克勒气化工艺单炉的生产能力较大、煤气中无焦油,污染小。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分利用机械化采煤得到的细粒 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，排放的洗涤水对境的污染较小。