现代煤气化技术及其煤种的适应性分析
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渣 和熔 融排 渣等 。煤 气 化技术 及 其代 表性 炉 型 主要
收 稿 日期 ：０ １０ －２ ２ １ －３ ２
作 者 简 介 ： 小 静 ， ，９ ５年 出 生 ，９ ８年 毕 业 ： 原 理 工 大 学 化 原 女 １６ １８ Ｆ太
工系煤化工专业 ， 工程 师， 主要从 事煤 炭贸易工作 。
的接 触 时间等 。煤气 化 技 术 是 煤 化 工 的先 导 技 术 ， 气化 技术 的选 择 ， 要 充分 考 虑原 料煤 的特 性 、 需 煤气 的用 途 和规模 、 化技 术 的成熟 度 与可 靠性 、 煤气 气 粗
（ ｅ ｅ）水煤浆加压气化 、 Ｄｓｃ ｔ 壳牌 （ ｈｌ 、ｒ ｆ 和 Ｓｅ ） Ｐｅｌ １ ｎｏ
原料 ， 适用 于生 产燃 料 煤 气 或 间接 液 化 制油 的原 料 气 ； 炉生 产能 力大 ， 型 结 构 复 杂 ， 炉煤 气 中含 单 炉 出
焦油 、 酚类及 氰化 物 ， 续污水 处 理 和煤 气净 化工 Hale Waihona Puke Baidu 后
８ ～１％ ； ％ ０ 流化床 和气 流 床则规 定煤 的含水 质量 分 数小 于 ５ ， 高 的含水 量会 降低 颗 粒 的 流动 性 ； ％ 过 粉
Ｇ Ｐ粉煤 加压 气化 等 。本 文对典 型 的气化 技术 及 其 Ｓ 对 煤质 的要 求进 行 归 纳 总 结 ， 以期 为 我 国煤 气 化 技
术 的发 展提 供一 定 的参考 。
１ 煤 质 特 性及 其对 气 化 性 能 的影 响
我 国煤炭 资 源 丰 富 ， 含 了褐 煤 到 无 烟煤 的不 包
第３ １卷 第 ３期
２ １ 年 ６月 ０１
山 西
化
工
Ｖ０ ． １ Ｎ ． １３ ｏ ３
ＳＨＡＮＸＩＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
Ｊｎ ０ ｌ ｕ ．２ １
，
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考 谚 誊 搀
＾ ｛
＿ － ａ ‘
现 代 煤 气 化 技 术 及 其 煤 种 的 适 应 性 分 析
化： 压 粉 煤 （ — 常 Ｋ Ｔ）气 化 、 士 古 （ ｅａ ｏ 德 Ｔ ｘｃ ）和
包括气 、 固两相的非均相反应与气体反应物间的均 相反 应 。反 应 进 行 的 程 度 取 决 于 气 化 炉 的 操 作 条
件， 即温 度 、 力 、 的化 学 反 应 活 性 及 气 化 剂 与煤 压 煤
气化 工艺 的配 置 。 不 同的气 化工 艺对 原料 煤 的性质 要 求不 同 ， 在选 择 煤 气化 工 艺 时 ，考虑 气 化用 煤 的 特 性及 其影 响极 为重 要 。影 响煤 气化 工艺 煤质 特性
的因 素主要 包括 以下 几 方 面 ：
进 料 和浆液 进料 ； 排渣 方式 的不 同 ， 分 为 固体 排 按 可
技 术 可分 为 固定床 （ 移动 床 ） 流化床 １ 、 ＝ 沸腾 床 ） 和气
流床 等形式 ； 气化 操作 压 力 的不 同 ， 分 为常压 煤 按 可 气 化 和加压 煤气 化 ； 按进 料方 式 的不 同 ， 可分 为 固体
煤环 境不 同 ， 质 差 异 也 较 大 。气 化 反 应 过 程 与煤 性 的性 质密 切相 关 ， 接 影 响 着煤 气 化 的产 物 组成 与 直
原 小静
（ 山煤 国 际 能 源 集 团华 远 有 限公 司 ， 西 山 太原 ０００ ） ３０ １
摘要： 结合 国内外煤气 化技 术发展现状 与趋势 ， 讨论 了煤质 特性对气 化过 程的影 响及其 在不 同气 化 炉型中的适应 性。分析表 明 ， 煤种 的多样性 及气 化工 艺的选 择促进 了煤气 化技术 的快速 发展 ， 气 流床 和流化 床代替 固定床是煤气 化技术 发展 的必 然所趋 。在充分 认识各 类煤 气化技术 优缺 点 的基础上 ， 应发挥优势 ， 针对煤种选用 炉型 ， 开发具 有单 炉生产 能力高 、 种适应 性强 、 煤 气体成分 可 调等优势 的加压 气化技术 以及 可有 效利用煤气高温显热 的两段或 多段式气 化技术 。 关键词 ： ； 煤 气化 ； 固定床 ； 流化床 ； 流床 气 中图分 类号 ：Ｑ ４ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ４７ ５ （０ １ ０ —０ ５０ １０ ．０ ０ ２ １ ）３０ ３ ．４
同变质程 度 的各 类 煤 种 。但 各 煤 种 的储 量 不均 衡 、 区域 分 布差别 较 大 ， 同煤 种 的组 成 和性 质 相 差也 不 非 常大 。并且 ， 即使 是 同一 变质 程 度 的煤 种 ， 因其成
构成 及经 济性 等 … 。
目前 ， 煤在气 化 炉 内运动 方 式 的不 同 ， 按 煤气 化
引 言
煤 气化 是 以煤 （ 煤 、 炭 或 粉 煤 ） 原 料 ， 块 焦 为 空 气 、 气 、 氧化 碳 或 水蒸 气 为 气 化 剂 ， 一 定 的温 氧 二 在
度 、 力等 条件 下发 生 反 应 而 转 化 为 煤 气 的工 艺 过 压 程 。在 气化 炉 内高温 环境 下进 行 的热 化学 反 应 主要
１ ）水 分含 量 。煤 中 的水 分 随煤 变 质 程 度 的加
・
３ ・ ６
山 西
化
工
２ １ 年 ６月 ０１
深呈 规律 性 的变 化 ， 泥炭 、 煤 、 煤 到 年 轻 无 烟 从 褐 烟 煤 ， 分含 量逐 渐 减 少 。不 同 的炉 型对 气 化 用 煤 的 水 水分 含 量 要 求 不 同 ： 定 床 要 求 水 分 质 量 分 数 在 固
包括 ：）固定床煤气化 ： １ 间歇式常压 （ Ｇ ） Ｕ Ｉ气化 、 鲁 奇（ ｕｇ 加压气化、 Ｌｒ ） ｉ 液态排渣 Ｌｒ （ Ｇ ） ｕｇ Ｂ Ｌ 气化等 ； ｉ ２ ）流化 床 煤气 化 ： 克 勒 （ ｎ ｌ ） 高 温 温 克 勒 温 Ｗｉｋｅ 及 ｒ （ Ｔ 气 化 、 团聚流 化床 （ Ｇ ｓ Ｒ ， Ｃ 气 Ｈ Ｗ） 灰 Ｕ— ａ ，Ｋ Ｗ Ｉ Ｃ） 化 、ｕｇ 循环 流化 床 （ Ｆ ） 化 等 ；）气 流 床煤 气 Ｌ ｒｉ ＣＢ 气 ３
收 稿 日期 ：０ １０ －２ ２ １ －３ ２
作 者 简 介 ： 小 静 ， ，９ ５年 出 生 ，９ ８年 毕 业 ： 原 理 工 大 学 化 原 女 １６ １８ Ｆ太
工系煤化工专业 ， 工程 师， 主要从 事煤 炭贸易工作 。
的接 触 时间等 。煤气 化 技 术 是 煤 化 工 的先 导 技 术 ， 气化 技术 的选 择 ， 要 充分 考 虑原 料煤 的特 性 、 需 煤气 的用 途 和规模 、 化技 术 的成熟 度 与可 靠性 、 煤气 气 粗
（ ｅ ｅ）水煤浆加压气化 、 Ｄｓｃ ｔ 壳牌 （ ｈｌ 、ｒ ｆ 和 Ｓｅ ） Ｐｅｌ １ ｎｏ
原料 ， 适用 于生 产燃 料 煤 气 或 间接 液 化 制油 的原 料 气 ； 炉生 产能 力大 ， 型 结 构 复 杂 ， 炉煤 气 中含 单 炉 出
焦油 、 酚类及 氰化 物 ， 续污水 处 理 和煤 气净 化工 Hale Waihona Puke Baidu 后
８ ～１％ ； ％ ０ 流化床 和气 流 床则规 定煤 的含水 质量 分 数小 于 ５ ， 高 的含水 量会 降低 颗 粒 的 流动 性 ； ％ 过 粉
Ｇ Ｐ粉煤 加压 气化 等 。本 文对典 型 的气化 技术 及 其 Ｓ 对 煤质 的要 求进 行 归 纳 总 结 ， 以期 为 我 国煤 气 化 技
术 的发 展提 供一 定 的参考 。
１ 煤 质 特 性及 其对 气 化 性 能 的影 响
我 国煤炭 资 源 丰 富 ， 含 了褐 煤 到 无 烟煤 的不 包
第３ １卷 第 ３期
２ １ 年 ６月 ０１
山 西
化
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Ｖ０ ． １ Ｎ ． １３ ｏ ３
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现 代 煤 气 化 技 术 及 其 煤 种 的 适 应 性 分 析
化： 压 粉 煤 （ — 常 Ｋ Ｔ）气 化 、 士 古 （ ｅａ ｏ 德 Ｔ ｘｃ ）和
包括气 、 固两相的非均相反应与气体反应物间的均 相反 应 。反 应 进 行 的 程 度 取 决 于 气 化 炉 的 操 作 条
件， 即温 度 、 力 、 的化 学 反 应 活 性 及 气 化 剂 与煤 压 煤
气化 工艺 的配 置 。 不 同的气 化工 艺对 原料 煤 的性质 要 求不 同 ， 在选 择 煤 气化 工 艺 时 ，考虑 气 化用 煤 的 特 性及 其影 响极 为重 要 。影 响煤 气化 工艺 煤质 特性
的因 素主要 包括 以下 几 方 面 ：
进 料 和浆液 进料 ； 排渣 方式 的不 同 ， 分 为 固体 排 按 可
技 术 可分 为 固定床 （ 移动 床 ） 流化床 １ 、 ＝ 沸腾 床 ） 和气
流床 等形式 ； 气化 操作 压 力 的不 同 ， 分 为常压 煤 按 可 气 化 和加压 煤气 化 ； 按进 料方 式 的不 同 ， 可分 为 固体
煤环 境不 同 ， 质 差 异 也 较 大 。气 化 反 应 过 程 与煤 性 的性 质密 切相 关 ， 接 影 响 着煤 气 化 的产 物 组成 与 直
原 小静
（ 山煤 国 际 能 源 集 团华 远 有 限公 司 ， 西 山 太原 ０００ ） ３０ １
摘要： 结合 国内外煤气 化技 术发展现状 与趋势 ， 讨论 了煤质 特性对气 化过 程的影 响及其 在不 同气 化 炉型中的适应 性。分析表 明 ， 煤种 的多样性 及气 化工 艺的选 择促进 了煤气 化技术 的快速 发展 ， 气 流床 和流化 床代替 固定床是煤气 化技术 发展 的必 然所趋 。在充分 认识各 类煤 气化技术 优缺 点 的基础上 ， 应发挥优势 ， 针对煤种选用 炉型 ， 开发具 有单 炉生产 能力高 、 种适应 性强 、 煤 气体成分 可 调等优势 的加压 气化技术 以及 可有 效利用煤气高温显热 的两段或 多段式气 化技术 。 关键词 ： ； 煤 气化 ； 固定床 ； 流化床 ； 流床 气 中图分 类号 ：Ｑ ４ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ４７ ５ （０ １ ０ —０ ５０ １０ ．０ ０ ２ １ ）３０ ３ ．４
同变质程 度 的各 类 煤 种 。但 各 煤 种 的储 量 不均 衡 、 区域 分 布差别 较 大 ， 同煤 种 的组 成 和性 质 相 差也 不 非 常大 。并且 ， 即使 是 同一 变质 程 度 的煤 种 ， 因其成
构成 及经 济性 等 … 。
目前 ， 煤在气 化 炉 内运动 方 式 的不 同 ， 按 煤气 化
引 言
煤 气化 是 以煤 （ 煤 、 炭 或 粉 煤 ） 原 料 ， 块 焦 为 空 气 、 气 、 氧化 碳 或 水蒸 气 为 气 化 剂 ， 一 定 的温 氧 二 在
度 、 力等 条件 下发 生 反 应 而 转 化 为 煤 气 的工 艺 过 压 程 。在 气化 炉 内高温 环境 下进 行 的热 化学 反 应 主要
１ ）水 分含 量 。煤 中 的水 分 随煤 变 质 程 度 的加
・
３ ・ ６
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工
２ １ 年 ６月 ０１
深呈 规律 性 的变 化 ， 泥炭 、 煤 、 煤 到 年 轻 无 烟 从 褐 烟 煤 ， 分含 量逐 渐 减 少 。不 同 的炉 型对 气 化 用 煤 的 水 水分 含 量 要 求 不 同 ： 定 床 要 求 水 分 质 量 分 数 在 固
包括 ：）固定床煤气化 ： １ 间歇式常压 （ Ｇ ） Ｕ Ｉ气化 、 鲁 奇（ ｕｇ 加压气化、 Ｌｒ ） ｉ 液态排渣 Ｌｒ （ Ｇ ） ｕｇ Ｂ Ｌ 气化等 ； ｉ ２ ）流化 床 煤气 化 ： 克 勒 （ ｎ ｌ ） 高 温 温 克 勒 温 Ｗｉｋｅ 及 ｒ （ Ｔ 气 化 、 团聚流 化床 （ Ｇ ｓ Ｒ ， Ｃ 气 Ｈ Ｗ） 灰 Ｕ— ａ ，Ｋ Ｗ Ｉ Ｃ） 化 、ｕｇ 循环 流化 床 （ Ｆ ） 化 等 ；）气 流 床煤 气 Ｌ ｒｉ ＣＢ 气 ３