七种煤气化工艺介绍
国内最全的煤气化技术简介
国内最全的煤气化技术简介（最新整理）本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺（包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺；固定床、流化床、气流床气化工艺；激冷流程、废锅流程；水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型），可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料，是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。
1、“神宁炉”粉煤加压气化技术（宁夏神耀科技有限责任公司）以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体，以多煤种理化特性数据为基础，构建了气化炉流场、传热分析等模型；基于燃烧器强动量传导机制，揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理；揭示了氧气和煤粉的强化反应规律，独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。
“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高，有效气成分≥91%，碳转化率≥98.5%。
固体灰渣好处理，灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。
气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t，废水处理后可完全回用。
高效、中空、高能点火系统，实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。
采用组合式燃烧器通道结构，控制火焰形成，确保气化炉内壁挂渣均匀。
2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术（德国科林工业技术有限责任公司）技术特点：（1）煤种适应性广：适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等，对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。
对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。
（2）技术指标高：因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式，原料在气化炉内碰撞混合更加充分，气化炉炉膛及顶部挂渣均匀，可实现较高的气化温度（1400～1700℃），碳转化率高达到99%以上，合成气中不含重烃、焦油等物质，有效合成气成分90～93%，冷煤气效率80～83%。
（3）投资低：根据项目规模不同，可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计，主要设备制造已完全实现国产化，整个装置的投资建设成本低，建设周期短。
煤气化工艺过程
工艺过程由空分生产出的氧气（4.9MPaG、25℃）进入氧气预热器E-1709，被中压汽包循环水加热到180℃。
（主要是避免低温氧气在氧气/蒸汽混合器中混合时使蒸汽冷凝）。
预热后的氧气进入氧气/蒸汽混合器X-1721。
过热蒸汽（4.9MPaG、350℃）先通过蒸汽过滤器S-1703以确保没有铁锈颗粒（＞10μm）进入不锈钢的氧气管路中，然后按蒸汽与氧的比例控制（通常对应于每种煤是固定的比例，一般取H2O/O2：0.03～0.1，根据具体项目和煤种变化）送入氧气/蒸汽混合器进行混合，混合气（4.1MPaG、197℃）去粉煤烧嘴A-1701。
从粉煤给料罐下部三个料斗送出来的粉煤（4.7 MPaG、80℃）进入粉煤加料器X-1701A/B/C，由调节阀17FV-1101/1201/1301控制粉煤质量流量，该阀主要由氧/煤比例控制（根据煤质调整氧煤比），并参照合成气中的二氧化碳（一般为1.0～4.0V%，干基）或者甲烷的含量进行调节。
由调节阀17FV-1102/1202/1302控制加入粉煤加料器的二氧化碳（开车时为氮气）（5.1 MPaG、80℃）的流量来调节粉煤悬浮速度。
然后悬浮粉煤（4.1 MPaG、80℃）去粉煤烧嘴。
在开车和停车时，悬浮粉煤可通过三通阀17XV-1108/1208/1308循环至低压的粉煤贮罐V-1601。
粉煤和氧气/蒸汽混合气经粉煤烧嘴喷入气化炉F-1701中混合，进行部分氧化反应，反应在4.0 MPaG、1400～1700℃下进行，反应生成合成气，其主要成分为CO、H2、CO2、H2O以及少量的H2S、COS、N2、Ar、CH4等。
未反应的呈熔融状态的灰渣与粗合成气一起进入均布激冷水的激冷环，合成气被激冷水冷却并饱和后，向上穿过水分离器进行汽水分离，分离后的合成气由激冷室上部的合成气出口管线导出去文丘里进一步洗涤；而灰渣被水激冷后沿下降管进入激冷室的水浴中冷却。
熔融状态的灰渣经过冷却固化，落入激冷室底部，经破渣机H-1701破碎除去大块渣后排入渣锁斗V-1703。
煤气化工艺 meiqihua gongyi
煤气化工艺meiqihua gongyi coal gasification process字体[大][中][小]煤在一定温度和压力条件下，通过加入气化剂(气化介质)被转化为煤气的过程。
其反应过程是以煤为原料，以载氧的气体(包括空气、氧气、水蒸气、CO2等)为气化介质，通过煤的热解反应、燃烧反应和气化反应，生成由CO、H2、CH4、CO2、N2、H2O和C m H n 等主要成分组成的煤气，通常煤气中还含有H2S、COS、CS2、NH3、HCN、卤化物和粉尘等杂质。
基本原理煤气化过程包括10个基本反应，化学方程如表所示。
煤气化过程的基本反应煤炭气化有两个目的，一是制取气体燃料，二是制取化工合成用的气体原料。
制取燃料气时，煤气化的主要反应是燃烧反应、CO2还原反应和水煤气反应。
制取原料气时，主要反应是水煤气反应和燃烧反应。
煤气化工艺包括煤的制备、气化剂制备(制氧、蒸汽站)、煤气生产、煤气净化、煤气变换、煤气精制以及甲烷合成等主要流程。
在生产中、低热值煤气时，如IGCC发电系统，一般只需要前三个流程和煤气净化;在生产原料气时，才需要后三个流程。
原料煤的物理化学性质对气化炉的设计、运行及煤气处理都有直接的影响，是决定煤气化工艺技术经济效果的重要因素之一。
不同型式的气化炉对煤炭的品质和原料准备都有一定的要求。
煤气化工艺中的原料准备一般包括原煤破碎、筛分、干燥或调制水煤浆等。
煤气的生产主要靠气化炉来完成，是煤气化过程的主要环节，它不仅决定粗煤气的组成和热值，也决定整个工艺流程的布置。
煤气净化主要包括煤气的除尘、脱硫、脱CO2及煤气的精制，对于IGCC发电系统，目前只有前两个流程。
煤气变换是指将煤气中的CO变换成H2的过程，主要是在生产化工原料气中采用。
在生产高热值煤气(可替代天然气) 时，才采用甲烷合成这一流程。
分类煤气化工艺的类型很多，分类的方法也很多。
最常用的分类是按煤和气化剂在气化炉内的运动过程来划分，即煤气化工艺可分为固定床(或称移动床) 气化工艺、流化床气化工艺、气流床(或称喷流床) 气化工艺和熔融床(或称熔盐床) 气化工艺等。
（最新）煤气化工艺简介
煤气化工艺简介煤气化大体可分为干粉煤加压气化路线和水煤浆气化路线。
一般情况下，凡是煤质符合水煤浆技术要求的应尽可能采用成熟的水煤浆技术，保证后续工艺的运行；在煤质不能满足水煤浆技术要求时可以考虑粉煤气化技术。
一、目前国内外先进的干粉煤加压气流床煤气化工艺技术主要是Shell公司的SCGP粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化工艺、航天粉煤加压气化工艺和西安热工所两段式煤气化技术。
1.1壳牌公司的SCGP粉煤加压气化技术原料为干煤粉，采用气流床加压气化、液态排渣，利用废热锅炉产高压饱和或高压过热蒸汽；其主要技术特点如下：①用加压氮气输送干煤粉，煤种适应性广，对煤的灰熔点适应范围比Texaco水煤浆气化技术更宽、②气化温度约1400～1600℃，碳转化率高达99%以上，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（CO+H2）达到90%左右、③氧耗低，与水煤浆气化相比，氧耗低15～25%，因而配套之空分装置投资可减少。
④单炉生产能力大，日处理煤量可达2000吨以上。
⑤冷煤气效率可达到78～83%。
⑥气化炉采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量较少，气化炉内无传动部件，运转周期长，无需备用炉。
⑦气化炉烧嘴及控制系统安全可靠。
Shell公司气化烧嘴设计寿命为8000小时，Demkolec电厂使用烧嘴4年中未出现问题．⑧炉渣可用作水泥渗合剂或道路建造材料。
气化炉高温排出的熔渣经激冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，对环境几乎没有影响。
气化污水中含氰化物少，容易处理。
虽然Shell干煤粉气化技术具有许多优点，但是但shell系统庞大，流程长，设备投资大，锅炉系统存在积灰、堵渣现象。
关键设备基本依赖进口，尤其是特殊阀门、气化炉内件和燃烧器，由于必须依赖进口，每年的备品备件费用较高，开车运行的成本费用也相对较高。
目前此项技术在商业运营中仅仅用于发电，在化工领域的运用还存在不少问题。
国内已运行和在建的装置有19套，总体上柳化、湖北双环、安庆石化运行的相对较好，壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术应用部分企业1.2德国未来能源公司的GSP是单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化技术，据煤气用途不同可用直接水激冷，也可用废锅回收热量。
煤气化工艺资料
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。
煤的气化、液化、焦化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。
而煤的气化、液化、焦化（干馏）又是煤化工中非常重要的三种加工方式。
煤的气化、液化和焦化概要流程图一.煤炭气化煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤的气化的一般流程图煤炭气化包含一系列物理、化学变化。
而化学变化是煤炭气化的主要方式，主要的化学反应有：1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H22、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H23、部分氧化反应C+0.5 O2=CO4、完全氧化（燃烧）反应C+O2=CO25、甲烷化反应CO+2H2=CH46、Boudouard反应C+CO2=2CO其中1、6为放热反应，2、3、4、5为吸热反应。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
煤炭气化按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：1) 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
3) 气流床气化。
它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。
各种煤气化技术介绍
CO CO + H2 CO2 + H2
C + H2 CO + H2 CO + H2 CO2 + H2
CH4 CH4 + H2O CH4 + CO2 CH4 + H2O
由上面的反应可以看出：反应物主要是碳、水蒸气、二氧化碳和二次反应产物中的氢气；生成物主要是一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳、氮气（用空气怍气化剂时）和未分解的水蒸气等。常压下气化主要的生成物是一氧化碳、二氧化碳、氢气和少量的甲烷，而加压气化时的甲烷和二氧化碳的含量较高。 还原层厚度一般控制在300～500mm左右。如果煤层太薄，还原反应进行不完全，煤气质量降低；煤层太厚，对气化过程也有不良影响，尤其是在气化黏结性强的烟煤时，容易造成气流分布不均，局部过热，甚至烧结和穿孔。 习惯上，把氧化层和还原层统称为气化层。气化层厚度与煤气出口温度有直接的关系，气化层薄出口温度高；气化层厚，出口温度低。因此，在实际操作中，以煤气出口温度控制气化层厚度，一般煤气出口温度控制在600℃左右。
国内情况
中国于20世纪30至40年代引进UGI炉，195பைடு நூலகம்年后改烧无烟煤，主要
1
用于制氨和甲醇，最多时候有千余家使用数千台炉子，主要原料是无烟
煤和土焦。当时，UGI炉所生产出来的甲醇大约占全国煤基氨厂总产量的
9/10以上。60年代至今，实现工业化的技术有水煤浆气化（Texaco）、
碎煤加压气化（Lurgi）、灰熔聚流化床气化以及干粉加压气化（Shell）。
煤气化技术
晋煤金石技术处
汇报时间：12月20日
Annual Work Summary Report
煤气化工艺分类
煤气化工艺分类化工001煤在气化炉中，高温条件下与气化剂反应，使固体燃料转化成气体燃料，只剩下含灰的残渣。
通常气化剂用水蒸气、氧（空气）和二氧化碳。
粗煤气中的产物是二氧化碳、氢气和甲烷，伴生气体是二氧化碳，水蒸气等，此外，还有硫化物，烃类产物和其它微量成分。
各种煤气组成取决于煤的种类、气化工艺、气化剂的组成，影响气化反应的热力学和动力学条件。
气化方法的分类有多种方法，如下：一、按制取煤气的热值分类以下按制取煤气在标准状态下的热值把煤气化工艺分成3类1、制取低热值煤气方法，煤气热值低于8347kj/m3（2000kcal/m3）；2、制取中热值煤气方法，煤气热值16747~33494kj/m3（4000~8000kcal/m3）；3、制取高热值煤气方法，煤气热值高于33494kj/m3（8000kcal/m3）。
二、按供热方式分类煤气化过程的整个热平衡表明，总的反应是吸热的，因此必须供给热量。
各种过程需要的热量各不相同，这主要由过程的设计和煤的性质决定的，一般需要消耗气化用煤发热量的15%~35%，顺流式气化取上限，逆流式气化取下限，其供热方式有几种途径1、自热式气化法这是一种直接的供热方式，亦称部分气化方法，即气化过程中没有外界供热，煤与水蒸气气化反应所需要的热量，通过另一部分煤与气化剂中的氧气进行燃烧放热所提供。
这是目前各种工业气化炉中最常使用的供热方式。
含氧气体可以是工业氧气或富氧空气，也可以是空气。
气化过程可以是间歇蓄热或连续自热气化。
2、间接供热气化法该法使煤仅与水蒸气进行气化反应，从气化炉外部通过管壁供给热量。
因而这类过程亦称为外热式（或配热式）煤的水蒸气化。
此类技术，多是采用流化床和气化床气化手段。
外热可采用电加热或核反应热。
3、煤的水蒸气气化和加氢气化相结合煤与氢气在800~1800摄氏度范围内和加压下反应生成甲烷的反应是放热反应。
可利用该反应直接供热，进行煤的水蒸气气化。
该过程的原理在于煤首先加氢气化，加氢气化后的残焦再与水蒸气进行反应，产生的合成气为加氢阶段提供氢源。
主要煤气化技术简介
主要煤气化技术概述摘要介绍了包括Texaco水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化在内的四种主要煤气化技术，分别介绍其工艺流程，以及在应用后对其的评价。
关键词煤气化技术Texaco水煤浆气化Shell煤气化GSP煤气化Lurgi煤气化煤气化是煤转化技术中最主要的方面，它的历史非常悠久，甚至早于发电。
通常，煤的气化泛指各种煤（焦）与载氧的氧化剂（O2、H2O、CO2）之间的一种不完全反应，最终生成由CO、H2、CO2、CH4、N2、H2S、COS等组成的煤气。
煤的气化反应一般可人为简化成氧化（放热）反应（如C+O2），还原（吸热）反应（如C+H2O、C+CO2），甲烷生成（裂解）反应和水煤气平衡反应（CO+H2O）等。
国内外先后开发了100多种气化工艺（炉型），但是最有发展前途的也只有几种[1]。
在这里简要的介绍几种应用广泛的几中煤气化技术，主要包括：Texaco 水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化。
1．Texaco水煤浆气化Texaco（德士古）水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的[2,3]。
TCGP技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术，其核心和关键设备是气化炉。
它的主要优点是流程简单、压力较高、技术成熟、投资低。
1．1 气化炉内的反应水煤浆和99.6%的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。
在气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为气化分三步进行：（1）煤的裂解和挥发分的燃烧。
水煤浆和氧气进入高温气化炉后，水迅速蒸发为水蒸气。
煤粉发生热裂解并释放出挥发分。
裂解产物及挥发分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。
因此，在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。
这个过程相当短促。
（2）燃烧及气化反应。
煤裂解后生成的煤焦一方面和剩作的氧化发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，放出反应热；另一方面，煤焦又和水蒸气、CO2等发生化学反应，生成CO、H2。
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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。
它被广泛应用于
合成气的生产以及一些化学品生产过程中。
以上是七种常见的煤气化工艺的介绍。
每种工艺都有其独特的特点和
适用范围，选择适合的煤气化工艺对于提高能源利用效率和减少环境污染
具有重要意义。