干煤粉加压气化技术
干煤粉加压气化技术的现状和进展
（ 5） 采用对置式喷嘴，设备结构比较复杂，在操 作和控制上具有很大的难度。
（ 6） 粉煤气化从气化炉出来的煤气都夹带有粉 煤灰，而粉煤灰的捕集和返烧都比较困难。
GSP 技术的缺点为： 粉煤制备一般采用气流分 离，排放气需进行洗涤除尘，否则污染环境，这样增 加了制粉系统成本。粉煤加压进料的稳定性不如 湿法进料，生 产 存 在 安 全 隐 患，工 业 化 生 产 运 行 经 验少。 1． 3 多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术 1． 3． 1 概 况
煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由高温低压 N2 干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压 N2 大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压、高 压 N2 的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化 剂 O2 、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温、 高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合 成气经激冷、洗涤后并入造气车间管线。熔融灰渣 在气化炉激 冷 室 中 被 激 冷 凝 固，经 锁 斗 收 集，定 期 排出。洗涤塔出来的黑水需经过二级闪蒸，水蒸汽 及一部分溶解在黑水中的 CO2 、H2 S 等被迅速闪蒸 出来，闪蒸 气 经 冷 凝、分 离 后 与 气 化 分 厂 生 产 系 统 的酸性气 一 并 处 理，闪 蒸 黑 水 经 换 热 器 冷 却 后 排 出，送气化分厂的污水处理系统。 1． 3． 2 技术优点
转化利用
干煤粉加压气化技术的现状和进展
张 腊，米金英
（ 晋中职业技术学院，山西 晋中 030600）
摘要：干法进料的气流床煤气化技术是当今国际上最先进的煤气化技术之一，与水煤浆 气化技术相比，具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等优势，有更强的 市场竞争力。为了加 强 对 干 煤 粉 加 压 气 化 技 术 的 基 础 研 究 和 应 用 推 广，研 究 了 干 煤 粉 气 化 炉、气流输送过程、合 成 气 净 化 系 统 及 其 配 套 工 艺，分 析 了 干 煤 粉 气 化 炉 在 应 用 中 存 在 的 问 题，并针对这些问题提出了解决的思路。概述了国内外大型粉煤气流床气化技术发展的主要 情况，分析了干法进料气流床煤气化技术中存在的问题与采取的技术途径。
两段式干煤粉气化技术介绍
z 国家“十五”863 课题“干煤粉加压气化技术”（前期），2001~2002 z 国家“十五”863 重点课题“干煤粉加压气化技术”（中试），2002~2005 z 国家电力公司重点科技项目“干煤粉加压气化评价装置和粉煤气化
两段式干煤粉气化技术介绍
1.开发历程
到了九十年代，随着 IGCC 等洁净煤发电技术的推广应用，在国家电力公司 的资助下，西安热工研究院从 1990 年开始对干煤粉加压气化技术进行研究。针 对国外干煤粉加压气化技术存在的需要压缩大量冷煤气从而损失大量有效能、气 化岛自耗功大、煤气冷却器和除尘器设备庞大、造价高等问题，在理论研究和试 验研究的基础上，西安热工研究院提出了一种两段式干煤粉加压气化的创新思 路，利用二段的化学反应，使炉内高温煤气温度降低的同时使煤气的有效能得到 提高，从而，省去了庞大的煤气压缩机，煤气冷却器和除尘器设备规模减小一半， 设备造价降低 40％～50%。
特性研究”，1996~2000 z 国家“十五”863 重点项目课题“干煤粉加压气化技术中试研究”（后
续）（2005AA522040），2005-2006 z 国家国际合作重点项目“干煤粉加压气化技术研究开发”，2000~2002
z 国家重大基础研究发展（973）规划项目“煤热解、气化和高温净化” （G19990221），1999-2004
图 2 我国第一套带水冷壁和煤气冷却器的干煤粉加压气化半工业性装置 经过近一年时间以来的反复试验研究，2006 年五月初，两段式干煤粉加压
气化装置一次性通过了 168 小时连续运行试验，比国内进口干煤粉气化炉早投运 1 个月。装置累计运行时间达到 2300 小时，试验了包括褐煤、烟煤、贫煤和无 烟煤在内的十二种典型煤种，证明了两段式干煤粉加压气化流程的合理性，为我 国干煤粉加压气化技术的发展和工程化奠定了坚实的基础，填补了国内在干煤粉
干煤粉气化技术及优势
百家论点干煤粉气化技术及优势曲青龙（陕西煜邦交通科技有限责任公司，陕西西安710048）摘要：干煤粉加压气化技术是一种重要的煤气化技术，通过对这项技术的充分应用，能够有效提升系统运行的稳定性与经济性。
本文首先介绍了干煤粉气化技术，然后分析干煤粉加压气化过程的原理，最后对方案的可行性进行分析。
关键词：干煤粉；气化技术；优势1干煤粉气化技术介绍根据我国“富煤、缺气、少油”的能源结构，煤炭是我国最为重要的工业与民用能源，为了大幅度减少煤炭造成的大气污染，洁净煤技术已经成为我国当前最为迫切的应用，煤炭气化技术是煤炭清洁化利用中最为优选的技术，而干煤粉气流床气化技术由于其特有的清洁、高效特点，代表今后煤炭气化技术的发展方向。
干煤粉气流床气化技术是指利用射流卷吸的原理，利用喷嘴，把含水量低于6%的干煤粉和氧气、水蒸气等氧化剂快速喷至气化炉中，气化炉内特殊设计的流场能够让煤粉和氧化剂充分混合，确保气化反应能够正常进行。
由于气流床气化炉具备高温、高压等特点，且粉煤颗粒不大、混合均匀，所以其在有限的单位与体积中发挥最大潜能的生产负荷，并且保证气化反应的彻底性。
而且与固定床、流化床气化炉相比，气流床气化炉具有最大的煤种适应性和更优良的技术性能，其碳转化率高、合成气中不含焦油等产物，因此是煤基燃料气化装备的首选技术，代表着当今最先进的煤气化技术的发展方向。
干煤粉气流床气化技术的优势在于:（1）清洁:煤气中不含焦油，煤气中的微量污染物很容易净化；（2）高效:单炉产量大，碳转化率高达99%以上;（3）原料要求低:煤种选择性广泛，几乎可以通吃所有的煤种。
2干煤粉加压气化过程的原理2.1概述气流床的主要原料是粉煤，通过气化剂进入炉内，煤与气化剂之间产生并流（即活塞流）氧化反应。
为解决反应时间过短的问题，需要入炉煤粒度进行有效控制，一般来说应＜0.1mm，反应温度应当确保火焰中心温度保持在2000℃以上，所以液态排渣是必然选择。
航天炉粉煤加压气化技术分析
航天炉粉煤加压气化技术分析摘要：本文主要介绍了航天炉粉煤加压气化技术的工艺原理、技术特点及控制技术，以供参考。
关键词：航天炉；技术特点；结构一、航天炉煤气化的工艺原理原料煤经过磨煤、干燥后储存在低压粉煤储罐，然后用N2(正常生产后用CO2输送)通过粉煤锁斗加压、粉煤给料罐加压输送，将粉煤输送到气化炉烧嘴。
干煤粉(80℃)、纯氧气(200℃)、过热蒸汽(420℃)一同通过烧嘴进入气化炉气化室，瞬间发生升温、挥发分裂解、燃烧及氧化还原等物理和化学过程(1—10 s)。
该反应系统中的放热和吸热的平衡是自动调节的，既有气相间反应，又有气固相间的反应。
1400—1600℃的合成气出气化室通过激冷环、下降管被激冷水激冷冷却后，进入激冷室水浴洗涤、冷却，出气化炉的温度为210～220℃，然后经过文丘里洗涤器增湿、洗涤，进入洗涤塔进一步降温、洗涤，温度约为204℃、粉尘含量小于10×10-6的粗合成气送到变换、净化工段。
[1]二、航天炉的主要设备1、气化炉HT—L炉的核心设备是气化炉。
HT—L炉分上下两个部分：上部是气化室，由内筒和外筒组成，包括盘管式水冷壁、环行空间和承压外壳。
盘管式水冷壁的内侧向火面焊有许多抓钉，抓钉上涂抹一层耐火涂层，其作用是保护水冷壁盘管、减少气化炉热鼍损失。
盘管式水冷壁的结构简单，材质为碳钢，易制作且造价较低。
水冷壁盘管内的水采用强制密闭循环，在这循环系统内，有一个废热锅炉生产5．4MPa(G)的中压蒸汽，将热量迅速移走，使水冷壁盘管内水温始终保持一恒定的范围。
下部为激冷室，包括激冷环、下降管、破泡条和承压外壳。
激冷室为一承压空壳，外径和气化室一样，上部和水冷壁相连的为激冷环，高温合成气经过激冷环和下降管煤气温度骤降。
向下进入激冷室，激冷室下部为一锥形，内充满水，熔渣遇冷固化成颗粒落入水中，顺锁斗循环水排入灰锁斗。
粗合成气从激冷室上部引出。
2、烧嘴HT—L炉烧嘴是一个组合烧嘴，由一个主烧嘴、一个点火烧嘴和一个开工烧嘴组成。
两段式干煤粉加压气化技术介绍及气化炉结构特点分析
起送 进 气化炉 的一段 喷嘴 。 另 外 ， 有 部 分 煤 粉 经 干 燥 处 理 后 用 还 起 送进 气 化炉 的二 段 喷嘴 。 喷 入 一 段 气 化 炉 的煤 粉 、 化 炉 的 煤 气 粉 、 气 和 蒸 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的 混 合 物 在 ３０ ４０ ａ 氧 ．～ ． ＭＰ 、 １０ － １０ ℃条 件下 发 生化 学反应 。 ５ ０ ６０
余 热 锅 炉 ２ １ ． ０ ２１
１ ３
两段 式干煤粉 加压气化 技术介绍 及气化炉结构特 点分析
杭州锅炉集团股份有限公司 黄长江 杨 文 姚 飞奇 摘 要 本文介绍 了两段式干煤粉加压技术的原理、 流程及技术特点， 并对其 匕
炉的结构 特点进行 分析 。
关键 词 两段 式干煤粉加压 煤 气化 气化炉 结构
两 段式 干 煤 粉加 压 气 化 技术 。 州 锅炉 集 团 杭 制 造 的 １０ ０ ０吨 ／ 级 两 段 式 干 煤 粉 加 压 气 天 化 炉 （ 冷 流 程 ） 已经 应 用 于 内蒙 古 世林 激 ， 化： 限公司年产 ３ 工有 ０万 吨 甲醇 项 目。 文 本
步 生产 成千 上 万个 化 工 产 品 ， 应用 到 国 民经
２两段 式干煤 粉 加压 气 化技 术
２ １工艺 原理 ．
该 工艺 是 煤 粉 部 分氧 化 工 艺 的 一种 形 式 ， 化 炉 内 部 分 为 两 个 反 应 区 ， 化 炉 下 气 气
段 为第 一 反应 区 ， 在此 粉 煤 （ 带 Ｎ２ 、０ 夹 ） ２ 和 蒸 汽 进 行 高 温 化 学 反 应 ， 生湿 煤 气 。 产 此
喷 入 二 段 气 化 炉 的煤 粉 与蒸 汽 的混 合
磨 ， 磨煤 的 同 时 向磨煤 机 内吹 入 由惰 性气 Ｎ２加压 送 入贮 罐 ， 中 压过 热 蒸 汽 混合 后 ， 在 与
西安热工院两段式干煤粉加压气化技术
6.1 0.76 28.81 18.93 81.07 56.33 2.59 0.79 3.05 2.33 22.09 21.42 >1500 >1500 >1500 24
气化测试结果（高灰熔点煤） TPRI
煤种
煤
CO（%） H2（%）
气
CH4（%）
成
CO2（%）
份
H2S+COS（%） N2（%）
其
国家十一五863课题“2000吨／天级干煤粉加压气化技术开发与示范”， 2006~2009
国家十一五863课题“IGCC 联产系统运行及控制技术”，2006~2009
国家十一五863课题“2000 t/d煤气冷却器开发与示范”，2007~2010
国电公司项目“干煤粉加压气化评价装置和粉煤气化特性研究”，1996－ 2000
0～4.0MPa
17
TPRI
18
TPRI
气化炉内形成的渣层
气化炉内排渣口附近
19
TPRI
20
TPRI
21
气化试验煤种（低灰熔点煤） TPRI
项目 全水分 空气干燥基水分 收到基灰分 干燥无灰基挥发分
干燥无灰基固定碳 收到基碳 收到基氢 收到基氮 收到基氧
全硫
收到基低位发热量
收到基高位发热量 变形温度 软化温度 流动温度
Qnet,ar Qgr,ar
DT ST FT
% % % % %
% % % % % MJ/kg MJ/kg ℃ ℃ ℃
8.2 1.21 22.15 35.17 58.03 58.03 3.58 0.83 6.66 0.55 23.46 22.53 1400 1470 >1500
1.粉煤加压气化技术-德州市科技局
附件2军民科技融合项目（2014年度军用技术专民用推广目录）重点推荐项目1. 粉煤加压气化技术【技术领域】节能环保【技术开发单位】中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程股份有限公司【技术简介】该技术是拥有自主知识产权、实现所有设备国产化的先进煤气化技术，打破了国外在该技术领域的长期技术垄断。
技术以干煤粉为原料，以纯氧和蒸汽为气化剂，加压气化，水激冷粗洗涤合成气，核心技术包括干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术，粉煤浓相加压输送技术，多路煤粉进料、多层冷却结构的单烧嘴顶烧组合燃烧器技术等。
【主要技术指标】碳转化率99%、气化燃烧温度1400 ～1800 摄氏度、气化压力4MPa、冷煤气效率80% ～83%、比氧耗330 ～360。
【技术特点】与当前市场上的其它技术相比，该技术具有工艺先进、投资少、原料煤适应性强、合成气中有效气（CO+H2）成分含量高、运行维护成本低、环境污染少等优点，符合我国清洁能源发展的需要。
【技术水平】经全国石化联合会组织专家鉴定，总体技术水平处于国际领先。
【适用范围】煤制合成氨、煤制甲醇以及煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制氢、IGCC 发电等多个领域。
【专利状态】申请专利120 项，其中发明专利62 项，实用新型专利58 项；申请国际专利27 项，已授权5 项。
【技术状态】已批量生产，处于市场化推广阶段。
【合作方式】（1）单项业务模式专利实施许可：按照用户工程项目建设目标要求，以普通实施许可方式许可用户使用航天煤气化装置内从磨煤干燥开始到合成气洗涤完成的一系列相关专利，专利费按照航天煤气化装置日产有效气量计价。
工程设计：为用户项目提供工程设计图纸和技术文件，包括工艺、管道、设备、土建、仪表、总图布置、公用工程等，用户根据提供的工程设计图纸和技术文件，自行组织或采取EPC 等方式进行工程项目的建设工作。
设备成套供应：为用户成套供应以气化炉、气化炉燃烧器为核心的专利专有设备。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术是一种将煤粉在高压下与氧气进行化学反应，产生大量合成气的技术。
该技术具有高效、节能、环保等优点，可以将煤转化为可用于化工、能源等领域的多种化学品和燃料。
该技术的核心是气化反应器，其构造与普通燃烧炉相似，但设计要求更高。
在反应器内，煤粉经过破碎、干燥、热解等过程，最终转化为一种或多种气体，主要包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。
该技术的应用领域广泛，可以生产合成气、合成甲醇、合成氨、合成油和合成乙烯等化学品，也可以生产燃气、发电、加热等能源产品。
此外，该技术还可以与化工、冶金等行业的其他技术相结合，形成产业链，提高资源利用效率。
虽然该技术具有许多优点，但也存在一些挑战和问题。
例如，气化反应的过程中会产生大量的废水和废气，需要进行处理和净化；反应器的运行需要高压、高温等条件，需要耐磨、耐高温的材料支持；煤粉的质量和含硫、含灰等杂质的影响也会对气化反应产生影响。
总体而言，粉煤加压气化技术是一种重要的能源和化工技术，具有广阔的应用前景和发展空间。
未来，随着技术的不断进步和完善，该技术将逐渐成为可持续发展的重要支柱之一。
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干煤粉加压气化技术
作为一种重要的煤气化技术，干煤粉加压气化技术的应用对于保证系统运行的稳定性与经济性具有重要作用。
本文首先介绍了干煤粉加压气化技术特点，然后具体探讨了干煤粉加压气化工艺流程，以期为相关技术与研究人员提供参考。
标签：干煤粉；加压气化技术；研究
煤碳资源的清洁使用是当前国内经济与社会发展的必然选择。
为满足当前可持续发展的需求，煤炭的洁净使用应以科学发展观为主旨，采用现代科学技术，以开拓煤炭资源发展的新型化工业道路。
作为清洁煤发电与煤化工行业的关键技术，干煤粉加压气化技术具有比氧耗小、冷煤气效率高、自耗功小、净化系统与煤气冷却器成本低等特点。
因此，加强有关干煤粉加压气化技术的研究，对于改善煤气化技术应用质量具有重要的理论和现实意义。
1 干煤粉加压气化技术特点
干煤粉加压气化炉通常选用冷壁结构。
气化炉内的某段反应区安设4个对称的烧嘴，煤粉与气化剂利用烧嘴流通进入气化炉，在炉内产生撞击流，以在呢刚强传质与传热进程，保证气化反应顺利完成。
另一段反应区安设2个对称烧嘴，将水蒸气与煤粉通入进去，采用高温煤气显热段实施煤热解和焦炭的气化反应。
渣口一般安设在底部高温段，选用液态排渣技术。
气化炉二段反应是指在采用高温煤气显热段开展气化与热解的同时，减小高温煤气温度，以降低激冷煤气量与激冷压缩机载荷。
干煤粉加压气化技术的特点有：（1）气化炉选用水冷壁结构，以渣抗渣，不存在耐火砖衬里，具有较长的使用寿命；（2）两段反应区实行焦炭的气化反应、煤的挥发分与热解，采用一段高温煤气进行显热，且同时能减小煤气温度，进而降低激冷气压缩机系统规模；（3）选用多个烧嘴方式，改善了气化工作的稳定性与负荷调节性能；（4）反应区温度多控制在1400～1600℃之间，气化压力可达到3MPa，碳转化率可达到99%，煤气中的CO与H2含量等气成分能够高达90%。
相比国外发达技术，冷煤气效率可提升2%，比氧耗可降低15%～20%。
煤气品质较高，不存在酚及焦油等杂质；（5）后续工艺可配合采用激冷流程或废锅流程，以适用于不同工艺方案[1]。
2 干煤粉加压气化流程
干煤粉加压气化工艺流程通常包含两个工艺流程：
2.1 干煤粉密相加料系统
将采购的优质干煤粉使用槽罐车运输至工作现场，使用气力输送方式将其输至煤粉储仓。
然后经过煤粉泵输送至加煤常压仓。
常压仓底部通常安设两个出煤
口，一个用于对供煤锁斗供煤，另一个用于对二段输送罐供煤。
供锁斗采用每小时一次的供煤方式，各次将800kg的粉煤按照固定时间填入计量仓，然后再按照固定时间定量输入常压变压罐，待罐内煤粉填满后将阀门关闭并提升输送罐压力，再将阀门打开将煤粉填入输送罐。
常壓仓采用每小时每次800kg的供煤方式向二段输送罐提供煤粉。
待装满输送罐后将工作压力升到设定值，然后向气化炉二段的固定喷嘴进行煤粉供应。
待罐内煤粉供应完成后，将压力降低与常压一致后再进行佳美。
为确保煤粉正常流通，可将均压管安设在罐和仓之间，以控制压力平衡[2]。
2.2 气化系统
气化是指在固定压力与温度条件下，采用气化剂开展热化学反应，最终将煤转换成煤气的过程。
（1）喷嘴供料：采用载气方式按照密相将加煤罐的干煤粉填入喷嘴中心管，待过热蒸汽与氧气送入混合气进行充分混合后，在送入喷嘴环管。
若在供料时产生干煤粉供料中止，过热蒸汽与氧气供应会即刻停止，且在同一时间启动高压反吹N2，以避免发生意外伤害事故。
（2）喷嘴冷却保护：喷嘴冷却水系统主要用于保护喷嘴，以避免气化炉内的高温引发喷嘴产生热损伤。
喷嘴冷却水槽的软水利用软水通过泵分别送至两端喷嘴实施冷却，而喷嘴的冷却水在经过减压冷却后可重新进入冷却槽进行循环利用。
（3）气化反应：在将干煤粉投入进料后其会发生气化反应，主要位于气压为3MPa，温度在1300～1500℃的气化炉段内，煤和水进行氧化反应，以产生CO和H2为主要成分的粗煤气，随后粗煤气被送入到另一段1000～1200℃的气化炉内，煤与蒸汽进行煤的干馏热解、挥发分二次裂解和水蒸气分解等反应以形成粗煤气。
（4）煤气冷却处理：将两段气化炉产生的粗煤气混合，采用喷淋冷却水将混合粗煤气激冷直到900℃，以充分固化熔融态的灰渣颗粒杂质。
待粗煤气被输送至废热锅炉后，在废热锅炉内让其同温度在40℃左右的脱氧水进行热交换，使其冷却温度控制在300℃。
（5）熔渣冷却与排渣：反应生成的大量煤渣依靠自身重力流入渣池，利用循环冷却水对渣池内的煤渣进行淬冷固化，随后将其排至底部渣锁斗，按照固定周期进行排出。
在排渣工作进行时，影响将渣锁斗顶部的进口阀和均压管处的平衡阀关闭，然后启动渣锁斗的减压阀，待渣锁斗内的压力恢复到常压状态时，启动渣锁斗底部的排渣阀，且同时开启锁斗水箱内的冲洗加水阀，进行渣池排渣。
待排渣完成后，将渣锁斗底部的排渣阀、冲洗加水阀和减压阀关掉，开启渣锁斗加压阀，待压力回归至标准值后，在开启均压管的平衡阀与进口阀，同时关闭加压阀以进行集渣[3]。
（6）干法除尘：将粗煤气输送至干式除尘器，飞灰则进入飞灰收集罐。
飞灰收集罐的飞灰进行处理后可再次进入气化炉进行循环利用。
均压管设置在集灰罐同飞灰收集罐之间，可用于罐内压力调试。
在排灰时，先将均压管的平衡阀和收集罐进口阀关掉，待收集罐压力恢复至常压后，将排气过滤器连通，并启动收集罐出口阀，将飞灰输送至专用收集车，待充分处理后再次输送至煤粉储仓。
3 结束语
干煤粉加压气化技术的应用水平将直接关系着煤炭发电与清洁能源企业的生产质量和经济效益，因此，相关技术与研究人员应加强有关干煤粉加压气化技术的研究，总结干煤粉加压气化技术原理及关键工艺处理措施，以逐步提升干煤粉加压气化技术应用质量。
参考文献：
[1]曲春辉.干煤粉气化技术浅谈[J].内蒙古石油化工，2011，05（35）：57-58.
[2]王剑钊.干煤粉加压气化工艺的控制策略[J].热力发电，2010，06（10）：61-62.
[3]曹小玲，皮正仁，彭好义，蒋绍坚.干煤粉分级气流床的气化特性[J].中南大学学报（自然科学版），2012，13（14）：74-75.。