国内外各种先进煤气化技术
国内外煤气化技术及发展趋势
统计与管理二○一五·二社会经纬国内外煤气化技术及发展趋势刘 钰摘 要：文中综述了国内外煤气化发展概况，介绍固定床气化炉、恩德炉、灰熔聚煤气化技术，并比较其优缺点。
根据国外煤气化发展趋势展望国内煤气化发展前景。
关键词：煤气化 煤气净化 发生炉DOI：10.3969/j.issn.1674-537X.2015.02.062煤是世界上储藏量最丰富的化石燃料，也是中国储量最多的化石燃料。
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，占世界煤产量的25%。
煤炭是我国分布最广、较为丰富的能源，而石油、天然气资源则相对不足，预计到本世纪中叶，我国以煤为主的能源结构将不会改变。
中国煤炭的特点是高硫、高灰煤比重大。
煤入洗率低，约80%原煤用于直接燃烧，燃煤排放出大量有害气体和烟灰，使生态环境遭到严重破坏。
同时，中国煤炭利用效率低。
除在大型和负荷稳定的燃烧工况下，其燃烧效率与石油和天然气相近外，其它非稳定负荷的燃烧过程热效率均低于石油和天然气，其平均利用效率仅29%。
提高中国煤炭利用效率、减少煤炭燃烧带来的环境污染的根本途径是研制和推广应用煤炭优化利用技术。
发展煤炭气化技术是减少环境污染、节能、发展工业的重要措施。
一、国内外煤气化发展概况180年以来的煤气化技术发展史，特别是近十多年来的大容量IGCC电站示范与商业化运行证明，与固定床、流化床相比，气流床具有较大的煤种与粒度适应性和更优良的技术性能，是煤基大容量、高效洁净、运行可靠的燃气与合成气制备装置的首选技术。
美国Texaco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，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5MPa之间，气化温度约1400℃，液态排渣，煤气成份CO+H2为80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率96～99%，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽。
从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。
一 Texaco水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。
Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石（助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。
其优点如下：（1）适用于加压下（中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在4.0MPa 和6.5Mpa。
在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。
（2）气化炉进料稳定，由于气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。
便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。
（3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。
同等生产规模，装置投资少。
该技术的缺点是：（1）由于气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。
对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。
而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。
（2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁（一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。
无形中就增加了建设投资。
国内外煤气化技术介绍--重点学习--
Lurgi 氧气鼓风气化炉的典型操作结果
泥 煤 煤种来源 粒径（mm） 工业分析（wt%） 挥发份 固定炭 水分 灰分 高热值 kJ/kg 灰熔点 /℃ 操作压力 /MPa 煤气组成，（vol%） CO H2 CH4 CnHm H2S CO2 N2 煤气热值 /kJ/m3 17.0 34.1 13.6 0.6 0.1 33.8 0.8 11614 19.1 37.2 11.8 0.4 0.2 30.7 0.5 11446 15.9 39.2 10.8 1.2 0.4 32.2 0.3 11409 20.2 38.9 11.7 0.4 0.3 28.1 0.4 11748 21.4 38.4 9.6 0.5 0.2 28.9 1.0 11096 24.2 39.7 9.4 1.0 0.8 24.4 0.5 11811 24.8 38.3 9.3 0.6 0.5 25.8 0.7 11438 20.3 45.3 4.7 0.3 0.1 27.5 1.3 9836 57.3 25.2 15.5 2.0 22865 -2.03 36.8 32.6 26.5 4.1 26168 1204 2.52 29.1 30.4 34.3 6.2 27935 1249 3.03 30.5 38.7 16.5 14.3 31168 1427 3.03 19.7 38.3 5.4 36.3 300098 1421 2.86 28.9 43.0 15.7 12.4 32122 1399 2.45 29.1 47.6 5.1 18.2 33332 1382 2.24 5.7 87.3 2.0 5.0 35193 1499 2.86 Ireland 15.2-40.6 Germany 1.0-10.1 褐 煤 North Dakota 1.4-30.5 次 烟 Riotolbio 5.1-30.5 煤 Sasoll 5.1-30.5 烟 Westerfield 5.1-30.5 煤 Charle-ston 5.1-30.5 无烟煤 Vietnam 5.1-30.5
煤气化技术
煤气化技术煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
目前，国内自行开发和引进的煤气化技术种类很多，但总体上可以分为以下三大类：一、移动床气化技术以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。
鲁奇加压气化技术是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化技术，技术成熟可靠，曾是世界上建厂最多的煤气化技术。
鲁奇气化技术是制取城市煤气和合成气装置中的心脏设备。
它适应的煤种广﹑气化强度较大﹑气化效率高。
鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式供料方式，即连接在炉体上部的煤锁将煤块升压，加入气化炉的预热层，然后，下移至反应层，煤在反应层气化，反应热量取自于气化剂与燃烧形成的燃烧层。
产生的粗煤气从出口排出。
炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。
鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，用作保护炉的过热和产生蒸汽，结构更为合理的炉型。
鲁奇公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。
图1 鲁奇加压块煤气化装置二、流化床气化技术以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。
恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，经长期的生产实践，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。
灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理，在流化床底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低碳量的灰渣。
目前，中科院山西煤化所山西省粉煤气化工程研究中心开发的加压灰熔聚气化工业装置已经成功应用于晋煤集团天溪煤制油分公司1 0万吨/年煤基MTG合成油示范工程项目，该项目配备了6台灰熔聚气化炉（5开1备），气化炉操作压力0.6MPa，日处理晋城无烟煤1600吨，干煤气产量125000Nm3/h（配套30万吨/年合成甲醇）。
国内外煤气化技术概述
国内外煤气化技术概述煤气化技术的研发已有200多年的历史，根据气化炉所使用的煤颗粒大小和颗粒在气化炉内的流动状态，气化炉总体上分为三类，即以鲁奇为代表的固定床气化炉、以U—Gas、灰熔聚为代表的流化床气化炉和以德士古、壳牌为代表的气流床气化炉。
1．1 鲁奇固定床气化技术鲁奇固定床气化技术产生于20世纪40年代，由鲁奇公司开发。
鲁奇炉以8～50mm粒度、活性好、不黏结的无烟煤、烟煤或褐煤为原料，煤从气化炉的项部加入，而气化剂从炉子的下部供入，因而气固间为逆向流动，随着反应的进行，煤在气化炉内缓慢移动。
鲁奇固定床气化的压力可达3．0MPa，气化温度为900～1050℃，单炉投煤量一般为1000ffd(最大可达1920ffd)，采用固态排渣方式。
典型的鲁奇固定床气化炉对燃料的要求比较高，尤其不宜使用焦结性煤。
由于气化温度较低，产生的煤气中不可避免的含有大量的沥青、焦油，因此需要对粗煤气进行分离净化。
为简化复杂的粗煤气净化流程，提高气化效率，英国煤气公司在固作态排渣鲁奇炉的基础上，进一步提高了气化温度，以强化气化过程，发展成液态排渣鲁奇炉⋯。
鲁奇气化炉起初主要用于生产城市煤气，后发展到生产合成油、氨、甲醇等，以及燃气。
我国云南解化集团等许多单位采用该技术用于合成氨。
由于鲁奇气化炉生产合成气时，气体成分中甲烷含量高(8～10％)，且含焦油、酚等物质，气化炉后需要设置废水处理及回收、甲烷分离转化装置，用于生产合成气生产流程长、投资大，因此单纯生产合成气较少采用鲁奇气化炉。
1．2 GSP气流床气化技术GSP工艺技术由前民主德国的德意志燃料研究所开发，始于20世纪70年代末。
GSP气化炉由烧嘴、冷壁气化室和激冷室组成。
烧嘴为内冷多通道的多用途烧嘴，冷却水分别在物料的内中、中外层之间和外层之外，冷却方式比较均匀，可以使烧嘴温度保持在较低水平。
固体气化原料被碾磨为不大于0．5mm的粒度后，经过干燥，通过浓相气流输入系统送至烧嘴。
国内外典型气流床煤气化技术概述
烧室下部侧壁对置，可快速快速调节负荷范围（40%~ 100%）。但是烧 嘴隔焰罩和开工烧嘴容易产生过氧腐蚀损坏。激冷气压缩机主要是将冷 煤气送到气化炉顶部进行换热。
SHell 技术已在国内的湖北双环、神华集团、中原大化、河南永煤等 单位实现应用，全国共有 19 个项目，27 台气化炉用于合成氨、甲醇生产。
关键词：气流床 煤气化
所谓气流床煤气化是将气化剂夹带的煤粉或煤浆，通过特殊喷嘴送 入气化炉内，在高温下，煤氧等混合物迅速分解、燃烧、气化反应，产 生 CO 和 H2 为主的煤气化技术。国外 TCGP、SCGP、GSP 技术均发展成 熟，国内的多喷嘴、两段技术、HT-L、非熔渣 - 熔渣分级技术、多元料 浆技术正快速发展应用。煤气化作为煤化工的龙头，它的好坏决定着后 续工艺以及长远的经济效益。
两段技术已在内蒙古世林化工项目、华能满洲里煤化工项目、华能 绿色煤电 IGCC 项目等 5 家单位开建，部分已投产，主要用于生产甲醇、 发电等。
2.3 航天炉气化技术（HT-L）[6-7] 航天炉煤气化技术与 GSP 技术相似均采用下喷式气流床激冷流程， 但是知识产权独立。该技术对煤种要求低，热效率和碳转化率高。采用 激冷流程及灰渣水循环技术，对环境保护好。 HT-L 气化炉、烧嘴、破渣机、热风炉、激冷水循环泵等是此技术 的 核 心 设 备。 气 化 炉 采 用 盘 管 式 水 冷 壁， 四 组 管 绕 制 而 成， 盘 管 外 径 89mm，壁厚 8mm 径向热膨胀 6mm。自上而下单喷嘴喷射与 GSP 炉相同，
1.3 加压气流床（GSP）技术 [3] 合格煤粉经干燥后通过 N2 输送系统送至烧嘴，煤粉与其他气化剂（氧 气、水蒸气）经烧嘴同时喷入气化炉内的反应室，然后在高温、高压下 发生裂解、燃烧、气化反应，生成粗煤气。气化产生的熔渣以及粗煤气 一起进入气化炉下部的激冷室。冷却后的粗煤气去洗涤系统，熔渣通过 锁斗系统排出，激冷水送至污水处理系统。GSP 技术适用煤种广泛，输 送安全性高，运行周期长不需备炉，碳转化率高，合成气质量好。采用 激冷流程，工艺紧凑，流程简单，环境效益好。气化炉操作弹性大，负 荷调节灵活。点火升温迅速，设备及运行费用较低。开、停车操作方便， 时间短，从冷态达到满负荷仅需 1H。但是 GSP 技术存在工业化业绩少， 操作经验缺乏，加料计量过程复杂、投资较高，无独立灰水处理技术等 问题。 该技术设备主要包括磨煤机、给料锁斗、加料器、组合喷嘴、气化 炉、渣锁斗、破渣机、捞渣机、文丘里洗涤器、沉降槽、激冷水泵等。 气化炉上部为冷壁气化室，由水冷壁，水夹套组成。水冷壁是由特殊耐 热材料碳化硅为屏蔽涂层的盘管和翅片焊接组成的圆筒形内腔，采用以 渣抗渣的技术防止高温溶渣腐蚀及开停车产生应力对耐火材料的破坏。 下部为激冷室，内有激冷喷头和内衬筒，内衬筒与承压外壳环隙有激冷 水自下向上流动，在顶端环隙间径向流出，激冷室承压壳体的壁温不超 过 200℃。喷嘴由配有火焰检测器的点火喷嘴和生产喷嘴所组成，中心向 外环隙依次为燃料气、冷却水、氧 / 蒸汽、冷却水、煤粉通道、冷却水 6 个通道。 GSP 技术虽然进入国内较晚，但是凭借其自身优势已经在我国的山 西兰花煤化工有限责任公司醇、氨（300/100kt/a）项目、神华宁煤集团有 限责任公司（1670Kt/a）甲醇项目、贵州开阳化工有限公司（500Kt/a） 合成氨项目、淮南集团合成氨项目开始应用实施。 2 国内气流床煤气化技术 2.1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术（OMB）[4] 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在 TexaCO 技术的基础上发展起来 的，其反应机理与 TexaCO 技术相同，流程相似。该技术采用多喷嘴对置 技术，雾化效果好。负荷可调节范围大，速度快，装置适应能力强，气 化效率高。洗涤冷却室采用喷淋鼓泡复合床，热质传递效果好，液位稳。 气体初步净化系统采用分级净化，系统压降低，高效节能，合成气中灰 含量低。采用蒸发热水塔的渣水处理系统，热传递效率高，水循环流程 简单，耐结垢。但是也存在炉体拱顶处耐火材料烧损快的技术问题。 OMB 技术的关键设备有：磨煤机、高压煤浆泵、气化炉、工艺喷嘴、 煤气初步净化设备、蒸发热水塔、滚筒筛、渣锁斗、捞渣机、激冷水泵。 气化炉上部为气化室，内衬耐火砖，气化室中上部布置工艺喷嘴，喷嘴 在同一水平面。气化炉下部为激冷室，采用复合床结构形式消除了带水、 带灰问题。工艺喷嘴采用外混式、新型预膜式喷嘴，喷嘴流道介质由内 向外依次为氧气、煤浆、氧气。喷嘴头部（向火面）采用盘管冷却来防 止喷嘴损坏，由 1 套单独的系统向喷嘴供应冷却水，该系统设置了复杂 的安全联锁。一般使用 3 个月后需更换喷嘴头部或在喷嘴头部堆焊的耐
国内外大规模煤气化技术的现状、发展趋势及主要技术瓶颈分析共40页
Texaco（德士古）气化炉
• 德士古气化工艺是20世纪80年 代煤气化的最新工艺之一,它是由美 国德士古公司开发的以水煤浆为原 料、液态排渣气流床加压气化技术。 原料煤与水、添加剂、石灰石等经 磨机研磨制成浓度为60%～70%的 水煤浆,由煤浆泵加压后与高压氧气 一起经烧嘴混合后,呈雾状喷入气化 炉燃烧室发生气化反应。通过调节 氧/煤浆的比例,使炉内气化温度高 于煤灰流动温度(FT)。
主要特点：固态排渣，适宜弱黏结性碎煤（5-50mm）； 生产能力大；结构复杂，炉内设有破黏和煤分布器、炉箅等转 动设备，制造和维修费用大；入炉煤必须为块煤，原料来源受 限制；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复 杂、流程长、设备多，炉渣含碳5%左右。
Lurgi加压气化炉发展分为三个阶段：
国内煤气化技术的研究状况
我国在引进国外先进煤气化技术的同时，也在 不断探索拥有自主知识产权的煤气化技术，并在某 些领域取得了突破，一些关键技术已经超越了现有 的国外技术，甚至有的技术已经走出国门。
西北化工研究院开发的大型煤气化技术已形
成完整、 系统的专利体系。该技术原料适应性广， 具有先进的固态排渣和液态排渣技术， “三废” 排放少，设备完全立足于国内，已在25 套工业装 置上得到应用，今后一段时期将迎来装置投运高 峰期。
干加煤热 +水
• 热解 ： 煤 加热煤气+焦油+焦炭
• 气化 ：碳-氧反应
CO2
碳-水蒸气反应
CO2
甲烷生成反应
CH4
煤中其他元素（N、S）与气化剂间的反应
• 通常的煤气化系统包括备煤给料系统、 气化炉、除尘和脱硫。
国内外煤气化技术新进展
国内外煤气化技术新进展华陆工程科技有限责任公司刘艳军一、煤炭的综合利用我国具有丰富的煤炭资源，煤炭保有储量高达1万亿吨以上，全国煤炭产量2002年近14亿吨，2003年为16亿吨，2009年为29.6亿吨，平均每年以大于5%的速度递增。
目前，我国已经成为世界上最大的煤炭生产国和消费国。
我国是富煤少油国家，当前每年进口的原油和石油制品已达到国内需求的30%以上，全球范围内新一轮的石油竞争将会愈演愈烈，大力发展煤化工作为保证国家能源安全的战略已凸显重要而紧迫。
未来，我国能源以煤为主的状况，在相当长的一段时间内不会有大的改变，预测2010年将占60％左右，2050年不会低于50％，煤炭在我国的能源消费中仍然占有基础性地位。
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，对煤和以煤为原料的相关产品的技术要求也越来越高。
然而，由于煤的结构和组成的复杂性，给人们利用煤带来诸多环境问题。
例如，煤中含有硫、氯、氮、灰等有害物质在煤炭直接燃烧后被排放到环境中，引起严重的环境污染问题。
有关调查统计结果表明：目前我国能源消费总量中约68%为煤炭，其中有85%采用效率低、污染严重的直接燃烧技术。
燃煤产生的二氧化硫排放量占全国总排放量的74％，氮氧化物排放量占总排放量的60％，总悬浮颗粒（TSP）排放量占总排放量的70％，二氧化碳排放量占总排放量的85％。
目前，我国已成为世界上环境污染严重的国家之一，这不仅严重地威胁到生态环境和人类健康，而且每年由于燃煤而引发的SO2污染和酸雨造成的经济损失已超过1000亿元。
因此大量直接燃烧煤炭将受到国家政策限制。
从发展的长远观点来看，我国以煤为主的能源消费结构正面临着严峻挑战，如何解决燃煤引起的环境污染问题已迫在眉睫。
我国政府对此高度重视，对环境保护的政策越来越严格，并把煤炭的清洁转化和高效利用列入《中国21世纪议程》，实行“节能优先、结构优化、环境友好”的可持续能源发展战略。
二、煤气化技术煤气化技术是煤利用技术中的关键技术，而气化炉又是煤气化技术的核心。
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国内外各种先进煤气化技术一、引言二、煤气化技术概述：2.1 固定层制气工艺（移动床）2.2 流化床气化工艺2.3 气流床气化工艺2.4 其他煤气化技术三、国内主流煤气化技术详解3.1 Lurgi（鲁奇）煤气化技术3.2 Texaco（德士古）煤气化技术3.3 Shell煤气化技术工艺3.4 GSP煤气化技术3.5 Dow煤气化工艺3.6 Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比四、其它煤气化技术4.1 第三代煤气化技术4.2 组合气化炉煤气化法五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势5.1 国外技术现状和发展趋势5.2 国内的技术现状和发展趋势5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果一、引言我国石油资源相对短缺，仅占化石能源探明储量的51.3％，开采量仅为世界开采量的21.4％，石油供需矛盾日益突出。
由于世界资源日趋减少，中东地区战乱不止，石油价格动荡不稳因此大量依赖石油进口将严重威胁我国国民经济的运行安全。
同时，我国煤炭资源丰富，探明可采储量2040亿t(2002年)。
煤炭在一次能源消费结构中占有主导地位，20世纪80年代以来一直在70％上下。
专家研究认为，在未来相当长时期内，一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位，到2050年将维持在50％以上。
目前国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。
通过改造可以达到降低生产成本，改善环境状况之目的。
本文针对这一情况综合介绍国内煤气化技术现状，并对目前主流煤气化技术作一横向对比。
煤炭气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。
煤炭气化技术，尤其是高压、大容量气流床气化技术，显示了良好的经济和社会效益，代表着发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术，是洁净煤技术的龙头和关键。
气流床煤气化的优点并不仅仅在于减少空气排放物，它也生成许多具有商业价值的副产品，如高纯度的硫、CO2和无毒的炉渣。
随着环境标准的日趋严格，气流床气化的优势越来越突出。
二、煤气化技术：2.1 固定层制气工艺（移动床）2.1.1 常压固定层间歇制气工艺特点：常压气化，固体加料10—70m，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。
代表炉型有美国的U.G.I与前苏联的U.G.II；优点：历史悠久，技术成熟，设备简单，投资省，生产经验丰富；缺点：技术落后，原料动力消耗高，碳转化率低，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。
2.1.2 常压固定层连续制气特点：常压气化，固体加料与排渣，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；优点：连续制气，操作简单，程控阀门少，维修费用低，生产强度大，碳转化率在80%—84％；缺点：需空分装置，投资比较大。
固定层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，在气化反应过程中，燃烧产生的热量与煤和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡，这样可得到稳定的反应温度和固定的反应床层，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。
2.1.3固定层加压气化工艺(鲁奇公司开发)特点：加压气化，固体加料5-55m，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：优点：加压气化(3.1MPa)，生产强度大，碳转化率约90％；缺点：反应温度略低，煤气中含有焦油和酚类物质，气体净化和废水处理复杂，且流程较长，投资比较大。
2.2 流化床气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充分，接触面积更大，煤粉和气化剂迅速地进行气化反应，产生的煤气出气化炉后，去废热回收系统和除尘洗涤系统，产生的灰渣由炉底排出。
气流床反应，物料间的传热和传质速率更快，过程易控制，生产能力也有了较大的提高。
2.2.1 温克勒(Win-kIer)常压流化床气化工艺该工艺是由前西德“莱茵褐煤公司”和“伍德公司”于20世纪20年代开发的，是世界上最早的流化床气化工艺。
特点：常压气化，粉煤进料粒度小于9mm，干法排渣，氧气或空气加蒸汽作气化剂，炉体上部有分离空间，使煤气夹带的半焦和灰颗粒分离，且用二次空气加蒸汽进一步气化；主要问题：炉底的炉箅经常出现局部高温、结渣、偏炉现象，炉出口气体带出物较多，排灰的含碳量较高。
2.2.2 恩德常压流化床气化工艺该工艺是由朝鲜恩德郡七七联合化工厂于20世纪60年代在常压温克勒气化工艺的基础上开发的。
特点：常压气化，粉煤进料粒度小于10mm，干法排渣，氧气或空气加蒸汽作气化剂，取消了炉箅，改为布风喷嘴向炉内送气，解决了炉底结渣的问题，在炉气出口增设旋风分离器，返料从炉底入炉循环使用；优点：煤种适应性宽，返料循环利用使碳转化率可达76％，极少产生焦油；缺点：气化压力低，难以实现大规模生产，排灰含碳量高。
2.2.3 循环流化床粉煤气化工艺(CFB、20世纪70年代鲁奇公司开发)特点：其工艺过程和恩德粉煤气化工艺非常相似，所不同的是CFB技术的旋风分离器分离的粉尘直接从气化炉上部进入气化炉炉膛，多重循环，使循环物料和新鲜物料之比高达40倍以上，促使炭粒反复气化，故碳转化率很高，可达90％。
夹带固体物料的速度大大低于气流速度，气体和固体间的滑动速度较大，因而物料和气化剂间的混合更充分，接触时间更长，气化效率较高。
可以用蒸汽加空气、富氧空气或氧气作气化剂，但产气品质不一样；优点：循环流化床气化，碳转化率更高，单炉生产能力大，煤种适应广；缺点：排灰的含碳量仍较高。
2.2.4 灰熔聚粉煤循环流化床气化工艺（U-Gas气化炉）该工艺是由美国煤气研究所(IGT)于20世纪70年代开发的。
现以U-Gas气化炉为代表介绍一下该技术。
该技术是在常压循环流化床气化工艺的基础上发展起来的，它的技术突破在于采用了灰聚熔排渣技术。
所谓灰聚熔指的是在炉底中心有一个氧气或空气入口，该处由于氧气或空气的进入，形成一个局部的高温区，在这里灰渣中未反应的碳进一步反应，煤灰则在高温下开始软化且相互粘结在一起，当熔渣的密度和重量达到一定的程度时灰球就会克服气流的阻力落入炉底，极大地降低了排灰的碳含量，大幅提高了碳转化率，是循环流化床气化技术发展史上的重要里程碑，灰熔聚技术使循环流化床气化炉的碳转化率提高了6％～8％，可达96％～98％。
特点：灰熔聚循环流化床气化工艺具有循环流化床工艺的一切优点，气化剂分两路进入炉内：一路从炉底四周进入，另一路从炉底中心排灰管进入，排灰管处的氧含量高以实现灰熔聚。
U—Gas炉操作压力在0.69～2.41MPa，有带压的煤斗和灰斗，煤气中无焦油，不排废气；主要问题：出口气带灰较多，不能长周期运行。
2.2.5 高压灰熔聚粉煤循环流化床气化工艺(美国煤气研究所20世纪80年代开发)该技术是在常压灰熔聚粉煤循环流化床气化工艺的基础上发展起来的，也有进料的煤斗和排灰的灰斗，所不同的是操做压力可达2.7～3.4MPa。
该技术尚未广泛推广，对设备阀门的要求比较高。
2.3 气流床气化工艺该工艺的共同特点是煤进料的粒度比粉煤流化床气化更小，反应物料被气化剂夹带，以气流床的形式进行反应，因而反应进行的更快。
一般要求反应温度和操作压力都比较高。
2.3.1 柯伯斯-托切克粉煤气流床气化工艺该工艺是由前西德kopper-Totzek公司于20世纪40年代开发的，柯伯斯一托切克粉煤气流床气化炉简称K-T炉。
特点：粉碎研磨合格的煤粉用氮气输送到煤储斗中，再由螺旋给料机送至混合器，在混合器中粉煤在氧气和蒸汽的携带下经烧嘴进入气化炉，氧气、蒸汽和粉煤在气化炉内发生强烈的氧化反应，产生高达2000℃的高温，产生的水煤气先进入废热锅炉回收热量，然后进入洗涤除尘系统。
产生的灰分被炉内的高温熔化沿气化炉的炉壁流入激冷槽内冷却固化，然后经灰斗去渣池再由捞渣机排出；特点：粉煤进料小于0.1mm，熔融排渣，常压气化，操作简单，所产煤气中无焦油、酚及烃类等，甲烷含量低等；缺点：氧耗高，气化炉耐火砖的要求高，要求煤的活性高，灰熔点适宜，显热回收设备多，投资比较大。
2.3.2 德士古(Texaco)水煤浆加压气化工艺该工艺是由美国德士古公司于20世纪70年代开发的。
工艺过程：磨制合格的水煤浆由泵加压后和氧气经特制的烧嘴喷入气化炉，水煤浆被高效雾化并蒸干水分后和氧发生复杂的氧化还原反应生成水煤气和熔渣，生成的水煤气和熔渣一起进入气化炉下面的激冷室，熔渣被冷却固化后经锁灰斗收集排出，水煤气激冷后去洗涤除尘系统；特点：水煤浆进料，加压气化，纯氧作气化剂，熔融排渣，原料适应广，碳转化率在94％一98％，有效气成分高达84％，废物排放少，生产能力大。
水煤浆浓度为65％，粒度为99％通过14目筛网；缺点：氧耗比较高，技术费用高，投资大。
另我国在原德士古(Texaco)水煤浆工艺的基础上，兖矿集团鲁南化肥厂、华东理工大学和天辰设计院等部门经过4年的刻苦攻关,在2000 年12 月,建于兖矿集团鲁南化肥厂的日处理原煤22t 的“四喷嘴对置式水煤浆气化炉”中试装置通过了国家有关部门的验收,其气化的各项技术指标均优于美国的Texaco 水煤浆气化炉。
2.3.3 谢尔(Shell)粉煤气流床气化工艺该工艺是由谢尔国际石油公司在柯伯斯一托切克粉煤气流床气化工艺的基础上开发成功的。
工艺过程：与柯伯斯一托切克粉煤气流床气化技术基本相同，所不同的是该工艺的废热锅炉和气化炉不是联体的，而是分开的，且高温煤气在进入废热锅炉前先和洗涤冷却后的冷煤气混合激冷到100O℃以下再进入废热锅炉，有效地防止了熔融灰渣粘结到废热锅炉的炉壁上；特点：粉煤进料粒度为90％通过170目筛网，气流床反应，加压气化3～4MPa，熔融排渣，夹套水冷，煤种适应宽，气化效率高，一般在98％以上，产品气中有效气成分在90％以上，无焦油类物质，适于制气和商业化联合发电装置(IGCC)，发展前景较广；缺点：技术费用高，投资大，水冷夹套寿命比较短。
2.3.4 GSP粉煤气化法该工艺是由前民主德国的德意志燃料研究所(German Fuel Institute) 开发, 始于上世纪70 年代末。
最初的目的是用高灰分褐煤生产民用煤气。
GSP 工艺技术适用于各种原料, 可用于处理城市废料等在内的各种碳氢化合物。