煤气化基础知识
煤化学第10章气化
煤 （Coal)
热解
Coal chemistry
2.1 煤气化过程的主要反应
燃烧反应 挥发分的燃烧反应
气化过程中主要的可燃挥发分有CO、H2、CH4、C2H6等，它们与 气化剂中的氧气将发生下列燃烧反应：
1 CO O2 CO 2 2 1 H 2 O2 H 2O 2 CH 4 2O2 CO2 2H 2O 7 C 2 H 6 O2 2CO2 3H 2 O 2
3.煤气化炉的基本原理-固定床气化炉－两段式
煤斗 加煤机 放散管 上段煤气出口 100-150 oC 下段煤气出口 500-600 oC
• 加长了干馏段（水套以上） • 下段煤气 500－600 oC 焦油质量重 • 上段煤气 100－150 oC 产生轻质焦油 （从焦油的路线看） 从煤的加热速率看 • 干馏段加长减慢了煤的加热速率 自由基反应、轻焦油的移出 重焦油的形成机制 快速（高温）热解“拔头”
△Hr = -111 kJ/mol 放热反应 △Hr = 173 kJ/mol 吸热反应
△Hr = - 41 kJ/mol 放热反应
变换：CO + H2O = CO2 + H2
Coal chemistry
3.煤气化炉的基本原理-固定床气化炉－特点
炉箅 水套 灰盘 空气、蒸气入口
Coal chemistry
3.煤气化炉的基本原理-固定床气化炉－特点
• 煤或焦炭，粒径4-50 mm （强度） • 弱粘结性，搅拌破黏 • 防止结渣 提高水蒸气加入量，但水蒸气量大会降低煤气质量 • 水耗量与煤种有关 0.32-0.50 kg-水/kg-无烟煤 0.12-0.20 kg-水/kg-褐煤
C＋ CO2 ＝ CO
煤气化基础知识
第一章煤的组成和性质一、煤的形成煤是一种固体可燃有机岩。
它是由植物遗体转变而来的大分子有机化合物。
大量堆集的古代植物残体在复杂漫长的生物、地球化学、物理化学作用下，经过不断的繁衍、分解、化合、聚集后，植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐渐放出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物，再经煤化作用依次形成为：泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤→超级无烟煤。
二、煤的元素分析和工业分析：1、煤的元素分析主要包括：碳、氢、氧、氮、硫五种元素。
●碳是其中的主要元素。
煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。
年轻的褐煤含碳量低，烟煤次之，无烟煤最高。
●氢是煤中的第二大元素，其燃烧时可以放出大量的热量。
煤中的氢含量随煤化程度加深而减少；褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。
●氧也是组成煤有机质的一个重要元素。
氧元素在煤的燃烧过程中并不产生热量，但能与氢生成水，吸收燃烧热。
是动力用煤的不利元素。
它在煤中的含量随煤化程度的加深而降低。
●氮在煤中的含量比较少，随煤化程度变化不大。
主要于成煤的植物品种有关。
●硫是煤中的最有害杂质。
燃烧时会生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且对环境有污染。
硫随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系不大。
2、煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳。
●水分：根据水在煤中的存在状态，人们把煤中水分分为：外在水、内在水、结晶水和化合水。
煤种的水对煤的工业利用和运输都是不利的。
在水煤浆制备过程中，内水过高（8％）不利于制的高浓度的煤浆。
●灰分：煤中所有的可燃物质完全燃烧后以及煤中的矿物质在高温下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。
这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。
它的含量也是煤气化的主要控制指标之一。
灰分含量越高，相对碳的含量就低，粗渣和飞灰量增大。
灰水处理工号的负担加大。
●挥发分：煤在一定的温度下加热后将分解出水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物。
人们把除去分解水后的分解物称作挥发分。
挥发分随煤化程度的增加而降低的规律非常明显。
煤气化基础知识培训讲稿
煤气化基础知识培训讲稿一、煤炭气化定义煤化工是以煤为原料经过化学加工，实现煤的转化并进行综合利用的工业。
煤化工包括炼焦工业，煤炭气化工业，煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业等。
所谓的煤炭气化技术，是新型煤化工的一个重要单元，就是将固体煤变成气态烃，CO，H2气体等的技术，其目的就是获得清洁能源和化工原料。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）、供给热量，三者缺一不可。
二、煤炭气化发展简史煤化工发展始于18世纪后半叶，用煤生产民用煤气；在欧洲当时用煤干馏方法，生产的干馏煤气用于城市街道照明；1840年由焦炭制发生炉煤气来炼铁，1875年使用增热水煤气作为城市煤气。
二次世界大战时期，煤炭气化工业在德国得到迅速发展。
1935~1945年期间德国共建立了9个合成油厂，总产量达570kt。
二次世界大战后，煤炭气化工业因石油、天然气的迅速发展减慢了步伐，进人低迷时期，直到20世纪70年代成功开发由合成气制甲醇技术，由于甲醇的广泛用途，使煤炭气化工业又重新引起人们重视。
到20世纪80年代末，由煤炭气化制合成气，羰基合成生产醋酸、醋酐开始大型化生产，这是煤制化学品的一个非常重要的突破。
现在，随着气化生产技术的进一步发展，以生产含氧燃料为主的煤炭气化合成甲醇、二甲醚，有广阔的市场前景。
三、中国煤炭气化技术现状煤气化技术视炉内气－固状态和运动形式，主要分为三大类∶1.固定床以块煤（10～50mm）为原料的固定床，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。
先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，鲁奇炉是逆向气化煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳效率高、气化效率高。
煤的气化
。
鲁奇( Lurgi) 循环流化床粉煤气化 ( CFB)
• 鲁奇CFB 气化技术采用较高的操作气速( 5～7m/ s) 从而使流化床内粒子更活动, 可在较高温度下操作 ( 950～1100℃) 而无结渣危险, 可适用从高活性到 低活性的原料, 可分离流化床内半焦与灰渣使下部 排灰含碳< 2% ～ 3% , 在接近常压( 0.15MPa) 下, 使 用螺旋进料器, 满足进料器要求而不需昂贵的锁气 系统, 飞灰循环系统采用鲁奇公司多年来CFB 燃烧 成熟技术, 可靠实用。鲁奇CFB 气化技术的特点在 于不刻意追求单一气化炉达到最佳效率, 而在于整 个系统达到最佳效率, 将CFB 气化装置与CFB 燃烬 装置组织在一起, 构成一个系统, 此系统的总碳转 化率可达到95% ～99% 。
其他气化工艺
U—gas气化工业装置流程图
、
用太阳能进行煤炭气 化
• 美国新墨西哥州怀特沙漠试验 地区次莫尔实验室, 使用太阳能 对煤炭进行气化的第一次试验 获得成功。它是用太阳能将煤 炭加热到1920 ℃ , 生产出可燃 煤气。 成分为一氧化碳 26.9%, 氢50.9% , 甲烷 5.4%，碳氢化合 物0.7%，二氧化碳16.1%。 所 使用的日光屏是由许多可活动 的平面镜组成的。
煤炭气化的方法
• 固定床气化法：固体气化原料在高温下与 气化剂发生氧化还原反应，产生以H2、CO 和CH4为有效气体的煤气，气化炉内原料床 层相对稳定或随着原料的消耗缓慢向下移 动。固体原料由气化炉顶加入，灰渣从气 化炉底排除，气化剂由炉底通过炉栅送入 炉内，生成的煤气由炉顶导出。
、
• 流化床煤气化法：采用0 ～ 10 mm 的小颗 粒煤作为气化原料，气化剂为蒸气/空气或 蒸气/氧气，气化剂自下而上经过床层。依 据原料的力度分布和湿度，控制气化剂的 流速，使床内原料煤全部处于流化状态， 在剧烈搅动和回混中，煤粒和气化剂充分 接触，进行化学反应和热量传递。利用碳 燃烧放出的热量，使煤粒干燥干馏和气化。
煤炭气化基础
第二章气化基础第二章：煤炭气化物理化学基础第二章气化基础一、煤炭气化的基本反应气化过程的反应有两种类型：（1）非均相的气固反应：气相：气化剂或气相产物固相：碳（2）均相的气相反应：气化剂或气体产物之间的反应。
第二章气化基础非均相气固反应：燃烧：部分燃烧：碳与水蒸气：CO2的还原：加氢气化：122Q CO O C +=+2221Q CO O C +=+522Q CO CO C −=+422232222Q H CO O H C Q H CO O H C −+=+−+=+6422Q CH H C ++催化剂一、煤炭气化的基本反应第二章气化基础气相燃烧反应：72221Q CO O CO +=+822221Q O H O H +=+均相反应：均相水煤气反应：甲烷化反应：9222Q H CO O H CO ++=+102423Q O H CH H CO +++催化剂焦、、焦油气体烃煤+++++=O H H CO CO CH 2224热裂解反应：一、煤炭气化的基本反应章第二章气化基础煤炭气化反应的进行伴随有吸热或放热现象，这种反应热效应是气化系统与外界进行能量交换的主要形式。
在煤炭气化反应中，常用反应焓计算其热效应，按照一般的习惯，把系统的焓变称为反应热，它实际上是在等温等压过程中反应的热效应。
H Δ图2-1 反应热在温度改变时变化简图二、反应焓第二章气化基础jpj oR ni iR R H n H H H Δ+=Δ−Δ∑∑∑式中——气化反应物中第i组分在升温过程中的焓变——气化产物中第j组分在升温过程中的焓变iRHΔjpH Δ在等压条件下，存在下述关系：dTCHdT C H TpipjPTpiRjR∫∫=Δ=Δ298298式中——反应物中第i组分等压热容——产物中第j组分等压热容piRCpjpC（2-1）二、反应焓第二章气化基础此为克希霍夫定律的积分式，为反应物及产物的热容。
在一定的温度间隔内可由下式计算：将、代人式（1-1）dTCnHH TpiiORR∫∑+Δ=Δ298iRHΔjpHΔdTCTC TT piTTpi∫∫=Δ各种气体在0-1000℃的平均等压热容值可查有关书籍。
气化技术问答
煤气化(培训教材)1 什么是煤气化？煤气化是指煤和焦碳等固体燃料在高温常压或加压条件下与气化剂反应转化成气体产物和少量残渣的过程，气化剂可以是空气、富氧空气、水蒸汽、氧气或它们的混合气等物质。
2煤气化的种类有哪些？固定床流化床气流床间歇制气连续制气固态排渣液态排渣3 什么是煤的灰熔点，T1,T2,T3各指什么？生产中测定燃料灰熔点时多将灰渣作为角锥状置于还原性气氛中加热可观测到与灰熔点有关的三个温度变形温度T1----- 此时角锥尖峰变圆软化温度T2-----角锥上部变形进而倒在试台上熔融温度T3----- 灰渣成熔融状可沿试台流动4 什么是高位发热量?高位发热量是指1KG煤完全燃烧放出的全部热量5 什么是低位发热量?低位发热量是指高位发热量扣除燃烧过程中氢燃烧生成的水和燃料带的水分汽化的吸热量6 煤中的水分可分为哪几类？煤中的水分按存在状态可以分为三类，（1）：表面水分，即煤表面的水分，在其周围有一蒸汽压力，约等于水的平衡蒸汽压力。
（2）吸收水分，指存在于煤的微孔和缝隙中的水。
（3）化合水分，指煤中某些矿物成分化学结构中的一部分水，这种水只能在高于煤的分解温度才能完全脱除。
水分以符合M表示。
7什么是煤中的灰分？煤的灰分不是煤的一种固有性质，灰分指煤在规定条件下完全燃烧后的固体残留物。
灰分以符合A表示。
8什么是煤中的挥发分？煤样在规定条件下隔绝空气加热一定时间，逸出的挥发物减去水分后得到的测量值，实际上是煤中的有机质受热分解析出的一部分气态和蒸汽产物，称之为挥发分。
以符合V表示。
9 什么是煤中固定碳？煤中固定碳是从煤中除去水分，灰分和挥发分后的残留物。
10 什么是煤质分析中的基准与符号？在煤质分析中得到的煤质指标，根据不同需要可采用不同的基准来表示。
“基”表示化验结果是以什么状态下的煤样为基础而得到的。
空气干燥基(ad)：以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准干燥基(d)：以假想无水状态的煤为基准收到基(ar)：以收到状态的煤为基准干燥无灰基(daf)：以假想无水，无灰状态的煤为基准11各种基准的换算关系？12 SHELL煤气化工艺原理？Shell 煤气化在高温加压条件下进行，该气化工艺是目前世界上最先进、最典型的第二代煤气化工艺之一。
煤炭气化
五.煤炭气化工艺
：Hale Waihona Puke 煤炭气化工艺可按压力、气化剂、 煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等 可按压力 分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分， 分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分， 主要有： 主要有： 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入， 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， 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 于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢， 固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上， 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， 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。 移动床气化。 2) 流化床气化：它是以粒度为 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气 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， 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， 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。 易于控制，提高气化效率。
煤炭气化
一.定义：
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。
二.煤炭气化条件：
气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
三.气化用煤的性质：
主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械 强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤气化技术
煤气化技术煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术，其主要目的是提高煤的利用率，减少对传统燃料的依赖，达到节能、环保的目标。
本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。
一、煤气化技术的基本原理所谓煤气化技术，就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应，将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应，生成一种能源燃气和化工原料的技术。
基本反应式为：C + H2O → CO + H2C + CO2 → 2COH2O + CO → H2 + CO2以上反应产生的气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）和二氧化碳（CO2），其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物，也是煤气化的主要目的。
二、煤气化技术的应用领域煤气化技术可以应用在多个领域，包括：1. 燃料领域：将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。
2. 化工领域：将煤气用作化工原料，制取烯烃、乙烯、合成氨等。
3. 能源领域：将煤气用作化学燃料，如用合成气生产合成烃等。
4. 环保领域：将煤气用作城市燃气，以代替传统的煤炭、石油等燃料。
5. 冶金领域：将煤气用作高炉燃料，以代替传统的焦炭。
6. 电力领域：利用燃气发电、燃气轮机等，将煤气转化为电能。
三、煤气化技术的优缺点1. 优点：（1）提高煤的利用率：通过煤气化技术，可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用，大幅提高煤的利用率。
（2）节约能源：煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气，实现节能减排。
（3）环保：煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放，达到环保的目的。
2. 缺点：（1）设备配置复杂：煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂，需要高技术水平的研发和生产。
（2）能源成本高：虽然煤气化技术可以提高煤的利用率，但其能源成本相对较高，需要大量的电力和气体，从而影响了其应用范围和经济效益。
（3）反应过程精确控制难度大：煤气化是一个复杂的反应过程，其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制，一旦发生偏差，就可能影响到产物的质量和产量。
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第一章煤的组成和性质一、煤的形成煤是一种固体可燃有机岩。
它是由植物遗体转变而来的大分子有机化合物。
大量堆集的古代植物残体在复杂漫长的生物、地球化学、物理化学作用下，经过不断的繁衍、分解、化合、聚集后，植物中的碳、氢、氧以二氧化碳、水和甲烷的形式逐渐放出而生成含碳较多，含氧较少的成煤植物，再经煤化作用依次形成为：泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤→超级无烟煤。
二、煤的元素分析和工业分析：1、煤的元素分析主要包括：碳、氢、氧、氮、硫五种元素。
●碳是其中的主要元素。
煤中的碳含量随煤化程度增加而增加。
年轻的褐煤含碳量低，烟煤次之，无烟煤最高。
●氢是煤中的第二大元素，其燃烧时可以放出大量的热量。
煤中的氢含量随煤化程度加深而减少；褐煤最高，无烟煤最低，烟煤居中。
●氧也是组成煤有机质的一个重要元素。
氧元素在煤的燃烧过程中并不产生热量，但能与氢生成水，吸收燃烧热。
是动力用煤的不利元素。
它在煤中的含量随煤化程度的加深而降低。
●氮在煤中的含量比较少，随煤化程度变化不大。
主要于成煤的植物品种有关。
●硫是煤中的最有害杂质。
燃烧时会生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且对环境有污染。
硫随成煤植物的品种和成煤条件不同而有较大的变化，与煤化程度关系不大。
2、煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳。
●水分：根据水在煤中的存在状态，人们把煤中水分分为：外在水、内在水、结晶水和化合水。
煤种的水对煤的工业利用和运输都是不利的。
在水煤浆制备过程中，内水过高（8％）不利于制的高浓度的煤浆。
●灰分：煤中所有的可燃物质完全燃烧后以及煤中的矿物质在高温下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。
这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。
它的含量也是煤气化的主要控制指标之一。
灰分含量越高，相对碳的含量就低，粗渣和飞灰量增大。
灰水处理工号的负担加大。
●挥发分：煤在一定的温度下加热后将分解出水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物。
人们把除去分解水后的分解物称作挥发分。
挥发分随煤化程度的增加而降低的规律非常明显。
利用挥发分可以计算煤的发热量和焦油产率。
原料挥发分髙时，制的的煤气中甲烷等碳氢化合物含量高，不利于合成氨生产。
挥发分中的焦油等物凝结后，易堵塞管道和阀门。
这也就是常压固定床煤气炉必须使用无烟煤或焦炭的缘由。
●固定碳：煤样在900℃左右的温度下隔绝空气加热7分钟后，残余物扣除灰分后所得的百分率即为煤的固定碳含量。
3、灰分及灰熔点：1）灰分的化学组成及性质：煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在高温下产生分解、化合等复杂反应后剩下来的残渣。
是金属和非金属的氧化物和盐类，最常见的是钙、镁、铁等的碳酸盐，钾、镁等的硅铝酸盐，钙、铝、镁、钠、钾等的硅酸盐，硫酸盐(石膏)，硫化物(黄铁矿等)，食盐及氧化亚铁等。
根据煤中矿物质的不同来源，可分为三类。
原生矿物质：成煤植物本身所含的矿物质，在煤中含量不高。
次生矿物质：在成煤过程中，由外界逐渐进入到煤中的矿物质，在煤中含量一般也不高。
外来矿物质：这种矿物质原来并不存在于煤层中，它是在采煤过程中混入煤中的顶底板和夹石层的矿石所形成。
这种矿物质用洗选方式较易除去。
2）灰分在煤燃烧过程中的产物：粘土～石膏等失水：SiO2·Al2O3·2H2O——→SiO2·A12O3+2H2OCaSO4·2H2O—→CaSO4+2H2O碳酸盐受热分解，放出二氧化碳：CaCO3——→CaO+CO2↑FeCO3——→FeO+CO2↑氧化亚铁氧化生成氧化铁：4FeO+O2—→2Fe2O3黄铁矿氧化生成二氧化硫和氧化铁：4FeS2+11O2——→2Fe2O s+8SO2高温下，黄铁矿被氧化生成的一些SO2可以留在煤灰中，与钙结合。
例如，它与煤中CaCO3或灰中的CaO与氧作用生成硫酸钙，其反应式如下。
2CaCO3+2SO2+O2——2CaSO4+2CO2↑3）、灰熔点煤灰在高温下达到熔融状态时相对应的温度，习惯上被称作灰熔点。
灰熔点与灰分的矿物质成份有关。
煤灰中的AI2O3含量高，其灰熔点就高。
也有人提出用灰分中的酸碱比来确定灰的熔点高低。
因为灰分是一个多组分混合物，所以它没有一个固定的温度点，只有一个温度范围。
当在规定条件下对煤灰进行加热时，随着温度的不断上升，煤灰伴随有依次物理特性：变形→软化→半球→流动。
通常用这四个物理状态对应的温度范围来表征煤灰的熔融性。
煤灰中矿物质成分的熔点：4）灰的粘温特性：煤灰的粘度大小主要取决于煤灰的组成及各种成分的相互作用，不同的煤灰其流动性是不一样的。
此外，煤灰的粘度大小还和温度有着密切的关系。
为了进一步分析液态排渣的工业锅炉和气化炉煤种和操作要求，人们又提出了粘温特性的概念。
对于液态排渣的工业锅炉和气化炉来说，正常的排渣粘度一般控制为50～100p a·s，最高不超过250pa·s。
为了控制煤的灰熔点，工业上一般采用配煤或添加助溶剂的方法。
但是，当助溶剂添加过量后它会和生成难熔的硅盐，还会加大灰水处理的负荷。
第二章煤炭的气化一、煤化工定义以煤炭为原料用化学方法将煤炭转化为气体、液体、固体产品或半生品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业，称之为煤化工。
二、煤化工的分类：1）煤焦化：把煤在隔绝空气的情况下加热，使煤经过一个受到化学、物理和物理化学变化制约的复杂、不可逆的过程后。
生成气态（煤气），液态（焦油），固态（半焦或焦炭）2）煤气化：煤气化是煤炭转化的主导途径之一。
它是指以煤或煤焦为原料，用氧气（空气、纯氧）、水蒸汽等作气化剂，在高温下通过化学放应将固态的煤或煤焦中的可燃部分变成可燃性气体的工艺过程。
3）煤的液化：以煤炭为原料制取液态（烃类）燃料的技术，称为煤的液化。
目前，有两种技术路线：直接液化和间接液化。
三、煤气化的主要工艺技术：按照物料在炉内的移动方式我们习惯把煤气化分为以下几种工艺：1）：固定床：原料煤从炉顶加入，气化剂从底部加入。
原料没在炉内自上而下依次经历干燥、干馏、还原和氧化。
灰渣进灰箱排出炉外。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高，入炉煤要有一定的粒度及均与性。
煤的机械强度、热稳定性、粘结性和结焦性都与透气性有关，所以此工艺对原料煤的要求比较苛刻。
2）流化床：气化剂从炉底部吹入，与从炉体侧面进入的细粒煤（小于6MM）并逆流接触反应，称为流化床或沸腾床。
为了维持炉内的“沸腾”状态并不形成结焦，气化温度应控制在煤灰软化温度以下。
显然粘结性煤是不适用于此工艺的。
由于炉内反应温度低，煤的停留时间短，所以此工艺对入炉煤的活性要求较高，只有高活性的褐煤才适应。
由于温度低，停留时间短，同时还造成的最大弊端就是碳转化率低，飞灰多、残碳高、且灰渣分离困难。
3)气流床：除了无烟煤以外，其他煤种因含挥发分较多，不适用于常压固定床气化工艺。
为了避免干馏阶段原煤中大量逸出的挥发分所带来的麻烦，以煤为原料的气化工艺都在追求入炉后煤的干燥、干馏、还原、氧化同步进行。
由此在干馏时逸出的挥发分，可借助于高温气化使之分解，出炉煤气可不含焦油或各种烃类（甲烷除外）物质。
气流床就是这种类型的工艺。
由于并流气化气、固相对速度低，气化反应是朝着反应浓度降低的方向进行。
为了增加反应推动力，提高反应速度，必须提高温度，和加大比表面积。
这也就是采用液态排渣和粉煤气化的原因。
有关文件提出，煤的颗粒直径从10CM降到0.01MM，煤的不表面积可以扩大10000倍，这样可以有效的提供气化反应效率，从而提高碳的转化率。
四、煤气化的反应机理：不论是那种煤气化工艺其反应机理基本都是相同的。
只是气流床煤气化过程中的几个主要反应过程并没有明确的界线，干燥、干馏、还原、和氧化几乎是同步进行的，通称为火焰型部分氧化反应。
但是，受不同煤种、不同工艺（温度、压力、加热速率）和气化炉型的影响，最终的气化产物和气体成分也有一定的差异。
1、煤的热解：入炉煤在200℃之前主要发生干燥，干燥过程可以看为是水分的蒸发。
然后，进一步分解生成半焦、煤气、焦油。
煤的热解产物不仅与最终温度有关，还与升温速率、压力和是否发生二次分解反应有很大关系。
煤------→煤气（H2O+CO2+CO+C2H6+CH4+H2）+焦油+焦炭一般来说:年轻煤热解时，煤气、焦油和热解水含量高，煤气中CO、CO2和甲烷含量高，残碳没有粘结性：中等煤化程度的烟煤热解时，煤气和焦油的产率较高，热解水分少，残碳粘结性强：而贫煤热解时，煤气和焦油的产率很低，残碳没有粘结性。
慢速加热时：当温度超过600℃后，焦油和液体的量不再增加，而气体和水的量继续增加；随着温度的增加，气体中CO和CO2的总量减少，H2量增加，CH4和C2H6的总量在500℃附近有一个峰值，温度继续升高，其量又减小快速加热：快速加热分解是煤中有机物最有效的利用途径之一。
研究结果表明，快速加热分解所得的挥发份产物数量比工业分析数据高很多，甚至可以高50％。
这是因为煤受热分解后，生成的挥发物可以分为活性和非活性两种。
快速加热时，初次分解产物与热解的煤粒接触时间短，减少了活性挥发物进行二次反应的机会。
在快速热解过程中，随着温度的升高，烃类量减少，H2含量则很快的增加，CO2量下降，CO量几乎不变。
闪蒸热分解：这是近些年比较感兴趣的工艺技术。
2、挥发分燃烧和气化反应C m H n+(m+4n )2O ==m 2CO +2nO H 2C m H n+2m 2O ==m CO +2n2HC m H n+m O H 2＝m CO +(m+2n) 2HC m H n+m 2CO ==2m CO +2n2H3、碳的燃烧和气化反应C +2O →2CO +QC +212O →CO+QC+CO2→2CO -Q 2CO+O2→ 2CO2 +Q4、碳与水蒸汽的反应：C+H2O →CO+H2 -Q C+2H2O →CO2+2H2 -Q CO+H2O →CO2+H2 +Q5、甲烷生成反应：煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体之间的反应结果。
C+2H2→CH4 +Q CO+3H2→CH4+H2O +Q 2CO2H2→CH4+CO2 +Q CO2+4H2→CH4+2H2O +Q 6、其它元素的反应：主要指煤中的氮、硫与氧气水蒸汽和氢气之间的反应。
二、 气化反应的化学平衡1、质量作用定律及其对化学平衡的影响根据作用定律，各组分气体分压表示的平衡常数及Kp 如下式。
设反应式如下：nD mC qB pA +===+则平衡常数：q Bp A D m C P P P P K n P== 式中产P A 、P B 、P C 和P D ——各为A 、B 、C 、和D 气体组分的分压。
温度对平衡常数的影响，可用下列方程式表示。