第五章流化床气化工艺介绍
流化床煤气化工艺技术
流化床煤气化工艺技术0流化床煤气化概述所谓“流态化”是一种使固体微粒通过与气体或液体接触而转变成类似流体状态的操作。
当流体以低速向上通过微细颗粒组成的床层时，工艺条件和气化指标( 1 ）工艺条件①原料。
褐煤是流化床最好的原料，但褐煤的水分含量很高，一般在12 ％以上，蒸发这部分水分需要较多的热量（即增加了氧气的消耗量），水分过大，也会造成粉碎和运输困难，所以水分含量太大时，需增设干燥[wiki]设备[/wiki]。
煤的粒度及其分布对流化床的影响很大，当粒度范围太宽，大粒度煤较多时，大量的大粒度煤难以流化，覆盖在炉算上，氧化反应剧烈可能引起炉算处结渣。
如果粒度太小，易被气流带出，气化不彻底。
一般要求粒度大于10mm 的颗粒不得高于总量的5 % ，小于lmm 的颗粒小于总量的10 % - 15 ％。
由于流化床气化时床层温度较低，碳的浓度较低，故不太适宜气化低活性、低灰熔点的煤种。
②气化炉的操作温度。
高炉温对气化是有利的，可以提高气化强度和煤气质量，但炉温是受原料的活性和灰熔点的限制的，一般在900 ℃左右。
影响气化炉温度的因素大致有汽氧比、煤的活性、水分含量、煤的加人量等。
其中又以汽氧比最为重要。
③二次气化剂的用量。
使用二次气化剂的目的是为了提高煤的气化效率和煤气质量。
被煤气带出的粉煤和未分解的碳[wiki]氢[/wiki]化合物，可以在二次气化剂吹人区的高温[wiki]环境[/wiki]中进一步反应，从而使煤气中的一氧化碳含量增加、甲烷量减少。
( 2 ）气化指标褐煤的温克勒气化指标如表4 一10 所示。
由以上的叙述可知，温克勒气[wiki]化工[/wiki]艺单炉的生产能力较大。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分利用[wiki]机械[/wiki]化采煤得到的细粒度煤。
由于煤的干馏和气化是在相同温度下进行的，相对于移动床的干馏区来讲，其干馏温度高得多，所以煤气中几乎不含有焦油，酚和甲烷的含量也很少，排放的洗涤水对环境的污染较小。
煤化工工艺学课件气流床气化法
气化炉产生的高温粗煤气和液态熔渣先进入辐射式 废锅，冷却至700℃（水冷管内副产高压蒸汽）， 熔渣粒固化与煤气分离落入到下面的淬冷水池，经 锁斗排出。然后粗煤气用水喷淋淬冷至200℃左 右。
③：煤气冷却以及三废处理
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例3：德士古气化法
3.工艺条件
⑴：水煤浆浓度：
经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于 2%，然后进入磨煤机中被制成煤粉，磨煤机是在常压 下运行，制成粉后用N2气送入煤粉仓中。然后进入加 压锁斗系统。再用高压N2气，以较高的固气比将煤粉 送至4个气化炉喷嘴，煤粉在喷嘴里与氧气(95%纯度) 混合并与蒸汽一起进入气化炉反应。
②、气化。
由对称布置的4个燃烧器喷入的煤粉、氧气和蒸汽的 混合物，在气化炉内迅速发生气化反应，气化压力 2~4MP,气化炉温度维持在1 400～1 700 ℃，这个温 度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到气化炉底部，经淬 冷后，变成一种玻璃态的渣排出。
②煤种适应性强； 褐煤不适于制水煤浆加料。
③煤气中不含焦油； 反应温度高，床层温度均一
④需要设置庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置。 粉煤70~80%过200目筛分，出口煤气温度高，起气速高带走
的飞灰多。
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例1： K-T气化法
煤化工工艺学课件气流床气化法
煤化工工艺学课件气流床气化法
最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
煤化工工艺学课件气流床气化法
应用实例3：德士古气化法
② :气化炉 直立圆筒形耐压容器; 内衬耐火材料，近似绝热； 内部无结构件，维修简单； 运行可靠。
煤化工工艺学课件气流床气化法
流化床气化煤气设计
流化床气化煤气设计
煤炭一直以来都是世界上最主要的能源资源之一，但随着环保
意识的增强，人们对于煤炭的利用方式也在不断地进行改进和创新。
流化床气化煤气设计就是其中的一种新型技术，它被广泛应用于煤
气化领域，可以高效地将煤炭转化为可再生能源。
流化床气化技术是一种将固体燃料在高温下转化为气体燃料的
过程。
在流化床气化煤气设计中，煤炭首先被粉碎成细粉，然后通
过气化剂（通常是空气或蒸汽）在高温下进行气化反应，产生可燃
气体。
这种气体可以用于发电、供热或其他工业用途。
流化床气化煤气设计的关键在于气化反应的控制和高效利用。
通过优化气化反应的温度、压力和气化剂的流速，可以最大限度地
提高气化效率，减少能源损失。
此外，流化床气化技术还可以减少
煤炭燃烧产生的污染物排放，对于保护环境具有重要意义。
除了煤炭，流化床气化技术还可以应用于其他固体废弃物的气
化转化，比如生物质、城市垃圾等。
这为资源再利用和能源转化提
供了新的途径，有助于实现清洁能源的可持续发展。
总的来说，流化床气化煤气设计是一种高效、环保的能源转化技术，可以有效地提高煤炭等固体燃料的利用率，减少环境污染。
随着技术的不断进步，相信流化床气化技术将在能源领域发挥越来越重要的作用。
流化床气化技术
提高灰熔点方法： 提高灰熔点方法：
当灰分具有一定碱性时，在原料煤中可添加石灰 当灰分具有一定碱性时， 石灰或白云石来提高煤的软化点和熔点。 石、石灰或白云石来提高煤的软化点和熔点。
（2)压力的影响 2)压力的影响 采用加压流化床气化可改善流化质量， 采用加压流化床气化可改善流化质量，消除一 系列常压流化床所存在的缺陷。 系列常压流化床所存在的缺陷。 采用加压，增加了反应器中反应气体的浓度， 采用加压，增加了反应器中反应气体的浓度， 在相同流量下减小，气流速度， 在相同流量下减小，气流速度，增加了气体与原 料颗粒间的接触时间。在提高生产能力的同时， 料颗粒间的接触时间。在提高生产能力的同时， 可减少原料的带出损失。 可减少原料的带出损失。 在同样生产能力下， 在同样生产能力下，可减小气化炉和系统中各 设备的尺寸。 设备的尺寸。
常压温克勒气化炉优点
优点： 温克勒气化工艺单炉的生产能力较大、 煤气中无焦油，污染小。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可以充分 利用机械化采煤得到的细粒度煤。 由于煤的干馏和气化是在相同温度下进行的， 相对于移动床的干馏区来讲，其干馏温度高 得多，所以煤气中几乎不含有焦油，酚和甲 烷的含量也很少，排放的洗涤水对环境的污 染较小。
2、常压流化床（温克勒炉）气化工艺 常压流化床（温克勒炉）
（1）温克勒气化炉
温克勒气化工艺是最早的以褐煤为原料的常压流化床 气化工艺，在德国的莱纳（Leuna）建成第一台工业炉。 气化工艺，在德国的莱纳（Leuna）建成第一台工业炉。
温克勒气化炉一般工艺流程示意图
结构
该炉是一个高大的圆筒 形容器。 形容器。 在结构和功能上可分为 两大部分： 两大部分： 下部的圆锥部分为流化 床； 上部的圆筒部分为悬浮 床，其高度约为下部流 化床高度的6~10倍 化床高度的6~10倍。 一般沿筒体的圆周设置 二个成三个进口， 二个成三个进口，互成 180。 120。。 180。或120。。
循环流化床煤气化工艺的原理和特点
循环流化床煤气化工艺的原理和特点摘要：本文从工艺流程、关键技术以及工艺特点三个方面就循环流化床煤气化工艺展开了详细介绍，并指出循环流化床煤气化工艺由于具有的强适应性、高碳转化率与气化强度，以及使用原料范围广等优势，因而得到了广泛的应用。
关键词：循环流化床煤气化工艺原理与特点一、引言我国在很长时期内将煤作为主要的能源，因此寻找出适合我国国情的洁净煤技术具有非常重要的意义。
作为高效、洁净利用煤炭途径的煤气化工艺，是现代煤化工、循环发电等洁净能源生产中非常关键的工艺之一。
由于循环流化床具有煤种适应性强、传热效率高、易完成大型化操作等优点，因而受到了十分广泛的重视。
二、循环流化床煤气化工艺的流程循环流化床中的皮带将原料煤运输至破碎机中，在将其粉碎在4毫米以下后，运至煤仓中，已备使用。
在开车前，还需利用输送机将煤粉送至立管；在开车过程中，利用提升机将细煤粉送入计量煤斗中，在升高压强后，再将细煤粉从旋转阀、螺旋给料器、进料管中稳定地输送至循环流化床气化炉的下部。
在这一过程中，用到的所有空气均来自于压缩机，将其预热后与锅炉产生的水蒸气进行混合，并从炉底的分布板进入到气化炉内。
气化炉中的温度应保持在1055℃，，气压保持在0.2MPa，气体的流速为1-5m/s，停留时间大约为4至6s。
煤气生成后，从气化炉的顶部将其引出。
由于大量的水蒸气和为转化的碳颗粒夹杂在粗煤气中，因而需要经分离系统进行分离操作。
经分离后，超过90%的颗粒下落至立管中，并重新返回到气化炉的底部。
此外，原料、气化剂等循环物质由于迅速进行了混合，因而在气化炉的底部附近便立即开始了气化反应。
循环物料与加入的新原料之间的比值最高可达到40，因而具有非常高的碳转化率。
气化炉底部的灰经过螺旋出料器，再由旋转阀送出[1]。
生产出的粗煤气在经过锅炉以及列管等回收热量后，温度得到下降，再经洗涤塔除尘与降温后，送入煤气灌中进行储存。
三、循环流化床煤气化工艺的关键技术煤气化的主要场所为反应器，用料的特性、气化能力及反应性能决定了反应器的大小与操作条件。
第五节 气流床气化法-CM
耐火衬里: 耐火衬里:
原采用硅砖砌筑，经常发生故障 硅砖砌筑 原采用硅砖砌筑，经常发生故障; 后改用捣实的含铬耐火混凝土 含铬耐火混凝土； 后改用捣实的含铬耐火混凝土； 近年改用加压喷涂含铬耐火喷徐材料，涂层厚70mm， 加压喷涂含铬耐火喷徐材料 近年改用加压喷涂含铬耐火喷徐材料，涂层厚 ， 使用寿命可达3~5年; 使用寿命可达 年 采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，其效果也较好。 氧化铝为主体的塑性捣实材料 采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，其效果也较好。
2、K-T 气化法 、
K-T (Koppers-Totzek)气化法是气流床气化工艺中一种 气化法是气流床气化工艺中一种 粉煤气化制合成气的方法。 常压粉煤气化制合成气的方法 常压粉煤气化制合成气的方法。
2.1 气化炉
结构: 结构:
如图所示， 如图所示，K-T炉炉身内衬有 炉炉身内衬有 耐火材料的圆筒体，两端各安装 耐火材料的圆筒体， 着圆锥形气化炉头． 着圆锥形气化炉头． 为两个炉头，也有四个炉头。 为两个炉头，也有四个炉头。
小于900℃ 小于900℃
1400~1500℃ 1400~1500℃
④ 废热回收
生成气的显热用辐射锅炉 或对流火管锅炉加以回收， 或对流火管锅炉加以回收，并 副产高压蒸汽。 副产高压蒸汽。废热锅炉出口 煤气温度在300℃以下。 煤气温度在 ℃以下。 辐射式废热锅炉约可回收 热量的70％，由于炉内空腔大， ％，由于炉内空腔大 热量的 ％，由于炉内空腔大， 故结渣、结灰等问题均不严重； 故结渣、结灰等问题均不严重； 对流式废热锅炉存在飞灰对 炉管较严重磨损问题。 炉管较严重磨损问题。
目前，世界上最大的 炉在印度， 目前，世界上最大的K-T炉在印度，容积为 炉在印度 容积为56m3，有四 个炉头，采用喷涂耐火衬里，以渣抗渣的冷壁结构，可 个炉头，采用喷涂耐火衬里，以渣抗渣的冷壁结构， 副产高压蒸汽。 副产高压蒸汽。
煤化工工艺学课件第五章
北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室5.6 气流床煤气化工艺5.7 煤地下气化重点：掌握煤气化的基本原理，认识煤气化固定床、流化床、气流床的特性，熟悉三种典型的气化工艺的特点。
5.1z气化所得的可燃气体成为气化煤气，其中有效成分包括CO、H2、甲烷等。
气化煤气可以用作城市煤气、工业燃气和化工原料气。
z煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量。
煤气化技术的应用领域z冶金还原气：z联合循环发电燃气：z燃料油合成原料气和煤炭液化气源：直接、间接液化等z煤炭气化制氢：用于电子、冶金、玻璃、化工合成、航空航天、氢能电池等z煤炭气化燃料电池：燃料电池与高效煤气化结合发电技术等煤气化技术的发展历史1857德国Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子z U-Gas美国IGT（1974z KRW美国西屋（1975z1950s气流床德国Koppers-Totzekz Texaco美国，第一套中试装置（z Shell荷兰，第一个实验装置（z GSP原民主德国（1976z Prenflo德国Krupp-Uhde5.2 煤气化的基本原理和均相反应z非均相反应：气化剂或气态反应物与固体煤或煤焦的反应z均相反应：气态反应物之间的相互作用或与气化剂的反应(CH)n + O2+ H2O −−煤C + H 2O H 2+ CO C + CO 22CO C + 2H 2CH 4H 2+ O 2H CO + O 2CO CO + H 2O H 1212CO + 3H 2CH 煤= CH 4+ 气体烃+ 气体烃、焦油煤= C + CH z产生的焦油和气态烃还可能进一步裂解或反应生成气态产物煤气化的基本反应C + 2S CS 22H 2S + 2SO 2CO + S COS N 2+ 3H 22NH N 2+ H 2O + 2CON 2+ xO 22NOx气化反应的化学平衡温度压力K ∆H = 173.3 kJ/molCO 与CO 2的平衡组成与压力的关系1.气体反应物向固体（碳）表面转移或者扩散2.气体反应物被吸附在固体（碳）的表面上3.被吸附的气体反应物在固体（碳）表面起反应而形成中间配合物4.中间配合物的分解或与气相中达到固体（碳）表面的气体分子发生反应5.反应产物从固体（碳）表面解吸并扩散到气体主体C 与H 2各反应的基元反应及动力学方程气化反应动力学气化反应动力学¾混合模型¾收缩未反应核模型：随着反应进行，反应面逐渐向内推进，适用于化学反应速率K: 反应速率常数，Ψ：孔结构参数，与初始孔隙率和孔的长度有关X ：气化反应的碳转化率t ：气化反应的时间，气化反应动力学未反应的煤粒气化反应动力学工业煤气的组成混合煤气1127.5半水煤气3733.3空气煤气：以空气作为气化剂生产的煤气水煤气：将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内间歇进行生产的煤气混合煤气：以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气半水煤气：气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气气化剂固定床煤粒不动气体穿过煤粒：6-50 mm气化剂5.3 气化炉的基本原理不同类型气化炉的压力损失和热传导行为最小流化速度C.Y. Wen颗粒带出速度固定（移动）床气化炉z固定床气化炉一般使用块煤或煤焦为原料，颗粒大小为6~50mm煤煤固定床（移动床）气化炉（非熔渣）及炉内温度分布图灰煤气水蒸气氧气床层高度温度/o C灰气化剂煤气烧蜂窝煤的炉子里，蜂窝煤Æ渣固定、移动？流化床气化炉z加入炉中的煤粒度一般为流化床气化炉示意图及炉内温度分布图气流床气化炉z将粉煤（200目左右，≈0.08mm ）用气化剂输送入炉中，以并流方式在高温火焰中进行反应，其中部分灰分可以以熔渣的方式分离出来，反应可在所提供的空间连续地进行，炉内的温度很高。
流化床气化
煤气的改制/CO变换
CO变换反应：
CO H2O Cat.CO2 H2 41.3MJ / kmol(放热)
催化剂：
（1）铁-铬系催化剂： 以氧化铁为主催化剂，以氧化铬为促进剂，以及用碳酸
钾、硫酸铜、氧化镁等为助催化剂所组成。 适用于含硫很低的煤气；适宜温度：350~600℃
质条件有一定要求。
其他气化方法/地下气化法
(一)有井式地下气化
以空气为气化剂 煤气组成(体积百 分数/%)： H2 14~17； CO 15~19； CH4 1.4~1.5； CO2 9~11； N2 53~55； O2 0.2~0.3 煤气的热值：3.8~4.2MJ/Nm3
有井式缺点:
地下作业量大；气化过程中，平巷空间愈来愈大，容易造 成顶板崩塌，堵塞燃烧空间。
第八节 其他气化方法
• 熔融床气化 • 回转窑气化 • 催化气化 • 地下气化 • 核能气化
其他气化方法/熔融床气化法
一、熔融床气化法
熔融床气化法：将煤粒和气化剂高速喷入高温的熔融浴中， 产生高速旋转和涡流---气液固三相充分混合 和接触，进行气化反应和热量交换---生成的 煤气离开熔融浴，未反应的碳和灰浮在熔融 浴表面，而后排出。
其他气化方法/地下气化法
(二)无井式地下气化
从地面向煤层钻一定数量内孔，孔间 距20~40m，孔的布置可以呈同心圆式， 并使成对之间的煤层相互渗透。 • 对透气性好的浅变质程度煤层
(如褐煤)，不需要进行专门处 理就能渗透。 • 对透气性差的年老煤层，两孔之间 进行贯通-----即沿着两钻孔底部建立 气化通道，形成一个U形炉. 贯通方法: 火力渗透法(煤层渗透性差的不宜用)
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二 常压流化床气化的特点
4.粘结煤需经预处理
措施举例：② 将原料煤与半焦预混合后，再进入流化 床层。当预混合比(半焦／原料煤)在2以上时，其压力为 3.4MPa，温度为538℃的流化床氢气氛下，可维持正常操 作；若使用更大的预混比，操作就会更安全。 若不作事先混合，也可将新鲜煤粉进入床层后与半焦相 混，但这种混合必须是迅速且彻底的，才能防止粘结。也 就是，床层中必须有足够数量半焦和足够大流化床容积。
四 对原料的要求
流化床气化一般要求原煤破碎成<10mm粒径的煤， <1mm粒径细粉应控制10%以下，经过干燥除去大部分外 在水分，进气化炉的煤含水量<5%为宜。 试验证明流化床更适合活性高的褐煤、长焰煤和弱黏 烟煤，气化贫煤、无烟煤、焦粉时需提高气化温度和增加 煤粒在气化内的停留时间。 固体干法排渣，为防止炉内结渣除保持一定的流化速 度外，要求煤的灰熔点ST应大于1250℃，气化炉操作温度 （表温）一般选定在比ST温度低150~200℃的温度下操作 比较安全。
二 反应特性
（1）流化床煤气化的主要反应包括：煤热解反应、热解气体二次反 应、煤焦与二氧化碳及水蒸气反应、水蒸气变换反应和甲烷化反应。
图5-2 无烟煤在流化床气化炉气化中气体组成及温度分布
（2）
二 反应特性
（2）流化床煤气化炉通过的气体流量，一方面受使床层煤粒流化的 最低流化速度—临界流化速度的限制，另一方面受煤粒的最大流化速 度—终端流化速度（吹出速度）的限制，在两者之间寻求最佳流化速度。 如果流化速度低于临界流速，床层煤粒不能流化而容易造成结渣， 操作恶化甚至停炉。如果流化速度高于终端流速，床层煤粒将被煤气大 量夹带冲出炉外，破坏床层温度，使操作无法进行。 临界流化速度与固体粒度和流体的物理性质有密切关系，可以用实 验方法准确求得，也可以通过实际生产中总结出的经验公式进行计算。 流化床气化炉的操作速度和临界速度之比称为流化数，试验得出在 最佳流化速度下，对应的流化数为1.4~2.0，床层的膨胀比为1.5~2.0，颗 粒的 dmax / dmin =5~6。可以用流化数评价流化床操作状态。
二 常压流化床气化的特点
3.热损失大 在流化床内，整个床层的温度分布均匀，其波动 范围不超过5℃，故不会产生局部过热现象。但煤 气的炉出温度很高，热量损失较大，为此，需设 置规模较大的废热回收系统。
二 常压流化床气化的特点
4.粘结煤需经预处理
原因：①流化床在使用具有膨胀或粘结性能的原料煤时， 会遇到较大困难。因新鲜的煤料突然注入运行中的流化床 气化炉时，煤粒几乎立即升温到床层的温度。此时，煤粒 发生吸热反应(煤的热解及水蒸气分解反应等)的速度较慢， 颗粒将由于剧烈升温而软化，生产胶质体，并与其它同类 颗粒粘结成更大的颗粒。而且，很快发展成坚硬的半焦， 致使床的流态化停滞或塌陷，而无法操作。
三 加压流化床气化的特点
2.压力对流化床气化过程的影响
表5-1 流化床加压气化与常压气化的比较
第三节 工艺过程特性
一 过程特点
流化床（或称沸腾床）煤气化过程是碎煤在反应器内 呈流化状态，在一定温度、压力条件下与气化剂反应生成 煤气。主要优点是床层温度均匀，传热传质效率高，气化 强度大，使用粉煤，原料价格便宜，且煤种适应范围宽， 产品煤气中基本不含焦油和酚类物质。主要缺点是气体中 带出细粉过多而影响了碳转化率，但通过采用细煤粉循环 技术此缺点可得到一定程度的克服。
二 常压流化床气化的特点
5.带出损失大
严重的带出损失是流化床的一大缺点。煤料中原有的 小颗粒组分以及在气化过程中，由于碳的消耗或热爆裂形 成的细小颗粒都有可能被煤气流所带出。带出物的碳含量 在40~60％，而且这部分飞灰的重新利用，在工艺上和设 备上均存在一定的困难。
二 常压流化床气化的特点
二 反应特性
（3）加压流化床与常压流化床相比，具有固体物料带出 量减少；氧耗降低，气化强度随着气化炉压力的提高而增加， 生产强度的增加，大约与气化压力增加值的平方根成正比。 同样生产能力下气化炉直径减少设备投资降低，使煤气利用 的后系统减少煤气压缩功耗，所以加压流化床是重要发展方 向。 （4）提高流化床煤气化炉的气化温度，可以提高碳转化 率和气化炉煤气产量，使煤气中甲烷下降，CO和 H 2 增加。
三 加压流化床气化的特点
1.压力对流化床的流体力学影响 （1）对阻力的影响 流化床的阻力降等于单位截面上床层的重力。 当加入的固体原料数量恒定，且他们的膨胀度相 同时，压力的变化，对流化床的阻力没有影响。
三 加压流化床气化的特点
1.压力对流化床的流体力学影响 （2）床层膨胀度的影响
当气流的重量流量不变时，随着压力的提高床层膨胀 度α 急剧下降。为了使α 达到保证正规流化所必需的值， 则须提高气体的线速度即增加鼓风量。同时也使气体在床 层中的停留时间相应增加，从而为强化气化过程创造了条 件。而且，一般情况下加压流化床的工作状态比常压下稳 定。
三 加压流化床气化的特点
1.压力对流化床的流体力学影响 （3）对带出物带出条件的影响
第二节 流化床气化的基本原理
一 常压流化床的成气过程 在流化床气化炉内，主要进行的反应有：碳的燃烧反应、 二氧化碳还原反应、水蒸气分解反应以及水煤气变换反应等。
图5-1 无烟煤在流化床气化炉气化中气体组成及温度分布
二 常压流化床气化的特点
1.气化强度高 流化床气化采用的原料颗粒较细，气化剂的流速很高， 并在剧烈的搅动和反混状态下，气固接触好，传热强度大， 有利于非均相反应速度的提高。所以，流化床的气化强度 大大高于移动床。直径4m的常压流化床气化炉，操作温 度为1000℃时，单炉产气量可达5万m3/h。
炉型：德国有高温温克勒HTW及Lurgi公司的 CFB；美国有U-gas、KRW气化炉等；中国有ICC灰 熔聚气化、灰黏聚多元气化恩德炉流化床等。
流化床气化工艺的反应动力学条件好，气固两相间扰 动强烈，气化强度较大。适合于活性较高的年轻煤及褐煤 半焦的气化。对原料的粒度一般要求为0.5~6mm，还适合 于含灰较高的劣质煤。炉内温度不高，煤气出口为900℃， 材料的选择容易。可用空气、氧或富氧气化，煤气热值较 低，煤气中的焦油和酚类含量少，净化系统简单，污染少。 可以进行炉内脱硫，环保性能好，总的造价较低。
二 常压流化床气化的特点
2.气化温度低 流化床的气化温度一般低于移动床气化炉。约控制在 850~950℃左右。其主要受限于原料的灰熔点。为了防止 原料灰分在高温床层中软化、结渣，以致破坏气化剂在床 层截面的均匀分布，产生沟流、气截等不良现象。这些条 件限制了流化床的最高床层温度也限制了产量和碳的转化 率。 由于流化床炉温较低，再加上流化床中碳的浓度相对较 低，只有活性好的煤，才能在流化床中制得质量较好的煤 气。否则，煤气中二氧化碳的含量上升，碳的转化率下降。 由于煤的干馏和气化在同一温度下进行，相对移动床干 馏区来说，其干馏温度高得多。所以煤气中几乎不存在焦 油。酚和甲烷的含量也很少，煤气的热值较低，但净化系 统简单，环境污染较小。
三 流体力学条件
3 夹带分离高度
流化床内在床层料面以上，相当数量的固体颗粒被气体 带出。气体出口越高，夹带量越小，最后，在某一高度上夹 带量趋近于常数。夹带接近常数的气体出口处距床层料面的 高度称为输送分离高度TDH。对给定的颗粒和反应器，夹带 2 4 u ~ u 量对气速非常敏感，约为 的关系变化。但TDH对气速 不敏感，对给定的气速TDH随反应器直径增大而增加。
随流化床反应器中压力的升高，由于气流密度增大， 气流速度减小，床层结构的改善以及反应区流体力学状态 的变化，这些都为减少气流从粒度组成较宽的床层中带出 粉末创造了有利的条件。此时，不仅带出量下降，而且， 带出物的颗粒尺寸也减少了。 所以当床层膨胀度不变时，压力升高将使带出量大大 减小。
三 加压流化床气化的特点
二 常压流化床气化的特点
4.粘结煤需经预处理
措施举例：① 用流化床预氧化，破坏煤的粘结性。据 报道，可在725~750℃，0.098MPa下，用流化床预处理 煤，氧耗为0.062~0.093m3／kg。处理后煤中挥发分相应 降低，煤表面由于氧化而形成了反射率很高的表层，这类 表层还存在于煤粒的裂隙中和一些小气孔内部。粘结煤经 预氧化处理可破坏它们的粘结性，但约损失三分之一的挥 发分，固体减轻约50％，在经济上带来不利的结果。
第五章 流化床煤气化工艺
第一节 概述
已工业应用的主要气化炉类型简介
气化剂以较小的速度通过床层时，气体经过固体颗粒堆 积时所形成的空隙，床内固体颗粒静止不动，这时的床层 一般称为固定床。当气流速度继续增大，颗粒之间的空隙 开始增大，床层膨胀，高度增加，床层上部的颗粒被气流 托起，流体流速增加到一定限度时，颗粒被全部托起，颗 粒运动剧烈，但仍然逗留在床层内而不被流体带出，床层 的这种状态叫固体流态化，即团体颗粒具有了流体的特性， 这时的床层称流化床。 流化床气化炉是用流态化技术来生产煤气的一种气化装 置，也称沸腾床气化炉。气化剂通过粉煤层，使燃料处于 悬浮状态，团体颗粒的运动如沸腾的液体一样。气化用煤 的粒度一般较小，比表面积大，气固相运动剧烈，整个床 层温度和组成一致，所产生的煤气和灰渣都在炉温下排出， 因而，导出的煤气中基本不含焦油类物质。
2.压力对流化床气化过程的影响
（1） 加压流化床与常压流化床相比，压力对气 化过程最大的影响是使气化炉的生产能力得到了很 大的提高。
三 加压流化床气化的特点
2.压力对流化床气化过程的影响
（2）加压气化有利于提高煤气组成中的有效成分。压力 的提高，有利于甲烷的生成反应，故在压力煤气中，甲烷 含量均高于常压煤气，使煤气热值得到相应提高。甲烷生 成热的释放，降低了气化的氧耗。如若氧气用量不变，则 炉温可得到相应提高，在灰熔点允许的范围内，炉温的适 当提高则有利于一氧化碳和氢气的生成，并可部分抵消因 压力增加，对该两反应造成的不利影响。来自二 常压流化床气化的特点