气流床气化典型流程设备与操作
马后炮化工技术论坛_基于ASPEN PLUS模拟生物质气流床气化工艺过程
［ｏ］／［Ｃ］＝丝唑≮譬易蛊警巡巡
２模拟结果与讨论
２．１不同气化原料的气流床气化结果分析 ２．１．１气化温度随［０］／［ｃ］的变化关系
由图２可知，无论是生物质原料直接气化还是 使用热解后的半焦气化，其气化温度都随［０］／［ｃ］ 的增加而升高。从图中可以看出：在相同的［Ｏ］／ ［Ｃ］下，热解后半焦的气化温度明显高于生物质原 料的气化温度且热解终温越高，得到的半焦的气化 温度也越高。在气流床气化工艺中，气化温度能达 到１０００℃以上。对于生物质原料气化，气化温度要 达到１０００℃以上，［Ｏ］／［ｃ］约为１．６５。而对于几种 半焦气化，［Ｏ］／［Ｃ］在约１．０时气化温度就可达 １０００℃以上，且在相同［０］／［ｃ］下，半焦比生物质原 料更利于燃烧和气化，从而使产生的热量增加，气化 温度升高。
本文采用慢速热解方法将生物质中的氧元素脱 除以达到提高能量密度的目的，进而提高合成气的
热值。借助ＡｓＰＥＮ舢ｓ过程模拟软件，构建了生物
质气流床气化炉工艺流程计算模型，考察了热解作 为生物质气化前处理工艺的可行性，进而为工艺条 件的确定提供理论基础。
１ 生物质气流床气化过程描述
１．１生物质气流床气化工艺
图７空气预热温度对气化温度、合成气
热值及冷煤气效率的影响
Ｆｉｇ．７雎＆ｔ ｏｆ ｍｅ时魄ｔｅｄ ａｉｒ ｔ伽畔胁鹏ｏｎ她ｇａｓｉ６ｃ撕ｏｎ
ｔ咖ｐｅ翔￡ｕｒｅ，ｈｅａｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｂｉｏｓｙｌｌｇａｓ ａｎｄ ｃｏｌｄ ｇ鹅ｅｍｃｉｅｎｃｙ
万方数据
太 阳能 学报
２８卷
西门子GSP气化技术
西门子（GSP）气化技术西门子（GSP）气化技术是采用干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的气流床气化技术。
该流程包括干粉煤的加压计量输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。
通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。
西门子(GSP)气化工艺流程经研磨的干燥煤粉由低压氮气送到煤的加压和投料系统。
此系统包括储仓、锁斗和密相流化床加料斗。
依据下游产品的不同，系统用的加压气与载气可以选用氮气或二氧化碳。
粉煤流量通过入炉煤粉管线上的流量计测量。
载气输送过来的加压干煤粉，氧气及少量蒸汽（对不同的煤种有不同的要求）通过组合喷嘴进入到气化炉中。
气化炉包括耐热低合金钢制成的水冷壁的气化室和激冷室。
西门子（GSP）气化炉的操作压力为2.5～4.0MPa(g)。
根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350℃～1750℃之间。
高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。
从激冷室出来的达到饱和的粗合成气输送到下游的合成气净化单元。
气化与激冷系统气体除尘冷却系统包括两级文丘里洗涤器、一级部分冷凝器和洗涤塔。
净化后的合成气含尘量设计值小于1mg/Nm3，输送到下游。
系统产生的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。
沉降槽下部沉降物经压滤机滤出并压制成渣饼装车外送。
沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制水中总盐的含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统，并在系统中补充新鲜的软化水。
煤化工工艺学课件5.2 气化炉的基本原理
思考：煤的反应活性对气化有什么影响？
5.煤质对气化的影响 气化用煤的性质包括反应活性、粘结性、结渣性、 热稳定性、机械强度、粒度组成、以及煤的水分、灰分 和硫分等。 ⑴ 煤的反应活性 这是指在一定的条件下，煤炭与不同气化介质（如 二氧化碳、氧、水蒸气和氢）相互作用的反应能力。 反应活性又称为反应性。反应性的强弱直接影响煤 在气化时的有关指标：产气率、灰渣或飞灰含碳量、氧 耗量、煤气成分及热效率等。不论何种气化工艺，煤活 性高总是有利的。
★
⑵几种床层状态的气化炉 ①固定床(移动床)气化炉
原料：6~50㎜块煤或者煤焦 加料方式：上部加料 排灰方式：固态或者液态 灰渣和煤气出口温度：不高 炉内情况:煤焦与产生的煤气、 气化剂与灰渣都进行逆向热 交换
②流化床气化炉 原料：3~5mm 加料方式：上部加料 排灰方式：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉 温 炉内情况:悬浮沸腾
§ 5、煤的气化
§ 5．2 气化炉的基本原理
§ 5．2 气化炉的基本原理
1.气固反应器类型 ⑴几种床层状态 床层：若是在一个圆筒形的容器内安装一个多孔的水平分布板, 并将固体颗粒堆放在分布板上,形成一层固体层,工程上称为”床 层”,简称”床”. ①固定床： 气流速度不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于 固定状态,床层高度基本上维持不变. ②流化床： 气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在床层中不 被流体带出. ③气流床： 进一步提高流速,固体颗粒不能继续逗留在床层中,开始被流体 带出容器外,固体颗粒和分散流动与气体质点的流动类似.
气化温度°C 优点
>1500 煤种适应性广 *气化效率高
固定床 缺点 不适于焦结性 强的煤 *低温干馏产 生煤焦油、沥 青等 *单段炉不易 大型化， 1200吨/日
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外进展情形第三节: 国内进展情形第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改进第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反应条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及要紧设备第一节：工艺流程叙述第二节：要紧设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查预备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程操纵器（PLC）第二节：集中分散操纵系统（DCS）第八章：一样故障及处理第九章：安全生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：安全生产治理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇项目是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采纳德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的进展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。
固定床气化的局限性是对床层平均性和透气性要求专门高，要求入炉煤要有一定的粒（块）度及平均性，对煤的机械强度、热稳固性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比较严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，为了坚持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤，气化温度应操纵在灰软化温度（T2）以下，要幸免煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，明显不能使用粘结性煤。
气流床煤气化技术特点
气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。
由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。
兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。
目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。
德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。
(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。
微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。
在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。
在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。
在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。
(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。
HT-L气化工艺介绍
• 一：1500单元 磨煤：本单元的任务是对原料煤进行研磨、烘干， 为气化炉提供合格的粉煤。 原料煤从备煤经过管式皮带输送给原料煤储仓 （V-1501容积为510m³ )，原料煤再从其中由称重 给煤机（X-1501）进入中速磨煤机(A-1501)；原 煤由上到下进入磨煤机进行研磨。研磨好的粉煤 烘干后输送到粉煤袋式过滤器(S-1501)。经过过 滤器分离后，粉煤经旋转卸料阀及粉煤螺旋输送 机(X-1503)输送至粉煤贮罐(V-1601)。分离出的 气体经过惰性气体发生器(F-1501)加热后由循环 风机（K-1502）吹入磨煤机，由此形成循环。
15单元共有三套，正常是两开一备，方便磨煤单元设备检修。 本单元中的设备包括： 静设备：原料煤贮仓、惰性气体发生器、粉煤袋式过滤器 等共15台。 动设备：磨煤机MPS235、循环风机、密封风机、称重给 煤机、稀释风机、振动料斗等共37台。
• 本单元施工重点： • MPS235型辊盘式磨煤机安装；DN1200风煤、粉煤管线 安装。 • 1）MPS235型辊盘式磨煤机安装 • ①工作原理 • MPS型磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式中速 磨煤机。 • 三个辊子在一个旋转磨盘上作辊压运动。需粉磨的物料从 磨机的中心落煤管落到磨盘上。旋转磨盘借助于离心力将 物料运动至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊圆 周方向均布于磨盘辊道上，磨辊施加的碾磨力由液压缸产 生。通过静定的三点系统碾磨力均匀作用至三个磨辊上， 磨盘、磨辊的压力通过底板、拉杆和液压缸传至基础。物 料的碾磨和干燥同时进行。热气通过喷嘴环均匀进入磨盘
粉煤加压气化装置相对于灰融聚气化装置自动化程度高， 开、停车一键启动。现将其单炉有关运行参数进行介绍： 进煤量：35-37吨/小时 进氧量：1-2万方/小时 产气量：5万方/小时（净化气） ④残炭率：小于5%
德士古气化工艺
五.德士古气化炉主要问题及处置
1.激冷室带水
现象：提高进激冷室水量，仍无法提高激冷液位， 合成气将水大量带入后序洗涤塔，使洗涤塔液位 难以控制，严重时水带入变换系统，造成系统停 车。 原因：激冷室内传热传质工况恶化（单位面积热 负荷、分离空间）
四.德士古气化工艺的关键设备
1.磨煤机
为气化工艺提供合格的水煤浆 钢制筒体，内衬橡胶（或钢）衬里
研磨体：钢棒（或球）
主要内容
2.气化炉、激冷室
① 气化炉 气化炉为一钢制外壳，内衬耐火材料与保温 材料的立式反应器。在反应器内煤与氢气发 生部分氧化反应生成主要含CO+H2的合成气.
（4）碳的转化率高。碳的转化率高达98%。
（5）气化炉结构简单生产能力大 .一台 Φ3200mm的气化炉气化压力4.0MPa生产的合 成气可以日产合成氨760t以上。
缺点 ：
对煤质要求方面，要求活性好，灰熔点低，由于其 工艺原料是水煤浆（含碳60%左右）要求流动性、 成浆性、灰熔点、可磨性、灰份要求严格必须试烧 认可，改变煤种也需要经过试烧认可。同时水煤浆 中含35%水分，因此比氧耗高，比煤耗高。同时气 化炉喷嘴使用周期短，耐火材料容易侵蚀损坏，灰 水处理系统较大，湿灰处理较困难，对厂区环境影 响教大。
（2）挥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ份及固定碳
煤化程度增加，则可挥发物减少，固定碳增加。 固定碳与可挥发份之比称为燃料比，当煤化程度增 加时，它也显著增加，因而成为显示煤炭分类及特 性的一个参数。 煤中的挥发份高，有利于煤的气化和碳转化率的 提高，但是挥发份太高的煤种容易自燃，给储煤带 来一定麻烦。
灰熔聚流化床粉煤气化技术介绍
灰熔聚流化床粉煤气化技术摘要：煤气化是将固态煤转化为气态燃料或化工合成原料（CO+H2）的过程，由于煤炭的储量丰富，特别是中国等一些国家富煤少油贫气，煤气化技术就变的更加重要。
研究开发煤气化工艺，就是要为产业界提供能适应更宽的原料范围、更高效、经济和清洁的气化过程。
本文介绍由中国科学院山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化过程，指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向，供同行了解。
一、灰熔聚流化床粉煤气化技术的开发历程针对我国能源以煤为主、煤种多、烟煤多、粉煤多、煤灰份高、灰熔点高(大部分商品煤灰含量>20%,灰熔点>1450 C)的特点,国家从“六五”计划开始投入大量人力、物力，研制开发先进煤气化技术（包括固定床、流化床、气流床）。
经过二十余年的研究开发，中国科学院山西煤炭化学研究所开发成功了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术。
该工艺具有气化温度适中(1000~1100℃)，干粉煤进料，氧耗量较低，煤种适应性宽，产品气不含焦油，气化炉耐火材料要求低等优点。
目前已成功应用于合成氨造气工业(常压，100吨煤/日)，随着加压技术的进一步研究开发，该技术将在国内全面推广应用。
八十年代，在中国科学院（重点科技攻关项目专项）、国家科委(75-10-05)攻关计划支持下，在原有煤气化和流化床技术的基础上，先后建立了φ300mm（1吨煤/天）气化试验装置、φ1000mm冷态试验装置、φ1000mm（0.1～0.5 MPa 、24吨煤/天）中间试验装置、φ145mm实验室煤种评价试验装置。
在理论研究、冷态模试、实验室小试和中试试验基础上，系统地研究了灰熔聚流化床粉煤气化过程中的理论和工程放大特性；通过对气化过程中煤化学、灰化学与气固流体力学的研究，研制了特殊结构的射流分布器，创造性地解决了强烈混合状态下煤灰团聚物与半焦选择性分离等重大技术难题；设计了独特的“飞灰”可控地址:中国山西省太原市桃园南路27号电话: (0351) 2021137 传真: (0351) 4048313，2021137，4041153 邮编：030001循环新工艺，实现了多种煤的高效流化床气化。
两段式干煤粉加压气流床气化试验研究
研究 。 ｒ ｎ ｏ ｇ ｉｎ ＠ ｔ ｒ． ｏｒ． ｒ ｅ ｙ ｎ ｑａ ｇ ｐ ｉｃ ｎ ｃｌ
维普资讯
置 上段 的作用 ： １ 代 替 循 环 合成 气 使 温 度 高 达 １４ ０ （） ０
℃的煤 气急冷 至 约 ９ ０℃ ；（ ） ０ ２ 利用 下 段 炉 煤 气显 热 进行 热裂 解和 部 分气 化 ， 高 总 的冷 煤 气 效 率 和 热 效 提
反应 区 ， 长 ， 较 在侧 壁上 开有 ２ 对 称 的二 次粉 煤 和水 个
进 口， 设 回收 热量 的 水冷 壁 。运行 时 ， 未 由气化 炉下 段
喷入 干煤 粉 、 气 （ 氧 或 富氧 ） 氧 纯 以及 蒸 汽 ， 喷 入 的煤 所 粉量 占总煤 量 的 ８ ～ ８ 。在 上 炉 膛 喷 入 过 热 蒸 Ｏ／ ９ ６ ５／ ９ ６
为 逆 流 、 逆 流 和 并 流 ３种 。 与 这 ３种 方 式 相 对 应 的 并
级 气化 。为 使气 化炉 出 口热 煤气 中的熔 融态 灰 渣凝
聚， 多采 用 急冷 的方 式 实 现 凝 渣 。这种 过 程 存 在 以下
缺点 ： 冷煤 气效 率 较 低 ； 要 增 设 循 环冷 煤 气 泵 ， 而 需 从
为 了解决 这 些 问 题 ， 发 了一 种 新 型 的两 段 式 干 开
煤 粉 加压 气 流 床 气 化 炉 ， 结 构 见 图 １ 该 气化 炉 的 其 。
外 壳 为一 直立 圆筒 ， 膛 分为 上炉 膛 和下 炉膛 两 段 ， 炉 下
始 了干煤 粉加 压 气 流 床 气 化 技 术 的研 究 ， 发 出 了 一 开
率 ［ ］ 。
吹送 至 气化 炉一 段 和二段 喷 嘴 。一段反 应 用氧 气经 预
任务四：Texaco德士古煤气化技术
气化炉一般能开二个月左右就要单炉停车检修，或出现故障，须有计划的停车，而备用炉必须在 1000℃以上才可投料，若临时把冷备用炉升温至1000℃以上，势必影响全系统生产，所以有备用炉应处 于热备用状态的要求。而维持热备用炉耗能较大，需煤气150～1500 Nm3/h,空气150～1500 Nm3/h及部 分抽引蒸汽、冷却水。
TEXACO水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂——纯氧在气化炉内特殊喷 嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。微小的煤粒 与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在 数秒内完成。在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离 开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的 组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
5
项目三
二、TEXACO水煤浆气化工艺核心设备
思考：据你所知，描绘一下德士古气化炉的结构特点？
小组讨论，谈谈看法！
6
项目三
1、TEXACO气化炉
气化炉为一直立圆筒形钢 制耐压容器，内壁村以高质量 的耐火材料，可以防止热渣和 粗煤气的侵蚀。
4
项目三
基本原理 水煤浆通过喷嘴在高速氧气流作用下破碎、雾化喷入炉内。 ａ：裂解、挥发分燃烧
水迅速变为水蒸气；煤粉发生干镏及热解；挥发份燃烧。
b:燃烧气化:
燃烧：C+O2→CO2 +Q 气化:C+H2O→CO+H2 -Q；CO2+C→CO-Q; 燃烧:O2+H2→H2O +Q; CO+O2→CO2 +Q ; c:气化（氧气耗尽时）： C+H2O→CO+H2 -Q； CO2+C→CO-Q; CO+H2→CH4+H2O +Q；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.气流床的结构及特点气流床气化温度高，碳的转化率高；单炉生成能力大；煤气中不含焦油，污水问题小；液态排渣，氧耗量随灰的含量和熔点的增高而增加；除尘系统庞大；废热回收系统昂贵；没处理系统庞大和耗电量大等特点[1]1.1.德士古气化炉的结构及特点1.1.1.结构流程德士古气化炉是一种以水煤浆进料的加压气流床气化装置，可分为淬冷型和全热回收型。
气化炉是高温气化反应发生的场所，是气化的核心设备之一，其燃烧室为内衬耐火材料的立式压力容器，耐火材料用以保护气化炉壳体免受反应高温的着用。
壳体外部还没有炉壁温度监测系统，以检测生产中可能出现的局部热点。
随着工艺要求的不同，气化炉燃烧室可直接与激冷室相连，也可与辐射废锅相连。
在急冷流程中，燃烧室与激冷室一般连为一体，高温气体和熔渣经激冷环和下降管进入激冷室的水浴中。
激冷环位于燃烧室渣口的正下方，激冷水通过激冷环使下降管表面均匀地不上一层向下的水膜，即激冷了高温气体和熔渣，以保护了金属部件。
激冷环的作用非常重要，如果激冷水分布不好，有可能造成激冷环和下降管损坏或结渣，引起局部堵塞或激冷室超温。
[2]1.1.2.特点●反应区无任何机械部分，在反应区中留存的反应物料最少；●由于反应温度很高，炉内设有耐火衬里；●在燃烧室的中下部，安装4支高温热电偶，调节控制反应物料的配比；●在炉壳外表面装设表面测温系统，掌握炉内衬里的损坏情况；●这种测量系统，将包括拱顶在内的整个燃烧室外表面分成若干个测温区，通过每一小块面积上的温度测量，迅速指出在壁炉外面上出现的任何一个热点温度，从而可以预示路内衬里的侵蚀情况。
[3]1.2.shell法结构及特点1.2.1.结构流程Shell气化装置得到核心设备是气化炉。
采用模式水冷壁形式。
主要由外筒和内内筒两个部分组成：包括模式水冷壁、环形空间和高压容器外壳。
内筒上部为燃烧室。
下部为熔渣激冷室。
因炉温高达1700℃左右，为了避免高温熔渣腐蚀及开停车时因温度和压力突变对耐火材料的应力破坏，故内筒采用水冷壁结构，在向火表面上涂有一层薄的耐火材料层。
正常操作时依靠挂在水冷壁上的熔渣层保护水冷壁[4]1.2.2.特点●对煤种适应广，可使任何煤种完全转化；●能源利用率高，在典型的操作条件下，碳转化率高达99%。
合成气对原料煤的能源转化率为80%～83%。
此外尚有16%～17%的能量可以利用而转化为过热蒸汽；●设备单位产气能力高；环境效益好；●气化炉采用水冷壁设计，寿命超过25年，解决了其他气化炉内衬耐火高温蓉蚀成衬里寿命短的问题。
[5]1.3.K-T法的结构及特点1.3.1.结构流程K-T气化炉结构，炉身是一个圆筒形，用锅炉钢板焊成双臂外壳，通常衬有耐火材料。
在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。
两个稍向下倾斜的喷嘴相对设置，一方面可以使反应区内的反应物形成高度湍流，加速反应；同时火焰对喷而不直接冲刷炉壁，对炉壁有一定的保护作用。
另一方面，在一个反应区未燃尽的喷出颗粒将在对面的火焰中被进一步气化，如果出现一个烧嘴临时堵塞时保证继续安全生产。
1.3.2.特点●结构简单，为护方便；煤种范围宽；●煤气中不含焦油和烟尘，不产生含酚废水，煤气的净化工艺简单，碳的转化率高于流化床气化工艺。
[6]1.4.E-gas法的结构及特点1.4.1.结构流程E-gas气化炉由两段反应器组成，第一段是在高于煤的灰流动温度下操作的气流夹带式部分氧化反应器，操作温度为1300～1450℃.第一段反应器水平安装，两端同时对称进料，熔渣从炉膛中央底部孔排至急冷区，经急冷并减压后从系统连续排入常压脱水罐；煤气经第一段中央上部的出气口进入第二段，第一段反应器内衬高温耐火砖。
第二段也是一个气流夹带反应器，垂直安装在第一段反应器的上方。
在第二段炉膛入口喷入第二段煤浆，通过喷嘴均匀注入来自第一段的热煤中，第二段喷入的水煤浆为总量的10％～20％。
1.4.2.特点●采用两段水煤浆进料；●采用两段汽化，提高了煤气热值，降低了好氧，并使出口煤气温度降低，省掉了庞大而昂贵的辐射废热锅炉，降低了设备投入；●E-gas气化炉第一段气化温度为1371～1427℃，出口煤气温度约为冷煤气效率的71％～77％；●喷嘴寿命一般为2～3个月，耐火砖寿命为2～3年，第二段耐火砖寿命更长一些；●由于增加了第二段气化，延长了煤气在炉中的停留时间，第二段出口温度高于1000℃，煤气中焦油及烃类物少；●第二段出口炉煤气经旋风除尘器分离下来的半焦，用水急冷并减压后制成半焦浆液，再加入到第一段气化炉进料中，提高了碳转化率和冷煤气效率。
[7]1.5．对置多喷嘴的结构特点1.5.1.结构流程由工业气化装置界区来的煤浆经两级煤浆振动筛筛分后，贮存在煤浆槽内。
由空分装置来的液氧经液氧泵加压，送至液氧汽化器，汽化后分四路送中试装置气化炉的4个工艺喷嘴。
煤浆槽内的煤浆分别经4台高压煤浆泵加压后计量送至4个工艺喷嘴。
水煤浆与氧气一同通过工艺喷嘴进入气化炉，在气化炉内进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣并流向下进入气化炉激冷室，熔渣在底部水浴中激冷固化，由锁斗收集，定期排放。
粗合成气经脱氧水喷淋降温送洗涤塔洗涤除尘。
洗涤塔中部有一黑水引出管，含固量较低的黑水由此引出，经洗涤塔循环泵加压后送入激冷室，作为粗合成气的激冷水使用。
1.5.2.特点●炉内温度分布均匀，炉膛内温度相差在50～150℃之间，由于温差小，延长了炉内耐火砖的寿命；●有效成分高，碳转化率高达99%，通过撞击流强化了传质传热过程，以提高气化效果；●采用预膜式喷嘴；●选用混合器-旋风分离器-泡罩塔组合方案，采用分级净化，是一项高效、节能型工艺；●采用直接换热回收墨水热量，有利于解决换热器结垢问题，提高传热效率。
[8]2．水煤浆气流床的典型生产工艺2.1.德士古气化炉的工艺流程德士古加压水煤浆气化过程是并流反应过程，合格的水煤浆原料同氧气从气化炉顶不进入，煤浆由喷嘴倒入，在高速氧气的作用下雾化，氧气和雾化后的水煤浆在炉内受到高温衬里的辐射作用迅速进行着一系列的物理、化学变化：预热、水分蒸发、煤的干馏、挥发物的裂解燃烧以及碳的气化等。
气化后的煤气中主要是一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气，气体夹带灰分并流而下，粗合成气在冷却后从炉子的底部排出。
2.1.1.淬冷型气化炉在淬冷型气化炉中，粗合成气经过淬冷管离开气化段底部，淬冷管低端侵没在意水池中。
粗气体经过急冷到水的饱和温度，并将煤气中的灰渣分离下来，灰熔渣被淬冷后截留在水中，落入渣罐，经过排渣系统定时排放，之后冷却了的煤气经过侧壁上的出口离开气化炉的淬冷段。
然后按照用途和所用原料，粗合成气在使用前一步冷却和净化。
2.1.2.全热回收型炉在全热回收型炉中，粗合成气离开气化段后在合成器冷却器中从1400℃被冷却到700℃，回收的热量用来生产高压蒸汽。
熔渣向下流到冷却器被淬冷，经过排渣系统排出。
合成气由淬冷段底部送入下一工序。
2.2.德士古气化炉的工艺参数控制●水煤浆浓度：随着水煤浆浓度的提高，煤气中有效成分增加，气化效率提高，氧气的消耗量下降。
一般要求用高浓度水煤浆，浓度在65%～70%。
●粉煤粒度：平均粒度约为43μm，最大力度小于300μm。
1.氧煤比：氧煤比增大，碳的转化率也增大。
●气化压力：最大压力可达8.0MPa，通常根据每期的最终用途经过经济核算，选择合适的气化压力。
●煤种的影响：煤灰分含量增大，氧消耗量增大，煤的消耗量增大。
所以应选择活性好、灰熔点低（小于1300℃）的煤，灰分含量一般应低于10%～15%。
[9]2.3.德士古气化炉的工艺辅助装置●合成气洗涤塔：合成气洗涤塔的功能是清洗粗煤气。
●工艺烧嘴：工艺烧嘴的主要功能是利用高速氧气流的动能，将水煤浆雾化并充分混合，在炉内形成一股有一定长度黑区的稳定火焰，为气化创造条件。
●煤浆振动筛：煤浆振动筛的功能是及时筛出煤浆中的大粒度煤粒。
●磨煤机：磨煤机的作用是为得到指定煤浆浓度和粒度的水煤浆成品。
●煤浆泵：煤浆泵的作用是输送煤浆。
[10]2.4 德士古气化炉工艺参数的影响●煤浆含水过多，蒸发需消耗大量热量，将导致炉温过低。
含水量过少，会使水煤浆沉降。
●炉温主要是靠氧煤比来控制。
而要保持规定的炉温，势必增大氧的消耗，）含量和气化效率降低。
否则，炉温低会使（CO+H2●气化压力是保证碳与气化剂的紧密接触。
压力过低气化流速大，不利于煤气中灰渣分离，气化强度降低。
●粉煤的粒度对碳的转化率有很大影响。
因为煤粒在炉内的停留时间及气固反应的接触面积与颗粒大小的关系非常密切，煤粒大的停留时间比颗粒小的短；另一方面，比表面积又与颗粒大小呈反比，这双重影响的结果必然使小颗粒的转化率高于大颗粒。
〔11〕3.联想延伸思考3.1 水煤浆气化工段与前后工段的关系水煤浆气化之前的工段要调整好料浆的颗粒大小、水煤比等。
这些保证了气化工段的炉温、氧的消耗量、反应速率的正常运行。
而气化工段的正常运行有保证了下一工段产品的质量和废热的回收。
3.2.水煤浆气化工段与其前后工段对生产的影响在气化之前的工段主要控制好水煤比和煤粒大小。
如果水煤比没有控制好，含水量过多，蒸发时要消耗大量能量，导致炉温过低；含水量过少，会使水煤浆沉降。
而煤粒过大，在炉内的停留时间短和比表面积大，转化率将降低。
而这些都会影响气化工段的氧煤比和气化压力，氧煤比氧含量降低则影响气化反应温度和碳转化率。
气化压力低时则影响碳与气化剂的接触。
气化工段的氧煤比和气化压力将影响后一工段的废热回收、煤气与灰渣的分离。
参考文献【1】郭树才.煤化工工艺学[M] 北京：化学工业出版社，1992（5）.220【2】谢克昌.房鼎业.甲醇工艺学[M] 北京：化学工艺出版社，2010(6) 35 【3】许祥静.煤气化生产技术[M] 北京：化学工业出版社，2010(8) 111～112【4】陈五平无机化工工艺学[M] 北京：化学工业出版社，2002(4) 73【5】谢克昌.房鼎业.甲醇工艺学[M] 北京：化学工艺出版社，2010(6) 26～27 【6】许祥静.煤气化生产技术[M] 北京：化学工业出版社，2010(8） 117～120 【7】许祥静.煤气化生产技术[M] 北京：化学工业出版社，2010(8） 115～116 【8】许祥静.煤气化生产技术[M] 北京：化学工业出版社，2010(8） 113～115 【9】彭建喜.煤气化制甲醇技术[M]. 北京：化学工业出版社，2010(9） 34～39 【10】许祥静.煤气化生产技术[M] 北京：化学工业出版社，2010(8） 112～113 【11】陈五平无机化工工艺学[M] 北京：化学工业出版社，2002(4) 70。