煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或者在高温下气化 制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲 醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的合用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化 工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技 术可分为三代。第一代气化技术为固定床、挪移床气化技术，多以块煤和小颗粒 煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化 技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床温和流床技术，其特征是连续进料及 高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或者中试阶段，如煤的催化气化、煤 的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能 余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开辟及应用的发展情况，论述了固定床、流 化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1 ．国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中，煤炭约占79% ，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的 研究和开辟是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发 展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20 世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤 化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20 世纪中叶，煤向来是世界 有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所 占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一 度停滞。直到20 世纪70 年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学 工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的发展。特殊是20 世纪90 年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就 更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI 炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤 加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初 步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80 多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE 煤气化27 套(已投产16 套)，四喷嘴33 套(已投产13 套)，分级气化、多 元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell 煤气化18 套 (已投产11 套) 、GSP2 套，还有正在工业化示范的LurgiBGL 技术、航天粉煤加压气化 (HT-L) 技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化 (TPRI) 技术等。
壳牌煤气化技术介绍 壳牌煤气化技术是一种将煤转化为天然气（Coal to Gas，简称CTG）的高效能技术。这项技术可以将煤炭以及其他固体燃料转化为可燃气体， 如合成天然气（SNG）或液化石油气（LPG），从而实现煤炭资源的利用和 能源转化。以下是对壳牌煤气化技术的详细介绍。 煤气化是将固体煤炭转化为可燃气体的过程，其主要成分是一氧化碳（CO）和氢气（H2）。壳牌煤气化技术采用了先进的气化反应器和催化剂，在高温和高压下，将煤炭颗粒直接暴露于气化剂中，实现煤炭与气化剂之 间的反应。在气化过程中，煤炭的有机物质被分解为一系列气体和液体的 组分，生成可用于燃烧或化学合成的气体混合物。 壳牌煤气化技术的核心反应器是一种高压气化炉，其结构紧凑而高效。通过加热炉膛中的煤炭颗粒，在气化剂的作用下，煤炭分子内的碳与氧发 生化学反应，生成一氧化碳和氢气。此外，气化剂中的水蒸汽还会与煤炭 产生反应，生成一氧化碳和氢气。通过控制反应器内的温度、压力和气化 剂供给速率，可以调整煤炭的转化率和气化产物的组成。 壳牌煤气化技术的一个重要特点是灵活性。它可以适应不同类型的煤炭，如无烟煤、褐煤和煤矸石等。此外，该技术还可以转化其他固体燃料，如生物质和废物。这使得壳牌煤气化技术非常适用于减少煤炭资源的浪费 和废物的处理。应用这项技术后，废物可以被转化为可用的能源，从而减 少对有限能源资源的需求。 壳牌煤气化技术还具有环保优势。通过气化过程，煤炭中的污染物如 硫和重金属可以被固定在灰渣中，减少了大气污染。此外，煤炭中的二氧
化碳（CO2）也可以进行捕集和储存，减少了温室气体的排放。这有助于应对气候变化和环境污染问题。 总结而言，壳牌煤气化技术是一项高效能、灵活性强、环保的能源转化技术。它可以将煤炭和其他固体燃料转化为可燃气体，减少对有限能源的需求，并降低大气污染和温室气体排放。这项技术在能源转型和可持续发展中具有重要作用，并将在未来得到广泛应用。
2. 1煤气化技术概述 2.1.1煤气化的含义 煤的气化过程是热化学过程，煤或煤焦与气化剂(如空气、氧气、水蒸汽、氢气等) 在高温下发生化学反应，将煤或煤焦中的有机物转变为煤气地过程(煤气是煤与气化剂在 一定条件下反应得倒的混合气体，即气化剂奖每种的碳转化成可燃性气体。煤气的有效组成成分为一氧化碳、氢气和甲烷。)。煤气化过程是进行的一个复杂的多相物理及物理化 学过程，反应产生碳的氧化物、氢气、甲烷。主要是固体燃料中的碳与气相中的氧气、水蒸汽、二氧化碳、氢气之间相互作用。通过煤气化方法，几乎可以利用煤中所含的全部有机物质，因此，煤气化生产时或得基本有机化学工业原料的重要途径，也可以说，煤气化是将煤中无用固体脱除，转化为洁净煤气的过程，用于工业燃料、城市煤气和化工原料。 2.1.2煤气化技术的含义 煤气化技术即煤气化过程所采用的设备、方法。 煤气化是煤化工最重要的方法之一。煤气化己经有150多年的历史，气化方法有 7080种。开发、选定新型煤气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要 途径，也是发展煤化工的基础。 中国目前采用的煤气化技术除常压固定床煤气发生炉和水煤气发生炉外，开发和引进了水煤气两段炉、鲁奇加压气化炉和Texaco水煤浆气化技术、Shell气化技术。目前， 新建厂多采用效率较高、制取煤气成分较好的加压Texaco水煤浆气化工艺、加压干粉煤Shell气化工艺和具有自主知识产权的多喷嘴技术。 (2)煤气化过程的主要工艺指标 煤气化技术的工艺指标是评价煤气化技术好坏的一个重要方面，只有指标优良的煤气化技术才能给企业带来良好的经济效益，并且节能环保。通常选择合适的煤气化技术依据的工艺指标有煤气质量、有效气体含量及组成、碳转化率、冷煤气效率等。 1)煤气质量:煤气质量由煤气热值和煤气组成构成。 a.煤气热值:指一标准立方米的煤气在完全燃烧是所放出的热量。相同所作条件 下，煤气热值与气化炉炉型、气化剂类型、操作压力以及煤的挥发分有关。气 化后制得的煤气中甲烷含量越高，则热值越高;煤的挥发分越低，煤气的热值 越低;操作压力越大，煤气热值越大;气化剂中氮气含量越高，则煤气的热值 越低。 b.煤气质量:煤气质量通常是指产出的合成气中的有效气体成分，有效气体成分 越高，则煤气质量越好。 2)气化强度:指在单位时间内，单位气化炉截面积上处理原料煤的质量或产生的煤 气量。即: 气化强度与气化炉炉型、气化剂供给量、气化操作条件以及煤的质量等有关。气化强 度越大，炉子的生产能力越强。 3)煤气产率:指气化单位质量原料煤得到的标况下的煤气体积(m3/kg)。原料煤的灰 分越大，煤气产率越低;原料煤含碳量越高，煤气产率越高。 4)灰渣含碳量(原料损失):灰渣含碳量用灰渣中碳所占的百分数表示。一般情况下， 固定床和流化床气化炉排出的灰渣含碳量要求低于10%，最好在5%以下。干法进料
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 + H2 C + CO2 → 2CO H2O + 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。 四、总结 煤气化技术是提高煤的利用率、实现节能减排、达到环保目的的一种重要手段。虽然其设备配置、成本和精确控制难度大，但其广泛的应用领域和优点仍然使得其具有广泛的应用前景。需要各方共同努力，推动煤气化技术不断发展，为人类的可持续发展做出贡献。
各种煤气化技术介绍 煤气化是一种将固体煤转化为可燃性气体的技术。煤气化技术主要有 以下几种类型： 1.水煤气化（WGS）：水煤气化是将煤与蒸汽在高温和压力下反应， 生成一种由氢气（H2）和一氧化碳（CO）组成的气体混合物。这种技术可 以用于生产城市燃气、合成油和化肥等产品。水煤气化可分为直接煤气化 和间接煤气化两种方式。 2.鼓风气化（BGC）：鼓风气化是使用氧气和水蒸汽作为氧化剂来煤 气化燃料，产生高能量气体。这种技术可以提高煤气化过程中的热效率， 并减少二氧化碳的排放。鼓风气化适用于煤炭和生物质等多种燃料。 3.催化气化（CGC）：催化气化是在煤气化过程中添加催化剂，以加 速煤炭的气化反应。催化气化可以提高产气效率和气体品质，并减少煤气 化过程中的温度和压力要求。这种技术适用于高烟煤和褐煤等固体燃料。 4.煤幕煤气化（CMCG）：煤幕煤气化是一种将煤炭分散后喷入燃烧室 进行气化的技术。这种技术可以通过提高煤炭表面积和改善反应条件，提 高气化效率和气体品质。煤幕煤气化适用于磨煤和粉煤等细粉状煤炭。 5.地下煤气化（UGC）：地下煤气化是将煤炭直接在地下进行气化的 技术。通过控制煤气化反应的温度和气氛，可以产生一种高能量气体。地 下煤气化适用于无法开采的煤炭资源，可以有效利用地下煤炭储量。 6.溶剂煤气化（CGP）：溶剂煤气化是一种将煤转化为可溶剂的技术。这种溶剂可以用于生产化学品和燃料。溶剂煤气化可以提高煤气化过程中 的产物选择性，并减少废气的排放。
煤气化技术可以有效利用煤炭等石炭资源，减少燃烧排放的污染物。这些技术在能源生产和化工等领域具有广泛的应用前景。
7种煤气化工艺介绍 目前国内可供选择的成熟或相对成熟的煤加压气化工艺很多，各种煤气化工艺的综合比较也有较多的文献、资料可供查阅，这里只简要叙述几种主要煤气化工艺的特点及现阶段存在的主要问题。 1、TEXACO水煤浆气化 TEXACO水煤浆气化采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化，水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。 气化炉主要结构是水煤浆单喷嘴下喷式，大部分是采用水激冷工艺流程，单炉容量目前最大可达日投煤量3000吨，操作压力大多采4MPa、6.5MPa，少数项目也已达到8.4MPa。 我国引进该技术最早的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，后来又有若干厂使用。 由于国内已经完全掌握了TEXACO气化工艺，积累了大量的经验，因此设备制造、安装和工程实施周期短，开车运行经验丰富，达标达产时间也相对较短，主要问题是对使用煤质有一定的选择性，同时存在气化效率相对
较低、氧耗相对较高及耐火砖寿命短等问题，但随着在国内投运时间的延长部分问题已得到有效解决。 2、多喷嘴对置水煤浆气化 本项技术是“九五”期间由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司合作开发的。2000年10月通过原国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收。示范装置为兖矿国泰化工有限公司，建成两套日投煤1150吨的气化炉，操作压力4.0MPa，生产24万吨/年甲醇，联产71.8MW发电，装置已于2005年10月投入运行。 该工艺仍属于水煤浆气化的范畴，与TEXACO的主要区别是由TEXACO单喷嘴改为对置式多喷嘴，强化了热质传递，气化效果较好，但多喷嘴需要设置多路控制系统，增加了设备投资和维修工作量。由于是国内技术，工艺包及专有技术使用费较引进技术有较大幅度的降低。 3、SHELL粉煤气化 气化炉主要结构是干煤粉多喷嘴上行废锅气化并采用冷炉壁，冷煤气回炉激冷热煤气，煤气冷却采用废锅流程。由于壳牌气化技术上具有突出的优点，吸引了国内一些企业纷纷引进。 本工艺的最大缺点是投资高，设备造价过高；合成气换热采用废锅形式增加了投资，对需要水蒸汽成分的化工
化工07—5班倪源满 200713236 煤气化技术现状、发展及产业化应用 煤化工产业是以煤为主要原料生产化工产品的产业，是化学工业的重要组成部分，包括煤焦化、煤气化、煤液化、化肥、碳一化工和电石等行业，涵盖以煤为原料生产焦炭、电石、化肥、甲醇、二甲醚、油品、烯烃等产品。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。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 煤气化被誉为煤化工产业的龙头技术，目前可作为大型工业化运行的煤气化技术，可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术。 1 固定床气化技术 1.1常压固定床煤气化技术 常压固定床煤气化是以空气、蒸汽、氧气为气化剂，在常压下将煤转化成煤气的过程。由于该技术成熟可靠、操作简单、投资少、建设期短，在国内冶金、建材、机械等行业广泛用于制取燃气；在中小型合成氨厂、甲醇厂用于制取合成气；在用气量较少的小型化工装置中用于制取CO和H2。这种煤气化技术的缺点是原料煤要求较高，且单炉生产能力小、渣中残碳较高、气化为常压煤气的压缩功耗高。随着煤气化技术的不断发展，及国家对煤化工准入生产规模要求的提高，在新建的大型煤化工装置中一般不采用此技术。 1.2加压固定床煤气化技术 鲁奇加压气化（Lurgi）技术是加压固定床气化技术的代表，在20世纪30年代已实现工业化，义马气化厂单台炉运行可达172天，是比较成熟的气化模式。20世纪80年代以来，我国已引进4套现代化的Lurgi气化装置，其中3套用于生产城市煤气，1套用于生产合成氨，在设计、安装和运行方面均已取得丰富经验。该气化技术原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可气化，且可气化灰分高的劣质煤。Lurgi气化炉中煤与气化剂逆向运动，炉温较低，采用固态排渣。Lurgi固定床气化工艺成熟可靠,包括所副产焦油在内的气化效率、碳转化率、气化热效率都较高，氧耗是在各类气化工艺中最低的，且原料制备、排渣处理简单。由于煤气中含有CH4，热值是各类气化工艺中最高的，适合于生产城市煤气。传统观念认为，若选择Lurgi固定床气化工艺制合成气存在以下问题：（1）煤气成分复杂。合成气中含不直接参与合成的CH4约10%~18%，如果将这些CH4转化成H2、CO，势必投资大、成本高。（2）大量冷凝污水需处理。污水中含大量焦油、酚、氨等，因此需建焦油回收装置，且酚、氨回收和生化处理装置增加了投资和原材料消耗。（3）Lurgi气化技术原料为5mm~50mm块煤，若购原煤则有占总量50%~55%的粉煤需处理。 我国对能源节约日益重视，煤化工装置要求大型化、多联产。Lurgi加压固定床煤气化
煤成气化技术发展现状及未来展望 随着工业化进程的不断加速，能源的需求越来越大。传统的化石能源短缺，新 型能源就成为了人们关注的焦点。其中，煤成气化技术成为了备受瞩目的领域。在这个领域里，煤可以被转化成为可再生的气体资源，从而为解决能源短缺问题提供了一种可行的途径。本文将探讨煤成气化技术的发展现状以及未来展望。 一、煤成气化技术的概念和发展历程 煤成气化技术是指将煤转化为气体燃料的技术。对于煤的转化技术，可以采用 多种不同的方法，包括煤气化、煤液化和煤热解等。其中，煤气化技术是最为主流的一种，并且也是煤成气化技术的代表。在煤气化技术中，煤先被加热到高温下，与水蒸气或者其他的气体一起反应，产生一种混合气体。这种混合气体可以通过净化和分离等步骤，得到市场上所需要的合成气，包括甲烷、乙烷、工业原料气和燃料气等。 煤成气化技术的发展历程可以追溯到上世纪30年代。当时，在德国，一家煤 矿厂开始使用煤气化技术，将煤转化为煤气，并将煤气作为能源用于生产和生活中。接着，在上世纪40年代，美国的一家煤矿厂也开始使用煤气化技术。到了上世纪 60年代，日本和中国也相继开始煤气化技术的研究和应用。在上世纪70年代，煤 气化技术得到了广泛的使用，此后，煤成气化技术一直得到了各国的重视，并取得了重大进展。 二、煤成气化技术的发展现状 随着科学技术的发展和比较煤资源的不断增加，煤成气化技术得到了迅猛的发展。在煤成气化技术的应用中，三个国家比较典型，分别是中国、美国和俄罗斯。 2.1 中国
中国地大物博，煤炭资源得天独厚，因此煤气化技术在中国有着广泛的应用。如今，中国成为煤化工全球最大的生产国。其在煤成气化技术的研究方面也取得了很大的成果。例如，借助规模化的煤气化技术，中国已经成功建成了世界上最大的气化工厂。在国家的支持下，相关企业已经积极投入到煤成气化技术的发展中，不断创新和提升技术，意在满足国家能源需求的大局。 2.2 美国 美国在此领域也有着广泛应用，其煤气化技术的研究主要集中在煤成气化技术上，实现了煤的转化。在煤气化流程中，美国可以更具准确的测量装置，想法创新以及规模化生产等方面获得很多优势。另外，美国在二氧化碳抓取和封存等技术的研究上也取得了很大的进展。这些技术正在为美国新能源的推进打下良好的基础。 2.3 俄罗斯 在俄罗斯这样一个拥有大量自然资源的国家中，煤成气化技术得到了广泛的应用。在俄罗斯应用煤成气化技术的生产规模之大骇人听闻。这其中，在地热资源丰富的西伯利亚，远东和中亚地区，煤气化工厂被广泛兴建，。在煤成气化技术的发展历程中，俄罗斯也取得了不少重要的成果和经验。 三、煤成气化技术的未来展望 在能源需求不断增加的今天，煤成气化技术将会发挥着越来越重要的作用。未来展望方面可以从以下几个角度进行探讨。 3.1 技术创新和升级 技术创新和技术升级是煤成气化技术未来发展需要关注的方向。提高使用铁矿石煤气化技术的效率，降低燃料化石燃料制氢成本，质量控制等问题都是需要解决的技术难题。在技术发展的基础上，建立煤化学工业可持续发展体系。这些会有助于推动煤成气化技术的发展，加大煤化学工业的比重，实现降低能源消耗，提高工业生产效率，减少环境污染，推进能源结构转型升级等目标。
三种煤气化炉技术介绍 煤气化是一种利用化学反应将固体煤转化为可燃气体的技术过程，可 以将煤转化为煤气、合成气和合成油等能源。煤气化可以通过不同的煤气 化炉技术实现，下面将介绍三种常见的煤气化炉技术。 1.固定床煤气化炉： 固定床煤气化炉是最早应用的煤气化技术之一、在固定床煤气化炉中，煤炭被填充在炉膛中，煤气化反应通过从煤床底部通入的氧气或氧气与蒸 汽的混合物进行。煤床通过由炉膛底部从下而上通过的气流进行流化，从 而促进反应的进行。在固定床煤气化炉中，煤气化反应主要发生在煤床下 部的炉膛区域，温度通常在900°C至1400°C之间。固定床煤气化炉的 优点是操作稳定、适应性强，但由于床层热阻较大，炉温难以控制并且煤 气质量较低。 2.流化床煤气化炉： 流化床煤气化炉是一种采用流化床技术进行的煤气化工艺，该技术首 次在20世纪60年代得到应用。在流化床煤气化炉中，煤炭经过细磨和干 燥后与气化剂（如氧气和水蒸汽的混合物）一起输入炉膛。煤炭在流化床 内扬起并形成流化状态，反应通过高速气流中的煤颗粒与气体热交换实现。在流化床煤气化炉中，温度通常在800°C至1000°C之间。流化床煤气 化炉具有热传递效率高、反应速度快的优点，产生的煤气质量较高，但操 作复杂，需要高流速和高压力的气流。 3.级联煤气化炉： 级联煤气化炉是一种将两个或多个煤气化反应装置相连接以提高反应 效率和煤气品质的技术。在级联煤气化炉中，通常使用高温煤气化反应器
作为第一级反应器，将煤炭和气化剂进行气化反应；然后，将第一级反应器的产物气流引入低温煤气化反应器中进行进一步的气化和合成反应。级联煤气化炉可通过优化不同反应器之间的温度和气体组成来实现高效率的煤气化过程。级联煤气化炉的优点是可以提高煤气化效率和产气量，并可根据需要调整煤气的组成。 综上所述，固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和级联煤气化炉是三种常见的煤气化炉技术。每种技术都有其特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的煤气化炉技术。
煤气化技术 煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的方法，这种合成气可以 用作燃料或作为化学原料。煤气化技术在能源转型和降低碳排放方面 具有重要意义。本文将详细介绍煤气化技术的原理、应用以及优缺点。 煤气化技术的原理是利用高温和压力，将煤炭与氧气反应，生成 一种含有氢气和一氧化碳的混合气体，即合成气。这种合成气可以通 过调整反应条件得到不同的气体比例，例如可以得到富含氢气的合成气，也可以得到富含一氧化碳的合成气。煤气化技术的关键步骤包括 煤的干馏、气化反应以及气体的净化和分离。 煤气化技术具有广泛的应用领域。首先，合成气可以用作燃料， 替代传统的石油和天然气。它可以用来发电、供热以及工业生产过程 中的燃料需求。其次，合成气还可以用作化学原料，用于合成有机化 学品，如甲醇、乙醇和丁烯等。这种化学原料的生产可以减少对石油 和天然气的依赖，降低碳排放。此外，煤气化技术还可以与其他能源 转化技术相结合，如煤炭液化和煤炭气化联产等，进一步提高能源资 源的利用效率。 然而，煤气化技术也存在一些缺点。首先，煤气化过程需要高温 和压力，能耗较高。其次，煤气化过程中会产生大量的副产物，如焦 炭和灰渣，对环境造成一定的污染。此外，煤气化技术的建设和运营 成本相对较高。 针对煤气化技术的优缺点，一些研究机构和企业正在努力改进和 推广相关技术。例如，通过改进反应条件和催化剂的使用，可以提高 合成气的产率和质量，并减少能耗。此外，通过煤气化废气的尾气治 理和资源化利用，可以减少对环境的不良影响。 综上所述，煤气化技术是一种重要的能源转型和碳排放降低的手段，可以将煤炭转化为合成气，用作燃料或化学原料。尽管该技术存 在一些缺点，但通过不断改进和创新，可以进一步提高其效率和环保性。煤气化技术的发展将有助于实现能源的可持续利用和环境的可持
煤气化技术 简介 煤气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。它可以将煤炭中的有机物质转化为气体燃料，如合成气（一种碳氢混合气体）或甲烷。煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。 煤气化原理 煤气化是通过加热煤炭，在缺少氧气的条件下进行的化学反应。这个过程通常在高温（约1000℃）和高压（2-5 MPa）下进行。在煤气化过程中，煤炭中的碳氢化合物被分解为可燃气体。 由于煤气化是在缺氧条件下进行的，因此产生的气体中几乎不含硫和氮。这使得煤气化技术相对于传统的燃煤发电技术具有更低的环境污染。此外，煤气化产生的燃气可以直接用于发电、供热、制氢等多种应用。
煤气化工艺 煤气化工艺主要分为干燥气化和水煤浆气化两种。干燥气化是将煤炭在高温下与热气体接触，使煤炭中的水分蒸发，然后进行气化反应。水煤浆气化是将煤炭与水形成的浆料喷入气化炉中，在气化过程中煤炭与水蒸汽产生反应。 两种煤气化工艺各有优势。干燥气化可以直接利用煤炭的热值，不需要额外的供热设备。而水煤浆气化可以利用水蒸汽的催化作用，提高气化效率。根据实际需求和条件，选择适合的煤气化工艺非常重要。 应用领域 煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有广泛的应用。以下是煤气化技术在几个重要应用领域的应用示例： 1.发电：煤气化产生的燃气可以用于燃气轮机或内燃 机发电。与传统的燃煤发电相比，煤气化发电具有更高的效率和更低的污染排放。 2.供热：煤气化产生的燃气可用于供热，替代传统的 燃煤供热系统。煤气化供热系统具有更高的热效率和更少的污染排放。
3.制氢：煤气化可以产生合成气体，其中主要成分为 氢气和一氧化碳。这些气体可用于制氢，用于石油炼制、 化学工业等领域。 4.乙二醇生产：煤气化产生的合成气可以用于乙二醇 的生产。乙二醇是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑 料、涂料、纺织等行业。 煤气化技术的优势和挑战 煤气化技术具有多种优势，但也面临一些挑战。 优势： - 较低的污染排放：煤气化产生的燃气几乎不含硫 和氮，具有较低的污染排放。 - 多样的应用：煤气化产生的燃气可以用于发电、供热、制氢等多种应用。 - 提高能源利用率：煤气化可以更充分地利用煤炭中的能源，提高综合能源利用效率。 挑战： - 高温高压操作：煤气化需要在高温高压条件下进行，对设备和工艺的要求较高。 - 煤质波动：不同煤质在气化过程中的行为和产物有所差异，需要根据煤质特性进行合理的工艺设计。 - 产业链协同：煤气化技术需要与其他产业链环节协同，如煤炭开采、煤炭清洁化、煤气净化等。 - 经济可行性：
现代煤气化技术推广及应用手册 简介 现代煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的高效能过程。本手册将详细介绍现代煤气化技术的推广和应用。 煤气化技术概述 现代煤气化技术是通过将煤炭与氧气或蒸汽进行反应，将其转化为一种可利用于发电、制造化学品和燃料的合成气体的过程。煤气化技术有着诸多优势，如高效能、低排放和多产物利用等。 煤气化反应 在煤气化过程中，煤炭与氧气或蒸汽发生反应，生成合成气（由一氧化碳和氢气组成）。反应的主要步骤包括干馏、气化和水煤气变换。这些步骤将煤炭中的有机物质转化为可用于发电和燃料生产的合成气。 煤气化技术种类 现代煤气化技术包括固态煤气化、液态煤气化和气态煤气化。固态煤气化是将煤炭直接加热到高温并与气化剂反应，液态煤气化是通过高温和高压条件下将煤炭转化为液体燃料，气态煤气化是将煤炭转化为可直接燃烧的煤气。 煤气化技术在电力产业中的应用 现代煤气化技术在电力产业中有着广泛的应用。煤气化技术能够将煤炭转化为合成气，进而用于发电厂的燃烧过程。 煤气化发电工艺流程 煤气化发电工艺流程包括煤气化、气体净化、合成气燃烧和发电等步骤。煤炭经过煤气化反应转化为合成气，合成气通过净化过程去除杂质后，进入燃烧室进行燃烧，并将燃烧产生的高温高压气体用于发电。
煤气化发电的优势 煤气化发电技术具有高效能、低排放、多产物利用等优势。煤气化发电能够提高煤炭的利用率，减少二氧化碳排放，并为其他产业提供合成气资源。 煤气化技术在化工行业中的应用 现代煤气化技术在化工行业中有着广泛的应用。煤气化技术可以将煤炭转化为合成气，进而用于生产化工品。 合成气的化工应用 合成气是一种重要的化工原料，可以用于合成多种化工产品，如合成氨、甲醇、乙烯等。通过合成气可以生产各种合成化工品，推动化工行业的发展。 煤气化技术在化工行业中的优势 煤气化技术在化工行业中具有多种优势。首先，煤气化技术能够将煤炭转化为合成气，提供了丰富的化工原料资源。其次，煤气化技术可以将废弃物转化为合成气，实现资源的再利用。 煤气化技术在能源行业中的应用 现代煤气化技术在能源行业中有着重要的应用。煤气化技术可以将煤炭转化为燃料气，用于替代传统的能源。 燃料气的应用 煤气化技术可以将煤炭转化为燃料气，用于代替传统的能源，如天然气和石油。同时，燃料气也可以用于燃烧发电和供暖等领域。 煤气化技术在能源行业中的优势 煤气化技术在能源行业中有着多种优势。首先，煤气化技术可以减少对传统能源的依赖，促进能源结构的多样化。其次，煤气化技术能够将煤炭转化为燃料气，提供了可再生的能源资源。
煤气化技术及其应用前景 煤气化技术是将煤炭等固体燃料转化为可燃气体的一种重要工艺。随着能源需 求的不断增长和环境保护意识的提高，煤气化技术作为一种清洁能源的替代方案，受到了广泛关注。本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及其未来的发展前景。 煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下，将煤炭等固体燃料与氧气或水蒸 气反应，生成可燃气体。这种可燃气体主要由一氧化碳、氢气和甲烷等组成，可以作为燃料供给燃气发电、工业生产和交通运输等领域。与传统的燃煤发电相比，煤气化技术可以大幅减少大气污染物的排放，对环境友好。 煤气化技术的应用领域广泛。首先是燃气发电。煤气化技术可以将煤炭等固体 燃料转化为可燃气体，供给燃气发电机组发电。相比传统的燃煤发电，煤气发电具有高效率、低污染和灵活性强的特点，逐渐成为电力行业的重要选择。其次是工业生产。煤气化技术可以为工业生产提供高品质的燃气，用于冶金、化工、玻璃等行业的生产过程中，提高生产效率和产品质量。此外，煤气化技术还可以用于交通运输领域，将可燃气体作为替代燃料，用于汽车、船舶和飞机等交通工具的动力系统。 煤气化技术的应用前景广阔。首先，煤气化技术可以有效解决能源供应问题。 煤炭是我国主要的能源资源，利用煤气化技术将煤炭转化为可燃气体，可以大幅提高能源利用率。其次，煤气化技术可以减少大气污染物的排放。煤气化过程中，燃烧产生的废气可以通过先进的净化技术进行处理，减少大气污染物的排放，改善空气质量。第三，煤气化技术可以促进经济发展。煤气化技术的应用将带动相关产业的发展，创造就业机会，提升经济效益。最后，煤气化技术可以促进能源结构的优化。煤气化技术作为一种清洁能源的替代方案，可以减少对传统煤炭等化石能源的依赖，推动能源结构向清洁能源的转型。 然而，煤气化技术在应用过程中也面临一些挑战。首先是技术难题。煤气化技 术的过程复杂，需要高温高压条件下进行，对设备和工艺要求较高。因此，技术研发和创新是推动煤气化技术应用的关键。其次是环境影响。煤气化过程中会产生大
煤的气化技术 1. 介绍 煤是一种常见的化石燃料，在世界范围内广泛使用。然而，煤的燃烧产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重影响。为了减少对环境的污染并提高能源利用效率，煤的气化技术应运而生。 煤的气化技术是将煤转化为合成气（syngas）的过程，合成气主要由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和少量的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等组成。合成气可以 用作燃料，也可以作为化学原料，用于制造化学品、肥料和液体燃料等。 2. 煤的气化过程 煤的气化主要通过以下两个步骤完成： 2.1. 干燥和预气化 在气化反应器中，煤被加热至高温。在这个过程中，煤中的水分被蒸发出来，并与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水蒸气。这一步骤主要起到预热作用，为下一步的反应做准备。 2.2. 煤的部分氧化 在气化反应器中，预热的煤与氧气反应，生成一氧化碳和水蒸气。主要的反应方程式如下所示： C + O2 -> CO2 C + CO2 -> 2CO 通过控制反应温度和氧气供应量，可以调节合成气中一氧化碳和氢气的比例。高温和富氧条件下可以生成较多的一氧化碳，而低温和贫氧条件下可以生成较多的氢气。 3. 煤的气化技术分类 煤的气化技术可以分为以下几种类型： 3.1. 固定床气化 固定床气化是最早开发的气化技术之一，也是最常用的气化技术之一。在这种气化方式下，煤被放置在气化反应器中的固定床上，并通过气化剂（如空气或蒸汽）流过床层。随着气化反应的进行，煤逐渐转化为合成气，反应产物从顶部排出。固定床气化适用于各种类型的煤，具有反应稳定、设备简单的优点，但存在反应温度不均匀、产物中存在固体颗粒等问题。
3.2. 流化床气化 流化床气化是一种将煤颗粒悬浮在气化剂中进行气化的技术。在气化反应器中，通过气化剂（通常为空气或蒸汽）的上升流动，使煤颗粒保持悬浮状态。在高温和富氧条件下，煤颗粒发生气化反应，生成合成气。流化床气化技术具有高反应效率、适应多种煤种和煤质的优点，但也存在气固分离和热传递问题。 3.3. 顺流煤气化 顺流煤气化是一种将煤颗粒与气化剂在多级气化反应器中逆流接触进行气化的技术。气化反应发生在高温和高压条件下，煤颗粒逐渐转化为合成气。顺流煤气化技术具有高气化效率、灵活性好的特点，但需要较复杂的气体分离和净化设备。 4. 煤气化技术的应用 煤的气化技术在能源和化工领域有着广泛的应用。 4.1. 煤气作为燃料 合成气可以作为燃料用于锅炉、热电厂和内燃机等设备中。由于合成气中含有一氧化碳，因此可以通过进一步处理将其转化为氢气和二氧化碳，用于燃料电池等设备。 4.2. 化学品制造 合成气是生产许多化学品的重要原料，例如甲醇、氨、丙烯和乙二醇等。通过对合成气的进一步处理和催化反应，可以将其转化为这些化学品，从而实现煤的资源化利用。 4.3. 液体燃料制造 通过对合成气进行加氢处理和催化反应，可以将其转化为液体燃料，例如合成柴油和合成液化天然气（LNG）。这些液体燃料可以替代传统的石油燃料，减少对石油 资源的依赖。 5. 煤气化技术的发展趋势 煤的气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。未来，随着对清洁能源和可持续发展的需求增加，煤气化技术将继续发展和完善。 5.1. 高效能源利用 煤气化技术的发展趋势是提高能源利用效率。通过改进气化反应器和气化剂的循环利用等技术，可以减少能源损失，提高合成气的产率和质量。
煤气化技术综述 1 恩德粉煤气化技术 1．1 技术开发 恩德粉煤气化技术是在常压温克勒气化技术基础上，经过多次技术改造而逐步发展起来的。20世纪50年代，朝鲜咸竞北道恩德郡“七·七”化工厂，从前苏联引进两台温克勒气化炉。60年代末，便对其存在的问题进行了一系列的改造：(1)取消了炉算，改为布风喷嘴向炉内送风，使煤粉得以充分流化，并解决了炉底结渣的问题；(2)在发生炉出口增设了旋风除尘返料装置，减少了气体带出物，提高了碳转化率；(3)将废热锅炉改设在旋风除尘器后面，减轻尘粒对锅炉炉管的磨损，大大延长了废热锅炉的使用寿命和检修期。经过一系列的革新改造后，运转率可达90％以上，单炉生产能力也逐渐扩大，形成了独具特性的恩德粉煤气化技术。 1．2 技术特点 (1)对煤种适应性较宽，可适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘煤。对煤的活性和灰熔点有一定要求，对灰分、粒度等要求不高，同固定层炉相比，原料煤种已明显拓宽。 (2)碳转化率高。炉出口的旋风分离器，可将煤气夹带和含碳颗粒分离出来，并返回气化炉再次气化，从而提高了碳的转化率，可达92％。 (3)气化强度大。单炉产气量可达4×l04m3／h。 (4)自产蒸汽量大，每10 m3煤气可产5．5t蒸汽(P=0．6MPa)，80％自用，20％外送。 (5)极少产生焦油，煤气中焦油油渣等含量很低，净化系统简单，污染少。 1．3 技术指标 (1)操作温度：要低于灰熔点80～120℃，一般为～950℃。 (2)操作压力：炉内压力～14kPa。 (3)气化剂，采用不同气化剂可产生不同组成的煤气。 表1—1 典型煤气组成 (4)主要工艺参数 ①以褐煤为原料，4×10 m3／(h·台)气化炉，生产水煤气，其主要工艺数据见表1—2。 表1—2 主要工艺数据
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煤气化技术简介及装置分类 煤气化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众多，但总体上可以分为以下三大类： 一、固定床气化技术 以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂最多的煤气化技术。鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式填料方式，即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块，然后从进煤口经过气化炉的预热层，将温度提高至300℃左右。从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃，形成燃烧层。燃烧层上方是反应层，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设备中，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/4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，是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。我公司为河南义马、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）。 图2 灰熔聚气化反应装置 三、气流床气化技术 1、以壳牌、GSP、科林、航天炉、伍德、熔渣-非熔渣为代表的气流床技术 壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150 t／d的中试装置在德国汉堡建成并投人运行。1987年投煤量250～400
一、常压固定床气化技术 固定床气化也称移动床气化。固定床一般以块煤或焦煤为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底加入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态，床层高度亦基本保持不变，因而称为固定床气化。另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的炉渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。固定床气化的特性是简单、可靠。同时由于气化剂与煤逆流接触，气化过程进行得比较完全，且使热量得到合理利用，因而具有较高的热效率。 固定床气化炉常见的有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇炉）两种。前者用于生产合成气时一定要采用白煤(无烟煤)或焦炭为原料，以降低合成气中CH4含量，国内有数千台这类气化炉，弊端颇多，后者国内有20多台炉子，多用于生产城市煤气，该技术所含煤气初步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。 水煤气是由炽热的碳和水蒸气反应所生成的煤气。燃烧时呈蓝色，所以又称为蓝水煤气。需提供水蒸气分解所需的热量，采用交替用空气和水蒸气为气化剂的间歇气化法。 二、碎煤固定床加压气化技术 固定床气化只能以不黏块煤为原料，不仅原料昂贵、气化强度低，而且粗煤气中含酚类、焦油等较多，使净化流程加长，污染严重，增加了投资和成本，目前，运转中的固定床气化炉主要是鲁奇气化炉。鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代由德国鲁奇公司开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。正在运行中的气化炉达数百台，主要用于生产城市煤气和合成原料气。 德国鲁奇加压气化炉压力2.5~4.0MPa，气化反应温度800~900℃，固态排渣，一小块煤(对入炉煤粒度要求是6mm以上，其中13mm以上占87%，6~13mm占13%)原料、蒸汽‐氧连续送风制取中热值煤气。气化床层自上而下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣等层，产品煤气经热回收和除油，含有10%~12%的甲烷和不饱和烃，适宜作城市煤气。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气，但流程长，技术经济指标差，对低温焦油及含酚废水的处理难度较大，环保问题不易解决。 与UGI炉相比，鲁奇炉有效地解决了UGI炉单炉产气能力小的问题。但是，固定床炉的一些关键问题仍然没有得到解决。鲁奇炉对煤种和煤质要求较高，只能使用弱黏结烟煤和褐煤，灰熔点(氧化气氛)大于1500℃。对强黏结性、热稳定性差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用。第三代鲁奇炉在炉内增设了搅拌器用于破焦，但也仅局限于黏结性较小的煤种。鲁奇炉气化工艺的另一个问题是进料用灰锁上、下阀使用寿命仅为5~6个月，增加了运行成本，究其原因，问题存在于固定层气化工艺本身。 鲁奇炉的技术特点有以下几个方面：鲁奇碎煤气化技术系固定床气化，固态排渣，适宜弱黏结性碎煤(5~50mm)；生产能力大，自工业化以来，单炉生产能力持续增长。例如，1954年在南非沙索尔建立的10台内径为3.72m的气化炉，其产气能力为1.53×104m3/(h·台)；
煤气化 原理 煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤的气化类型可归纳为五种基本类型：自热式的水蒸气气化、外热式水蒸气气化、煤的加氢气化、煤的水蒸气气化和加氢气化结合制造代用天然气、煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气。 煤干馏过程主要经历如下变化：当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接
触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。 煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。 煤炭气化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。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。 气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤