气流床气化法

气流床加压气化工艺介绍一、工艺原理本煤气化技术属气流床加压气化工艺。

浓度60.5%的水煤浆通过煤浆给料泵加压与高压氧气（纯度99.6%）通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴对喷进入气化炉燃烧室。

对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成。

利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种灰熔点温度以上进行气化反应。

炉内温度约1350℃，反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。

（1）射流区：流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。

同时受撞击区较高压力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此后为撞击区。

（2）撞击区：当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。

此点即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用，射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速度）逐渐增大。

撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作用好。

（3）撞击流股：四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特征相同的两个流股。

在这个区域中，撞击流股具有与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。

（4）回流区：由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作用，故在射流区边界和撞击流股边界，出现在回流区。

（5）折返流区：沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流，近炉壁沿着轴线折返朝下运动。

（6）管流区：在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射流撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持不变，形成管流区。

水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进行。

壳牌气化技术，又称壳牌压液化床气化工艺，是将煤，生物质，或石
油焦炭等物质转化为合成气体的一种方法。

它使用一种特殊的反应堆，加压并充满流体，以高效地将固体物质转化为清洁合成气体。

这个技
术的酷点在于它能处理各种不同的材料，所以它是制作合成气体的一
个非常多功能的选择。

整个毒气化的她开始得到原料全部准备并准备摇滚。

我们要把它磨
成一个超级精细的粉末这样每个小颗粒就都统一了还可以去我们把
它扔进加压流体化床反应堆，在那里，所有的魔法发生。

这个坏男孩在80巴的压力下运作，这对于释放高合成气体的产率和确保我们从
碳转化中获得最大收益来说是关键。

在反应堆内部，原料会得到像氧
气或空气一样的气化剂的舒适，这真的让派对开始，并有助于把原料
转化为一些甜甜的合成气体。

这就像一个化学舞会在那里！
随着原料在气化过程中的舞动，反应炉以温和的拥抱压气流为生，形
成了热量和质量转移的交响乐。

原产于反应堆的乙醚合成气体随后被
淋浴和净化，洗去焦油、微粒和硫磺等杂质。

这种纯净的合成气体随
后被引向一个无穷无尽的可能性领域，可以被转化成氢，氨，甲醇，
合成燃料等珍贵的宝藏。

从本质上讲，壳牌加压流体化床气化过程是
一种出色和适应性强的方法，为生产来自原料的纯合成气体提供了一
个和谐的方式，为可持续能源生产的未来描绘了充满希望的景象。

气流床气化工艺
气流床气化工艺是一种高效的能源转化技术，它可以将各种固体燃料转化为可燃气体，如煤、木材、废弃物等。

这种技术的优点在于它可以将废弃物转化为能源，减少了废弃物的数量，同时也减少了对传统能源的依赖。

气流床气化工艺的基本原理是将固体燃料放入气流床中，通过高温气流的作用，将燃料分解成可燃气体。

这种技术的优点在于它可以在不使用氧气的情况下进行气化，从而减少了氧气的消耗，同时也减少了氧气的污染。

气流床气化工艺的应用范围非常广泛，可以用于生产燃气、合成气、液体燃料等。

在燃气生产方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为燃气，从而减少了对传统燃气的依赖。

在合成气方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为合成气，从而用于化学工业、石化工业等领域。

在液体燃料方面，气流床气化工艺可以将煤、木材等固体燃料转化为液体燃料，从而用于汽车、船舶等领域。

气流床气化工艺的发展前景非常广阔，它可以为我们提供更加清洁、高效的能源转化技术。

同时，气流床气化工艺也可以为我们解决废弃物处理的问题，从而减少了对环境的污染。

因此，我们应该加强对气流床气化工艺的研究和开发，推广其应用，为我们的经济发展和环境保护做出贡献。

气流床气化工艺气流床气化工艺是一种先进的生物质能源转化技术，通过在高温气流中将固体生物质转化为可燃气体，同时产生热能。

这一技术在能源利用和环保方面有着重要的应用前景，对于推动清洁能源发展、减少化石能源消耗具有重要意义。

气流床气化工艺的原理是利用高温气流对生物质进行气化反应，将生物质中的碳、氢、氧等元素转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

这些可燃气体可以用作燃料供给发电机组发电，也可以用于工业生产中的燃烧或化学反应。

在气流床气化工艺中，生物质被送入气化炉中，通过控制气化温度、气化压力和气流速度等参数，实现生物质的快速热解和气化过程。

在高温气流的作用下，生物质中的大分子有机物被分解成小分子气体，并释放出热能。

同时，气化炉中的气氛是还原性的，有利于生成一氧化碳等可燃气体。

气流床气化工艺与传统燃煤发电相比具有诸多优势。

首先，生物质是可再生资源，气化过程不会增加二氧化碳等温室气体的排放量，有利于减少对环境的污染。

其次，气流床气化技术可以实现生物质资源的高效利用，提高能源利用效率。

再者，气化产生的可燃气体可以替代天然气、煤炭等传统燃料，降低能源成本，减少对非可再生资源的依赖。

气流床气化技术在生物质能源、城市垃圾处理、工业废物处理等领域得到了广泛应用。

在生物质能源领域，气流床气化技术可以处理各类生物质原料，如秸秆、木屑、废弃木材等，实现生物质能源的高效利用。

在城市垃圾处理领域，气流床气化技术可以将垃圾转化为可燃气体和灰渣，实现垃圾资源化利用。

在工业废物处理领域，气流床气化可以处理各类有机废物，减少废物排放对环境的影响。

总的来说，气流床气化工艺是一种具有广阔应用前景的生物质能源转化技术。

通过将生物质转化为可燃气体，实现能源利用和环保的双重目标，有助于推动清洁能源发展，减少对化石能源的依赖。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展，气流床气化技术将在未来发挥更加重要的作用，为可持续发展做出贡献。

1 气流床气化的特点气流床气化是将气化剂（氧气和水蒸气）夹带着煤粉或煤浆[3]，通过特殊喷嘴送入气化炉内。

在高温辐射下，煤氧混合物瞬间着火、迅速燃烧，产生大量热量。

在炉内高温条件下，所有干馏产物均迅速分解，煤焦同时进行气化，生产以CO 和H2为主要成分的煤气和液态熔渣。

气流床煤气化的主要特征如下（1）煤种适应性强在气化炉反应区内，煤粒悬浮在气流中，随着气流并流运动。

煤粒单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔渣等过程，从而气化过程基本不受原料煤的黏结性、机械强度、热稳定性的影响。

值得注意的是，褐煤不适合制成水煤浆燃料。

（2）气化温度高，气化强度大气流床气化属于高温气化技术，通常直接用氧气和过热水蒸气作为氧化剂，炉内反应区温度可高达2000 ℃，出炉煤气温度都在1400 ℃左右。

同时由于煤粉具有很大的比表面积，并且处于加压条件下，所以气化速度极快，气化强度和单路气化能力很高。

（3）煤气中不含焦油由于反应温度很高，炉床温度均一，粉煤的干馏产物全部分解，粗煤气中不含焦油、酚及烃类液体等，其主要杂质为H2S和COS，有利于简化后续净化系统对环境的污染少。

（4）液态排渣一般情况下，气流床气化采用高温液态排渣方式，熔融灰分被高速气流夹带，相互碰撞、结团、长大，从气流中分离或黏结在炉壁上，以熔融状态沿炉壁向下流动，排出气化炉。

所以要求煤的灰熔点应低于炉内气化温度，以利于熔渣的形成。

对于高熔点煤，可添加助熔剂，降低煤的灰熔点和黏度，提高气化的可操作性。

（5）需设置较庞大的磨粉、余热回收和除尘等。

以干煤粉进料，纯氧作气化剂，液态排渣。

气化炉由内筒和外筒两部分组成，内筒上部为燃烧室，下部为激冷室。

Shell 煤气化炉采用膜式水冷壁形式，向火侧敷有一层比较薄的耐火材料，减少热损失的同时可以挂渣，充分利用渣层的隔热作用，以渣层保护炉壁。

气化炉烧嘴是Shell 煤气化工艺的关键设备之一。

采用侧壁烧嘴进料，在气化高温配管、设备安装及试车要求也很高；高压氮气结合超高压氮气的用量过大，部分抵消了其节能的优势；对煤种有一定的要求，并非所有的煤种都适合Shell气化，选用低灰熔点、活性好、灰分含量较低的煤种能够确保工艺长周期安全稳定运行，灰分质量分数在8%～15%为佳。

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第六章气流床气化工艺气流床气化法是20世纪50年代初发展起来的新一代煤气化技术，最初代表炉型为K—T炉。

之后随着shell、Texaco等一批新型工艺的开发，气流床气化技术因其出色的生产能力和气化效率，在世界范围内得到了广泛的应用，尤其是在燃气联合循环中。

目前绝大多数IGCC电站所选的是气流床气化炉，主要炉型为Texaco、Shell、E-Gas(原Destec)以及Prenflo 等。

第一节概述表6-2 三种气化技术比较二气流床气化原理1 气化原理（1）粉煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化•可以认为煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，同时发生快速的热分解脱除挥发分，生成半焦和气体产物（CO 、及其他碳氢化合物）。

•生成的气体产物中的可燃成分在富氧条件下，迅速与氧气发生燃烧反应，并放出大量的热，使粉煤夹带流温度急剧升高，并维持气化反应的进行。

42222CH N S H CO H 、、、、n m H C 22242222222222222222)2/()2/()2/()4/(CO O H O CH OH O H CO O CO H n mCO O m H C O H n mCO O n m H C n m n m +=+=+=++=++=++（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）（6-5）二气流床气化原理1 气化原理（2）固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应•氧与剩余焦粒发生燃烧和气化反应。

•炽热的半焦与水蒸气进行还原反应，生成CO 和。

2H CO O C CO O C 22222=+=+2222222CO H O H C CO H O H C +=++=+（6-6）（6-7）（6-8）（6-9）二气流床气化原理1 气化原理（3）生成的气体与固体颗粒间的反应•高温的半焦颗粒，除与气化剂水蒸气和氧气进行气化反应外，与反应生成气也存在气化反应。

•煤中的硫，在高温还原性气体存在的条件下，与和CO 反应生成和。

K-T煤气化工艺简介
K-T煤气化工艺是最早工业化的常压气流床煤粉气化方法，又称GKT法。

一、工艺设备和流程
K-T煤气化法的工艺流程如图所示（P235）。

流程可分为5个部分：①粉煤制备（破碎及干燥）；②粉煤的给料；③气化炉；④废热回收；⑤煤气除尘冷却系统。

1．粉煤制备
从煤堆来的煤，先经破碎，再在风动磨煤机和干燥的密闭系统内进行细碎和干燥。

干燥后烟煤水分控制在1％，褐煤水分控制在8％～10％，粉煤粒度要求达到70％～90％通过200目筛孔。

干燥介质为427～482℃的烟道气。

选择次温度的目的在于使煤粒在气流干燥过程中，其温度不超过82℃，煤中挥发分不会释放，这样可以避免排放的部分循环烟道气污染环境。

在粉碎时
优点：
①煤中灰含量的限制多从经济上考虑，所以煤的许多性质对气化来说是无关紧要的，因此，煤种的选择余地大；
②煤气中CO和H2含量相当高，达90％；
③产物中无焦油、酚及烃类，甲烷含量甚低；
④生产灵活性大，可在较短时间开炉、停炉或改变生产负荷。

缺点：
①氧耗高；
②常压下操作（0.2~0.3Kpa），对于低活性的煤，达到高转化率有困难；
③常压下操作，回收煤气显热时热交换设备大而且不经济；
④低压下除尘效率不高；
⑤气体脱硫前，煤气尚需升压，显著增加了辅助动力的费用。