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
国内外各种先进煤气化技术
一、引言
二、煤气化技术概述：
2.1 固定层制气工艺（移动床）
2.2 流化床气化工艺
2.3 气流床气化工艺
2.4 其他煤气化技术
三、国内主流煤气化技术详解
3.1 Lurgi（鲁奇）煤气化技术
3.2 Texaco（德士古）煤气化技术
3.3 Shell煤气化技术工艺
3.4 GSP煤气化技术
3.5 Dow煤气化工艺
3.6 Texaco、Shell、GSP三种气化技术对比
四、 其它煤气化技术
4.1 第三代煤气化技术
4.2 组合气化炉煤气化法
五、国内外煤气化的技术现状和发展趋势
5.1 国外技术现状和发展趋势
5.2 国内的技术现状和发展趋势
5.3 国内工业化煤气化装置技术最新成果
一、引言
我国石油资源相对短缺，仅占化石能源探明储量的51.3％，开采量仅为世界开采量的21.4％，石油供需矛盾日益突出。由于世界资源日趋减少，中东地区战乱不止，石油价格动荡不稳因此大量依赖石油进口将严重威胁我国国民经济的运行安全。同时，我国煤炭资源丰富，探明可采储量2040亿t(2002年)。煤炭在一次能源消费结构中占有主导地位，20世纪80年代以来一直在70％上下。
专家研究认为，在未来相当长时期内，一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位，到2050年将维持在50％以上。目前国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。通过改造可以达到降低生产成本，改善环境状况之目的。本文针对这一情况综合介绍国内煤气化技术现状，并对目前主流煤气化技术作一横向对比。
煤炭气化技术
煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础，我公司正在建设的煤直接液化项目，以及即将建设的煤间接液化项目，煤制烯烃项目都要用到煤炭气化。
一、煤气化原理
气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气
化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。
煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括热解和气化和燃烧四个阶段。干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。煤在气化炉中干
燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反
应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。
气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。
主要反应有：
1、水蒸气转化反应
C+H2O=CO+H2-131KJ/mol
2、水煤气变换反应
CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol
3、部分氧化反应
C+0.5 O2=CO+111KJ/mol
4、完全氧化（燃烧）反应
C+O2=CO2+394KJ/mol
5、甲烷化反应
CO+2H2=CH4+74KJ/mol
6、Boudouard反应
C+CO2=2CO-172KJ/mol
二、煤气化工艺
煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率，采用高效、低耗、无污染
煤的气化工艺
煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率，采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺(技术)是发展煤化工的重要前提，其中反应器便是工艺的核心，可以说气化工艺的发展是随着反应器的发展而发展的，为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度，改善环境，新一代煤气化技术的开发总的方向，气化压力由常压向中高压（8.5
MPa）发展；气化温度向高温（1500～1600℃）发展；气化原料向多样化发展；固态排渣向液态排渣发展。
1、固定床气化
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。同时由于气化剂于煤逆流接触，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。
固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇Lurgi）2种。前者用于生产合成气时一定要采用白煤（无烟煤）或焦碳为原料，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。
（1）、固定床间歇式气化炉（UGI）
以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术是30年代开发成功的，投资少，容易操作，目前已属落后的技术，其气化率低、原料单一、能耗高，间歇制气过程中，大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3，放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，造成环境污染。我国中小化肥厂有900余家，多数厂仍采用该技术生产合成原料气。随着能源政策和环境的要来越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。
