流化床气化技术

我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状张进（化工学院能源化学工程14-1班 06142588）摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。

近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。

在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。

流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。

[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。

关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点煤炭气化是清洁煤利用技术之一。

流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。

循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。

在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。

[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。

1循环流化床煤气化工艺流程原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。

煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。

开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。

过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。

如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。

生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。

经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。

此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。

由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。

七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺，通常通过加热煤，使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应，生成焦炭、煤油和煤气等产物。

以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。

1.固定床煤气化工艺：该工艺中，煤通过加热填充在固定的反应器中，在缺氧条件下进行气化。

在高温下，煤发生热解反应，生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。

这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。

2.流化床煤气化工艺：流化床煤气化工艺中，煤通过气化剂和促进剂的喷射，在气化炉内形成流体化床。

在床内，煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。

这种工艺适用于不同种类的煤，并能高效地产生合成气。

3.乌煤煤气化工艺：乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。

乌煤是一种硬煤的变种，其含煤量高且易于破碎。

这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气，适用于燃料气和合成气的生产。

4. Lurgi煤气化工艺：Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。

这种工艺具有高效和灵活的特点，适用于各种煤种和煤粉尺寸。

其产气效率高，并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。

5. Koppers-Totzek煤气化工艺：Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。

该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应，生成一氧化碳和氢气等气体。

这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成，并通过循环冷却来提高能源利用率。

6. Shell煤气化工艺：Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺，采用了先进的氧气冷喷射技术。

它将煤分解为焦炭和煤气，并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。

该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。

7. Entrained Flow煤气化工艺：Entrained Flow煤气化工艺中，煤和氧气以高速混合，并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。

这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。

循环流化床技术在能源领域应用的研究近年来，随着环保意识的提高和节能减排的要求，循环流化床技术在能源领域中得到了广泛应用。

循环流化床技术是一种通过高速气流将固体颗粒悬浮在气流中使之高度混合和物理化学变化的技术。

在能源领域中，循环流化床技术主要应用在以下几个方面。

一、煤炭气化煤炭气化是将煤炭等燃料在高温高压下加氢，通过化学反应将其转化为合成气的一种技术。

循环流化床技术在煤炭气化中具有快速气固两相混合、高效传热传质、自动控制等优点，能够有效提高反应效率和气化产物质量，降低气化成本。

目前，循环流化床煤气化技术已经成为我国煤气化产业发展的主流技术之一，应用于煤制氢、合成气、一次甲醇、合成二甲醚、合成石墨烯等领域。

同时，也可以利用煤气作为发电、燃气锅炉和燃气轮机的燃料，实现高效清洁的能源利用。

二、制备微米颗粒材料微米颗粒材料具有广泛的应用前景，如触媒、光学材料、磁性材料、生物医学材料等。

利用循环流化床技术可以制备出高品质、高纯度、高活性的微米颗粒材料。

根据不同的要求，可以采用不同的循环流化床反应器，如气固鼓泡床、气固旋转反应器、气固超声波反应器等。

通过控制反应条件，可以获得不同形态、大小和分布的微米颗粒，从而满足不同领域的需求。

三、焦化废气处理焦化是一种将煤炭加热至高温，使其中的可燃物质分解的工艺。

焦化的过程中会产生大量的废气，其中含有大量的有毒有害物质，对环境和人健康造成极大威胁。

循环流化床技术可以处理焦化废气中的有机物、硫氧化物和氮氧化物等有害物质，将其转化为无害的氮、二氧化碳和水等物质。

在焦化废气处理中，循环流化床技术具有高效率、低能耗、适应性好等优点。

目前，已经有多家企业应用此技术进行焦化废气处理，取得了良好的经济和环保效益。

总之，循环流化床技术在能源领域中有着广泛的应用前景。

技术的不断完善和创新，将有助于提高能源利用效率、保护环境和促进可持续发展。

HYGAS新型高压多级流化床气化技术简介——建设以褐煤和高灰熔点煤为原料的气化联产芳烃项目上海联化投资发展有限公司2015年6月27日上海联化投资发展有限公司是由内蒙鄂尔多斯乌兰发展集团有限公司和上海鑫兴化工科技有限公司共同设立的合资公司，是美国燃气技术研究院（GTI）授权在全球对其拥有的HYGAS多级流化床气化技术和中国高压多级流化床反应器专利技术进行技术转让、授权使用许可、技术服务的独家全权代理公司（见下页授权书）。

上海联化投资发展有限公司具备设计、建设、运行世界一流大型煤化工项目的经验和能力，可以就投资人对煤化工产业的发展，提供从技术专利转让、工程设计、项目建设、调试开车、生产管理全方位的优质服务。

乌兰发展集团有限公司是内蒙古自治区营业收入超百亿的大型骨干企业之一，是煤炭年产销量近2000万吨、现有下属企业40多个、集煤炭开采、洗选、热电、煤化工等多产业为一体的企业集团。

上海鑫兴化工科技有限公司是一家具有国家化工设计资质和自主知识产权，拥有一大批经验丰富的化工工程设计、施工管理、生产运行骨干人员的专业化公司。

HYGAS 气化炉HYGAS 是高度集成粉煤干燥及低温热解、低温加氢裂解、高温加氢裂解、高温气化供热供氢过程的多级高压流化床气化技术。

HYGAS 气化原料煤种适用范围广，高内水、高灰份、低热值的褐煤和中煤以及高灰熔点烟煤和无烟煤均可使用。

HYGAS 采用独特的粉煤加压输送方式，气化压力0 -8.5MPa ，出炉合成气(干)甲烷含量高达23%、可达终端天然气制气量的50%以上。

HYGAS 气化氧耗低，仅为气流床的35-40%、固定床的70%；耗水为气流床的40-50%，能回用气化冷凝水，真正实现有机废水零排放。

HYGAS 气化直接副产高附加值的芳烃轻质油品，可以深加工为PX 等高级化学品。

HYGAS 煤制天然气生产系统的热效率为68-72%、建设投资比固定床气化和气流床气化分别低15和25%。

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。

生物质流化床气化技术应用研究现状随着能源危机的不断加剧和环保意识的增强，生物质成为可再生能源的重要来源之一。

而生物质流化床气化技术作为一种高效利用生物质的能源转化技术，在国内外得到了广泛的应用和研究。

本文就生物质流化床气化技术的应用研究现状进行探讨。

一、生物质流化床气化技术概述生物质流化床气化技术是利用流化床反应器对生物质进行气化反应，使其转化为气体燃料的一种技术。

在流化床内，生物质颗粒被高速气流悬浮并与气体直接接触，因此可以在较低的反应温度下实现生物质的完全气化。

同时，流化床内部的湍流和固体与气体之间的热和质量传递可以进一步提高反应效率。

生物质流化床气化技术具有以下优点：1、资源丰富、可持续。

生物质是可再生资源，来源广泛，包括木材、农作物秸秆、林木剩余物、木薯渣等等。

2、环保效益好。

与传统能源相比，生物质气化产生的二氧化碳排放量低，可以减少对环境的污染。

3、经济效益明显。

生物质气化技术可以实现生物质的高效利用，产生的气体燃料可以替代传统的能源，对于推动节能减排、环境友好的经济模式具有积极的意义。

二、生物质流化床气化技术的应用研究现状1、研究进展在国内外，生物质流化床气化技术得到了广泛应用和研究。

研究人员通过实验室试验和大规模试验，对生物质气化反应的反应温度、反应压力、流化床粒径、生物质种类等参数展开了研究。

在反应温度方面，过高或过低的温度都会导致反应效率的降低。

研究表明，适宜的反应温度一般在800℃-900℃之间。

在生物质种类方面，各种不同的生物质具有不同的物理和化学性质，因此生物质流化床气化反应的效率受到生物质种类的影响。

研究表明，木材和秸秆等较为常见的生物质可以被有效气化。

2、应用场景生物质流化床气化技术在电力、燃气、化工等多个行业中得到了应用。

其中，电力是生物质流化床气化技术的主要应用领域。

在电力领域，生物质流化床气化技术已经得到了广泛的应用。

利用生物质气化产生的气体燃料发电可以替代传统的化石燃料发电，具有环保节能的优势。

粉煤流化床气化技术应用研究摘要阐述了流化床气化技术是当今煤炭洁净高效利用的关键技术之一。

简单介绍了流化床气化技术的基本原理和影响因素。

分析了国内外已经工业化的流化床气化技术特点。

为未来流化床气化技术的发展提供了一些意见。

关键词流化床气化；洁净煤技术；htw 气化炉；u-gas；灰熔聚流化床中图分类号tq53 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）93-0173-02煤炭在我国快速经济增长中发挥核心作用。

煤炭是我国主要能源，目前，我国的煤炭消费量占全球的47%。

我国煤炭传统的利用方式是直接燃烧和火力发电，这两种方法能源利用率低，环境污染严重。

为了解决这些问题，煤炭高效清洁利用是煤化工技术发展的未来之路。

相对于石油和天然气而言，煤是一种难于直接清洁利用的化石能源和重要原料。

煤炭气化的过程实质是将难以加工处理、难以脱除无用组分的固体转化为易于净化、易于应用的气体的过程，简言之，是将煤中的c、h转化为清洁的合成气或燃料气（co+h2）的过程。

煤炭气化是煤炭高效清洁利用的重要途径，也是其他几种洁净煤技术的龙头。

煤流化床气化是流化床中煤在气化剂的作用下，经过氧化和还原反应生成合成气的化学反应过程，在流化床内气体和固体间具有较强的传热和传质效率，床层中气固两相的混合接近于理想混合反应器，床层固体颗粒和温度分布均匀等优势。

同时，流化床技术具有气化温度低，碳转化率相对较高，煤种适应能力强，硫化物和氮化物排放量小等技术特点。

本文针对流化床气化的原理和工业应用情况进行介绍。

1 流化床煤气化原理煤气化反应的实质是煤在气化剂的作用下不完全燃烧生成气体的反化学应过程。

煤进入气化炉内首先发生热解反应，其中包括煤炭颗粒的热裂解和缩聚两种反应过程，两种反应进行程度主要受反应温度所控制，热解反应在煤颗粒没全部转化成气体之前一直都发生；后续的高温主要发生煤的气化反应，主要包括气体-固体之间的非均相反应和气体-气体之间的均相反应。

生物质能的气化和液化技术生物质能是一种可再生的绿色能源，指的是来自动植物和有机废弃物的能源。

随着全球对环保和可再生能源的追求，生物质能的气化和液化技术日益成为了发展的热点。

一、生物质能的气化技术气化技术是将生物质固体转化为可燃气体的一种技术。

相较于直接燃烧生物质，在气化过程中生成的气体更加干净，对环境的污染更少。

生物质气化技术主要分为固定床气化技术、流化床气化技术和炉膛底部喷嘴气化技术三种。

固定床气化技术将生物质研磨成小颗粒或细末，使其通过加热处理后在氧气或水蒸气的作用下产生可燃气体。

流化床气化技术在高速气流作用下，使生物质展开并在氧气或水蒸气的作用下进行气化。

炉膛底部喷嘴气化技术则是将生物质放入密闭炉膛中，上部加热，底部喷入大量氧气，使生物质在高温下气化产生可燃气体。

二、生物质能的液化技术液化技术是将固态生物质转化为液态燃料的一种技术。

液化后的生物质能够直接应用于燃料电池或发动机中，具有更高的能源使用效率。

生物质液化技术主要分为热解液化、催化液化和溶剂液化三种。

热解液化技术是将生物质经高温热解制得液态产物，然后通过分离、脱色等工艺进行加工。

催化液化技术是在催化剂的作用下将生物质转化为液态产物，催化剂可以选择钠、镁、钙等金属催化剂或是贵金属催化剂。

溶剂液化技术是在有机溶剂的作用下将固态生物质转化为液态产物，常用的有机溶剂有丙酮、二甲醚等。

三、生物质能气化和液化技术的优缺点气化技术和液化技术各有其优缺点。

生物质气化技术具有占地面积小、投资少、成本低和可替代性好等优点，但其需要清洗及处理产物中的灰分和燃气。

液化技术则可以高效利用生物质资源并直接用于燃料电池或内燃机中，但其液态产物的脱水、脱硫、脱氮等处理成本较高。

四、生物质能气化和液化技术的发展前景生物质能气化和液化技术在可再生能源中具有广阔的应用前景。

未来随着对碳排放的限制和对可再生能源的重视，生物质能的气化和液化技术将得到大力推广。

此外，随着技术的进步和工业化的加速，生物质能气化和液化已然成为了绿色能源发展的新方向。

生物质流化床气化工艺流程英文回答：Biomass fluidized bed gasification is a thermochemical process that converts solid biomass into a gaseous fuel called syngas. This process involves the combustion of biomass in a fluidized bed reactor, where the biomass particles are suspended in a stream of hot gas. The fluidized bed reactor creates a highly efficient and controlled environment for the gasification process.The biomass feedstock, which can include various types of organic materials such as wood chips, agricultural residues, and energy crops, is first dried and then fedinto the fluidized bed reactor. The reactor is heated to a high temperature, typically around 800-1000°C, using a combination of combustion air and recycled syngas. The high temperature promotes the thermal decomposition of the biomass, releasing volatile gases and producing char.As the biomass particles are introduced into the fluidized bed reactor, they are rapidly heated and undergo pyrolysis, a process in which the biomass decomposes into solid char, liquid tar, and a mixture of gases. The char particles are then partially oxidized in the presence of air, producing carbon dioxide and heat. The heat generated from the partial oxidation of char provides the necessary energy for the gasification reactions to occur.The syngas produced during the gasification process consists primarily of carbon monoxide, hydrogen, and methane, along with other trace gases such as carbon dioxide, nitrogen, and water vapor. The composition of the syngas can be controlled by adjusting the operating parameters of the gasification process, such as the temperature, pressure, and residence time.After the gasification reactions are complete, the syngas is cooled and cleaned to remove impurities such as tar, particulate matter, and sulfur compounds. This can be done through a series of processes, including cyclones, scrubbers, and filters. The cleaned syngas can then be usedas a fuel for various applications, such as power generation, heating, and the production of chemicals and transportation fuels.中文回答：生物质流化床气化是一种热化学过程，将固体生物质转化为称为合成气的气体燃料。

流化床气化技术
流化床气化技术是气化碎煤的另一个主要方法。

颗粒可在10mm以下，与固定床要求是块煤有所不同。

其过程是将气化剂（氧气或空气与水蒸汽）从气化炉底部鼓入炉内，炉内煤的细粒被气化剂流动起来，在一定温度下发生燃烧和气化反应。

气流达到一定速度先鼓泡，叫鼓泡床，进一步就湍流，叫湍流床，再进一步叫快速流化床。

应用在气化煤上，形成很多炉型。

美国有U-Gas，德国有高温温克勒HTW，中国有ICC灰熔聚、灰黏聚恩德炉等。

2.1 反应特性：
2.1.1 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CO2及水蒸汽反应、水蒸汽变换反应和甲烷化反应。

流化床气化过程也可分为氧化层和还原层。

氧化层高度为约为80-100mm，其高度与原料粒度无关。

氧化层上面为还原层，还原层一直延伸到床层的上部界限。

2.1.2 流化床的气体流量，一方面受到煤粒流化的最小速度--临界速度限制，又不能大于煤粒的终端速度--吹出速度，在两者之间寻求最佳流化速度。

例如，某流化床热态最小速度0.98m/s，最大为7.5m/s。

2.1.3 提高压力，可大幅提高气化强度。

提高温度，可提高煤气转化率及煤气产量。

煤种的适应性：较适合褐煤，长焰煤和弱粘煤，若气化贫煤和无烟煤时要提高温度。

由于流化床是固态干法排渣，为防止炉内结渣，在保持一定流速的同时，要求煤的灰熔点应大于1250℃，气化炉操作温度一般选定在比ST温度低
150-200℃。

流化床生物质气化实验报告一、实验目的1. 了解流化床气化技术的基本原理和特点；2. 掌握流化床生物质气化实验的操作步骤和注意事项；3. 测定生物质气化产物的组成和质量，并对其进行分析和评价。

二、实验原理生物质气化是将生物质在高温下和少量氧气或水蒸气作用下转化成气体的过程，主要包括物理变化、热解和气化反应。

流化床气化是一种高效、灵活、适用于各种生物质的气化技术。

流化床气化是利用气体动力学的原理，让气体通过布满细孔的固体床层，使床层呈现流化状态，达到充分混合的目的。

在这种状态下，生物质在高温下气化反应所需的温度减低，而且气化反应的速率大大加快。

三、实验步骤1. 实验前的准备工作a. 细磨生物质，并筛选出粒径在0.5~1.0 mm的颗粒；b. 液化气罐、氮气气罐、循环水罐、氢气检测仪等设备检查和准备；c. 将试验设备清洗干净，并进行消毒处理。

2. 生物质预处理a. 将精细磨碎的生物质置于加热炉中，在350°C下干燥2h；b. 将生物质暴露在200°C下，将生物质暴露在300°C、350°C、400°C、450°C温度下，分别在每个温度下干燥12h。

3. 开始实验a. 将预处理好的生物质颗粒装入固定在试验设备内的试验装置中；b. 测定试验开始前的初始重量；c. 打开液化气罐，向试验装置中充入高压液化气体，使固体床层中气体充分流化；d. 开始实验，设定气化反应温度和反应时间。

4. 实验结束a. 关闭液化气罐，气体通道和试验设备内过多的气体通道，使气体压力下降到大气压；b. 将试验装置取出，并将其放置在防护室中，防止气体泄漏；c. 测定固体床层中的残余量和气化产物的组成和质量。

四、实验结果及分析实验中得到的气化产物主要为氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气体，并且检测结果显示气化产物中的氢气占主导地位，说明本次流化床生物质气化实验的效果良好。

同时，我们还对气化产物进行了质量分析，测定其产率、热值和成分等，评价了本次流化床气化实验的效果。