煤气化技术方案比较及选择

初探煤气化工艺方案的选择随着能源需求的不断增加，煤作为一种丰富的化石燃料资源，越来越成为人们关注的焦点。

煤气化技术是将煤转化成可用于燃料、化学品和能源的气体产品，是煤能够得以广泛应用的关键技术。

在进行煤气化工艺方案的选择时，需要根据煤的性质、热力学参数和经济效益等多个方面进行综合考虑，下面就从这三个方面来初步探讨一下煤气化工艺方案的选择。

一、煤的性质煤的性质主要包括煤种、灰分、挥发分等指标。

在选择煤气化工艺方案时，需要根据煤的性质，确定合适的气化方式。

对于高挥发分的煤，常用的气化方式为流化床气化和喷锅气化，而对于低挥发分的煤，则更适合采用固定床气化等方式。

在确定煤种后，还需要进行煤的预处理，如煤的粉碎、干燥等，以达到更好的气化效果。

二、热力学参数热力学参数主要包括气化温度、气化压力、气化剂、气化反应等方面的指标。

在选择煤气化工艺方案时，需要根据热力学参数的调节，确定合适的气化反应条件。

在气化反应过程中，气化剂的选择很关键，常用的气化剂有氧气、水蒸气等，不同的气化剂会对气化产物有很大的影响。

同时，气化温度和气化压力也是决定气化效率和气化产物品质的重要因素。

因此，在选择煤气化工艺方案时，需要对煤的热力学参数进行分析和优化，以达到更高的气化效率和更好的产物品质。

三、经济效益在进行煤气化工艺方案的选择时，经济效益也是需要重视的方面。

煤气化工艺方案的选择，要从整个项目的角度出发，综合考虑技术的成熟度、建设投资、运营成本、产品市场和环保要求等多个方面，以实现最大经济效益和社会效益。

在现代化社会，环保要求越来越严格，因此，在选择煤气化工艺方案时，也需要优先考虑环保要求的满足程度。

总之，煤气化工艺方案的选择需要考虑到多个方面的因素，需要进行综合分析和协调，在选择方案时也要有整体观念，达到最佳综合效益。

作为一种关键的煤化工技术，煤气化工艺的发展将有助于推动煤的能源利用和清洁化，更好地满足人们的能源需求和环境保护要求。

初探煤气化工艺方案的选择1几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术,是煤洁净利用技术的重要环节，Ｃ１化学的基础。

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术，对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。

煤气化过程采用的气化炉炉型,目前主要有以下3种：固定床﹙UＧI、鲁奇﹚;流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、ＫＢR、恩德等﹚;气流床﹙Ｔexａcｏ、Shell、ＧSP、PRＥNFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。

１.１固定床制气工艺1．1.１常压固定床间歇制气工艺工艺特点是:常压气化，固体加料10-５0mm,固体排渣，间歇气化,空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行,适用原料白煤和焦碳,气化温度8０0~１０00℃。

代表炉型有美国的Ｕ.G.I型和前苏联的U.G.Ⅱ型。

工艺过程都比较熟悉,这里从略。

技术优点:历史悠久，技术成熟,设备简单，投资省，生产经验丰富。

技术缺点：技术落后,原料动力消耗高,炭转化率低７０～７5%，产品成本高,生产强度低,程控阀门多,维修工作量大，废气、废水排放多，污染严重,面临淘汰。

１．1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点:常压气化，固体加料,床体排渣,连续制气,富氧空气﹙氧占50%﹚或氧气加蒸汽做气化剂,无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。

技术优点是:连续制气，炉床温度稳定,约为９00~１150℃，操作简单,程控阀门少,维修费用低,生产强度大,碳转化率高,约80～8４% 。

技术缺点:需要空分装置，投资比较大。

固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂，由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层，可以实现连续制气，不用专门吹风,无废气排放，生产强度和能源利用率都有了很大的提高。

1煤制替代天然气的主要工艺过程煤制替代天然气由以下４个主要工艺过程构成：（１）煤气化；（２）空分制氧；（３）粗煤气净化；（４）甲烷化。

煤制替代天然气有粗煤气间接甲烷化和直接甲烷化两种工艺流程，如图１所示。

2煤气甲烷化技术现状与评述2.1煤气甲烷化技术开发及现状煤气甲烷化技术发展可以追溯到２０世纪７０年代，由于石油危机使得当时的美、英等国开始了替代能源的应用研究，包括煤制高热值城市煤气和替代天然气的技术研发。

ＨＩＣＯＭ技术就是英国燃气公司在２０世纪８０年代初提出来的，而美国１９８４年利用鲁奇气化技术在北他州建设了第一座大型工业化替代天然气（ＳＮＧ）工厂。

近年来，煤制替代天然气的技术又重新在美国升温，并有多项大型ＳＮＧ项目进入实施或合同谈判阶段。

而拥有甲烷化和ＳＮＧ技术的国外工程公司主要有英国的戴维公司和丹麦的托普索公司。

我国自２０世纪８０年代，包括中科院大连化物所和西北化工研究院等单位也开始了煤气甲烷化的研究，并取得了中试成果和小规模的工业应用。

其中，中国科学院大连化学物理研究所开发的常压水煤气部分甲烷化生产城镇煤气新技术，以常压水煤气为原料，经过净化和甲烷化直接得到１４６３０Ｊ／ｍ３合格的城市煤气。

该技术于１９８７年７月通过了由中国科学院主持的专家鉴定，并由国家计委确定分别在上海市青浦县和辽宁省瓦房店市建设规模为日产３万ｍ３~４万ｍ３管道煤气示范厂。

其中青浦县甲烷化煤气工程于１９９０年１０月一次开车成功，连续运行一年以后，于１９９１年９月通过了由国家计委和中国科学院联合主持的示范工程技术鉴定。

其后在北京阳坊、辽宁瓦房店化肥厂、辽宁瓦房店轴承厂、湖北二汽十堰、湖北襄樊、福建三明、山东枣庄、山东泰安、江苏仪征等建立了１０个煤气厂，并于１９９７年先后开工。

近年来又将水煤气甲烷化扩展为加压煤气甲烷化、弛放气甲烷化（ＣＯ２甲烷化）。

而西北化工研究院从２０世纪８０年代开展了城市煤气甲烷化催化剂的研究，于１９８７年完成了耐硫甲烷化催化剂立升级试验运行，通过了城建部的技术鉴定。

【技术】煤制天然气四种气化技术选型探讨以煤为原料生产化工产品的煤气化技术很多，按照气固相之间相接触的方式不同，可将煤气化工艺分为三类，分别有固定床气化、气流床气化和流化床气化工艺。

自20世纪50年代加压煤气化技术实现工业化以来，随着科技的发展，煤气化技术也日趋先进和成熟。

目前已成功开发了煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的多种新一代煤气化工艺。

煤气化技术的选择，必须根据项目所在地的原料特性、技术风险、投资、能耗进行综合比较，通过企业自己的实力与产品定位，通盘考虑、审慎决策。

总之，没有最好的气化方案，只有最适合的气化方案。

选择成熟、合理的气化方案必将产生更大的经济、环保与节能减排效益。

本文选取具有代表性的、工艺成熟、应用广泛的气流床和固定床气化技术：Shell方案、提质+E-gas方案、碎煤加压气化方案以及碎煤熔渣加压气化（BGL）方案，重点从原料适应性、气化规模、技术可靠性、投资及能耗方面进行分析论证，选择合适的煤气化技术方案，以提高项目的技术可靠性、经济性，降低投资风险。

1原料煤适应性比较不同的煤气化工艺要求有不同煤种特性。

项目拟使用的煤种性质见下表。

不同煤种有不同的适应工艺。

从上表可以看出，原料煤全水和内水含量较高，煤种特性为灰分适中（空气干燥基灰含量为15.36%，质量分数）、灰熔点较低（流动温度1220℃）。

①Shell气化方案对煤质的适应性较广，本项目的灰含量为15.36%，对采用膜式水冷壁的气化炉来说较为有利。

②E-gas水煤浆气化要求原煤成浆性指标D≤10，根据煤炭成浆性计算得到其收到基原煤成浆性指标，属于较难成浆的煤种。

如采用水煤浆气化，可先对原料煤进行提质干燥，得到的半焦产品制得水煤浆的浓度为63%。

③碎煤加压气化供煤条件较苛刻，要求块煤以5～50mm的粒度进料，一般要求热稳定性≥70%，黏结指数≤4。

综上所述，从各气化工艺的要求的煤质来看，除了E-GAS水煤浆气化须采用褐煤提质满足成浆性要求，其他气化工艺均适应该煤种。

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。

现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述，供大家参考。

1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。

从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。

2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。

3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。

4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。

床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。

缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%），环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。

此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%，灰熔点高（ST大于1250℃）、低温化学活性好的煤。

初探煤气化工艺方案的选择煤气化是一种将煤炭转化为合成气的重要技术。

合成气是一种混合气体，主要成分是一氧化碳和氢气，可以用于生产合成燃料、化工原料、肥料等，同时也可以用于发电和供热。

煤气化技术在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有重要意义。

在选择煤气化工艺方案时，需要考虑到煤种特性、产品需求、环境影响等因素，以确保实现经济、环保和可持续发展的目标。

首先，选择适合的煤气化工艺是至关重要的。

目前，主要的煤气化工艺包括干燥气化、气体化、固体床气化和流化床气化等。

不同的煤气化工艺具有不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。

干燥气化工艺适用于低热值的煤炭，通过将煤炭预处理后进行气化，能够实现煤气中有机组分的高效转化。

气体化工艺是一种高效的煤气化工艺，具有操作简单、产品质量高等优点，但需要消耗大量的能源。

固体床气化工艺适用于高强度的煤气化，可以实现高效的碳转化，但也存在需要更多外部热输入的问题。

流化床气化工艺具有较高的热效率和碳转化率，适用于多种煤种，但运行成本较高。

其次，根据产品需求选择合适的煤气化工艺方案。

不同的煤气化工艺可以得到不同成分和比例的合成气，根据具体产品需求，如合成燃料、化工原料等，选择合适的工艺方案能够提高生产效率和产品质量。

再次，考虑环境影响是选择煤气化工艺方案的重要因素之一、煤气化过程中会排放大量的废气和废水，其中含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害物质，对环境造成污染。

选择低污染、低能耗的煤气化工艺方案，通过废气净化、循环利用等技术措施，可以减少对环境的影响。

最后，综合考虑经济性、可持续性等因素选择煤气化工艺方案。

煤气化技术的投资、运营成本较高，需要测算投资回收期、成本效益等指标，确保项目能够持续盈利。

同时，考虑到气化废物的处理、能源消耗等问题，选择符合可持续发展理念的煤气化工艺方案能够实现长期稳定的运营。

总之，选择适合的煤气化工艺方案是实现煤气化技术应用的关键。

需要根据煤种特性、产品需求、环境影响、经济性等多方面因素进行综合考虑，确保选取的方案能够实现经济、环保和可持续发展的目标。

初探煤气化工艺方案的选择引言煤气化是一种将煤炭转化为可燃性气体的化学过程。

随着能源需求的增长和对环境友好能源的需求，煤气化技术在能源行业中扮演着重要的角色。

选择适合的煤气化工艺方案对于确保高效能源生产至关重要。

本文将探讨煤气化工艺方案的选择。

煤气化工艺方案的分类煤气化工艺方案可以根据煤气化过程中所产生的气体组成和工艺特点进行分类。

根据气体组成，煤气化工艺方案可分为固定床煤气化、流化床煤气化和喷射流床煤气化三种。

固定床煤气化是煤气化过程中最传统的方法之一。

在固定床煤气化中，煤炭放置在固定的床层中，通过燃烧过程对煤进行加热并转化为煤气。

该方法具有操作简单、投资成本低等优势。

然而，由于需用气化剂氧气或空气进行反应，固定床煤气化的操作温度比较高，因此对设备材料要求较高。

流化床煤气化流化床煤气化是一种通过在催化剂的帮助下，在高温下将煤炭转化为煤气的技术。

在流化床煤气化中，煤炭颗粒通过高速流化床，与催化剂进行反应，产生煤气。

该方法具有反应速度快、煤炭利用率高的优势。

然而，流化床煤气化对催化剂的选择较为关键，同时也需要解决流化床内部的热传递和固体颗粒的回收问题。

喷射流床煤气化是一种将煤炭喷射到高温反应器中，利用高速气流将煤炭转化为煤气的工艺。

该方法具有煤炭颗粒均匀分布、热传递效率高等优势。

然而，由于煤炭在高温下的反应过程中会生成大量灰渣和焦炭，因此喷射流床煤气化需要解决灰渣和焦炭的分离和处理问题。

选择煤气化工艺方案的考虑因素在选择煤气化工艺方案时，需要考虑多个因素，包括煤性质、产气要求、产气效率和经济性。

煤性质煤性质对煤气化工艺方案的选择具有重要影响。

不同种类的煤炭具有不同的热值、灰分含量和挥发分含量等特性。

不同的煤炭在煤气化过程中的反应特点也不同，因此需要根据煤的性质选择适合的煤气化工艺方案。

产气要求根据煤气用途的不同，产气要求也各不相同。

有些应用需要高纯度的合成气体，而有些应用仅需要低纯度的燃料气体。

因此，在选择煤气化工艺方案时，需要明确产气的要求，以确定适合的工艺方案。

各种煤气化工艺的比较与选择煤化工中不同类型的煤气化技术是在技术发展的不同阶段，为适应不同的工艺要求而发展起来的。

离开煤种、煤气化配套的下游转化装置等具体问题，泛泛而谈不同煤气化技术的优劣，是没有意思的。

Simbeck等人曾对不同气化工艺的特点做了比较，见表1-17.表1-17 不同气化工艺的特点比较项目固定（移动床）流化床气流床灰渣形态干灰熔渣干灰灰团聚熔渣气化工艺Lurgi BGL Winkler，HTWICC,U-Gas K-T,TexacoCFB KRW Shell，E-Gas，GS P原料特点煤颗粒/mm 6~50 6~50 6~106~10 <0.1细灰循环有限制最好是干灰可以较好无限制粘结性煤加搅拌可以基本可以可以可以适宜煤阶任意高煤阶低煤阶任意任意操作特点出口温度/℃425~650 425~650 900~1050 900~1050 1250~1600氧气耗量低低中中高蒸汽耗量高低中中低碳转化率低低低低高焦油等有有无无无本书将从不同煤气化工艺的固有技术特征出发，从煤种适应性、合成气产物处理的难易程度、原料消耗、生产强度等几个方面对不同的气化技术作进一步的比较。

1.1 煤种适应性固定床气化炉煤炭网早期的固定床气化炉一般采用活性高、灰熔点高、黏结性低的无烟煤或焦炭，Lurgi加压固定床气化技术的成功，拓展了固定床对煤种的适应性，一些褐煤也可用于固定床加压气化，BGL技术的煤种适应性与干法排灰的Lurgi加压气化炉相比又进了一步。

1.2 流化床气化炉与固定床气化炉类似，早期一般的流化床气化炉为了提高碳转化率，多采用褐煤、长焰煤等活性比较好的煤种。

灰熔聚气化技术的发展拓展了流化床气化技术对煤种的适应性，特别是对一些高灰、高灰熔点的劣质煤油其独特的优势。

1.3 气流床气化炉气流床气化炉对煤的活性没有任何要求，从原理上讲几乎可以适应所有的煤种。

但是受制于诸多的工程问题，不同的气流床气化炉对煤种还是有所要求的。

三种煤气化工艺的比较三种煤气化工艺的比较煤气化技术视炉内气－固状态和运动形式，主要分为三大类∶以块煤（10～50mm）为原料的固定床；以碎煤（小于6mm）为原料的流化床；以粉煤（小于0.1mm）为原料的气流床。

为提高单炉能力和降低能耗，现代气化炉均在适当的压力（1.5～4.5MPa）下运行，相应地出现了增压固定床、增压流化床和增压气流床技术。

我国绝大多数正在运行的气化炉仍为水煤气或半水煤气固定床。

1.固定床气化工艺先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，其主要优点包括：可以使用劣质煤气化；加压气化生产能力高；氧耗量低，是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法；鲁奇炉是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳效率高、气化效率高。

虽然鲁奇气化工艺优点很多，但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料，不仅原料昂贵，气化强度低，而且气－固逆流换热，粗煤气中含酚类、焦油等较多，使净化流程加长，增加了投资和成本。

2.气流床气化工艺德士古炉、K-T炉、壳脾炉，以粉煤为原料的气流床在极高温度下运行（1300-1500℃），气化强度极高，单炉能力己达2500煤/日，我国进口的德士古炉也达400～700煤/日，气体中不含焦油、酚类，非常适合化工生产和先进发电系统的要求。

气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽，水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤（成浆困难），工艺灵活，合成气质量高，产品气可适用于化工合成，制氢和联合循环发电等.气化压力高，生产能力高.不污染环境，三废处理较方便。

该工艺缺点是，高温气化为使灰渣易于排出，要求所用煤灰熔点低（小于1300℃），含灰量低（低于10%-15%），否则需加人助熔剂（CaO或Fe2O3）并增加运行成本。

这一点特别不利于我国煤种的使用。

此外，高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作，寿命短、价格昂贵、投资高，气化炉在高温运行，氧耗高，也提高了煤气生产成本。

初探煤气化工艺方案的选择1 几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术,是煤洁净利用技术的重要环节，C1化学的基础。

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术,对我国经济和保障国家安全具有重要的战略意义。

煤气化过程采用的气化炉炉型，目前主要有以下3种：固定床﹙UGI、鲁奇﹚;流化床﹙灰熔聚、UGＡＳ、鲁奇CFB、温克勒、ＫBR、恩德等﹚;气流床﹙Texａcｏ、Shelｌ、GSP、PRＥNFＬＯW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。

１.1固定床制气工艺１.１.1常压固定床间歇制气工艺工艺特点是:常压气化,固体加料10-50mm，固体排渣,间歇气化，空气和蒸汽作气化剂,吹风和制气阶段交替进行，适用原料白煤和焦碳，气化温度８00~1０００℃。

代表炉型有美国的U．G.Ｉ型和前苏联的U.G.Ⅱ型。

工艺过程都比较熟悉,这里从略。

技术优点:历史悠久,技术成熟，设备简单，投资省,生产经验丰富。

技术缺点:技术落后，原料动力消耗高,炭转化率低7０～75%，产品成本高,生产强度低，程控阀门多，维修工作量大，废气、废水排放多，污染严重,面临淘汰。

1.1.２常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点：常压气化，固体加料，床体排渣，连续制气，富氧空气﹙氧占50％﹚或氧气加蒸汽做气化剂，无废气排放,适用煤种白煤和焦碳。

技术优点是：连续制气,炉床温度稳定，约为９00～11５０℃，操作简单,程控阀门少，维修费用低,生产强度大，碳转化率高,约80～８4％。

技术缺点：需要空分装置，投资比较大。

固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或富氧空气加蒸汽做气化剂,由于气化剂中氧含量的增加,气化反应过程中,燃烧产生的热量与煤的气化和蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡,可以得到稳定的反应温度和固定的反应床层,可以实现连续制气,不用专门吹风,无废气排放，生产强度和能源利用率都有了很大的提高。

煤气化技术比较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作的煤气化技术，可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术。

煤气化工艺选择原则是（1）根据煤质选择相应的煤气化工艺。

（2）根据煤气加工的产品及用途选择煤气化技术。

（3）装置规模的大型化。

该项目采用锡林浩特高水分褐煤。

收到基水分34.1%，低位热值14.4Mj/kg煤（ar）。

灰熔点1200-1250℃。

气化生成的煤气加工合成天然气。

依据上述三个原则，由于煤含水分高，不可能制出符合德士古所要求的水煤浆浓度60%以上，流化床气化工艺比较适应年轻褐煤气化，但气化压力〈1MPa，飞灰太多且含碳高，碳转化率、气化效率较低，在装置大型化方面存在一定问题，BGL固定床液态排渣压力气化，虽然较好适应高水分褐煤气化，且有蒸汽消耗低，煤气中甲烷含量高的特点，但技术还不成熟。

因此本项目可供选择的气化工艺有GSP、SHELL干粉煤、液态排渣气流床压力气化，Lurgi 碎煤固定床干法排灰压力气化。

为此对三种气化工艺进行详细比较如下：GSP、SHEL干粉煤、Lurgi三种气化工艺比较：名称GSP SHELL Lurgi原料要求（1）褐煤～无烟煤全部煤种，石油焦、油渣、生物质；（2）径250-500um含水2%干粉煤（褐煤8%）；（3）灰熔点融性温度〈1500℃；（4）灰分1%-20%。

（1）褐煤～无烟煤全部煤种，石油焦、油渣、生物质；（2）90%〈100目，含水2%干粉煤（褐煤8%）；（3）灰熔点融性温度〈1500℃；（4）灰分81%-20%。

除主焦煤外全部煤种，5-50mm碎煤，含水35%以下，灰25%以下，灰熔点≥1200℃。

气化温度/℃1450-1550 1450-1550 取决于煤灰熔点，在DT-ST间操作气化压力/MPa 4.0 4.0 3-4.0气化工艺特点干粉煤供料，顶部单喷嘴，承压外壳内有水冷壁，激冷流程，由水冷壁回收少量蒸汽，除喷嘴外全为碳钢。

煤气化技术方案比较及选择（煤气化技术方案比较及选择）SHELL 和GE 两种煤气化技术（1）SHELL 公司在渣油气化技术取得工业化成功经验的基础上，于1972 年开始从事煤气化技术的研究。

1978 年第一套中试装置在德国汉堡建成并投入运行；1987 年在美国休斯敦附近建成的日投煤量（250～400）t 的示范装置投产；日投煤量2kt 的大型气化装置于1993 年在荷兰的Buggenum建成投产（Demkolec 电厂），用于联合循环发电，该气化装置为单系列操作，装置的开工率在95 %以上。

生产实践证明，SHELL 煤气化工艺是先进成熟可靠的。

目前该技术在国内推广比较迅速。

（2）GE （TEXACO）公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气技术，20 世纪70年代的石油危机促进其寻找替代能源和洁净的煤气化技术，经多年研究以后，推出了水煤浆气化工艺。

该工艺技术已在山东鲁南、上海焦化、陕西渭河、安徽淮化4 套装置投运，最长的已具有近8 年生产操作经验。

运行基本良好，显示了水煤浆气化的先进性，但使用该项技术所建的生产装置，要达到长周期满负荷运行，尚较困难，特别是对煤种的可选择性限制了其发展。

SHELL 煤气化工艺与GE 水煤浆气化工艺，是当前先进而又成熟的两种煤气化技术，已成功地在工业规模上应用多年。

两种气化工艺对比分析如下：2.1 原料的适应性（1）SHELL 煤气化是洁净的煤气化工艺，可以使用褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤等煤种以及石油焦为原料，也可使用两种煤掺合的混煤，并成功地将高灰分（5.7 %～24.5 % ，最高35 %）、高水分（4.5 %～30.7 %）和高硫分的劣质煤种进行气化。

对于原料煤和燃料煤价差较大地区有可能使其两者合一，既简化贮运系统又可降低生产成本，可见该工艺在煤种应用上有很大灵活性。

（2）GE 水煤浆气化工艺能使用较多煤种：如烟煤、次烟煤、石油焦和煤液化残渣。

但是在煤种选择上需考虑以下两点：①应选用含水低，尤其是内水分低的煤种，否则不利于制取高浓度水煤浆；②选用灰融点低和灰粘度适宜的煤种。

煤气化工艺技术的选择煤炭通过气化转化成煤气是煤炭化工、整体煤气化联合循环发电、煤气化多联产等技术的关键和龙头技术。

自发展以煤为原料的石油替代能源战略在我国确立之后，各地纷纷上马或正在积极酝酿着各种规模的煤化工项目，掀起了又一轮煤化工热。

本文对我国煤气化技术的现状作简单介绍，并对如何科学选择煤气化工艺提出建议。

1 煤气化技术简介煤气化工艺以煤炭(块煤、焦炭或粉煤)为原料，采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂，在气化炉内高温环境下进行热化学反应。

其主要气化反应是煤与气体介质之间的反应，即气、固两相之间的非均相反应，同时也有气体反应物之间的均相反应。

这些反应进行的程度决定于气化炉的操作条件，即温度、压力、气化剂与煤炭的接触时间及煤炭的化学反应活性、表面情况等。

其产品可作为燃料气、原料气或合成气，与气化炉炉型有关。

气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流，与其相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。

1.1 固定床气化炉常见的固定床(慢移动床)气化炉有间歇式气化炉(UGl)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种，目前都是已淘汰或落后的气化技术。

固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。

我国于2 0世纪40年代引进UGI炉，50年代改烧无烟煤，主要用于制氨和甲醇；至今尚有600余家在使用。

随着能源政策和环境的要求越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。

连续式气化炉应用碎煤加压气化技术，20世纪30年代由德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功，是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1 h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳转化率高，气化效率高，可以使用劣质煤气化，在世界各国得到广泛应用。

但气化炉结构复杂，炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备，制造和维修费用大；入炉煤必须是不粘块煤，原料采购成本较高；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多，增加了投资和成本。

煤气化工艺方案的选择初探煤气化工艺方案的选择1 几种煤气化工艺及特点介绍煤气化是煤化工的龙头技术，是煤洁净利用技术的重要环节，C1化学的基础。

煤气化技术是进展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术与龙头技术，对我国经济与保障国家安全具有重要的战略意义。

煤气化过程使用的气化炉炉型，目前要紧有下列3种：固定床﹙UGI、鲁奇﹚；流化床﹙灰熔聚、UGAS、鲁奇CFB、温克勒、KBR、恩德等﹚；气流床﹙Texaco、Shell、GSP、PRENFLOW、国产新型水煤浆、二段干煤粉、航天炉等﹚。

1.1固定床制气工艺1.1.1常压固定床间歇制气工艺工艺特点是：常压气化，固体加料10-50mm，固体排渣，间歇气化，空气与蒸汽作气化剂，吹风与制气阶段交替进行，适用原料白煤与焦碳，气化温度800～1000℃。

代表炉型有美国的U.G.I型与前苏联的U.G.Ⅱ型。

工艺过程都比较熟悉，这里从略。

技术优点：历史悠久，技术成熟，设备简单，投资省，生产经验丰富。

技术缺点：技术落后，原料动力消耗高，炭转化率低70～75%，产品成本高，生产强度低，程控阀门多，维修工作量大，废气、废水排放多，污染严重，面临淘汰。

1.1.2常压固定床连续制气常压固定床连续制气工艺的技术特点：常压气化，固体加料，床体排渣，连续制气，富氧空气﹙氧占50%﹚或者氧气加蒸汽做气化剂，无废气排放，适用煤种白煤与焦碳。

技术优点是：连续制气，炉床温度稳固，约为900～1150℃，操作简单，程控阀门少，维修费用低，生产强度大，碳转化率高，约80～84% 。

技术缺点：需要空分装置，投资比较大。

固定床连续制气工艺的技术突破在于以氧气或者富氧空气加蒸汽做气化剂，由于气化剂中氧含量的增加，气化反应过程中，燃烧产生的热量与煤的气化与蒸汽分解所需要的热量能够实现平衡，能够得到稳固的反应温度与固定的反应床层，能够实现连续制气，不用专门吹风，无废气排放，生产强度与能源利用率都有了很大的提高。

煤气化工艺方案的选择随着经济的不断发展，能源供应问题已经成为了全球人类所面临的一个重要问题。

在我国，煤炭资源十分丰富，因此煤的高效利用问题也越来越受到关注。

煤气化便是一种高效利用煤资源的方法，通过将煤转化为合成气，再利用合成气进行化学合成或者其他燃料的制备。

但是，在选择煤气化工艺方案时，需要考虑很多因素，下面本文将从技术、经济、环保等多个方面分析煤气化工艺方案的选择。

一、技术因素煤气化技术目前主要有两种类型：一种是固定床煤气化，另一种是流化床煤气化。

固定床煤气化是指将煤炭放置在反应器中，通过加热和加压等手段，将其转化为合成气。

而流化床煤气化则是通过让煤炭和气体混合物反复循环在反应器内，从而实现煤的转化。

固定床煤气化工艺相对比较成熟，其工艺流程简单，反应器反应效率高，可以生产高质量，高纯度的气体。

但是，固定床煤气化的反应温度要相对高一些，且对煤种选择的要求也比较高。

而流化床煤气化则相对更加适合煤种多样的煤炭，其反应温度比较低，可以适用于多种煤气化产物的生产。

但是，其反应器内气化物材料流动性较高，需要对材料粒度和增加物料的进口限制，增加了技术难度。

二、经济因素经济因素是选择煤气化工艺方案时不可忽视的因素之一。

在选择煤气化工艺方案时，需要考虑到投资、生产成本、收益等因素。

通常情况下，固定床煤气化工艺的初投资要比流化床煤气化高，但由于其产物与一些石油、天然气合成的燃料具有相同的性能，因此，在发电、燃料、化学制造和涂料等领域的市场空间更大，更容易实现收益。

而流化床煤气化则主要应用于煤制氢、合成酮类、合成甲醇及其他中低端化学品的生产，由于对煤种选择要求相对较低，进口粒度限制也最小，从而在平衡技术和经济性方面具有相对较高的优势，可降低生产成本，提高收益。

三、环保因素在选择煤气化工艺方案时，环保因素也是至关重要的一个因素。

从环保的角度考虑，流化床煤气化工艺对大气环境影响相对较小，由于其反应器内固体物料循环操作，可以大幅降低煤气化产物中的灰分和硫分含量，减少气体排放。