煤气化简介

煤气化工艺煤气化是一种可以将煤作为原料，利用高温化学反应把煤转化成液体燃料或气体燃料的一种工艺。

煤气化技术的出现，使得汽车、船舶和工业火力发电厂的燃料使用更加经济和节能。

煤气化工艺技术在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥着重要作用，并开辟了一条更加绿色、更加可持续的可再生能源生产道路。

一、煤气化反应原理煤气化反应是指在一定温度和气压下，将煤转变为气体或液体燃料等生物燃料的反应过程。

它是一种快速化学反应，是在大量的水分和气体中，碳向氧和氢的过程。

煤气化反应的一般化学方程式如下： C + H2O=> CO2 + H2在此反应过程中，释放的气体是由以碳氧化物和氢气构成的复合气体，其中，氢气是最为重要的成分，可以被利用为能源。

二、煤气化工艺的特点1、煤气化的燃烧温度相对较低。

由于反应温度较低，煤气化产生的气体成分比较清洁，减少了大量污染物的排放，使之成为具有较高环保意义的可再生能源技术。

2、煤气化为非稳定反应。

煤气化过程是一种复杂的反应，反应温度和气压的变化可以影响产物的化学组成，从而影响燃料的性能和热值。

3、煤气化反应时间较短。

煤气化反应的速度较快，只需要几十秒到几十分钟，就可以完成整个反应过程，这也是煤气化技术在实用方面的优点。

三、煤气化工艺的应用1、汽车燃料：煤气化可以生产出含有大量烷烃和烯烃等有机物质的气体混合物，可以用作汽车的燃料。

煤气化技术比传统的石油燃料技术具有更高的热值，更少的污染物，可以大大减少污染物的排放，从而提高空气的质量。

2、工业火力发电：煤气可以用作一种清洁燃料，可以用于工业火力发电。

煤气化燃料可以大大减少污染物的排放，从而有效地保护环境。

3、船舶燃料：煤气可以作为船舶燃料使用，比传统的柴油燃料更加经济和节能。

四、煤气化工艺的发展前景由于煤气化技术具有节能环保、经济实用等特点，未来煤气化工艺将进一步发展，在煤资源利用、清洁能源利用等领域发挥重要作用，开辟出一条更加可持续的可再生能源生产道路。

煤气化技术煤气化已有100多年的发展历史，先后开发了200多种气化工艺或气化炉型，有工业化应用前景的十余种。

煤气化可分为完全气化和不完全气化两大类：完全气化是指煤及其它固体原料与气化剂进行一步法化学反应，生成可燃气或合成气；不完全气化是指固体原料进行热加工时，除生成可燃气外还有含碳固体产物（如煤炼焦过程）。

这些产物又可进行加工利用。

国外为了提高燃煤电厂热效率，减少环境污染，对煤气化联合循环发电技术作了大量工作，促进了煤气化技术的开发。

目前已成功开发出了对煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺，主要有荷兰壳牌（Shell）的粉煤气化工艺、德国克鲁伯—考柏斯（Krupp—Koppers）的Prenflo工艺，美国德士古（Texaco）和Destec 的水煤浆气化工艺以及德国黑水泵的GSP工艺等。

本章着重介绍我厂油改煤改造工程所引进的Shell粉煤气化工艺技术。

第一节煤气化技术分类及其发展一、煤气化技术分类最常用的气化分类方法是按煤和气化剂在气化炉内的相对运动来划分，大体可分成三种：逆流：固定床、移动床。

煤（焦）由气化炉顶部加入，自上而下经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层，最后形成灰渣排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层（两者合称气化层）。

代表炉型为常压UGI炉和加压Lurgi炉，主要用于制取城市煤气。

固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高，入炉煤要有一定的粒(块)度及均匀性。

煤的机械强度、热稳定性、粘结性和结渣性等指标都与透气性有关，因此，固定床气化炉对入炉原料有很多限制。

并逆流或返混流：流化床、沸腾床。

气化剂由炉底部吹入，使细粒煤（＜6mm）在炉内呈并逆流反应，通常称为流态化或沸腾床气化。

煤粒( 粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动，在炉上筒体部分呈并流和逆流运动。

为了维持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度（ST）以下。

煤气化研究报告随着能源需求的不断增长，煤作为一种重要的能源资源，受到了越来越广泛的关注。

煤气化作为一种高效利用煤资源的技术，也逐渐成为了人们关注的焦点之一。

本文旨在对煤气化技术进行深入的研究，探讨其发展现状和未来发展方向。

一、煤气化技术概述煤气化是指将煤转化为一种可燃气体的过程。

该过程通常包括以下几个步骤：煤的粉碎和干燥、煤的气化反应、气体的净化和加氢、气体的利用。

根据不同的气化剂和反应条件，煤气化可以分为多种类型，如水煤气、干燥煤气、半水煤气等。

煤气化技术具有以下几个显著的优点：1.高效利用煤资源，可以将煤转化为多种高附加值产品，如合成气、甲醇、二甲醚等。

2.可减少煤炭的使用量，降低对环境的影响，减少二氧化碳等有害气体的排放。

3.具有较高的灵活性和适应性，可以根据不同的气化剂和反应条件制备不同种类的气体。

4.煤气化技术具有较高的自主创新能力，可以为国家的能源安全提供保障。

二、煤气化技术的发展现状我国煤气化技术已经有了较长的历史，早在上世纪五六十年代，国内就开始了煤气化的研究和实践。

随着技术的不断发展，我国的煤气化技术已经取得了很大的进展，成为了全球煤气化技术的领先者之一。

目前，我国主要的煤气化技术有两种：一种是以水蒸气为气化剂的水煤气技术，另一种是以空气和氧气为气化剂的干燥煤气技术。

其中，水煤气技术已经成为了我国的主导技术，其优点在于气化反应相对稳定，产物气体质量高，适用于制备高附加值的化学品和燃料气。

除此之外，我国还在煤气化技术方面进行了多项创新，如采用床层气化技术、流化床气化技术等，进一步提高了气化效率和产物气体质量。

三、煤气化技术的未来发展方向未来的煤气化技术发展方向主要有以下几个方面：1.提高气化效率和产物气体质量，降低能耗和环境污染。

2.开发新型气化剂和反应条件，制备更多种类的气体和高附加值产品。

3.开展煤气化与化工、电力等领域的深度融合，实现煤气化产业的协同发展。

4.加强煤气化技术的国际合作和交流，推动我国煤气化技术的国际化进程。

名词解释煤气化
煤气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程。

在煤气化过程中，煤被加热到高温下（通常在800°C至1,200°C之间），并在缺少氧气的条件下进行化学反应。

这个过程主要由两个关键步骤组成：
1.干馏：煤在高温下分解为固体残留物（焦炭）和气体产品（煤气）。

这个步骤类似于炼焦过程，其中煤中的挥发性物质被释放出来，形成可燃气体。

2.气化：煤气是一种混合气体，其中包含一系列可燃气体组分，如一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等。

气化过程通过进一步的化学反应将焦炭和其他产物转化为这些气体。

煤气化产生的煤气可以用于多种用途，包括能源供应和化学品生产。

它可以用作燃料气体，用于发电、加热和工业过程。

此外，煤气也可以用于生产合成气体、氢气、甲醇等化学品。

煤气化技术的应用可以减少对传统煤炭燃烧的依赖，有助于减少环境污染和温室气体排放。

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。

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 + H2C + CO2 → 2COH2O + 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。

煤炭气化流程简述：煤的气化过程是在煤气发生炉(又称气化炉)中进行的。

发生炉是由炉体、加煤装置和排灰渣装置等三大部分构成的，原料煤和气化剂逆向流动，气化原料煤由上部加料装置装入炉膛，依次下行，灰渣炉渣由下部的灰盘排出。

气化剂由炉栅缝隙进入灰渣层，与热灰渣换热后被预热，然后进入灰渣层上部的氧化层；在氧化层中气化剂中的氧与原料中的碳反应，生成二氧化碳，生成气体和未反应的气化剂一起上升，与上面炽热的原料接触，二氧化碳和水蒸气分别与碳反应生成CO和H2，此层称为还原层；还原层生成的气体和剩余未分解的水蒸气一起继续上升．加热上面的原料层，使原料进行干馏，该层称为干馏层；干馏气与上升热气体混合物即为发生炉煤气、热煤气将上部原料预热干燥，进入发生炉上部空问，由煤气出口引出。

发生炉用水夹套回收炉体散热，煤在煤气发生炉中高温条件下受热分解，放出低分子的碳氢化合物，煤本身逐渐焦化，可以近似地看成是炭。

炭再与气化剂发生一系列的化学反应，生成气体产物。

煤气化的本质和分类
人从众专业直线振动筛，矿用振动筛生产。

煤的气化总的讲是指煤与空气，氧气，二氧化碳水蒸气或这些气体的混合气进行反应得到各种煤气的过程。

所得的煤气可用作燃料或化学合成气合戚液体燃料及其他气体的原料。

煤在氧气中的气化叫作加氢气化。

煤由芳香和氯化芳香结构单元构成，结构单元间有交联键，其周围有守能团．气化时，首先脱挥发物，外围官能团以挥发物形式脱除，部分交联键断裂，氧化芳香物断裂挥拉或转变成新的芳香结构而芳香叠层转变成小的碳微品体，微晶体聚集形成焦炭。

脱挥发物耐也生成了活泼的和不稳定的碳．这些活泼碳既可以直接与周围气体反应也可失去活性成为焦炭。

接着焦炭和挥发分与氧水燕气氧反应生成co, H2和ch4。

因此，气化和干馏的差别在蒸气化时，挥发分和焦进一步转变成气态产物。

由于挥发分比焦更活控，所以煤的气化效率决定于焦的活性。

焦的活性很大程度上又决定于原煤的性质和干馏条件，如加热速度和制备煤焦时的最高温度。

例如，焦的微晶大小决定于原煤的叠层的大小。

交联键的断裂可改善叠层的排列。

生成焦粒的开扎结构比原煤多正是步取决于因脱挥垃分使孔容积增加及因叠层的平行排列使孔容积减少之间的平衡．其他因素如煤灰的催化活性也影响焦的活性。

事实上．气化是一种不完全燃烧，它生成CO和H2．在完全燃烧时则生成CO2和H2O，气化时涉及的基本化学反应与燃烧类似。

主要煤气化技术概述摘要介绍了包括Texaco水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化在内的四种主要煤气化技术，分别介绍其工艺流程，以及在应用后对其的评价。

关键词煤气化技术Texaco水煤浆气化Shell煤气化GSP煤气化Lurgi煤气化煤气化是煤转化技术中最主要的方面，它的历史非常悠久，甚至早于发电。

通常，煤的气化泛指各种煤（焦）与载氧的氧化剂（O2、H2O、CO2）之间的一种不完全反应，最终生成由CO、H2、CO2、CH4、N2、H2S、COS等组成的煤气。

煤的气化反应一般可人为简化成氧化（放热）反应（如C+O2），还原（吸热）反应（如C+H2O、C+CO2），甲烷生成（裂解）反应和水煤气平衡反应（CO+H2O）等。

国内外先后开发了100多种气化工艺（炉型），但是最有发展前途的也只有几种[1]。

在这里简要的介绍几种应用广泛的几中煤气化技术，主要包括：Texaco 水煤浆气化、Shell煤气化、GSP煤气化、Lurgi煤气化。

1．Texaco水煤浆气化Texaco（德士古）水煤浆加压气化工艺简称TCGP，是美国德士古石油公司在重油气化基础上发展起来的[2,3]。

TCGP技术包括煤浆制备、灰渣排除、水煤浆气化等技术，其核心和关键设备是气化炉。

它的主要优点是流程简单、压力较高、技术成熟、投资低。

1．1 气化炉内的反应水煤浆和99.6%的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。

在气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为气化分三步进行：（1）煤的裂解和挥发分的燃烧。

水煤浆和氧气进入高温气化炉后，水迅速蒸发为水蒸气。

煤粉发生热裂解并释放出挥发分。

裂解产物及挥发分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。

因此，在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。

这个过程相当短促。

（2）燃烧及气化反应。

煤裂解后生成的煤焦一方面和剩作的氧化发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，放出反应热；另一方面，煤焦又和水蒸气、CO2等发生化学反应，生成CO、H2。

关于气化技术、煤质分析的建议一、关于气化技术以煤为原料采用洁净煤气化技术，生产粗合成气已商业化的主要有：1.水煤浆气化技术该技术为美国德士古公司开发后转为美国GE公司所有，它是根据油气化技术的思路开发成功的。

在煤中加入添加剂、助熔剂和水，用磨煤机磨成水煤浆，加压后和氧气一同喷入气化炉进行部分氧化燃烧反应，气化温度1300-1450℃，高温的热气体，用水激冷，除尘后送出。

气化压力4.0-8.7Mpa，液态渣激冷破碎后排出。

它的主要特点是：简单，可靠，投资低，在有备用炉的情况下，年开工率可达95-98%，有效气(CO+H2)≈80-82%,缺点是氧耗较高。

由于它的可靠性，国内大多数煤气化装置均采用此法生产合成气，特别是煤制烯烃的装置大多采用此法生产合成气取得成功的先例，如神华煤制烯烃装置。

2.荷兰壳牌（SHELL）气化技术气化炉为立式圆筒形，炉膛周围安装有沸水冷却管组成的膜式水冷壁，内壁衬有耐热涂层。

气化熔渣在水冷壁涂层上形成液膜，沿壁顺流而下进行分离采用以渣抗渣的防腐办法。

炉体内设有四组粉煤烧嘴，使用寿命一年以上。

气化温度1400-1560℃，碳转化率高达99%，CO+H2可达90%。

该气化技术是干粉和氧，蒸汽在气化炉内进行部分燃烧反应，由于采用干粉气化，氧耗较少，但干粉加压输送用高压N2气或CO2气流输送。

气化后的粗合成气，含尘量大，要用50%冷气激冷，特殊的过滤器过滤灰尘，再用水洗涤。

流程复杂，特别是开车时用特殊的开工烧嘴。

采用对流和辐射废锅回收热量产生蒸汽，因而设备特别复杂，国产化率低，生产过程比较难于掌握。

国内已建的20几台气化炉运行状况不理想，开工率低，比如大唐多伦180万吨甲醇/60万吨MTP装置，建成两年，开车极不顺利，经济效益差。

3.德国未来能源GSP气化技术该技术同SHELL气化技术一样是干粉气化，氧和蒸汽煤粉加压用载气（N2、CO2）送入炉内进行部分氧化反应。

炉体为水冷壁，内壁衬有耐热涂层，使用寿命较长。