(完整版)国内外气流床气化技术比较分析

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，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。

煤炭气化技术，尤其是高压、大容量气流床气化技术，显示了良好的经济和社会效益，代表着发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术，是洁净煤技术的龙头和关键。

几种气流床气化炉部分气化指标的对比分析几种气流床气化炉部分气化指标的对比分析王伟王延坤(兖矿国宏公司气化部,山东邹城,273500)摘要分析了三种气流床气化炉的氧耗问题!产气量问题和气体成分问题"关键词气流床气化指标对比分析中图分类号 TQ546.2 文献标识码 B 文章编号 1008-9411(2006)03-0059-03关于煤气化的几种气流床气化炉氧气消耗量的问题,单位质量原料煤有效气体产量高低的问题和出炉气体成分及二氧化碳含量高低的问题"这些问题都是煤气化过程当中的关键问题,分析这些问题有助于了解不同气化工艺的优劣,加深对不同气化工艺的认识,选择适宜的气化途径"首先列举德士古水煤浆气化工艺,对喷式新型气化工艺和谢尔干煤粉气化工艺的部分工艺指标"1 主要工艺指标1.1 德士古水煤浆气化工艺的主要工艺指标(1)入炉无水无灰基原料浆:8930kg(2)入炉水量:6700kg(3)入炉氧气流量:12360kg(4)产气量:25678kgCO 15980kg(折合570kmol)H2 890kg(折合445kmol)CO2 9108kg(折合207kmol)(5)每1kg煤需氧量:1.384kg(6)每1kg煤产有效气量:1.89kg(折合为01114kmol)(7)有效气体成分体积比:82.5%(8)二氧化碳体积比:17%1.2 新型水煤浆气化炉的主要工艺指标(1)无水无灰基原煤:28740kg(2)入炉水量:21700kg(3)氧气流量:37600kg(4)产气量:81921kgCO 52864kg(折合1888kmol)H2 2892kg(折合1446kmol)CO2 26165kg(折合594kmol)(5)每1kg煤需氧量:1.31kg(3)入炉氧气量:444kg(4)入炉总水量:49kg(5)产气量:956kgCO 788.8kg(折合28.17kmol)H2 28.2kg(折合14.1kmol)CO2 33.1kg(折合0.75kmol)(6)每1kg煤需氧量:0.95kg(7)每1kg煤产有效气量:1.74kg(折合为01090kmol)(8)有效气体成分体积比:90%(9)二氧化碳体积比:2.6%2 关于每1kg煤耗氧量的问题德士古水煤浆气化炉的每1kg煤需氧量为:11384kg对喷式新型水煤浆气化炉的每1kg煤需氧量:1131kg谢尔干煤气化炉的每1kg煤需氧量:0.95kg可以看出谢尔气化炉的耗氧量最低,这是因为谢尔气化炉是以干煤粉为原料的气化炉,入炉的水分非常的少,煤粉不完全燃烧产生的热量就非常多,炉内的热量相对比较富裕,所以每1kg煤的需氧量就比较低"不仅如此,还要加入一定量的蒸气,通过部分蒸气的分解来消耗一些热量,适当降低气化炉内的反应温度"德士古水煤浆气化炉和对喷式新型气化炉都是以水煤浆为原料的气化炉,炉内的热量平衡状况都相对比较紧张,都需要通过部分原料煤的完全燃烧来提供足够的热量,以满足气化反应的需要,所以它们的每1kg煤需氧量都比较高,但它们的每1kg煤的耗氧量也有一定的差距,这是因为新型气化炉的炉内操作温度比德士古气化炉的操作温度略低一些,德士古气化炉的操作温度必须要高一它的水蒸气分解量比较低,从水蒸气当中得到的氢比较少,因而表现出在出炉气当中碳氢元素的摩尔比远低于水煤浆气化工艺"这也是谢尔气化虽然它的出口气体当中有效气体(H2+CO)的含量比较高,但是每千克煤的有效气体产率却比较低的原因"水煤浆气化水蒸气的分解量高,导致了气化炉出口气体中氢气的比例高,导致了每1kg煤的有效气体产率比较高,虽然从质量上看每1kg煤的有效气体产率相差不大,但是从体积上看有效气体的产率相差就大了,因为氢的摩尔质量比较低,从质量上比较影响不明显"。

世界科学2005.133t 于广锁气流床煤气化的技术现状和发展趋势建设中的多喷嘴对置式水煤浆气化技术示范装置全景图前言我国的煤炭资源丰富,油气匮乏。

在未来几十年内,煤炭在我国能源结构中仍将占主导地位,它是我国战略上最安全和最可靠的能源。

但是,作为煤能源生产与消费大国,我国的煤炭利用技术总体上是落后的:效率低,造成能源浪费;污染严重,导致环境质量恶化。

煤炭气化,即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O 2、H 2O 或CO 2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO 、H 2的混合物),是对煤炭进行化学加工的一个重要方法,是实现煤炭洁净利用的关键。

煤炭气化技术,尤其是高压、大容量气流床气化技术,显示了良好的经济和社会效益,代表着发展趋势,是现在最清洁的煤利用技术,是洁净煤技术的龙头和关键。

气流床煤气化的优点并不仅仅在于减少空气排放物,它也生成许多具有商业价值的副产品,如高纯度硫、CO 2和无毒炉渣。

随着环境标准的日趋严格,气流床气化的优势越来越突出。

国外技术现状和发展趋势迄今,世界上已商业化的IGCC (Integrated Gasification Combined Cy -cle)大型(250MW 以上)电站都是采用气流床煤气化炉,可见其技术上具有优势。

它们是以水煤浆为原料的ChevronTexaco(Texaco)、Global E-Gas(Destec),以干粉煤为原料的Shell 、Prenflo 、Noell(GSP)。

ChevronTexaco 气化炉美国Texaco 开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60~65%的水煤浆,用纯氧作气化剂,在高温高压下进行气化反应,气化压力在3.0~8.5MPa 之间,气化温度~1400e ,液态排渣,煤气成份CO+H 2为80%左右,不含焦油、酚等有机物质,对环境无污染,碳转化率96~99%,气化强度大,炉子结构简单,能耗低,运转率高,而且煤适应范围较宽。

气流床煤气化的技术现状和多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发于广锁, 刘海峰, 周志杰, 王亦飞, 王辅臣, 龚欣, 于遵宏(华东理工大学洁净煤技术研究所,上海 200237) 2005-09-16煤炭气化是对煤炭进行化学加工以实现煤炭洁净利用的关键。

气流床煤气化技术是现在最清洁的煤利用技术之一，主要包括：以水煤浆为原料的GE(Texaco)、Global E-Gas气化炉和以干粉煤为原料的Shell、Prenflo、Noell气化炉［1］。

在新型煤化工和能源转化技术中，煤气化都起有重要作用，特别是在我国，煤气化具有作为原料气和燃料气的双重市场需求，被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等行业和煤气生产企业。

1国外技术现状和发展趋势1.1 技术现状1.1.1 GE(Texaco)气化炉美国Texaco公司(2005年5月气化部分被GE收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，液态排渣，煤气有效成分（CO＋H2）为80%(体积分数)左右，不含焦油、酚等有机物质，碳转化率96%～99%，气化强度大，炉子结构简单，煤适应范围较宽。

目前Texaco的最大商业装置是Tampa电站，于1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。

该装置为单炉，日处理煤2 000～2 400 t，气化压力为2.8 MPa，冷煤气效率约76%。

喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。

更大尺寸Texaco气化炉提高碳转化率的方案为：增加气化炉的停留时间；气化炉直径给定下增加长径比。

Texaco水煤浆气化技术自工业化应用以来，先后在世界各地建成多套生产装置，表1为Texaco水煤浆气化技术的应用情况。

从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，装置还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态。

存在的问题主要表现在以下几个方面。

◆烧嘴烧嘴是Texaco气化工艺的关键，其寿命直接决定着装置的长期、经济运行。

气流床煤气化技术1、Texaco水煤浆加压气化技术Texaco气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。

由美国德士古(Fexaco)石油公司开发，该技术现属美国GE公司所拥有，又称为GE气化技术，国外已于20世纪80年代成功用于商业运行，1983年美国EASTMAN生产甲醇、醋酸酐，1984年日本UBE生产氨；1984年、1996年美国在Coo l‐water和Tampa建成IGCC装置；我国鲁南化肥厂于1993年建成首套德士古气化装置用于生产氨。

兖矿鲁南化肥厂的德士古气化装置，是我国从国外引进的第一套德士古煤炭气化装置，采用水煤浆进料在加压下来生产合成氨的原料气体。

目前Texaco气化装置在第二代气流床技术中，建设装置最多、商业运行时间最长、用于化工生产技术成熟可靠。

德士古气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单烧嘴顶喷进料，耐火砖热壁炉，激冷流程为主。

(1)Texaco水煤浆气化工艺原理Texaco水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂(纯氧)在气化炉内特殊喷嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。

微小的煤粒与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在数秒内完成。

在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。

在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。

Texaco水煤浆气化炉所得煤气中含有CO、H2、CO2和H2O四种主要组分，它们存在平衡关系：CO+H2O⇋ CO2+H2。

在气化炉的高温条件下，上述反应很快达到平衡，因此气化炉出口的煤气组成相当于该温度下一氧化碳水蒸气转化反应的平衡组成。

(2)Texaco水煤浆气化主要设备①Texaco气化炉气化炉为一直立圆筒形钢制耐压容器，内壁衬以高质量的耐火材料，可以防止热渣和粗煤气的侵蚀。

国内外煤气化技术调研摘要：介绍了煤气化技术的种类和各种气化炉的特点、气化技术工艺流程、进料方式和气化后工艺等。

关键词：煤气化，气化炉，工艺煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之一，被誉为煤化工产业的龙头技术。

实践证明：在将煤炭转化为更便利的能源和产品形式的各种技术中，煤气化是最应优先考虑的一种加工方法。

1 煤气化的种类及特点煤气化技术可归纳为固定床、流化床和气流床三大类。

1.1 固定床煤气化技术固定床煤气化技术的气化炉主要包括间隙固定床气化炉UGI、鲁奇(Lurgi) 气化炉、BGL （鲁奇改进)气化炉，其技术参数见表1。

表1 几种固定床气化炉的技术参数注：*以标态下生产1 000 m3(CO+H2)为基准，下同。

(1) UGI常压固定床气化技术的优点是操作简单、投资少，但技术落后、能力和效率低、污染严重。

以常压中Φ2650 mm气化炉为例，单台炉投煤量仅60 t／d，且要求原料为25mm～80 mm的无烟块煤或焦炭。

(2) 鲁奇(Lurgi)气化炉工艺成熟可靠，气化温度900℃～1250℃，包括焦油在内的气化效率、碳转化率、气化热效率都较高，氧耗是各类气化工艺中最低的，原料制备、排渣处理成熟。

煤气热值是各类气化工艺中最高的，最适合生产城市煤气。

若选择制合成气，该工艺存在以下问题：①煤气成分复杂，合成气中含甲烷体积分数在7％～10％，如将这些甲烷转化为H2和CO，投资大、成本高；②冷凝污水量大，污水中含有大量的焦油、酚、氨、脂肪酸、氰化物等，因此需建焦油回收装置以及酚、氨回收和生化处理装置，增加了投资和原材料消耗；③气化原料为15mm～50 mm的块煤，块煤价格高，增加了生产成本。

(3) BGL气化炉是在鲁奇(Lurgi)炉基础上，由固态排渣改为液态排渣，可直接气化含水质量分数大于20％的各种煤；在1400℃～1600℃高温气化条件下，蒸汽用量大幅下降，90％～95％的蒸汽在气化过程中分解，不仅提高了气化效率，而且使气化废水量减少80％以上，减小了酚和氨回收装置的规模；气化炉炉体结构简单，采用常规压力容器材料和常规耐高温炉衬及循环冷却水夹套即可满足要求。

固定床、气流床、流化床的具体区别基本代表了三代煤气化技术。

固定床就是床层基本不动或者说缓慢向下移动，一般经历四个不同阶段，用蒸汽、空气（或富氧造气），采用块煤，气化温度较低，生产负荷小，煤气成分复杂，含焦油酚等，废水处理较难。

流化床相对固定床来说，气化剂流速更快，将床层吹起，不断上下浮动，象水沸腾一样。

属第二代煤气化技术，现在锅炉用的比较多，部分制气也有用的如温克勒。

气化床采用纯氧作气化剂，气流速度更快，煤粉或煤浆为原料，被喷头雾化，瞬间经历干馏、燃烧、还原等几个阶段，煤颗粒在被气化的过程中随气体一起流动，因此称气流床。

生产能力更大，气化效率高，目前新上项目大多采用气流床。

固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。

流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，气化剂通过煤粉层，使燃料处于悬浮状态，固体颗粒的运动如沸腾的液体一样，也称沸腾床气化炉。

气流床气化是原料煤（煤粉或水煤浆）由气化剂夹带入炉，进行并流式燃烧和气化反应。

受气化空间的限制，反应时间很短（1～10s），为了弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粉粒度很细，以保证有足够的反应面积。

并流气化气固相相对速度低，气化反应是朝着反应物浓度低的方向进行，为增大反应推动力，提高反应速度，必须提高反应温度（火焰中心温度在2000℃以上）和反应压力，所以采用液态排渣是并流气化的必然结果。

1.移动床（固定床），鲁奇和BGL,2.气流床气化技术，当今世界上较为先进的有美国GE（Texaco）气化技术、荷兰壳牌谢尔（Shell）粉煤加压气化技术、德国未来能源公司GSP粉煤气化技术，以及国内自主研发的多喷嘴和多元料浆水煤浆气化技术等。

流化床气化炉采用粉煤作为原料，用氧化剂（氧气或者空气）来进行流化。

其温度一般控制在1000℃以下，以防止会融化后与炉床里的物质发生结聚。

气流床煤气化工工艺技术分析摘要：随着人们对气化产品需求的不断增加，对煤气化效率和环保要求的不断提高，作为新一代煤炭转化利用的主要技术，气流床煤气化技术的必将会得到更为广泛的应用。

气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制的研究对于提高煤炭的清洁高效，保证气化生产的经济、稳定、安全运行有着重要意义。

关键词：气流床；煤气化工；工艺技术引言煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要方法之一，是许多能源高新技术的关键环节。

煤气化有完全气化和部分气化（煤的干馏技术）两种途径。

由于受到煤种和产品综合发展的制约，部分气化只能满足局部的需要；而我国煤炭资源中有一半以上煤种适合完全气化，因此煤制气技术的立足点应放在完全气化方面。

1 气化过程的主要反应1.1 热解过程的主要反应煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。

煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。

在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。

一般来讲，热解反应的宏观形式为：1.1.1 裂解反应根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。

1）桥键断裂生成自由基。

桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。

它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。

并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。

2）脂肪侧链的裂解。

煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。

3）含氧官能团的裂解。

-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，可生成水。

碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。

羧基（-COOH）在200℃以上即能分解，生成二氧化碳。

含氧杂环在500℃以上也有可能断开，放出一氧化碳。

4）低分子化什物的裂解。

煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化，并不断裂解，生成较多的挥发性产物。

气流床煤气化技术的现状及发展摘要：煤炭资源是我国应用非常广泛的一种资源类型，目前国内的工业发展依然以煤炭能源结构为主，而气流床煤气化作为碳转化率较高的一种工业生产方式，其重要性不言而喻，该工艺技术也是笔者将要同大家进行分享和探究的主要内容。

关键词：气流床煤气化技术；应用现状；发展趋势引言：煤气化技术是我国现阶段煤化工生产中所使用到的关键技术，而气流床煤气化作为具备适用性强、气化时间短等应用优势的工艺技术，其在实践应用中也得到了相关人员的广泛认可。

接下来，笔者将围绕气流床煤气化这一工业生产技术，从基本概述、应用现状以及发展趋势等角度对其展开论述。

一、气流床煤气化气流床气化是工业生产中一种非常常见的煤气化方法，其气化原理是将粉煤与气化剂一同喷入气化炉内，在点火装置或者高温辐射的作用下通过热解、氧化还原等反应后生成熔渣和煤气，煤气以氢气和一氧化碳等气体为主。

该气化方式的应用优点在于适用性强、碳转化率高等等，在工业生产领域有着非常广泛的应用。

二、应用现状（一）技术特征1.适用性强该技术的原理是将粉末状的煤炭投入汽化炉内，同时保持汽化炉的内部温度在1500摄氏度以上，此时炉内空气的流通速度会处于非常快的状态，在这种环境下，粉煤颗粒之间的相互作用力会被消除，分别聚集成熔渣和煤气[1]。

从气化原理的层面上来看，气流床技术对煤炭种类并无特别的限制，因此其适用性相对较强。

但从经济性上来看，工作人员应尽可能地可选择颗粒小或反应短的煤炭进行气化，这样可以有效地提高煤气转化效率。

2.气化时间短由于气化炉的温度非常高，因粉煤在气化炉内的实际反应时间也非常短暂，一般在3秒内便完成整个气化反应，对于一些未反应完全的粉煤，工作人员可通过循环回炉的方式对其进行二次反应，以此来提高气流床气化效率。

（二）影响因素1.温度气化炉内的温度一般可达1500摄氏度以上，气化炉内的热量大多是由煤所放出的热量，在整个气化过程中，蒸汽和煤炭颗粒需要依靠在高温环境中吸收热量来完成吸热还原反应，因此温度对于气流床气化效果有着非常重要的影响。

时以上。

(2)煤种适应性广，水冷壁结构解决了现有耐火砖气化炉的煤种灰熔点限制问题，可气化高灰熔点的煤种。

(3)煤气指标好，分级给氧技术可有效改变炉内的流场分布情况，确保炉内的温度更为均匀，加速气化反应；此外清华炉烧嘴在加入了CO 2气体之后，烧嘴的温度至少可以下降 200℃，而内部的有效气体成分会出现明显提高。

(4)烧嘴使用寿命长，二次氧的加入出烧嘴的流速会出现明显的降低，烧嘴的运行情况会更好。

2 干粉煤气化2.1 壳牌气化壳牌粉煤气化工艺具有如下特点：(1)该煤种适应性较强，不论是较差褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均都可以进行使用，可以说是应用范围比较广泛。

而且该煤种灰熔点适应范围更是较其它气化工艺更为宽泛。

高灰分、高水分甚至是高硫的煤种也可以得到应用。

(2)流程复杂、操作简单，流程包含磨煤和粉煤干燥、粉煤加压输送、粉煤气化、气化炉排渣、除灰排灰、合成气初净化、污水处理八个步骤，设备及工艺较为复杂，但生产过程中可通过联锁逻辑顺控实现自动控制、操作简单。

(3)气化效率高，能耗低。

壳牌气化炉碳转化率高达99%，其煤气的甲烷含量极低，更不含重烃等物质，使得CO+H 2高达到90%以上，同时工艺中不需要将煤中原有水分进行蒸发，与水煤浆气化工艺相比，壳牌粉煤气化工艺的氧气消耗量可在降低15%～25%左右，相关配套空分装置与设备运行投资费用也可相应的到降低。

其工艺冷煤气效率更是高达80%以上，剩余副产高压或中压蒸汽占比在16%左右，不难推算出壳牌煤气化工艺总热效率在97%以上。

(4)调节负荷操作简单。

每台气化炉设有4～6个烧嘴，不仅有利于粉煤的气化，同时生产负荷的调节更为灵活，范围也更宽。

负荷调节范围为40%～100%，每分钟可调节5%。

(5)运转周期长，无备炉。

气化炉采用水冷壁结构，具有以渣抗渣的特点，不需要经常维护，正常使用维护量很小，可不配置备用炉。

(6)环境效益好，系统排出的炉渣和飞灰含碳低，可作为水泥添加剂或其他建筑材料，堆放时也无污染物渗出。

气流床气化技术的现状及对比1 技术简介气流床煤气化就是煤浆或煤粉和气化剂（或氧化剂）以射流的形式喷入气流床气化炉内，在均匀高温下，快速转化为有效气体的过程，炉内的高温使煤中的灰熔解，作为熔渣排出。

现代气流床气化的共同点是加压（3.0～6.5MPa）、高温、细煤粒，但在煤处理、进料形态与方式、实现混合、炉壳内衬、排渣、余热回收等技术单元存在不同，从而形成了不同风格的技术流派。

气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性，其清洁、高效代表着当今煤气化技术的发展潮流。

目前最具代表性的气流床气化技术有美国的Texaco 水煤浆加压气化技术和荷兰的Shell 干煤粉加压气化技术；另外，还有与上述气流床气化技术相似的Destec 水煤浆加压两段式气化技术及Prenflo 干煤粉气化技术。

1.1 Texaco 煤气化工艺Texaco 气化炉有两种结构，一种是直接激冷式气化炉，一种为装有煤气冷却器的气化炉。

美国Texaco 公司开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60 %～65 %的水煤浆，用纯氧作气化剂，水煤浆和纯度为95 %的氧气从安装在炉顶的燃烧喷嘴喷入气化室，在高温、高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5 MPa ，气化温度1 400 ℃左右，液态排渣，煤气中CO +H2 占80 %左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率为96 %～99 % ，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤种适应范围较宽，是目前较为先进的煤气化技术之一。

烧嘴是Texaco 气化工艺的关键部件，其寿命和运行状况直接决定着装置能否长周期经济运行。

烧嘴多为三通道结构，中间走煤浆，外层和内层走氧气，内层氧气通过量占总氧量的8 %～20 %。

气化炉内镶嵌耐火砖，使用寿命一般在6～18 个月，煤中灰分、烧嘴运行质量、炉内温度、开停车频度等都对耐火砖有较大的影响。

Texaco 水煤浆气化炉与1952 年开发成功的渣油气化炉相似。

主要气化工艺对比气化工艺● 水煤浆加压气化①GE水煤浆加压气化工艺GE水煤浆加压气化法为目前世界上先进的气化技术之一，属气流床加压气化法。

其特点是该工艺对煤的适应范围较宽，可利用粉煤，单台气化炉生产能力较大，气化操作温度高，液态排渣，碳转化率高，煤气质量好，甲烷含量低，不产生焦油、萘、酚等污染物。

排出粗灰渣可以用做水泥的原料和建筑材料。

三废处理简单，易于达到环境保护的要求。

生产控制水平高，易于实现过程自动化及计算机控制。

A. 加压水煤浆气化的优点a）煤种适应性广年轻烟煤，粉煤皆可作原料，灰熔点要求不超过1350℃，煤可磨性和成浆性好，制得煤浆浓度要高于60%（wt）为宜。

b）气化压力范围大从2.5~8.0MPa（G）皆有工业化装置，以4.0MPa（G）和6.5MPa（G）较为普遍，气化压力高可节省合成气压缩功。

c）气化炉热量利用有激冷工艺制得含蒸汽量高的合成气如用于生产合成氨、甲醇、制氢等，在变换工序不需再外加蒸汽，也可采用废锅流程回收热量副产高压蒸汽，但废锅设备价格较高，可择优选用。

d）气化炉内无传动装置，结构比较简单。

e）单位体积产气量大，一台直径3200mm，6.5MPa气化炉产生气体，可日产甲醇1500吨。

f）有效气成分高，CO+H2≥80%（v%），排渣无污染，污水污染小易处理。

因高温气化，气体中含甲烷很低（CH4≤0.1%），无焦油，气化炉排渣无污染可用作铺路路渣，污水含氰化物少易处理。

g）产品气一氧化碳和氢含量高是碳一化学最好合成原料气，可用来生产合成氨，甲醇，制氢，羟基合成原料气，用途广泛。

h）碳转化率高最高可达98%。

B. 水煤浆气化对煤质要求a）GE水煤浆气化对煤质适应性较广。

除褐煤、泥煤及热值低于22940kJ/kg ，灰熔点高于1350℃的煤不太适用外，其他粘结性煤，含灰量较高的煤，石油焦，烟煤均可作原料。

b）煤中灰含量对消耗指标的影响，煤中的灰含量增加会增加氧气的消耗，同时也增加每m3（标）（CO+H2）气体的煤消耗量，一般煤中灰含量从20%（wt）降到6%（wt），可节省5%无灰干基煤消耗，节省氧气消耗10%左右。

2781 国外该技术的发展现状以及发展趋势煤炭气化是一种对煤炭开展化学加工的主要方法，大容量气流床气化技术可显著提高煤炭的利用率，社会效益以及经济效益良好。

从现今来看，该技术的普遍应用已经成为了一种趋势，是现今最清洁煤炭利用技术之一，是洁净煤炭技术的关键组成。

气流床气化的煤种以及粒度的适应性在技术性能上更加优良，是煤基大容量以及高效洁净燃气以及合成气制备上的首选技术[1]。

气流床气化的特点是加压、高温、细粒度，但在进料形态以及方式上形成的对策具有很大差异，因而其技术流派风格也存在显著差异。

迄今为止，商业化整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电的大型电站一般都是采用气流床煤气化的方式，从中可以看出该项技术所具备的优势。

2 国内气流床煤气化技术的发展趋势煤气化技术的发展历史已达上百年，但就目前来看，我国的技术水平仍然较为落后，且发展十分缓慢。

我国现今的煤气化是以传统技术为主要的煤气手段，工艺较为落后，且在环保设施上不够健全，导致煤炭的利用效率很低，在利用的过程中也产生很严重的污染。

若不对煤炭利用的这种现状进行改变，将会导致我国经济、能源以及环境之间的协调发展受到很大影响[2]。

近年来，在国家政策的支持下，我国在发展煤气化技术方面也取得很大成果。

在气流床的实际应用上，我国引进多台气化炉，并完成在国内的设计、操作以及安装工作，积累了十分丰富的经验。

从工业对这种情况的应用效果来看，存在问题主要集中在煤种适应性存在局限，装置年运转率还有待提高、碳转化率较低等等，一般都在95%左右。

所花费的投资较大，如日处理量达到2000t的shell粉煤气化技术，在气化炉以及废锅上的投资金额就达到2亿元。

在九五期间开发的新型气流床气化炉已经对中试装置通过，并参与了考核运行工作[3]。

中试考核数据表明，其所得到的比氧耗、比煤耗、碳转化率以及有效气化成分指标都显著优于Texaco 技术。

另外，科技部立项成立的“干煤粉加压气化制备合成气新技术”研究在不断探索过程中也已经取得较大成果，并通过专家组验收，这项成果也对于国内研究的空白进行了弥补。