• 因此，通过提高气化剂浓度、提高反应温度，增加气固接触有效面和 接触时间将有利于气化反应进行，提高煤气产量并改善煤气的质量。
煤化工气化炉的发展
四、气化炉分类
（1）按是否需要开采或按‘气化炉’的位置分：
地面气化
地下气化
（2）按流体力学：
固定床（移动床）气化
流化床气化 气流床气化
（3）按气化剂的种类
煤化工气化炉的发展
六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
（3）气流床气化工艺 气、固(煤粉/煤浆)两相并流接触； 床层压力降随气速提高而减小； 煤粒分散在气流中，粘结性无影响； 气化温度很高，气化反应非常快；
煤化工气化炉的发展
煤化工概念
以煤炭为原料经化学方法将煤 炭转化为气体、液体和固体产 品或半产品，而后再进一步加 工成一系列化工产品或石油燃 料的工业，称之为煤化工。
煤化工气化炉的发展
一、煤炭气化的主要反应
•C+O2=CO2 完全燃烧 •2C+O2=2CO 部分燃烧 •C+CO2=2CO Boudouard反应 •C+H2O=CO+H2 水蒸气气化 •C+2H2=CH4 加氢气化 •2H2+O2=2H2O 气相燃烧 •2CO+O2=2CO2 气相燃烧 •CO+H2O=CO2+H2 水煤气变换 •CO+3H2=CH4+H2O 甲烷化连续式化间歇式气化-水煤气气化
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
五、气化炉的发展简史
煤化工气化炉的发展
六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
（1）移动床气化工艺 气、固(块煤)两相逆流接触； 床层压力降随气速提高直线增大； 床层高度随气速提高无变化； 要求床层透气性好、布风均匀； 冷、热物料热交换，热利用最合理。
固定床炉型特点：
①粗合成气中CH4含量高达5～12%。 ②要求入炉煤粒(块)度为6-50mm。 ③单炉生产规模相对较小，占地面积大。 ④废水中因含焦油、酚氨等有机物，处理难度较大，处理成本高。
煤化工气化炉的发展
六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
（2）流化床气化工艺 气、固(粉煤)两相交叉流接触； 床层压力降随气速提高无变化； 床层高度随气速提高而增高； 床层内浓度、温度梯度小， 传质、传热效果好； 先天不足是“上吐下泻”。
煤化工气化炉的发展
煤气化概念
➢ 完全气化 ：经适当处理的原料煤，在一定的高温和压力条件下，在气化 炉内与气化剂发生一系列化学反应生成可燃气态产物的过程。
➢ 非完全气化 ： 部分
（1） 高温炼焦－高温干馏 （2） 中、低温干馏（热解）－温和气化 （3） 加氢热解（气化） （4） 煤气、热(蒸汽)、电联产 （5） 部分气化
煤化工气化炉的发展
六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
固定床气化的煤质适应范围较广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤均可 气化。固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低，气化装 置需要大量的蒸汽。气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工 序流程长，投资高。由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高，对于煤制城市煤气或天然 气项目，有较高的优势。
2、气化的物理过程
研究气相与固相的相对运动规律
煤化工气化炉的发展
三、气化过程的动力学
(1)气体反应物从气相扩散到固体外表面(外扩散)； (2)气体反应物从固体外表面进入固体内孔(内扩散)； (3)气体反应物吸附在固体碳表面上形成中间络合物； (4)固体碳表面发生气化反应，生成吸附态气体产物； (5)吸附态的气体产物从固体碳表面脱附； (6)气体产物从固体内孔扩散到固体外表面(内扩散)； (7)气体产物从固体外表面扩散到气相中(外扩散)。
煤化工气化炉的发展
三、气化过程的动力学
• 在低温时如700－1000℃时，属于化学反应控制步骤为主，提高温度 有利于加快反应速度；
• 温度1000－1200℃时，反应属于内扩散（或灰层）控制为主，提高 温度和提高气化剂流量可提高反应速度；
• 当温度>1200℃时，基本处于外扩散控制为主，提高气化剂流量有利 于提高反应速度。
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二、煤炭气化的理论基础
1、气化过程的热力学
（1）煤气化反应多为可逆反应，并产生热效应 （2）化学平衡研究气化反应进行的方向和限度 （3）气化反应达平衡时，正、逆反应速率相等，定义平衡常数为正、逆反应速率常数之比 （4）化学平衡移动规律：
①提高温度，平衡向吸热反应方向移动 ②提高压力，平衡向体积减小方向移动
煤化工气化炉的发展简介 气流床气化炉
>>>> 苏志强
01 煤炭气化的主要反应 02 煤炭气化的理论基础 03 气化过程的动力学 04 气化炉分类 05 气化炉的发展简史 06 固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点 07 固定床气化、流化床气化、气流床对应气化炉主要种类
08 几种典型气化炉介绍
空气气化
空气/水蒸气气化
富氧空气/水蒸气气化
氧气/水蒸气气化
加H2气化
CO2气化
与CH4共气化
煤化工气化炉的发展
四、气化炉分类
（4）按气化操作压力
常压气化
加压气化 －中压2.94MPa
-高压6.86~10MPa
（5）按灰渣排出形态
固态排渣气化－干法排灰
液态排渣气化 －熔渣
灰熔聚排灰气化 －中间态
（6）按过程是否连续
流化床首次工业化大规模应用是温克勒用于粉煤气化，此法在1922年获得专利之后，就广 泛应用于化工合成、冶金、干燥、燃烧、换热等工业过程中。
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六、固定床气化、流化床气化、气流床气化工艺特点
流化床炉型特点：
① 床层温度均匀，传质传热效率高，对高灰和高灰熔点劣质碎粉煤适应性强。 ② 产品煤气中基本不含有焦油和酚类物质，废水量小且易处理。 ③ 对入炉煤的活性要求很高。U-gas、灰熔聚和HTW 炉采取了一些改进的设计可以适当 提高气化反应温度，理论上有助于提高低活性煤种的适应性问题，但是到目前为止还缺乏 无烟煤应用的成功经验。 ④ 对煤的颗粒度要求较高，且气体中带出细粉过多，影响了碳转化率。 ⑤ 流化床气化在锅炉和燃气生产上应用较为广泛，但是生产化工合成气的大型工业经验相 对较少。