（4）缺点 庞大的制粉设备，耗电量高； 在制煤粉过程中，为防止粉尘污染环境，也需设置高 效除尘装置，故操作能耗大，建厂投资高。 气化过程中耗氧量较大，需设空分装置和大量电力； 为将煤气中含尘量降至0.1mg／m3以下，需有高效除尘 设备。 为进一步提高气化强度和生产能力，在K-T护的基础 上，现发展了谢尔-考伯斯(Shell-Koppers)炉，即由原 来的常压操作改进为加压下气化，使生产能力大为提高。
在炉内的高温下，灰渣熔融呈液态:
60~70％自气化炉底排出; 其余的熔融细粒及未燃尽的炭被粗煤气夹带出炉。 为了防止炉衬受结渣、侵蚀和高温的影响，炉内设有水 蒸汽保护幕。 保护幕呈圆锥形，包围着粉煤燃烧与气化所形成的火 焰。
耐火衬里:
原采用硅砖砌筑，经常发生故障;近年改用加压喷涂含 铬耐火喷徐材料，涂层厚70mm，使用寿命可达3~5年; 目前，世界上最大的K-T炉在印度，容积为56m3，有 四个炉头，采用喷涂耐火衬里，以渣抗渣的冷壁结构， 可副产高压蒸汽。
效率达90％
泰生洗涤和终冷塔后， 含尘量可降至 30~50ug／m3；进一 步可降至3mg／m3。
冷却洗涤塔
终冷塔
泰生洗涤机 除渣机 运渣机 水封槽
(2) 操作条件与气化指标
① 原料煤： 可应用各种煤，特别是褐煤和年青烟煤更为适用。 要求煤的粒度小于0.1mm，即要求70%~80%通过200目筛。 ② 温度： 火焰中心温度为2000℃， 粗煤气炉出口处未经淬冷前温度约为1400~1500℃； ③ 压力: 微正压 ④ 氧煤比：烟煤0．85~0．9kg／kg煤； ⑤气化效率：69％~75％(冷煤气效率)； ⑥ 碳转化率：30％~98％； ⑦ 生成气性质：见下表
碳转化 率
温度
水蒸 气的 体积 比
气化 效率
3、德士古 气化法
•历史：
•德士古(TEXACO)气化工艺最早开发于20世纪40年代后期。 开始的工作重点集中在开发一种天然气的重整工艺，以便 为转换成液态烃化合物制造合成气。不久后，重点转向为 氨的生产制造合成气。 •20世纪50年代期间，研究扩大该工艺以气化石油及少量 的煤。 •目前，在我国运行的德士古气化炉有12台。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，采用水煤浆进煤在加压下来生产合成氨 的原料气体。
10.36 1.87
0.05 85.0 11.4 0.40 0.15 3.0 47.0 46.6 0.1 4.4 痕迹 1.2 0.7
10.99 2.89
生成气组成
27.2 57.1 0.2 11.8 痕迹 2.2 1.5
10.22 1.27
生成气热值/(MJ/m3) 产气率/(m3/kg)
(3)主要优点： K-T气化法的技术成熟，有多年运行经验； 气化炉结构简单，维护方便，单炉生产能力大； 煤种适应性广，更换烧嘴还可气化液体燃料和气体 燃料； 煤气中不含焦油及烟尘，甲烷含量很少(约0.2％)， 有效成份(CO+H2)可达85％ ~90％； 蒸汽用量低； 不产生含酚废水，大大简化了煤气冷化工艺； 生产灵活性大，开、停车容易，负荷调节方便； 碳转化率高于硫化床。
喷嘴 O2 入 冷却水入 口 口
1) 水煤浆通过喷嘴在高 速氧气流作用下雾化喷 冷却水出 入气化炉。 口气化炉 2) 氧气和雾状水煤浆在 耐火砖衬 炉内受到耐火衬里的高 温辐射作用，迅速经历 预热、水分蒸发、煤的 干馏、挥发物的裂解燃 水入 烧以及碳的气化等一系 口 列复杂的物理、化学过 水出 口 程。
在反应区内，煤粒悬浮在气流中，随气流并流运动，煤粒快 速干馏和热解，同时煤焦与气化剂进行着燃烧和气化反应。 煤粒之间被气流隔开，单独进行膨胀、软化、燃尽及形成熔 渣等过程，煤粒相互之间的影响较小。
因此,原料煤的黏 结性、机械强度、热稳 定性对气化过程基本不 起作用。 故，气流床气化除 对熔渣的黏度-温度特 性有一定要求外，原则 上可适用于所有煤种。
2、K-T 气化法
K-T (Koppers-Totzek)气化法是气流床气化工艺中一种 常压粉煤气化制合成气的方法。
2.1 气化炉
结构:
如图所示，K-T炉炉身内衬有 耐火材料的圆筒体，两端各安装 着圆锥形气化炉头． 为两个炉头，也有四个炉头。
反应速度快:
粉煤(约85％通过200目）与氧气和水蒸汽混合物 由气化室相对二侧的炉头并流送入，瞬间着火，形成 火焰，进行反应。两股相对气流使气化区内形成高度 湍流，反应加快。 反应基本上在炉头内完 成，即在喷嘴出口0.5m处 或在0.1s内完成。 气体在炉内的停留时间 约为1s左右。在火焰末端， 即气化炉中部，粉煤几乎 完全被气化。
德士古（Texaco）气化法 ※ 水煤浆进料，加压气化 气化原料：水煤浆 气化剂：氧气 （1）基本原理和气化炉型 水煤浆通过喷嘴在高速氧气流作用下破碎、雾化喷入炉内。 ①：基本原理 ａ：裂解、挥发分燃烧 水迅速变为水蒸气；煤粉发生干镏及热解；挥发份燃烧。 生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
概念:
※ 气流床气化是将气化剂(氧气和水蒸汽)夹带着煤粉或煤
浆，通过特殊喷嘴送入炉膛内。在高温辐射下，氧煤混合物 瞬间着火、迅速燃烧，产生大量热量。火焰中心温度可高达 2000℃左右，所有干馏产物均迅速分解，煤焦同时进行气化， 生成含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣(液态排渣)。 气流床气化炉内的反应基本上与流化床内的反应类似。
气流床气化法
气流床气化工艺
K-T气 化法
德士古气 化工艺
德士古气化 炉
K-T气化炉 工艺流程 工艺流程
工艺条件和 气化指标
工艺指标
1、气流床气化基本原理和特点
1.1 基本原理
气体 固定床 煤粒不动 气体穿过 煤粒：6-50 mm
气体 流化床 煤粒运动 气体穿过 煤粒：3-5 mm
气体 气流床 煤粒与气体 同时穿过 煤粒：70%过200目
③ 制气与排渣 由烧嘴进入的煤、氧和水蒸 汽在气化炉内迅速反应，产生温 度约为1400~1500℃的粗煤气。 粗煤气在炉出口处用饱和蒸汽急 冷，气体温度降至900℃以下， 气体中夹带的液态灰渣快速固化。 以免粘在炉壁上，堵塞气体通道 而影响正常生产。 在高温炉膛内生成的液态 渣，经排渣口排入水封槽淬冷， 灰渣用捞渣机排出。
喷嘴 O2入口 冷却水入口
特点： 冷却水出口 －水煤浆进料（煤>60％） －先进行预热、水蒸发 气化炉 －干馏、热解、气化 耐火砖衬－液态排渣 －进料比干煤粉简单稳定 －湿法研磨节省动力 水入口 －煤浆需加稳定剂 －对向火面耐火材料要求高 水出口 －副产蒸气利用很重要 －O2耗较高、CO2较多
辐 射 锅 炉
废 热 锅 炉
⑤ 洗涤冷却
气化炉逸出的粗煤气经废热锅炉回收显热后，进入冷却 洗涤塔，直接用水洗涤冷却，再由机械除尘器(泰生洗涤机) 和最终冷却塔除尘和冷却，用鼓风机将煤气送入气柜。
冷却洗涤塔
终冷塔
泰生洗涤机 除渣机 运渣机 水封槽
传统的考伯斯除尘流程，不考虑飞灰回收利用，飞灰经洗涤 后集中堆存处理 多数煤种气化时产生的飞灰含碳量不高，不值得回收利用。
1.2 主要特征 ※ ①气化温度高、气化强度大 纯氧和水蒸气气化，温度达2000℃左右 ②煤种适应性强； 褐煤不适于制水煤浆加料。 ③煤气中不含焦油； 反应温度高，床层温度均一 ④需要设置庞大的磨粉、余热回收、除尘等辅助装置。 粉煤70~80%过200目筛分，出口煤气温度高，起气速高 带走的飞灰多。
K-T气化炉生产的生成气的性质
项 目 烟 煤 褐 煤 燃料油
原料组成
W/% 1.0 8.0 A/% 16.2 18.4 w(C)/% 68.8 49.5 w(H)/% 4.2 3.3 有效成份(CO+H w(O)/% 8.6 2)可达85~90 16.1 ％； 甲烷含量很少 w(N)/% 1.1 (约0.2％)； 1.8 煤气中不含焦油。 w(S)/% 0.1 2.9 Φ(H2) Φ(CO) Φ(CH4) Φ(CO2) Φ(O2) Φ(N2+Ar) Φ(H2S) 33.3 53.0 0.2 12.0 痕迹 1.5 ＜0.1
2.2
气化工艺
(1)气化工艺流程 K-T气化工艺流程包括：煤粉制备、煤粉和气化剂的输 送、制气、废热回收和洗涤冷却等部分
6-辐射锅炉 7-废热锅炉
10-冷却洗涤塔 12-最终冷却塔
2-螺旋给料器
3-氧煤混合器
4-煤粉喷嘴
①
煤粉制备
小于25mm的原料煤送至球磨机中进行粉碎，从燃烧炉 来的热风与循环风、冷风混合成200℃左右(视煤种而定) 的温风亦进入球磨机。 原煤在球磨机内磨细、干燥，煤粉随70℃左右的气流 进入粗粉分离器，进行分选。粗煤粒返回球磨机，合格的 煤粉加入充氮的粉煤储仓。 煤粉粒度70~80％通过200目筛（0.1mm），并干燥到： 烟煤水分控制在1％；褐煤水分控制在8~10％。
每个炉头内的两个烧 嘴组成一组，与对面炉头 内的烧嘴处于同一直线上。 双烧嘴相邻对称设置的优点： 改善湍流状态； 当其中一个烧嘴堵塞时，仍可保证继续操作； 喷出的煤粉在自已的火焰区中未燃尽时，可进入 对面烧嘴的火焰中气化； 火焰相对喷射的，一端的火焰喷不到对面炉壁， 因此炉壁耐火材料承受瞬间高温的程度可以减轻。
图5-44
K-T气化工艺流程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1-煤斗；2-螺旋给料器；3-氧煤混合器；4-煤粉喷嘴；5-气化炉；6-辐射 锅炉；7-废热锅炉；8-除渣机；9-运渣机；10-冷却洗涤塔；11-泰生洗涤 机；12-最终冷却塔；13-水封槽；14-急冷器
② 煤粉和气化剂的输入
煤仓中粉煤通过气动输送输入 气化炉上部的粉煤料斗1。全系 统均以氮气充压。 螺旋加料器2将煤粉送入氧煤 混合器3；空分工业氧进入氧煤 混合器3。 均匀混合的氧气和煤粉，进入 烧嘴4，喷入气化炉内5；过热蒸 汽同时经烧嘴4送入气化炉5。 关键： 煤粉喷射速度必须大于火焰 的扩散速度，防止回火。