2
效果 结合，实现环境友好，减少污染。如在 现代煤气 更好 气化炉内加入脱硫剂（石灰石），脱硫化技术与 如与燃气轮机发电组合的IGCC发电技 术；高压气化（6.5MPa）与低压合成甲醇、 效率可达80%～90%；采用高效除尘器其他先进 气化炉 气化温度向 二甲醚技术联合实现等压合成，省去合成 技术联合 使煤气中含尘量有效降低。 能力向 Texaco和Shell单台气化炉气化煤量 高温发展 气压缩机，使生产过程简化，总能耗降低。 应用 大型化 已达2000t/d以上。Prenflo气化炉单炉 发展 气化煤量已达2600t/d。大型化便于实 技术不 现自动控制和优化操作，降低能耗和 断进步 操作费用。
5.2 煤炭气化技术发展方向
气化压 力向高 压发展
Texaco气化温度1400～1500℃，Shell气化 温度高达1400～1700℃，流化床气化温度为 不断开发新的气化技术和新型气化炉， 1000～1200℃。气化温度高，煤中有机物质 提高碳转化率和煤气质量，降低建设投资。 分解气化，消除或减少环境污染，对煤种适 目前碳转化率高达98%～99%，煤气中含 煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相 应性广。尘降到1～2mg/Nm3以下。 环保 CO+H 达到80%～90%。

1. 国内目前采用的煤炭气化技术主要以常 压固定床煤气发生炉和水煤气发生炉为多， 开发和引进了水煤气两段炉、鲁奇加压气 化炉和德士古水煤浆气化技术。 2.今后的发展趋势是效率较高、煤气成分较 好的干粉煤炭气化技术。
5.2 煤炭气化技术发展方向
气化压 力向高 压发展
气化压力由常压、低压（<0.1MPa） 向高压（ 2.0 ～8.5MPa）气化发展，从 而提高气化效率、碳转化率和气化炉能 力，实现气化装置大型化和能量高效回 收利用，降低合成气的压缩能耗或实现 等压合成（如甲醇低压合成），降低生 产成本。 如Texaco气化压力可达6.5～8.5MPa， Shell气化压力为2～4MPa。
鲁奇炉（移动）
2.0～3.0 350～600 90min 不黏结、不热爆 13mm占87%）
温克勒炉（沸腾）
常压 800～1500 15min 高镕性、不热爆
K-T炉（气流）
常压 1400～1600 1s 各种煤 0 .047mm占80%
（H2）／%
（CO）／% （CO2）／% （CH4）／%
37～39
煤气化技术概述
赖海龙
ys1110121014
1
主要内容
一、关于煤气化的宏观知识 二、煤气化原理 三、煤气化产物的分类及特点
四、煤气化工艺及特性
五、我国煤气化现状与发展方向
参考文献
一、关于煤气化的宏 观知识
1.1
煤炭的组成
煤炭：复杂的有机含碳矿物（从褐煤到无烟煤），以碳为主，
主要成份为C，H，O，N，S；高度芳香化；多少不等的 无机矿物， Ash ： 1～50%， Water: X～60%， Volatile：3～45%
可处理水分大、灰分高的劣质煤； 当固态排渣时，耗用过量的水蒸气，污水大，并导致热 效率低和气化强度低； 液态排渣时提高炉温和压力，可以提高生产能力。
固定床气化炉－鲁奇（Lurgi）
搅拌器
鲁奇气化炉结 构图
大唐克旗公司----鲁奇加 压块煤气化装置
2. 流化床气化过程
流化床床层温度较均匀，气化温度低于灰熔点；
主要包括：原料准备、煤气生产，净化及脱硫、 煤气变换、煤气精制以及甲烷合成等6个单元。
三、煤气化产物的分 类及特点
3.1 基于气化剂和煤气成分的分类：
煤气化的总反应方程式： CnHmOxNySz=C+CO+CO2+H2+NH3+HCN+H2S+COS+••••

Coal
C + 1/2 O2 C + O2 C + CO2
煤
分子结构
1.2 煤炭的利用方式
• 燃烧：发电、供热
• 炼焦：炼铁、炼钢
• 气化：家用煤气、化肥、化学品 • 液化：汽油、柴油 • 材料：炭素、沥青 • 应我国经济可持续发展要求 - 煤炭 洁净、高效利用 - 煤炭 “石油”、“天然气 ”
1.3 煤炭气化技术
CO + H2
固体煤
工业、民用燃气 氨 合成气 甲醇 油 二甲醚 烯烃 … H2
谢 谢 大 家！
煤气中不含焦油； 活性低的煤的碳转化率低； 气流速度较高，携带焦粒多，煤气中粉尘含量高，后处理 系统磨损和腐蚀较重； 煤的预处理、进料、焦粉回收、循环系统复杂庞大。
流化床气化炉－灰熔聚（U-Gas ）
高速射流
U-Gas结构示意图
山西煤化所灰熔聚流化床气化炉
流化床气化炉－温克勒（ Winkler ）
3.2 基于煤热值的分类

1.低煤值煤气：3800~7600KJ/m3； 2.中热值煤气：10000~20000KJ/m3； 3.高热值煤气：≥21000KJ/m3。
三、煤气化工艺 及特性
4.1 煤气化工艺分类

根据气化炉的结构特点和物料在气化炉 中进行转化是的运动方式，煤气化工艺 可分为：
5.2 煤炭气化技术发展方向
5.2 煤炭气化技术发展方向
美国“21世纪展望”多联产过程
虚拟工厂模拟
系统模拟
气化和燃烧
先进材料
燃烧模拟
煤
发电
发电和供热
燃料
热和蒸汽
制氧 煤气化 CO2固定 制氢
燃料和 化学品 电
化学合成
参考文献：



【1】阎维平、周月桂等.洁净煤发电技术， 中国电力出版社，2008/11 【2】陈菊枝、洪献春.煤炭气化技术， 2011/04 【3】刘卫平. 我国煤气化技术特点及应用， 2010/12 【4】王洋，马小平.煤气化技术的发展， 2006/08 【5】赵元期.煤气化技术发展与问题探讨， 2011/08
无
1900 0.31～0.36 0.07～0.16 80～98 69～75
综上所述，三种气化 均有各自优缺点。工
业实践证明，它们有各自比较适应的经济规模。
移动床可应用于较小的容量规模，气流床气化
适用于大规模生产，流化床则介乎中间。
五. 我国煤气化技术 现状与发展方向
5.1 我国煤气化技术现状

二、煤气化原理
2.1 几个基本概念
煤气化

煤或煤焦与气化剂（空气、氧气、水蒸气、氢等） 在一定温度及压力下发生化学反应，将煤或煤焦中 有机质转化为煤气的过程
气化剂通过炽热固体燃料层时，所含游离氧或者结 合氧将燃料中的碳转化成的可燃性气体。 有效成分：CO、H2、CH4 煤气的发热值是指标准状态下lm3煤气在完全燃烧 时所放出的热量，如果燃烧产物中的水分以液态形 式存在称高发热值，如果水以气态形式存在称低发 热值。 煤的反应性又称煤的化学活性，是指在一定的条件 下，煤与不同气化介质(如CO2，O2，H2O和H2)发生 化学反应的能力。反应性强的煤在气化和燃烧过程 中反应速率快、效率高。
CO CO2 2CO

C + H2O
CO + H2
CH4 H2 + CO2 CH4 + H2O H2S+COS NH3+HCN
Oxygen Steam
C + 2H2 CO + H2O CO + 3H2 〔S〕 〔N〕
Gasifier Gas Composition (Vol %) H2 25 - 30 CO 30 - 60 CO2 5 - 15 H2O 2 - 30 CH4 0-5 H2S 0.2 - 1 COS 0 - 0.1 N2 0.5 - 4 Ar 0.2 - 1 NH3 + HCN 0 -0.3 Ash/Slag/PM
Lurgi（鲁奇） U-Gas，Winkler（温克勒）， AFB GE-Texaco（德士古）,Shell（壳 牌）,GSP,E-Gas,K-T
● 固定床气化 ● 流化床气化 ● 气流床气化
4.2 三种工艺的工作原理
4.3 煤气化的三种工艺 技术和特性
1.移动(固定）床气化过程
移动床气化需要块状原料；



空气煤气

定义：以空气为气化剂生成的煤气。 主要成分： N2，CO，CO2，H2。 特点：热值低，主要作为化学工业原料，煤气发动机燃料等。
煤 气
混合煤气
定义：以空气和适量水蒸气为气化剂生成的煤气。 主要成分： N2，CO，H2，CO2。 特点：工业上一般用作燃料。
水煤气
- 煤转化过程以煤气化为“龙头”， - 煤气化构成了煤化工工艺的主要成本
煤炭气化技术
就是将固 体煤变成气 态烃, CO , H2气体等的 技术
其目的就 是获得清洁 能源和化工 原料
新型煤化 工的一个重 要单元
气化产品--煤气
1.4 煤气化的重要意义
煤气化是发展煤基液体 燃料合成、先进的IGCC发 电、多联产系统、制氢、 燃料电池、直接还原炼铁 等过程工业的基础。
定义：以水蒸气为气化剂生成的煤气。 主要成分： H2，CO，CO2，N2。 特点：H2和CO含量达85％以上，一般用作化工原料和城市煤气 定义：以水蒸气加适量的空气或富氧空气为气化剂生成的煤气 主要成分： H2，CO，N2，CO2。 特点：（H2+CO）=3N2（质量），一般用来合成氨
半水煤气
煤气的组成成分
水入口 水出口
气流床－GE炉流程
气化炉 水 煤 氧 磨煤 水煤浆 水煤浆 氧 酸性气体 旋风分离 水洗 合成气
锁斗 水煤浆泵 渣
热水 蒸发塔
气流床－GE商业装置（山东德州）
壳牌（Shell）气化反应装置