煤气化技术的现状和发展趋势
1、水煤浆加压气化
1.1 德士古水煤浆加压气化工艺（TGP）
美国Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发了水煤浆气化技术，TGP 工艺采用水煤浆进料，制成质量分数为60%~65％的水煤浆，在气流床中加压气化，水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气，液态排渣。

气化压力在2.7~6.5MPa，提高气化压力，可降低装置投入，有利于降低能耗；气化温度在1 300~1 400℃，煤气中有效气体（CO+H2）的体积分数达到80％，冷煤气效率为70％~76％，设备成熟，大部分已能国产化。

世界上德士古气化炉单炉最大投煤量为2 000t/d。

德士古煤气化过程对环境污染影响较小。

根据气化后工序加工不同产品的要求，加压水煤浆气化有三种工艺流程：激冷流程、废锅流程和废锅激冷联合流程。

对于合成氨生产多采用激冷流程，这样气化炉出来的粗煤气，直接用水激冷，被激冷后的粗煤气含有较多水蒸汽，可直接送入变换系统而不需再补加蒸汽，因无废锅投资较少。

如产品气用作燃气透平循环联合发电工程时，则多采用废锅流程，副产高压蒸汽用于蒸汽透平发电机组。

如产品气用作羟基合成气并生产甲醇时，仅需要对粗煤气进行部分变换，通常采用废锅和激冷联合流程，亦称半废锅流程，即从气化炉出来粗煤气经辐射废锅冷却到700℃左右，然后用水激冷到所需要的温度，使粗煤气显热产生的蒸汽能满足后工序部分变换的要求。

1.2 新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化
新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化技术是最先进煤气化技术之一，是在德士古水煤浆加压气化法的基础上发展起来的。

2000 年，华东理工大学、鲁南化肥厂（水煤浆工程国家中心的依托单位）、中国天辰化学工程公司共同承担的新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉中试工程，经过三方共同努力，于7 月在鲁化建成投料开车成功，通过国家主管部门的鉴定及验收。

2001 年2 月10 日获得专利授权。

新型气化炉以操作灵活稳定，各项工艺指标优于德士古气化工艺指标引起国家科技部的高度重视和积极支持，主要指标体现为：有效气成分（CO+H2）的体积分数为~83％，比相同条件下的ChevronTexaco 生产装置高1.5~2.0 个百分点；碳转化率＞98％，比ChevronTexaco 高2~3 个百分点；比煤耗、比氧耗均比ChevronTexaco 降低7％。

新型水煤浆气化炉装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，同时综合能耗比德士古水煤浆气化低约7％。

其中第一套装置日投料750t 能力新型多喷嘴对置水煤浆加压气化炉于2004 年12 月在山东华鲁恒升化学有限公司建成投料成功，运行良好。

另一套装置两台日投煤1 150t 的气化炉也在兖矿国泰化工有限公司于2005 年7 月建成投料成功，并于2005 年10 月正式投产，2006 年已达到并超过设计能力，目前运行状况良好。

该技术在国内已获得有效推广，并已出口至美国。

2、干粉煤加压气化工艺
2.1 壳牌干粉煤加压气化工艺（SCGP）
Shell 公司于1972 年开始在壳牌公司阿姆斯特丹研究院（KSLA）进行煤气化研究，1978 年第一套中试装置在德国汉堡郊区哈尔堡炼油厂建成并投入运行，1987 年在美国休斯顿迪尔·帕克炼油厂建成日投煤量250~400t 的示范装置，1993年在荷兰的德姆克勒（Demkolec）电厂建成投煤量2 000t/d 的大型煤气化装置，用于联合循环发电（IGCC），称作SCGP 工业生产装置。

装置开工率最高达73％。

该套装置的成功投运表明SCGP 气化技术是先进可行的。

Shell 气化炉为立式圆筒形气化炉，炉膛周围安装有由沸水冷却管组成的膜式水冷壁，其内壁衬有耐热涂层，气化时熔融灰渣在水冷壁内壁涂层上形成液膜，沿壁顺流而下进行分
离，采用以渣改渣的防腐办法，基本解决了高温耐火材料损坏严重和检修频繁的难题。

水冷壁与筒体外壳之间留有环形空间，便于输入集水管和输出集汽管的布置，便于水冷壁的检查和维修；环形空间内充满温度为250~300℃的有压合成气。

Shell 工艺具有的特点是：对气化原料煤有较宽的适应性，可适应更高灰熔点的煤；碳转化率高达99％以上，甲烷含量极低，煤气中有效气体（CO+H2）达到90％以上，采用干法进料，与湿法水煤浆气化工艺相比，氧耗低，单炉生产能力大，运转周期长，工业化应用单台炉日处理煤量已达2 000t；热效率高，冷煤气效率80%~85％，是一种比较理想的煤气化技术。

2.2 GSP 干粉煤加压气化
GSP 工艺是原民主德国VEB Gaskombiant 的黑水泵公司于1976 年开始研究开发的干煤粉加压气化技术，进料的形式为两种，即干粉煤和液体进料，1985 年实现工业化应用。

目前，工业化气化炉单台气化炉的生产能力可达2 000t/d 煤，气化压力为4.0MPa，GSP 气化炉采用盘管式水冷壁气化炉结构，对气化粉煤的粒度要求较为宽松，工业化装置气化原料煤的质量分数有24.5％＞0.2mm 的条件下，一次性碳转化率可达98％以上；喷嘴和水冷壁的使用寿命长，气化炉的可用率高，气化炉开、停车灵活，所需时间短，气化炉操作弹性大，负荷调节灵活。

GSP 煤气化技术具有一些技术上的优势，神华宁夏煤业引进一套GSP粉煤加压气化工艺用于生产甲醇，2009 年投料试车，因此在投资和经济性等方面尚未在国内得到工业化装置的验证。

3 煤气化技术的工业选择及发展趋势
煤炭在我国能源生产与消费结构中一直占主导地位，近几年，我国大规模的煤化工项目相继开工建设并投产运行，作为煤化工的核心和关键技术的煤气化技术主要用于以下几个方面：
（1）生产燃料煤气，通过选用不同的气化方法，可以制得低、中、高三种热值燃气，以满足钢铁工业、化学工业、联合循环发电（IGCC）和民用等不同对象的要求；
（2）生产合成气，用作合成氨、合成甲醇和甲醚以及合成油的原料气；
（3）生产氢，煤气化制氢将是未来氢能经济的主要技术路线。

德士古水煤浆加压气化工艺（TGP）、壳牌干粉煤加压气化工艺（SCGP）和新型（多喷嘴对置式）水煤浆加压气化技术在国内都已得到了规模化应用，其应用效果均已得到工业化验证，GSP 技术在我国也已开始建设，神华宁煤和山西兰花煤化工集团将分别于2009 年和2010 年投料试车，其经济性和装置性能将得到有效验证。

因此在煤气化技术的选择上应根据煤种的变化选择合适的气化技术，如果气化煤灰熔点较低且成浆性能较好，则可以选择水煤浆气化，也可以选择干煤粉气化，水煤浆技术应为优选；气化煤灰熔点较高时则只能选择干煤粉气化；气化工艺的选择要使产品和需求保持一致，与煤气化后续流程相结合；同时还要考虑装备运行的可靠性、投资与成本的经济性以及环境可接受性等。

煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来源，因此发展洁净煤气化技术，提高煤炭利用率是我国煤炭发展战略的必然选择，作为高洁净、高效利用煤炭的先进技术之一的煤炭气化技术是我国能源领域重点发展对象。

从当前煤气化技术的发展趋势看，有以下特点：①提高对多煤种的适应性，能气化任意煤种；②大型化，提高气化能力和气化效率；③采用加压气化工艺，提高气化强度，节约压缩能耗或实现等压合成，减少带出物损失：④环境友好，环保问题少，污染小；⑤研制和简化新工艺和新型气化炉结构，降低基本建设投资和操作费用，并与其它技术联合应用等。