煤炭氣化技術(shù)雖有很多種不同的分類方法，  但一般常用按生產(chǎn)裝置化學(xué)工程特  征分類方法進行分類，或稱為按照反應(yīng)器形式分類。氣化工藝在很大程度上影響煤  化工產(chǎn)品的成本和效率，采用高效、低耗、無污染的煤氣化工藝  (  技術(shù)  )  是發(fā)展煤化  工的重要前提，其中反應(yīng)器便是工藝的核心，可以說氣化工藝的發(fā)展是隨著反應(yīng)器  的發(fā)展而發(fā)展的，為了提高煤氣化的氣化率和氣化爐氣化強度，改善環(huán)境，新一代  煤氣化技術(shù)的開發(fā)總的方向，氣化壓力由常壓向中高壓（  8.5   MPa  ）發(fā)展；氣化溫  度向高溫（  1500  ～  1600  ℃）發(fā)展；氣化原料向多樣化發(fā)展；固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展。

1  固定床氣化        固定床氣化也稱移動床氣化。固定床一般以塊煤或焦煤為原  料。煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底加入。流動氣體的上升力不致使固體顆粒的  相對位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于相對固定狀態(tài)，床層高度亦基本保持不變，因  而稱為固定床氣化。另外，從宏觀角度看，由于煤從爐頂加入，含有殘?zhí)康臓t渣自  爐底排出，氣化過程中，煤粒在氣化爐內(nèi)逐漸并緩慢往下移動，因而又稱為移動床  氣化。           （  1  ）固定床間歇式氣化爐（  UGI  ）     以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸  氣為氣化劑，在常壓下生產(chǎn)合成原料氣或燃料氣。該技術(shù)是  30  年代開發(fā)成功的，  投資少，容易操作，目前已屬落后的技術(shù)，其氣化率低、原料單一、能耗高，間歇  制氣過程中，大量吹風(fēng)氣排空，每噸合成氨吹風(fēng)氣放空多達  5 000 m  3  ，放空氣體中  含  CO  、  CO  2  、  H  2  、  H  2  S  、  SO  2  、  NOx  及粉灰；煤氣冷卻洗滌塔排出的污水含有焦油、  酚類及*化物，造成環(huán)境污染。我國中小化肥廠有  900  余家，多數(shù)廠仍采用該技術(shù)  生產(chǎn)合成原料氣。隨著能源政策和環(huán)境的要來越來越高，不久的將來，會逐步為新  的煤氣化技術(shù)所取代。              （  2  ）魯奇氣化爐        30  年代德國魯奇（  Lurgi  ）公司開發(fā)成功固定床連續(xù)塊煤氣  化技術(shù)，由于其原料適應(yīng)性較好，單爐生產(chǎn)能力較大，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。氣  化爐壓力（  2.5  ～  4.0  ）  MPa  ，氣化反應(yīng)溫度（  800  ～  900  ）℃，固態(tài)排渣，氣化爐已  定型（  MK-1  ～  MK  －  5  ）  ，其中  MK  －  5  型爐，內(nèi)徑  4.8m  ，投煤量（  75  ～  84  ）噸  /h  ，  粉煤氣產(chǎn)量（  10  ～  14  ）萬  m  3  /h  。煤氣中除含  CO  和  H  2  外，含  CH  4  高達  10%  ～  12%  ，  可作為城市煤氣、人工天然氣、合成氣使用。缺點是氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、爐內(nèi)設(shè)有破  粘和煤分布器、爐篦等轉(zhuǎn)動設(shè)備，制造和維修費用大；入爐煤必須是塊煤；原料來  源受一定限制；  出爐煤氣中含焦油、  酚等，  污水處理和煤氣凈化工藝復(fù)雜、  流程長、  設(shè)備多、爐渣含碳  5%  左右。針對上述問題，  1984  年魯奇公司和英國煤氣公司聯(lián)合  開發(fā)了液體排渣氣化爐（  BGL  ）  ，特點是氣化溫度高，灰渣成熔融態(tài)排出，炭轉(zhuǎn)化  率高，合成氣質(zhì)量較好，煤氣化產(chǎn)生廢水量小并且處理難度小，單爐生產(chǎn)能力同比  提高  3  ～  5  倍，是一種有發(fā)展前途的氣化爐。     2  流化床氣化           流化床氣化又稱為沸騰床氣化。其以小顆粒煤為氣化原料，  這些細顆粒在自下而上的氣化劑的作用下，  保持著連續(xù)不斷和無秩序的沸騰和懸浮  狀態(tài)運動，迅速地進行著混合和熱交換，其結(jié)果導(dǎo)致整個床層溫度和組成的**。流化床氣化能得以迅速發(fā)展的主要原因在于：  （  1  ）生產(chǎn)強度較固定床大。  （  2  ）直接使用小顆粒碎煤為原料，適應(yīng)采煤技術(shù)發(fā)展，避開了塊煤供求矛盾。  （  3  ）對煤種煤  質(zhì)的適應(yīng)性強，可利用如褐煤等高灰劣質(zhì)煤作原料。     （  1  ）循環(huán)流化床氣化爐  CFB         魯奇公司開發(fā)的循環(huán)流化床氣化爐（  CFB  ）  可氣化各種煤，也可以用碎木、樹皮、城市可燃垃圾作為氣化原料，水蒸氣和氧氣  作氣化劑，氣化比較*，氣化強度大，是移動床的  2  倍，碳轉(zhuǎn)化率高（  97%  ）  ，爐  底排灰中含碳  2%  ～  3%  ，氣化原料循環(huán)過程中返回氣化爐內(nèi)的循環(huán)物料是新加入原  料的  40  倍，爐內(nèi)氣流速度在（  5  ～  7  ）  m/s  之間，有很高的傳熱傳質(zhì)速度。氣化壓力  0.15MPa  。  氣化溫度視原料情況進行控制，  一般控制循環(huán)旋風(fēng)除塵器的溫度在  （  800  ～  1050  ）℃之間。魯奇公司的  CFB  氣化技術(shù)，在*已有  60  多個工廠采用，正在  設(shè)計和建設(shè)的還有  30  多個工廠，在世界市場處于**地位。     （  2  ）灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)           灰熔聚煤氣化技術(shù)以小于  6mm  粒徑的  干粉煤為原料，用空氣或富氧、水蒸氣作氣化劑，粉煤和氣化劑從氣化爐底部連續(xù)  加入，在爐內(nèi)（  1050  ～  1100  ）℃的高溫下進行快速氣化反應(yīng)，被粗煤氣夾帶的未完  全反應(yīng)的殘?zhí)己惋w灰，經(jīng)兩極旋風(fēng)分離器回收，再返回爐內(nèi)進行氣化，從而提高了  碳轉(zhuǎn)化率，  使灰中含磷量降低到  10%  以下，  排灰系統(tǒng)簡單。  粗煤氣中幾乎不含焦油、  酚等有害物質(zhì)，煤氣容易凈化，這種**的煤氣化技術(shù)中國已自行開發(fā)成功。該技  術(shù)可用于生產(chǎn)燃料氣、合成氣和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，特別用于中小氮肥廠替代間歇式固  定床氣化爐，以煙煤替代無煙煤生產(chǎn)合成氨原料氣，可以使合成氨成本降低  15%  ～  20%  ，具有廣闊的發(fā)展前景。     3  氣流床氣化        氣流床氣化是一種并流式氣化。  從原料形態(tài)分有水煤漿、  干煤  粉  2  類；從**上分，  Texaco  、  Shell  *具代表性。前者是先將煤粉制成煤漿，用泵  送入氣化爐，  氣化溫度  1350  ～  1500  ℃；  后者是氣化劑將煤粉夾帶入氣化爐，  在  1500  ～  1900  ℃高溫下氣化，殘渣以熔渣形式排出。在氣化爐內(nèi)，煤炭細粉粒經(jīng)特殊噴嘴進  入反應(yīng)室，會在瞬間著火，直接發(fā)生火焰反應(yīng)，同時處于不充分的氧化條件下，因  此，其熱解、燃燒以吸熱的氣化反應(yīng)，幾乎是同時發(fā)生的。隨氣流的運動，未反應(yīng)  的氣化劑、熱解揮發(fā)物及燃燒產(chǎn)物裹夾著煤焦粒子高速運動，運動過程中進行著煤  焦顆粒的氣化反應(yīng)。這種運動狀態(tài)，相當于流化技術(shù)領(lǐng)域里對固體顆粒的“氣流輸  送”  ，習(xí)慣上稱為氣流床氣化。     1  ）德士古（  Texaco  ）氣化爐        美國  Texaco(2002  年初成為  Chevron  公司一部  分，  2004  年  5  月被  GE  公司收購  )  開發(fā)的水煤漿氣化工藝是將煤加水磨成濃度為  60  ～65%  的水煤漿，用純氧作氣化劑，在高溫高壓下進行氣化反應(yīng)，氣化壓力在  3.0  ～  8.5MPa  之間，氣化溫度  1400  ℃，液態(tài)排渣，煤氣成份  CO  ＋  H  2  為  80%  左右，不含  焦油、酚等有機物質(zhì)，對環(huán)境無污染，碳轉(zhuǎn)化率  96  ～  99%  ，氣化強度大，爐子結(jié)構(gòu)  簡單，  能耗低，  運轉(zhuǎn)率高，  而且煤適應(yīng)范圍較寬。  目前  Texaco  *商業(yè)裝置是  Tampa  電站，屬于  DOE  的  CCT-3  ，  1989  年立項，  1996  年  7  月投運，  12  月宣布進入驗證運  行。  該裝置為單爐，  日處理煤  2000  ～  2400  噸，  氣化壓力為  2.8MPa  ，  氧純度為  95%  ，  煤漿濃度  68%  ，冷煤氣效率～  76%  ，凈功率  250MW  。     從已投產(chǎn)的水煤漿加壓氣化裝置的運行情況看，主要優(yōu)點：水煤漿制備輸送、  計量控制簡單、安全、可靠；設(shè)備國產(chǎn)化率高，投資省。由于工程設(shè)計和操作經(jīng)驗  的不完善，  還沒有達到長周期、  高負荷、  穩(wěn)定運行的*佳狀態(tài)，  存在的問題還較多，  主要缺點：噴嘴壽命短、激冷環(huán)壽命僅一年、褐煤的制漿濃度約  59%  ～  61%  ；煙煤  的制漿濃度為  65%  ；因汽化煤漿中的水要耗去煤的  8%  ，比干煤粉為原料氧耗高  12%  ～  20%  ，所以效率比較低。     （  2  ）  Destec  （  Global E-Gas  ）氣化爐        Destec  氣化爐已建設(shè)  2  套商業(yè)裝置，都  在美國：  LGT1  （氣化爐容量  2200  噸  /  天，  2.8MPa  ，  1987  年投運）  與  Wabsh Rive  （二  臺爐，一開一備，單爐容量  2500  噸  /  天，  2.8MPa  ，  1995  年投運）爐型類似于  K-T  ，  分*一段（水平段）與第二段（垂直段）  ，在*一段中，  2  個噴嘴成  180  度對置，借  助撞擊流以強化混合，克服了  Texaco  爐型的速度成鐘型（正態(tài)）分布的缺陷，*高  反應(yīng)溫度約  1400  ℃。  為提高冷煤氣效率，  在第二階段中，  采用總煤漿量的  10%  ～  20%  進行冷激  （該點與  Shell  、  Prenflo  的循環(huán)沒氣冷激不同）  ，  此處的反應(yīng)溫度約  1040  ℃，  出口煤氣進火管鍋爐回收熱量。熔渣自氣化爐*一段中部流下，經(jīng)水冷激固化，形  成渣水漿排出。  E-Gas  氣化爐采用壓力螺旋式連續(xù)排渣系統(tǒng)。     （  3  ）  Shell  氣化爐           Shell  氣化爐殼體直徑約  4.5m  ，  4  個噴嘴位于爐子下部同  一水平面上，沿圓周均勻布置，借助撞擊流以強化熱質(zhì)傳遞過程，使爐內(nèi)橫截面氣  速相對趨于均勻。爐襯為水冷壁（  Membrame Wall  ）  ，總重  500t  。爐殼于水冷管排之  間有約  0.5m  間隙，做安裝、檢修用。煤氣攜帶煤灰總量的  20%  ～  30%  沿氣化爐軸  線向上運動，在接近爐頂處通入循環(huán)煤氣激冷，激冷煤氣量約占生成煤氣量的  60%  ～  70%  ，降溫至  900  ℃，熔渣凝固，出氣化爐，沿斜管道向上進入管式余熱鍋  爐。煤灰總量的  70%  ～  80%  以熔態(tài)流入氣化爐底部，激冷凝固，自爐底排出。粉煤  由  N2  攜帶，密相輸送進入噴嘴。工藝氧（純度為  95%  ）與蒸汽也由噴嘴進入，其壓力為  3.3  ～  3.5MPa  。  氣化溫度為  1500  ～  1700  ℃，  氣化壓力為  3.0MPa  。  冷煤氣效率  為  79%  ～  81%  ；  原料煤熱值的  13%  通過鍋爐轉(zhuǎn)化為蒸汽；  6%  由設(shè)備和出冷卻器的煤  氣顯熱損失于大氣和冷卻水。     （  4  ）  GSP  氣化爐        GSP  （  GAS   Schwarze   Pumpe  ）稱為“黑水泵氣化技術(shù)”  ，  由前東德的德意志燃料研究所（簡稱  DBI  ）于  1956  年開發(fā)成功。目前該技術(shù)屬于  成立于  2002  年未來能源公司  (FUTURE   ENERGY   GmbH)  （  Sustec   Holding   AG  子公  司）  。  GSP  氣化爐是一種下噴式加壓氣流床液態(tài)排渣氣化爐，其煤炭加入方式類似  于  shell  ，爐子結(jié)構(gòu)類似于德士古氣化爐。