概　　述

　　氣化過程是煤炭的一個(gè)熱化學(xué)加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可 煤氣化原理

　　氣化過程是煤炭的一個(gè)熱化學(xué)加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時(shí)所得的可燃?xì)怏w成為煤氣，對(duì)于做化工原料用的煤氣一般稱為合成氣（合成氣除了以煤炭為原料外，還可以采用天然氣、重質(zhì)石油組分等為原料），進(jìn)行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐或氣化爐。

　　煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化。一般包括熱解和氣化和燃燒四個(gè)階段。干燥屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發(fā)。其他屬于化學(xué)變化，燃燒也可以認(rèn)為是氣化的一部分。煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進(jìn)一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量揮發(fā)性物質(zhì)（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時(shí)煤粘結(jié)成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮?dú)?、硫化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化反應(yīng)包括很多的化學(xué)反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳與氧的反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。

　　主要反應(yīng)有：
　　1、水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)
　　C+H2O=CO+H2-131KJ/mol
　　2、水煤氣變換反應(yīng)
　　CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol
　　3、部分氧化反應(yīng)
　　C+0.5 O2=CO+111KJ/mol
　　4、完全氧化（燃燒）反應(yīng)
　　C+O2=CO2+394KJ/mol
　　5、甲烷化反應(yīng)
　　CO+2H2=CH4+74KJ/mol
　　6、Boudouard反應(yīng)
　　C+CO2=2CO-172KJ/mol
　　
煤氣化工藝

　　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(jìn)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(qiáng)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。

固定床氣化
　　固定床氣化也稱移動(dòng)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(dòng)氣體的上升力不致使固體顆粒的相對(duì)位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于相對(duì)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(dòng)，因而又稱為移動(dòng)床氣化。

　　固定床氣化的特性是簡單、可靠。同時(shí)由于氣化劑于煤逆流接觸，氣化過程進(jìn)行得比較完全，且使熱量得到合理利用，因而具有較高的熱效率。

　　固定床氣化爐常見有間歇式氣化（UGI）和連續(xù)式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用于生產(chǎn)合成氣時(shí)一定要采用白煤（無煙煤）或焦碳為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內(nèi)有數(shù)千臺(tái)這類氣化爐，弊端頗多；后者國內(nèi)有20多臺(tái)爐子，多用于生產(chǎn)城市煤氣；該技術(shù)所含煤氣初步凈化系統(tǒng)極為復(fù)雜，不是公認(rèn)的首選技術(shù)。

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(xì)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(yùn)動(dòng)，迅速地進(jìn)行著混合和熱交換，其結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)床層溫度和組成的均一。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(qiáng)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(duì)煤種煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可利用如褐煤等高灰劣質(zhì)煤作。

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；從專利上分，Texaco、Shell最具代表性。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?jiān)匀墼问脚懦?。在氣化爐內(nèi)，煤炭細(xì)粉粒經(jīng)特殊噴嘴進(jìn)入反應(yīng)室，會(huì)在瞬間著火，直接發(fā)生火焰反應(yīng)，同時(shí)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(shí)發(fā)生的。隨氣流的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行著煤焦顆粒的氣化反應(yīng)。這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相當(dāng)于流化技術(shù)領(lǐng)域里對(duì)固體顆粒的“氣流輸送”，習(xí)慣上稱為氣流床氣化。
　　氣流床對(duì)煤種（煙煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有較大的兼容性，國際上已有多家單系列、大容量、加壓廠在運(yùn)作，其清潔、高效代表著當(dāng)今技術(shù)發(fā)展潮流。