属于这类炉型的气化炉有UGI炉、鲁奇（Lugri）炉和液态排渣鲁奇（BGL）炉等。 1、UGI炉
世界上第一台气化炉是德国于1882年设计的规模为200t/d的煤气发生炉，1913年在德国OPPAU建设第一套用炭制半水煤气的常压固定层造气炉，能力为300t/d，这种炉后来演变成UGI炉。
固定床气化炉常压UGI炉以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术是20世纪30年代开发成功的，设备容易制造、操作简单、投资少，50年代以来在我国以焦炭或无烟煤为原料的中小氮肥厂广泛采用，全国目前仍有3000多台煤气化炉在运行，最大炉径为3.6m。
但是，在日益重视规模化、环境保护和能源利用率的今天，这种常压煤气化技术设备能力低、三废量大以及必须使用无烟块煤等缺点变得日益突出。
UGI炉目前已属落后的技术，国外早已不再采用。我国中小化肥厂有900余家，多数厂仍采用该技术生产合成氨原料气。这是国情和历史形成的，改变现状还有个过程，但随着能源政策和环境的要求越来越高，不久的将来，会逐步称为新的煤气化技术所取代。 2、Lugri（鲁奇）炉加压气化炉
鲁奇碎煤加压气化技术是20世纪30年代由联邦德国鲁奇公司开发的，属第一代煤气化技术，技术成熟可靠，是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。正在运行中的气化炉达数百台，主要用于生产城市煤气和合成原料气。
鲁奇炉以小块煤为原料，蒸汽-氧连续送风制取中热值煤气。气化床自上而下分干燥、干馏、还原、氧化和灰渣等层，产品煤气经热回收和除油，含有约10%～12%的甲烷和不饱和烃，适宜做城市煤气。粗煤气经烃类分离和蒸汽转化后可作合成气，但流程长，技术经济指标差，对低温焦油及含酚废水的处理难度较大，环保问题不易解决。
与UGI炉相比，Lugri炉有效地解决了UGI炉单炉产气能力小的问题。山西化肥厂单台气化炉最大生产能力达38000m3/h。同时，由于在生产中使用了碎煤，也使煤的利用率得到相应提高。但是，固定床炉的一些关键问题仍然没有能够得到解决。Lugri炉对煤种和煤质要求较高，只能使用弱黏结性烟煤和褐煤，灰熔点（氧化气氛）大于1500℃。对强黏结性、热稳定性差、灰熔点低以及粉状煤则难以使用。第三代Lugri炉在炉内增设了搅拌器用于破焦，但也仅局限与黏结性较小的煤种。Lugri气化工艺的另一个问题是进料用灰锁上、下阀的使用寿命，长期以来这种阀门是从国外进口，其最长的使用寿命仅为5～6个月，明显增加了运行成本。究其原因，真正的问题存在于固定层气化工艺本身。
3、液态排渣鲁奇炉（BGL）
1984年鲁奇公司和英国煤气公司联合开发了BGL液态排渣鲁奇炉，将固体燃料全部气化生产燃料气和合成气。
液态排渣法固定床加压气化具有一系列优点，因而受到广泛重视。但是由于高温、高压的操作条件，对于炉衬材料、熔渣池的结构和材质以及熔渣排出的有效控制都有待于不断改进。
（四）、流化床煤气化工艺的现状及趋势
为了提高生产强度，并能够利用反应活性较好的褐煤资源，德国在20世纪20年代开发了温克勒（Winkler）气化炉，这是最早的流化床煤气化方法了第一个工业生产装置1926年在德国投入运行，以后世界各国共建约70多台温克勒气化炉，我国的吉林和兰州也有这种工业炉。这种流化床气化炉产生的气体含甲烷较少，适用于生产合成氨、氢气和发电。
煤的流化床气化就是指气化反应是在以气化剂与煤形成的流化床内进行的。通常要用气化剂使煤流化，煤的粒度及不能过大，大粒度煤不易流化，粒度过小又常易被气流带出。而流化床气化用煤的粒度是0～6mm或0～10mm，但亦不希望1mm以下的细粉过多。 1、流化床气化的种类
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流化床有浓相与稀相之别。应用在流化床气化炉的结构上又有鼓泡床和喷射床不同形式。有的喷射床底做成锥形，在炉径扩大后，喷口可由多个喷嘴组成，在底部床内中心形成一个隐埋得喷泉，可以改善流化效果。喷射床与鼓泡床不同之处是一旦形成喷泉后，通过床层阻力降要比鼓泡床小；横向的传质、传热要优于单纯鼓泡床。 2、几种典型的流化床煤气化炉
1) 温克勒气化工艺和高温温克勒气化法
温克勒煤气化工艺与高温温克勒气化法是流化床技术发展过程中最早用于工业生产的。优于常压的温克勒气化炉存在种种问题，至今仍在运行的不多。针对这些问题发展了高温的温克勒气化法，即提高温克勒法的压力和温度，生产合成气；另外，又以氢为气化剂，取代氧和蒸汽，生产代用天然气，即开发煤的加氢气化法（HKV）。
2) 灰团聚流化床煤气化
所谓灰团聚煤气化是使煤灰在炉内形成含碳量低的团聚物排出，碳的转化率可以达到96%以上，这种气化方式可以再炉内进行脱硫，效率达到89%～90%，煤气可不经过脱硫直接用作动力煤气。典型的炉型有U-Gas气化法和KRW加压流化床气化炉。中科院山西煤化所在此基础上也开发了类似的灰团聚流化床煤气化工艺，在中试装置上去取得了大量的数据和运行经验，并有工业化装置成功运行。
灰团聚煤气化炉内衬绝热层和耐火砖。粉碎为6mm以下的碎煤干燥后由循环煤气或空气进行气流输送，由中央进料喷嘴送入气化炉燃烧段。粉煤在喷射区附近急速脱除挥发分生成半焦。同时喷入的气化剂（蒸汽、氧或富氧空气的混合物）在喷口处形成一个射流高温燃烧区，使煤和煤焦发生燃烧反应。射流燃烧段的高温提供了气化反应所需的热量，也确保了脱挥发分过程中生成的焦油和轻油的充分热解。
3) Lugri循环流化床气化炉
Lugri公司以生产流化床燃煤锅炉和增压固定床气化炉而闻名。近年来，该公司利用其在流化床煤燃烧方面的技术，正在大力开展流化床煤气化技术的研究。
（五）、气流床煤气化工艺的现状及趋势
粉煤由气化剂夹带入炉，进行并流式燃烧和气化反应（火焰反应）。受气化空间的限制，反应时间很短（1～10s）。为弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粒度很细（<0.1mm），以保证有足够的反应面积。
并流气化气固相对速率低，气化反应时朝着反应物浓度降低的方向进行。为增加反应推动力，提高反应速率，必须提高反应温度，采用液态排渣是并流气化的必然结果。已工业化的并流气化气流床的炉型有：常压气流床粉煤气化，即K-T炉；水煤浆加压气化，即Texaco(德士古)炉和Destec（现E-Gas）炉；粉煤加压气化，即SCGP（Shell煤气化工艺）和Prenflo（加压气流床）等炉型。
气流床粉煤气化的反应机理与固定床块煤气化略有不同，主要是气化区干燥、干馏、还原和氧化等阶段不是截然分开，而是交叉进行，挥发物的逸出和燃烧几乎是同时进行的。
几种典型的气流床气化炉。 1、K-T炉
K-T气化工艺时最早工业化的常压气流床粉煤气化方法（又称GKT法），第一台工业化K-T炉1949年建在法国。至今世界上已先后建了47台炉子，其中39台为气化粉煤炉。据介绍以前在西方以煤为原料生产合成氨，有90%用K-T炉生产原料气。
K-T煤气化法的工艺流程可分为5个部分：（1）粉煤制备（破碎机干燥）；（2）粉煤的给料；（3）气化炉；（4）废热回收；（5）煤气除尘冷却系统。
K-T炉的主要缺点是氧耗高，而且在常压下操作，对于低活性的煤，要达到高转化率还是有困难的。特别是常压下操作带来许多经济上和操作上的问题。诸如为了回收煤气显热，所需的热交换设
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备大而且不经济。另外在低压下除尘效率也不高，而且在气体脱硫之前，煤气尚需升压，这又显著地增加了辅助动力的费用。 2、德士古炉
德士古气化炉有两种设计形式，即直接激冷方式的气化炉和装有煤气冷却器的气化炉。在这两个方案中气化部分结构则是完全相同的，主要差别在于对高温粗煤气所含的显热的回收利用。 在激冷式气化炉中，温度高达1370℃的粗煤气在激冷室中用水喷淋，激冷到200～260℃，进而去除灰和脱硫。显然，在激冷过程中会使粗煤气损失掉一部分物理显热，它大约等于地位发热量的10%。
而装有煤气冷却器的气化炉又称为全热能回收式气化炉，它通过辐射冷却器和对流冷却器，可把粗煤气的温度从1370℃降低到400℃左右，借以加热锅炉的给水，使之产生相当数量的水蒸气。这能大大提高热煤气的效率，合理利用了能量，但是冷却器价格昂贵、设备庞大。
3、Destec气化炉（现E-Gas炉）
Destec气化炉也采用水煤浆，气化炉设两段反应区，大大提高了冷煤气效率。采用连续排渣的方式，最大连续运行时间是6个月。
4、Shell气化炉
针对K-T炉存在的问题，又进一步开发了加压下操作的干法进料的气流床气化法。主要有两种：①Shell法；②Prenflo法。
Shell法原名Shell-Koppers法，它组合了Shell国际石油公司在高压下油气化的经验和柯伯斯公司
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在煤气化方面的经验。
Shell气化法流程如图3-5所示。原煤经粉碎、干燥至含水量<2%，粒度90%通过170目的筛孔，入常压和加压煤仓，粉煤用氮气浓相（400g/m3）输入气化炉。气化炉也设置相对称的烧嘴，蒸汽、氧气和煤粉在炉内反应温度超过1370℃.高温下煤灰熔融，沿水冷的耐火衬里壁流入水浴而固化，通过锁斗而排出。粗煤气含有少量的未燃炭和相当量的熔融灰，用循环冷煤气激冷到900～1100℃，以避免黏性灰渣进入废热锅炉。废热锅炉使煤气冷却到300℃，然后煤气再经除尘和水洗系统，送出合格的煤气（其中一部分返回到气化炉用于激冷粗煤气）。
Shell煤气化的主要特点如下：
? 可以使用褐煤、烟煤和沥青砂等多种煤，碳转化率达98%以上。煤中含的硫、氧、灰分及结焦
性差异对过程均无显著影响。 ? 产品气中（CO+H2）含量达90%以上，适宜作合成气，特别是煤气中CO2相当少，可以大大减少酸性气体处理的费用，气化产物中无焦油等。
? 由于采用干法进料，既降低了氧耗又增加了冷煤气效率，干法进料比湿法进料约高两个百分点，但干法进料提高气化压力是有限度的，不如煤浆进料可根据需要提高操作压力。 ? 单炉生产能力大，装置处理能力可高达3000t/d。
? 符合环保要求，粗煤气中硫和氨很容易被清除，煤中大部分灰分变成玻璃状的固体，可做建筑
材料。 5、Prenflo气化炉
Prenflo气化炉也是气流床式的，它基本上与Shell气化炉相仿，也采用干煤粉供煤方式。碳的转化率也高达99%以上。它装有4个煤粉燃烧器，也装设水冷管套，在管套内产生饱和蒸汽。 6、GSP气化炉
GSP气化炉由原民主德国的燃料研究所开发，是一下喷式加压气流床液态排渣气化炉，操作压力2.5～3.0MPa，用粉煤、氧气鼓风，其结构及工作原理与德士古气化炉类似。
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