煤气化工艺技术的简要概述
关键词：煤气化技术，清华炉介绍，各种煤气化概述，工艺
浅议分析
王润滨（延长中煤榆林能源化工甲醇气化）
先后从事过2800cm、3200cmGE工艺，2800cm清华炉工艺，3200
西北多元料将工艺的原始开、试车工作
清华炉(非熔渣—熔渣氧气分级气化技术)
2007年10月23日清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）通过国家72小时连续运行考核。两年的运行实践和考核结果表明：消化吸收国外技术，自主开发创新的非熔渣—熔渣分级气化技术已经成熟，采用该技术的工业装置运行稳定，开工率高，自第一次化工投料始，年运转率达94%，年负荷率达120%，气化炉的投资／能力比传统水煤浆气化炉低20%，到2009年4月止又有五套清华炉气化装置投入建设之中。
1.清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）发展背景和技术简介
1.1、清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）简介
清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）从化学反应过程上与现有气流床煤气化技术有本质区别，是具有独立知识产权的新型专利技术。与传统气流床煤气化技术不同，清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）通过氧气的分级加入，将煤的气化反应过程从3个阶段变为5个阶段，即脱水分和挥发份→燃烧→气化→再燃烧→再气化。
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由于氧气分级供给，其一，气化炉主烧嘴给氧量与反应需氧化学当量脱离约束，减少了主烧嘴的氧化负荷，改善了主烧嘴的工作环境，延长了其运行周期，工程实践中最长运行周期已达到106天。其二，比不分级气化炉轴向温度均衡，长径比可加大，同样直径气化炉的生产能力大于国内外其他水煤浆气化技术的气化炉。其三，改善了炉内的温度场，提高了炉内的平均气化温度，使有效气体成份提高1%~2%。由于炉内高温区在二次进氧的范围内，平均炉温高，出渣区域接近高温区域，扩大了煤种的适应性。
清华炉(非熔渣—熔渣分级气化技术)主要技术原理是将煤炭加工成粉状(水煤浆或干粉)，加压送入部分氧化气化炉中生产合成气。其原料(水煤浆、干煤粉或者其它含炭物质)通过给料机构和燃料喷嘴进入气化炉的第一段，采用纯氧作为气化剂，采用其它气体，如氧气或与氧气以任意比例相混合的二氧化碳、氮气、水蒸气等作为预混气体调节控制第一段氧气的加入比例，使第一段的温度保持在灰熔点以下；在第二段再补充部分氧气，使第二段的温度达到煤的灰熔点以上并完成气化过程。该技术主要创新点是：氧化分级供给使气化炉主烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的炭与氧的化学当量比约束，使炉内温度更加均匀，平均温度提高，有利于煤的转化；由于氧的分级供给，为主烧嘴降低炭氧比创造了条件，采用特有的预混程度控制技术调整火焰中心的温度，降低主烧嘴附近的温度，延长烧嘴使用寿命。
该技术的特点是：通过氧气分级供给，气化炉主煤嘴和侧壁氧气
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喷嘴分别向气化炉内加氧，使气化炉主烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的碳与氧的化学当量比约束，改变了主烧嘴局部区域氧化强度过高的状态，使气化炉轴向温度均衡并有所提高，充分发挥气化炉全容积的气化功能。同时，在主烧嘴中心通道采用氧化含量从0～100%的不同气体作为主烧嘴预混气体，不仅调整了火焰中心的温度，而且调整了火焰中心距主烧嘴端面的距离，有利于降低主烧嘴端部温度，延长其使用寿命。采用该技术生产甲醇时，将CO作预混气体，不仅可以保护主烧嘴，还可以使气化炉内起控制作用的变换反应向CO方向移动，提高有效气体成分。
注：有效气组成与原料煤质量相关，当煤质较差时有效气体成分（CO+H2）可达75%~85%；采用神木煤时有效气体成分（CO+H2）可达88.5%。
清华大学热能工程系研究开发的“非熔渣－熔渣分级气化技术”
该科技成果的鉴定是清华大学热能工程系岳光溪教授课题组在大规模气流床煤气化研发领域的重要突破，表明清华大学已成为国内煤气化技术研发的主要基地之一。目前清华大学热能工程系正在进行下一代水冷壁气化炉的研究开发和干粉泵的研制工作。
大规模气流床气化是当前国际上煤气化技术发展的主流技术，同时也是我国煤代油、煤化工、多联产的核心技术之一，是当前洁净煤技术的研发热点。非熔渣－熔渣分级气化技术是清华大学与北京达立科科技有限公司提出的具有完全自主知识产权的新型气流床煤气化技术，该技术的研发先后得到了国家科技部高技术研究发展（863）
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计划课题、重点基础研究发展（973）计划课题、国家发展与改革委员会高新技术产业化专项项目的支持，由清华大学热能工程系负责自主研究开发、北京达立科科技有限公司负责组织设计与工程实施、采用该技术的两台日处理500吨煤的煤气化炉于2006年1月在山西丰喜肥业（集团）股份有限公司建成投产，配套年产10万吨的甲醇工程。
该技术开发过程科学合理；该技术采用氧气分级加入气化炉内，改善了气化炉烧嘴的运行环境和优化气化炉的轴向温度分布，使主烧嘴附近温度降低，有助于延长烧嘴寿命；气化炉内的温度分布更加均匀，有利于碳的转化，具有创新性；经连续考核运行表明：该气化装置运行平稳，自动化程度高，安全可靠，操控性能良好；与本装置采用不分级气化运行结果相比，合成气中有效气成分提高1～2个百分点，碳转化率、比氧耗、比煤耗均有所改善，处于水煤浆气化技术的国际先进水平。
清华炉(非熔渣—熔渣分级气化技术)主要技术原理是将煤炭加工成粉状(水煤浆或干粉)，加压送入部分氧化气化炉中生产合成气。其原料(水煤浆、干煤粉或者其它含炭物质)通过给料机构和燃料喷嘴进入气化炉的第一段，采用纯氧作为气化剂，采用其它气体，如氧气或与氧气以任意比例相混合的二氧化碳、氮气、水蒸气等作为预混气体调节控制第一段氧气的加入比例，使第一段的温度保持在灰熔点以下；在第二段再补充部分氧气，使第二段的温度达到煤的灰熔点以上并完成气化过程。该技术主要创新点是：氧化分级供给使气化炉主烧
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嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的炭与氧的化学当量比约束，使炉内温度更加均匀，平均温度提高，有利于煤的转化；由于氧的分级供给，为主烧嘴降低炭氧比创造了条件，采用特有的预混程度控制技术调整火焰中心的温度，降低主烧嘴附近的温度，延长烧嘴使用寿命。
1.2、清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）的发展背景
由于世界性的油、气短缺、价格上扬，特别是中国多煤少油贫气的资源特点，使煤气化技术在中国进入了发展的快车道。北京达立科公司与清华大学、丰喜肥业共同所有，由北京达立科公司经营的清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）也取得令人满意的实质性进展。清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）前期得到国家863计划支持，课题编号：2002AA 529050，2005年已由科技部组织验收。
技术实施阶段得到国家发改委支持，列为2006年度国家重点新能源的高新技术产业化专项项目，文件编号《发改办高技【2006】2352号》，2007年已经通过国家级考核和鉴定。
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