速地进行混和及热交换，使整个床层温度和物料组成均一。为适应装置大型化的要求，流化床煤气化有向高压发展的趋势，但压力增加，会造成进煤和排灰工段的困难。由于其气化温度较气流床低，且气化煤的颗粒比气流床大，使其气化不彻底，飞灰和渣中的残碳均较高；如果气化原料中小于1mm的粉煤太多，也会造成气化炉带出物多、操作困难及增加消耗等问题，所以流化床煤气化技术发展较慢。
（1）美国U-gas煤气化技术
U-gas煤气化工艺由美国煤气化工艺研究所开发。1993年，上海焦化厂引进U-gas煤气化技术及设备，共有8台气化炉，全套装置于1995年建成投产，由于种种原因，目前这套装置已被拆除。现U-gas煤气化技术归美国综合能源系统有限公司拥有，该公司在山东枣庄建了2台U-gas煤气化炉，气化压力为0.25MPa，现已产出合格煤气。目前该公司正在开发0.5MPa和1.0MPa的气化炉。
（2）灰熔聚流化床煤气化技术
中科院山西煤炭化学研究所进行灰熔聚流化床粉煤气化技术研发已20多年，于1990年完成大规模低压中间试验工作。2001年，常压下单炉处理能力100t/d，配套20kt/a合成氨规模的工业示范装置在陕西省汉中固城化肥厂成功运行，该技术的工业化应用，引起了国内外产业界的重视和关注。但该技术的规模、压力等级等技术指标与化工合成或未来发电的要求还有一定差距，因此研究组近10年来着力进行了加压气化工艺的研发。2005年～2006年设计并建立了可获得工业放大数据和经验的大型加压灰熔聚流化床粉煤气化半工业装置。2007年初完成建设，经半年的设备调试和完善，2007年12月完成了1.0MPa的长周期试验，取得了较好的数据并积累了一定的运行经验。现能够达到的操作压力为0.03MPa～0.6MPa，单台气化炉处理煤的能力为100t/d～300t/d，可配套20kt/a～60kt/a合成氨或甲醇。目前正在实施的工业项目有：（1）山西晋城无烟煤矿业集团有限公司6台0.6MPa灰熔聚流化床粉煤气化装置生产100kt/a汽油所需的化工合成气；（2）内蒙古霍煤双兴煤气化有限责任公司0.6MPa气化装置生产60km3/h煤气；（3）河北石家庄金石化肥厂0.6MPa灰熔聚流化床粉煤气化装置生产50kt/a合成氨等。
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3．气流床气化技术[3] （1）水煤浆气化技术
①德士古气化技术
德士古气化技术（图3）是由美国德士古开发公司开发的。它是将煤磨成水煤浆，加入添加剂、助熔剂等形成黏度为0.8Pa·s～1.0Pa·s、煤浆质量分数为60%以上的浆状物，加压后喷入炉内，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应，在1300℃～1400℃下气化，生产合成原料气。该技术在世界上已有几十套工业化装置正在运行，其中有二十几套在我国，包括陕西渭河化肥厂、上海焦化厂三联供装置、山东鲁南化肥厂和安徽淮南化肥厂等。鲁南化肥厂用于生产合成氨原料气，采用激冷流程，操作压力为3.0MPa；淮南化肥厂年产合成氨30万t，尿素52万t，气化压力6.5MPa，采用激冷流程，气化炉3台，目前运行良好；上海焦化厂三联供装置气化压力4.0MPa，气化炉4台，激冷流程，用于生产甲醇。由于其专利费较高，而国内有自主知识产权的水煤浆气化技术也成功开发，预计未来新建水煤浆气化装置会更多采用国内技术。
图3 德士古气化炉
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②多喷嘴对置式水煤浆气化技术
多喷嘴对置式气化炉（图4）是由华东理工大学开发的一种水煤浆气化技术。2005年10月，兖矿国泰化工有限公司建成2台处理能力为1150t/d的多喷嘴对置式水煤浆气化炉（4.0MPa），并投入运行。多喷嘴对置式气化技术和德士古气化技术相比优势在于：(a)比煤耗和比氧耗分别降低2.2%和7.9%；(b)负荷调节速度快、范围大、适应力强，烧嘴可实现在另一对烧嘴正常工作情况下投运，增加了系统的稳定性；(c)由于单个烧嘴处理的煤量相对较少，烧嘴的运行时间更长。目前国内已投产和在建的装置有十几套，这将是近一段时间我国大型煤化工的主选煤气化技术之一。
图4 多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图
（2）干煤粉气化技术
①壳牌（Shell）气化技术
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Shell气化工艺是由壳牌国际石油公司开发的干法粉煤加压气流床气化技术。1993年在荷兰Buggenum建成日投煤2000t大型商业化装置，用于联合循环发电，目前运行良好，发电效率达到43%，排放物完全满足苛刻的环保要求。Shell煤气化采用废锅流程，可生产较多的蒸汽，适于联合循环发电，如用于生产化工产品，还要加蒸汽变换，所以废锅流程在化工行业优势并不明显。我国目前建成和在建Shell
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炉有十几台，根据双环、安庆、洞氮、枝江4家单位的运行情况来看，虽连续运行时间也在慢慢增加，但都存在一些问题，要想长时间连续稳定运行还需继续完善。
②GSP气化技术
GSP气化技术是德国未来能源公司开发的气化技术。1984年在德国黑水泵建成了130MW气化装置（投褐煤量720t/d～750t/d，设计压力为3.0MPa，工作压力2.5MPa，产气量为50000m3/h，气化炉内径1.9m，压力容器外壳内径2.4m），气化原料是德国东部的褐煤。采用激冷流程，高温煤气在激冷室上部被若干水喷头激冷至200℃左右，然后用文丘里除尘器将煤气含尘量降低到1mg/m3以下。目前国内宁煤集团的甲醇制烯烃（MTO）装置采用的是GSP煤气化技术，现尚未投产。
③HT-L气化技术
中国航天集团十一所跟踪国际先进的煤气化技术的发展，开发了HT-L粉煤加压气化技术。该技术具有煤种适应性广、洁净高效、建设和运行费用低等优点，且具有完全的自主知识产权，所有设备均可国产化，非常适应我国对煤炭利用技术的要求。HT-L粉煤加压气化技术充分借鉴吸收了当今世界两大先进煤气化技术的优点，备煤、输煤、燃烧调节系统、气化炉辐射段采用粉煤气流床气化技术，灰渣水、洗涤、净化系统则采用水煤浆工艺的急冷流程技术。濮阳市甲醇厂20万t/a甲醇改扩建工程已采用HT-L气化技术，若濮阳甲醇厂使用状况良好，该技术将会有较快发展。
④两段式干煤粉加压气化技术
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西安热工研究院有限公司开发了两段式干煤粉加压气化技术，气化炉（图5）采用水冷壁炉膛、液态排渣。运行时，向下炉膛内喷入粉煤、水蒸气和氧气，向上炉膛喷入少量粉煤和水蒸气。利用下炉膛的煤气显热进行上炉膛煤的热解和气化反应，以提高总的冷煤气效率；同时显著降低热煤气温度，使得炉膛出口的煤气降温至灰熔融性温度以下，从而省去冷煤气激冷流程。2004年，建成了处理煤量36t/d～40t/d（10MW）的干煤粉加压气化中试装置。2000t/d级两段式干煤粉加压气化炉（废锅流程）已经应用于华能集团“绿色煤电”项目；1000t/d级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）也已应用于内蒙古世林化工有限公司年产30万t甲醇项目。与国外先
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进的干粉煤气化技术相比，冷煤气效率可提高2%～3%，比氧耗低10%～15%。随着该技术的工业化应用，基于其冷煤气效率高、比氧耗低等优势，将会有更大的发展。
图5 干煤粉加压气化中试装置
二、煤气化废水处理技术
（一）煤气化废水处理技术[7]
煤气化废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理的概念上有所不同，这里所述的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。
一级处理包括沉淀、过滤、萃取、汽提等单元，以除去部分灰渣、油类等。一级处理中主要重视有价物质的回收，如用溶剂萃取、汽提、吸附和离子交换等脱酚并进行回收。这不仅避免了资源的流失浪费，而且对废水处理有利。煤气化废水通
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煤气化技术及煤气化废水处理技术
