煤气化技术的现状及发展趋势

赵锦波，王玉庆

（中国石油化工股份有限公司 科技部，北京 100728）

特约述评

煤气化技术的现状及发展趋势

赵锦波，王玉庆

（中国石油化工股份有限公司 科技部，北京 100728）

综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势，比较了国内外主要的煤气化技术，对当前煤化工技术及产业发展中令人关注的热点，如能量高效转化与合理回收方式、煤种适应性、大型化、装置可靠性、污水处理、技术集成以及产业政策等进行了分析和讨论。

煤气化；气流床；煤催化气化

煤气化技术是现代煤化工的基础［1］，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。

工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。

本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。

1 国内外煤气化技术的发展现状

在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。

中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP 2套，还有正在工业化示范的Lurgi BGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。

1.1 固定床气化技术

固定床气化技术也称移动床气化技术，是世界上最早开发和应用的气化技术。固定床一般以块煤或焦煤为原料，煤（焦）由气化炉顶部加入，自上而下经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层，最后形成灰渣排出炉外，气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层。固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高，入炉煤要有一定的粒（块）度（6～50 mm）和均匀性。煤的机械强度、热稳定性、黏结性和结渣性等指标都与透气性有关，因此，固定床气化炉对入炉原料有很多限制。

大型固定床气化技术包括Lurgi气化技术、BGL气化技术和YM气化技术等。加压固定床气化技术是在常压固定床气化技术基础上发展起来的，主要解决常压固定床气化技术中气化强度低、单炉处理负荷小等缺点，最有代表性的是Lurgi加压气化炉。

BGL气化技术［2］是在Lurgi气化技术基础上发展起来的，该技术最大的改进是降低了蒸汽与氧气的体积比，提高了气化反应区的温度，实现熔融态排渣，从而提高了生产能力，可更适合于灰熔点低的煤和对蒸汽反应活性较低的煤。

1.2 流化床气化技术

气化剂由炉底部吹入，使细粒煤（粒度小于6 mm）在炉内呈并逆流反应，该技术通常称为流化床气化技术。煤粒（粉煤）和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动，在炉上筒体部分呈并流和逆流运动，固体排渣。并逆流气化对入炉煤的活性要求高，同时，炉温低、停留时间短会带来碳转化率低、飞灰含量高、残碳高、灰渣分离困难、操作弹性小等问题。具有代表性的炉型为常压Winkler炉和加压HTW炉、山西煤炭化学研究所灰熔聚技术炉型等。

灰熔聚流化床气化技术［3］是山西煤炭化学研究所于20世纪80年代末到90年代开发成功的一种流化床煤气化技术。在φ300 mm小型气化试验装置（投煤量1 t/d）、φ1 000 mm大型冷态试验装置和φ1 000 mm大型中间试验装置（操作压力0.1～0.5 MPa，投煤量24 t/d）的研究基础上，2001年该技术常压操作的工业装置在陕西城固化肥股份有限公司合成氨装置上运行成功。2008年7月在石家庄金石化肥有限责任公司建设一套加压灰熔聚流化床气化示范装置，投煤量300 t/d，在操作压力0.6 MPa下实现了77 h连续运行。

1.3 气流床气化技术

气流床气化技术采用粉煤或煤浆的进料方式，在气化剂的携带作用下，两者并流接触，煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应。为弥补停留时间短的缺陷，必须严格控制入炉煤的粒度（小于0.1 mm），以保证有足够大的反应面积，灰渣以液态形式排出气化炉。气流床的主要特点是气化温度高、强度大、煤种适应性相对较强、气化指标好。但由于在高温下反应，存在出气化炉的气体显热高、冷煤气效率低、原料消耗高等缺点。

气流床气化技术代表了当前煤气化技术发展的主流趋势，代表技术有GE水煤浆气化技术、康菲E-Gas气化技术、清华达立科分级气化技术、华东理工大学四喷嘴水煤浆气化技术、Shell粉煤气化技术、西门子GSP气化技术、航天炉HT-L技术以及单喷嘴冷壁式（SE）粉煤气化技术等。

1.3.1 GE气化技术

GE气化技术［4-6］是目前应用最广泛、最成熟的气流床煤气化技术之一，气化工艺简单，气化压力高，生产装置压力最高达8.7 MPa。气化炉的主要结构是单喷嘴，采用下喷式，水煤浆进料，大部分气化炉采用水激冷工艺流程；在整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）发电项目中也有气化炉采用废锅流程的。

1.3.2 E-Gas气化技术

E-Gas气化技术最早由Destec公司开发，后被Dow公司收购。气化炉采用“十”字形结构，水煤浆原料，两段气化，粗合成气配置废锅流程。第一段为水平圆筒，在1 316～1 427 ℃的熔渣温度下运行；第二段为内衬耐火材料且垂直于第一段的直立圆筒，该段采用向上气流床形式，有一路煤浆通过喷嘴均匀地分布到第一段来的热煤气中，水煤浆喷入量为总量的10%～15%。第二段是利用第一段煤气的显热来气化在第二段喷入的煤浆，从而将混合物的温度降至1 038 ℃，以保证热回收系统正常工作。

E-Gas气化技术采用多个工艺烧嘴，单台气化炉能力大，采用半焦和细渣循环，提高了碳转化率。煤气净化处理较简单，渣水中不含焦油、酚等有害物质，可以回用制浆，环境污染较少。排渣系统采用特殊的连续排渣结构，降低了气化框架。但气化炉的“十”字形结构限制了操作压力的提高，废锅及排渣系统的特殊结构导致煤种选择范围相对严格。2010年3月，韩国浦项光阳钢铁厂的合成天然气项目许可使用E-Gas气化技术。2012年5月，印度信赖工业公司采用E-Gas气化技术建设全球最大的石油焦/煤气化多联产项目。

1.3.3 多喷嘴对置式水煤浆气化技术

多喷嘴对置式水煤浆气化技术［1］由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂和中国天辰化学工程公司共同开发，2000年完成中试装置（22 t/d）的运转与考核。2002年，先后在山东华鲁恒升化工有限公司和兖矿集团国泰化工有限公司建设了两套多喷嘴对置式水煤浆气化技术的商业性示范装置。与同类技术相比，对于同样煤种，采用该技术的碳转化率提高3百分点以上，比氧耗降低约8%，比煤耗降低2%～3%。

目前，国内多喷嘴对置式水煤浆气化技术已推广到江苏灵谷化工有限公司合成氨项目、神华宁夏煤业集团有限责任公司600 kt/a甲醇项目和陕西未来能源化工有限公司百万t/a煤制油项目等34家企业，运转和在建的气化炉95台，其中，单炉日处理量2 000 t规模的水煤浆大型化国内市场占有率为100%（44台气化炉）。已与美国Valero公司签定技术许可合同，计划建设5台单炉日处理石油焦2 500 t的气化装置，开创了我国大型化工成套技术向发达国家出口的先河。

1.3.4 清华炉气化技术

清华炉气化技术［7］由北京盈德清大科技有限责任公司拥有并负责推广应用。第一代为耐火砖型清华炉技术，2006年1月在山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司投入运行。第二代为水冷壁型清华炉技术，2011年8月22日，世界首台水煤浆水冷壁气化炉（日处理煤600 t）在山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司一次投料成功，连续运行140 d，创造了煤气化技术开车的新水平和新纪录。该技术采用特殊设计的工艺组合烧嘴和成熟的水冷壁技术，气化炉启动速度快，本质安全高，煤种适应性较好，可以采用灰熔点达到1 500℃的煤种。2012年9月3日，清华炉气化技术通过了中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定。目前，北京盈德清大科技有限责任公司主推第二代水冷壁水煤浆气化技术。

1.3.5 Shell气化技术

Shell气化技术［8］研发始于1972年，历经小试和中试研究，1993在荷兰Buggenum建立了煤产量2 000 t/d的装置，配套250 MW的IGCC示范装置。之后，该技术在中国得到广泛应用。截至到2013年3月，国内共有21台Shell气化炉投入运行，单炉规模为750～2 500 t/d，气化炉连续运行时间最长已超过200 d。

Shell气化炉采用四喷嘴水平带角度设置，撞击形成的旋转气流由气化室顶部经合成气激冷后进入对流废锅，进一步回收合成气能量，气化产生的液态熔渣由气化炉底部渣口依靠重力落入渣池，冷却后排出。水冷壁可直接副产中压蒸汽，气化操作温度高，煤种适用性较好。国内围绕Shell气化炉渣口易结渣问题开展了大量研究［9-10］。

由于Shell废锅流程气化炉的投资高、流程长、操作复杂，为提高技术竞争力，Shell公司开发了上行全水激冷技术和下行全水激冷粉煤气化技术。水激冷技术简化了流程，降低了投资，更适用于化工生产，拓宽了Shell气化技术在煤制合成氨、甲醇、煤化工和燃煤发电等领域的应用前景，目前Shell公司与惠生公司合作建设的下行全水激冷流程Shell煤气化工业示范装置正在建设中。

1.3.6 GSP气化技术

GSP气化技术［11-12］是20世纪70年代由前民主德国燃料研究所开发并投入商业化运行的粉煤加压气化技术。2010年Siemens公司收购了该技术。GSP气化技术是一种单喷嘴下喷式煤粉加压气流床气化技术。针对不同用户需求，高温合成气可分别采用水激冷和废锅回收热量产生高压蒸汽两种冷却方式。GSP技术采用干煤粉进料，盘管水冷壁衬里和复合式烧嘴，气化操作温度高，煤种适用性较好，合成气直接水激冷流程简单且投资少。

神华宁煤集团是国内首家引进GSP气化技术的用户，在银川宁东地区建设了5套（4台运行1台备用）日处理煤2 000 t的GSP粉煤气化装置，用于生产500 kt烯烃，该气化装置于2010年11月4日投产，由于存在煤粉流量不稳定、粗合成气中含灰量高以及水冷壁烧蚀等问题制约了装置的长周期运行。

1.3.7 HT-L技术

HT-L技术［13］是一种由北京航天万源煤化工工程技术有限公司开发的粉煤加压气化技术，采用干粉加压进料、纯氧气化、液态排渣和粗合成气激冷工艺流程，气化炉采用水冷壁盘管衬里，副产热水后通过间接换热得到低压蒸汽。此项技术未经小试和中试，直接按照工艺设计建设工业化示范项目，2008年先后在安徽临泉、河南龙宇建成2套单炉日投煤量720 t的示范装置，目前国内已有4家企业的HT-L气化炉投入运行，用于生产甲醇或合成氨，单炉最大日投煤量2 000 t。

1.3.8 TPRI技术的开发与产业化进展

无论Shell气化炉还是Prenflo气化炉，均采用一段气化的方式，为了让高温煤气中携带的熔融态灰渣凝固，以免堵塞煤气冷却器，二者都采取后续工段冷煤气循环激冷，将高温煤气冷却到900 ℃左右，然后进入煤气冷却器，激冷过程高位能量损失较大。为解决这一问题，借鉴E-Gas气化炉热化学法回收高温煤气显热的原理，国电热工研究院提出了TPRI工艺［14］。在国家“十五”、“863”计划的支持下，该工艺于2006年完成了45 t/d煤的中试装置运行，并通过了国家科技部组织的验收。2009年7月，由中国华能集团投资，日投煤量2 000 t的工业示范装置正在天津开发区建设，配套250 MW IGCC电站。2012年4月中旬，气化装置启动。

1.3.9 多喷嘴对置式粉煤加压气化技术

多喷嘴对置式粉煤加压气化技术［15］是在国家科技攻关计划和“863”课题支持下，由华东理工大学、兖矿集团和中国天辰化学工程公司通过近十年的小试、中试研发积累开发的粉煤加压气化技术，正在建设日处理煤1 000 t级的示范装置，计划于2014年投入工业示范运行。该技术与多喷嘴对置式水煤浆气化技术的差异主要在于：将水煤浆进料改为粉煤进料、气化炉的耐火砖衬里改为水冷壁衬里，其余部分（如激冷、初步净化和渣水系统）均采用成熟技术。

1.3.10 SE技术

SE技术由华东理工大学和中国石油化工集团公司共同开发。该技术采用在线粉煤输送标定系统、膜式水冷壁衬里、水激冷流程以及复合式粉煤烧嘴等技术，具有煤种适用性强、粉煤输送稳定且计量准确、水冷壁直接副产中压蒸汽和投资少等优点。目前，中国石化扬子石油化工有限公司正在建设一套日处煤量1 000 t级的SE粉煤气化示范装置，计划于2014年底投入工业示范运行。

1.4 新型煤气化技术

第三代新型煤气化技术包括煤的催化气化、加氢气化、地下气化、等离子体气化、太阳能气化和核能余热气化等技术，这些技术大多处于实验室研究或中试研究阶段，其中以煤催化气化技术［16-17］最为引人注目和重视，国内外均在投入巨资进行研究开发。煤的催化气化是煤在固体状态下进行反应，催化剂与煤粉按照一定比例均匀混合，煤表面分布的催化剂通过侵蚀开槽作用，使煤与气化剂更好地接触并加快气化反应。与传统的煤气化相比，煤催化气化技术可明显降低反应温度，提高反应速率，改善煤气组成并提高煤气收率。催化气化生成的合成气对于甲烷合成工艺可缩短工艺流程，提高工业生产的经济性。目前，有关煤催化气化技术的难点在于催化剂，催化剂的价格与回收以及产生二次污染等问题一直制约着煤催化气化的工业化进程。

1.4.1 蓝气技术

美国巨点能源公司（GPE）成立于2005年，拥有世界上先进的“一步法低温催化水解甲烷化”煤制天然气技术，即“蓝气技术”BlueGasTM的注册商标。与EXXON公司开发的同类技术相比，该技术具有催化剂活性提高、催化剂回收性能改善、工艺流程优化、设备投入降低和CO2排放量减少等优点。

GPE公司拥有大型冷模及3套中试示范装置，建立了反应数学模型，在中试装置上得到了验证，完成了用煤（石油焦）进行的2 700 h的试验。该公司在美国马萨诸塞州五月花清洁能源中心的示范装置采用商业化装置的高度和操作条件，并正与万向集团合作在中国新疆建设示范装置。

1.4.2 新奥集团煤催化气化技术

2008年，新奥集团开始煤催化气化制甲烷的研究工作，获得了国家“973”及“863”计划支持，建立了不同规模的固定床和流化床评价装置，开展了煤的催化热解特性、半焦催化气化特性、残焦燃烧/气化特性、两段流化床热态耦合特性的基础研究工作，实现了0.5，5 t/d煤催化气化装置的连续稳定运行，同时开展了工业示范装置的工艺包设计等前期工作。

2 国内外主要煤气化技术的比较

在3类气化技术中，固定床气化技术相对简单，但对床层均匀性和透气性要求较高，需要使用块煤或型煤，有效气（CO+H2）产率低，副产物和气化废水处理工序复杂，环保问题较多。流化床气化技术采用碎煤进料，灰渣循环使用，但仍存在气化温度较低、停留时间短、要求原料煤有较好的反应性等问题；同时在工程化上存在熔渣与飞灰的调控问题。气流床气化技术采用干煤粉或水煤浆进料，原料适应范围宽，气化能力大，碳转化效率高，符合大型化要求，近年来发展较快。

相对于高温合成气的冷却方式，废锅流程比较适合于IGCC装置。Shell，E-GAS，GE在IGCC装置中均采用废锅流程，利用煤气化时产生的高温合成气余热副产高、中压蒸汽，用于蒸汽透平发电。在制氢等化工装置中，变换工段需要大量的蒸汽将粗合成气中的CO变换为H2，采用激冷流程更加适合，可以直接利用合成气激冷洗涤产生的饱和工艺蒸汽进入变换工艺，大幅缩短工艺流程。同时水激冷流程气化炉不需设置废锅段，工艺稳定性好，大幅降低了装置的造价。

与传统的煤气化技术相比，煤催化气化技术由于气化反应温度低，催化剂的存在提高了气化反应速率，使得煤气中的甲烷含量远高于其他气化技术，对于甲烷合成工艺可缩短工艺流程，提高工业生产的经济性，因而受到人们的普遍关注和重视。但催化剂的选择及应用（包括催化剂的种类、加入方式和回收等）是煤催化气化技术能否经济性地实现工业化应用的关键。

3 煤气化技术的发展趋势及对策

高压、大容量气流床气化技术具有良好的经济和社会效益，代表着目前煤气化技术的发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术之一，是洁净煤技术的龙头和关键。随着科学技术和社会经济的发展，大型煤气化技术也将不断发展，如何提高煤气化整体效率、煤种适应性、气化炉单炉生产能力、装置的可靠性、提高和推进绿色气化工艺、减少污染物排放、降低投资强度、强化煤气化与新型煤化工的技术集成是煤气化技术的发展方向。

3.1 煤气化过程的能量高效转化与合理回收

合理回收煤气化合成气高温显热是提高煤气化整体效率的重要环节。回收合成气显热的技术主要有激冷工艺和废热锅炉工艺两种。激冷工艺设备简单，投资省，但能量回收效率低。废热锅炉工艺热量回收效率高，但设备庞大，投资巨大。以Shell废锅流程煤气化技术为例，日处理1 000 t煤气化炉废锅高约45 m，采用废锅流程的投资较采用急冷流程的投资高5亿元以上。

采用先进的气流床气化技术，碳转化率已达99%左右，仅通过强化煤气化炉中的混合过程和传递过程已很难大幅提高气流床煤气化的效率。近年来，人们尝试通过二次喷煤等以“化学激冷”的方式来实现高温合成气显热的充分利用。通过工艺优化和技术改进，研究煤气化整体工艺的匹配性，回收气化高温热量，实现节能降耗。

3.2 提高煤种适应性问题及其对策

煤气化技术从固定（移动）床到流化床，再到气流床，一方面是适应大型化的要求，更重要的是为了拓展气化技术对煤种的适应性。同时，大型煤化工装置和煤矿结合发展是现代煤化工的发展趋势，如何实现资源的优化配置，合理使用煤炭资源，按照煤质的情况、产品情况匹配合适的气化技术，提高煤种适应性是煤气化发展过程必须合理解决的问题。

一方面采用合适的配煤技术，保证气化炉在一定时间内实现稳定进料。通过深入研究气化机理和改进气化炉结构，扩大单一或多元混配煤种运用范围，提高与后续加工装置的匹配性，保证气化装置安全、经济地运行。另一方面通过劣质煤预处理提质等技术的开发可为气流床气化技术提供较为适宜的气化原料。第三，采用复合煤气化技术提高煤炭资源的利用效率，优质优用，劣质劣用。以合成气制天然气项目为例，充分利用煤炭开采过程中的粉煤，采用固定床技术与气流床技术相结合，既提高了煤炭资源的利用效率，又解决了煤气化效率与废水处理问题。

3.3 煤气化技术的大型化及对策

大型化、单系列是现代过程工业发展的一个显著标志。气化炉能力向大型化发展，有利于与新型煤化工工艺整体的匹配，提高整体产业链的经济性、合理性。由于气化炉外形尺寸受制造、运输和安装等客观因素限制，必须通过提高温度、压力和强化混合等方式来实现气化炉的大型化发展，气流床易于实现上述的扩能方式，是大型化的必选技术。已工业化的煤气化技术中，规模在1 500 t/d以上的煤气化装置均采用高压气流床技术。

通过提高压力和强化混合等方式可进一步保持气流床气化技术的优势。根据进料特点（粉煤/水煤浆），结合水煤浆进料的雾化过程［18-19］和粉煤进料的弥散过程特点［20-21］，通过采用合理的喷嘴数量及设置，与气化炉匹配形成较合理的炉内流场结构，可实现混合过程强化。对于粉煤进料，由于粉体在低速下即能较好地弥散，因此采用多路煤粉输送共用一个工艺喷嘴也可实现粉煤气化炉的大型化。

3.4 提高煤气化装置可靠性技术

煤气化装置作为煤化工的核心和龙头装置，必须具有稳定供应合成气的性能，是整个煤化工装置能否稳定运行的关键，因此对气化系统的长周期可靠性提出了非常高的要求。提高煤气化装置可靠性的技术途径主要包括以下3个方面：一是原料稳定性。建立入炉煤标准，通过配煤或添加石灰石等工艺，保证入气化炉煤质稳定，提高煤气化装置的可靠性。二是工艺优化。降低气化技术的工艺复杂度，通过工艺创新和优化，实现气化装置的长周期可靠性。三是关键设备的优化。提高关键设备（如喷嘴、阀门、耐火衬里等）的可靠性，通过关键设备设计理论和关键材料的突破、关键部位防护技术的突破，实现单个设备的长周期运行。

3.5 煤气化的污水问题及其处理技术

煤气化（固定床等）废水是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业有机废水，另外废水水质因各企业使用的原煤成分及气化工艺的不同而差异较大［22］。其中，气流床气化工艺产生的废水较少，污染程度较低；但固定床气化工艺等产生的废水污染程度较大，特别是该工艺产生的含酚废水很难处理，运行成本高。因此，针对不同的煤气化工艺和所用的煤种，应采用有针对性的工艺对其废水进行处理。

选择低废水排放的气化技术，积极稳妥地采用新技术、新工艺、新设备和新材料，是解决煤气化污水处理问题及其处理技术的关键。通过研究掌握煤气化过程中污染物的迁移转化机理，降低煤气化过程中污染物的排放；通过采用新型废物治理技术，如生物法处理废水、废渣等，实现煤气化装置的零排放；开发各种污泥和高浓度有机废水与煤共气化技术，实现气化炉资源化处置有机污染物［23］。

3.6 煤气化与新型煤化工的技术集成

根据煤种性质和产品特点，研究开发煤在加工过程中的组合技术和多联产技术，通过煤气化与新型煤化工的技术集成，提高煤的优化利用和转化效率。同时集成与煤气化技术相配套的CO耐硫变换、酸性气体净化等工艺和催化剂、溶剂技术，提高煤气化装置的稳定性和经济性。

3.7 中国煤化工产业政策的影响

中国缺油、少气和富煤的能源结构导致把发展煤化工作为能源安全和原料结构调整的重要途径。中国是世界上使用煤气化技术门类最多和建有煤气化装置最多的国家，但煤化工耗水量、CO2排放量和三废排放均较大，给生态环境带来较大压力。进入“十二五”后，针对煤化工行业中存在的技术重复引进、项目盲目建设、产业发展失控等状况，国家进一步出台政策严格规范煤化工产业秩序，合理引导产业有序发展，进行引导和调控的方向也越加清晰。对新上煤化工项目的能源转化效率、综合能耗、吨产品新鲜水用量等具体指标进行控制，并对示范项目采用的技术和设备进行明确规定，这将有助于推进我国煤化工产业的技术创新，不断促进煤气化技术的进步。

4 结语

煤气化技术和产业的发展必须以煤资源的高效利用、环境和生态友好为前提。因此，高效和洁净的煤气化技术是当今煤气化技术发展的主流。气流床技术具有大型化、洁净、高效、煤种适应性强等特点，是当今煤气化发展的主要方向。围绕气流床气化技术，应通过气化炉内多相反应过程调控、优化高温合成气冷却，优化气化工艺，完善关键设备，实现能量的高效转化与合理回收，扩大煤种的适应性，并提高气化装置的可靠性。通过开发各种有机污染物与煤共气化技术，利用气流床高温气化炉的优势，可实现资源化处置有机污染物。对于催化气化等新型煤气化技术，应进一步加大基础研究的力度，实现关键技术突破后才可在工程中应用。

［1］ 于遵宏，王辅臣. 煤炭气化技术［M］. 北京：化学工业出版社，2010：26 - 43.

［2］ 汪家铭. BGL碎煤熔渣气化技术及其工业应用［J］. 化学工业，2011，29（7）：34 - 39.

［3］ 李庆峰，赵霄鹏，黄戒介，等. 灰熔聚流化床粉煤气化技术0.6 MPa工业炉运行概况［J］. 化学工程，2010，38（10）：123 - 126.

［4］ Cornils B，Hibbel J，Ruprecht P，et al. Gasification of Hydrogenation Residues Using the Texaco Coal Gasification Process［J］. Fuel Process Technol，1984，9（3）：251 - 264.

［5］ Sch☒fer W，Trondt M，Langhoff J，et al. Coal Gasification for Synthesis and IGCC Processes：Results of the Development of Texaco Coal Gasification by Ruhrkohle AG/Ruhrchemie AG［J］. Fuel Process Technol，1984，17（3）：221 - 234.

［6］ US Department of Energy(DOE). The Wabash River Coal Gasification Repowering Project：Final Technical Report［R］. West Terre Haute：The Wabash River Energy Ltd，2000.

［7］ 夏洪强. 清华炉气化技术的原理及在煤化工行业的应用［J］.广东化工，2011，38（9）：169 - 170.

［8］ Doering E L，Cremer G A. The Shell Coal Gasification Process：The Demkolec Project and Beyond［J］. Proc Am Power Conf，1994，56（2）：1686 - 1691.

［9］ 盛新. Shell气化炉堵渣机理初探［J］. 大氮肥，2012，35（2）：125 - 128.

［10］ Wang Jian，Liu Haifeng，Liang Qinfeng，et al. Experimental and Numerical Study on Slag Deposition and Growth at the Slag Tap Hole Region of Shell Gasifier［J］. Fuel Process Technol，2013，106（2）：704 - 711.

［11］ 范为鹏. GSP气化技术的发展与优化［J］. 石油化工应用，2012，31（7）：77 - 79，98.

［12］ 许建良，刘海峰，王俭，等. GSP气化炉内多相湍流反应流动模拟研究［J］. 化学工程，2011，39（11）：56 - 60.

［13］ 卢正滔，姜从斌. 航天粉煤加压气化技术（HT-L）的进展及装置运行情况［J］. 化肥工业，2012，39（4）：1 - 2.

［14］ 郑建涛，许世森，任永强. 两段式干煤粉加压气化技术在煤制天然气中的应用［J］. 洁净煤技术，2012，18（2）：48 - 52.

［15］ Guo Xiaolei，Dai Zhenghua，Gong Xin，et al. Performance of an Entrained-Flow Gasification Technology of Pulverized Coal in Pilot-Scale Plant［J］. Fuel Process Technol，2007，88（5）：451 - 459.

［16］ 孟磊，周敏，王芬. 煤催化气化催化剂研究进展［J］. 煤气与热力，2010，30（4）：18 - 22.

［17］ 陈杰，陈凡敏，王兴军，等. 煤催化气化过程中钾催化剂回收的实验研究［J］.化学工程，2012，40（6）：68 - 71.

［18］ Zhao Hui，Liu Haifeng，Xu Jianliang，et al. Breakup and Atomization of a Round Coal Water Slurry Jet by an Annular Air Jet［J］. Chem Eng Sci，2012，78（12）：63 - 74.

［19］ Zhao Hui，Liu Haifeng，Xu Jianliang，et al. Secondary Breakup of Coal Water Slurry Drops［J］. Phys Fluids，2011，23（11）：113101 - 113101 - 12.

［20］ Liu Haifeng，Cao Wenguang，Xu Jianliang，et al. Dispersion Mode of Granular Jet in a Coaxial Air Jet［J］. Powder Technol，2012，217（2）：566 - 573.

［21］ Lu Hui，Liu Haifeng，Li Weifeng，et al. Bubble Formation in an Annular Granular Jet Dispersed by a Central Air Round Jet［J］. AIChE J，2013，59（6）：1882 - 1893.

［22］ 高晋生，鲁军，王杰. 煤化工过程中的污染与控制［M］. 北京：化学工业出版社，2010：149 - 162.

［23］ Li Weidong，Li Weifeng，Liu Haifeng. Influence of Sewage Sludge on the Slurryability of Coal-Water Slurry［J］. Fuel，2009，88（11）：2241 - 2246.

（编辑 李明辉）

・技术动态・

齐鲁石化成功应用国产新型聚丙烯成核剂

齐鲁石化塑料厂聚丙烯（PP）QP81N生产首次应用了国产新型成核剂，共生产200余t产品。测试结果表明，其综合性能优于采用进口成核剂生产的产品。聚丙烯QP81N具有良好的熔体流动性和较高的冲击韧性，直接应用时可注塑生产大型薄壁制品，改性应用时可以少添加价格昂贵的弹性体，降低改性成本，适用于汽车改性专用料等高附加值领域。

齐鲁石化聚乙烯DMD1158粒料实现批量化生产

齐鲁石化塑料厂新建250 kt/a高密度聚乙烯装置，实现了聚乙烯大中空容器专用料DMD1158粒料产品的批量化生产，此次共生产DMD1158产品4 200 t。DMD1158产品因熔体流动指数低、硬度高、流动性差等特点，造粒难度大，只能生产粉料产品。新装置投用后，该厂解决了DMD1158产品的造粒难题。目前，DMD1158粒料产品是该厂高密度聚乙烯产品中效益较好的产品。

盘锦和运卤化丁基胶项目投产

盘锦和运集团30 kt/a卤化丁基胶项目以石油液化气为原料，平稳运行25 d，其黏度、不饱和度等技术指标达到国际先进水平。该集团卤化丁基胶项目一次开车产出合格产品。该装置以石油液化气为原料，用萃取分离技术将其中的正丁烯、正丁烷和异丁烷完全分离。再利用烯烃异构、烷烃异构、异丁烷脱氢技术将其全部转化为异丁烯，一部分用于生产甲基叔丁基醚，另一部分用异丁烯精制技术制得高纯异丁烯，应用丁基/卤化丁基胶技术生产丁基胶和卤化丁基胶。

Present Situation and Development Tendency of Coal Gasification Technology

Zhao Jinbo，Wang Yuqing
（Science & Technology Department，China Petroleum ＆ Chemical Corporation，Beijing 100728，China）

The development and application of typical coal gasification technologies，namely fixed bed gasification，fluidized bed gasification，entrained-flow bed gasification and catalytic coal gasification were introduced and compared. The focal issues in modern coal chemical industry，including efficient energy transformation and rational recovery modes，coal adaptability，largescale，reliability of installations，sewerage treatment，technological integration and industry policies，were analyzed also.

coal gasification；entrained-flow bed；catalytic coal gasification

1000 - 8144（2014）02 - 0125 - 07

TQ 54

A

2013 - 08 - 13；［修改稿日期］ 2013 - 10 - 28。

赵锦波（1976—），男，吉林省松原市人，硕士，高级工程师，电话 010 - 59968797，电邮 zhaojinbo@sinopec.com。