◆◆◆清華爐
清華爐煤氣化技術是清華大學和北京達立科公司、山西陽煤豐喜肥業（集團）股份有限公司共同開發的具有自主智慧財產權的氣化技術。
◆◆◆第二代清華氣化爐
技術核心概念：
將燃燒領域的凝渣保護技術和自然循環膜式壁技術引進氣化領域，解決原水煤漿氣化技術的煤種限制瓶頸和高能耗點火問題。形成了可適應高灰熔點煤種，具備本質安全的世界第一個水煤漿水冷壁煤氣化工藝。
600噸/天容量世界首套水煤漿水冷壁氣化工業裝置示範爐2011年8月一次啟動成功連續運行。2012年9月通過科技成果鑑定；具有顯著的創新性，擁有自主智慧財產權，同時具有水煤漿耐火磚和乾粉水冷壁氣化爐的優點，綜合性能優異，總體技術處於國際領先水平。
流程簡圖
1、穩定性好：水煤漿氣化工藝成熟。用水煤漿進料穩定可靠，水冷壁掛渣穩定。水煤漿運行安全可靠，避免了乾粉煤進料不穩定、易燃、易爆、易磨損、洩漏等難題；
2、煤種適應性強：氣化溫度不受耐火材料限制，工業實際運行溫度已達1520℃（或更高），氣化反應速度快，碳轉化率高，煤種適應性好，能夠消化高灰份、高灰熔點、高硫煤，易於實現氣化煤本地化。
3、系統運轉率高：裝置運行連續穩定，燒嘴頭部採用特殊處理，一次連續運行周期保證100天以上，每年不再因為更換耐火磚而停爐檢修，年運行時間可達到8000h。
4、安全性強：水冷壁採用熱能工程領域成熟的懸掛垂直管結構，既保證了水循環的安全性又避免了複雜的熱膨脹處理問題。水循環按照自然循環設計，強制循環運行，事故狀態下能實現自然循環，最大限度保證水冷壁的安全運行。
5、環境友好，環保高效： 爐溫高，殘炭含量低，易於收集處理，廢水無難處理汙染物；製漿可以使用各種難以處理的廢水。
6、系統啟動快：組合式點火升溫過程簡化，點火、投料程序一體化完成。水煤漿投料點火採用獨特的「火點火」技術，氣化爐從冷態到滿負荷僅需五小時。
7、氣化壓力高：氣化壓力不受原料輸送系統影響，可根據後續工段要求進行更加合理的選擇，能實現與甲醇合成等壓，降低能耗。
8、技術細節處理好：清華爐氣化技術在工業化過程，在細節的設計上有很多創新，如洗滌塔底部的氣體分布器，使灰水和煤氣的充分混合，保證了煤氣的洗滌效果；閃蒸罐中的環槽分布器設計，使閃蒸系統的檢修更方便；真空閃蒸的液封設計，使閃蒸罐不再堵塞等，細節上的改進使氣化系統能夠實現長周期穩定運行。
魯奇爐造氣工藝流程簡圖
1、以碎煤為原料，進入爐煤的處理費用低；
2、耗氧率低；
3、氣化後煤氣質量較好；
4、煤氣成分有利。粗煤氣中H2/CO的比為2.0，不經變換或者少量變換既可用於F-T合成，甲醇合成，天然氣合成等工藝。
5、產物熱回收方便。
6、氣化工藝成熟，設備國產化率高，造價較低，在投資上較氣流床佔有較大優勢。
BGL氣化工藝是在Lurgi氣化工藝基礎上發展起來的，最大的改進是將魯奇的固態排渣改為熔融態排渣，提高了操作溫度，同時也提高了生產能力，更適合灰熔點低的煤種。
BGL氣化工藝流程簡圖
1、與其他以氧氣為主的氣化系統相比， BGL氣化爐耗氧量較低，從而使總效率明顯提高；
2、煤料床頂部的氣體溫度一般為-450℃、因而不需要昂貴的熱回收設備；
3、氣體出口處凝結的焦油和油類副產品可保護爐壁金屬表面使之不受腐蝕，這樣，爐壁使用低成本的碳鋼就足夠了；
4、灰渣是質地緊密的固體物質，封存了微量元素。灰渣無害並具非浸溶性，適於作建築材料；
5、氣化過程中無飛灰產生；原始產品氣的 CO2含量低；能夠滿足改變負荷的要求；
6、氣化爐可快速開機和關機；
7、水蒸汽／氧氣噴射系統(利用的是與鼓風爐裡相似的噴嘴)可使焦油和油類副產品氣化；
8、噴嘴也可用來把其他廢物噴入氣化爐中進行焚燒；
9、在氣化爐底部的高溫區，爐壁被一層固體灰渣所保護；
10、煤中90％以上的能量被轉化成可利用的燃料；
11、原煤可被氣化，粉煤可另加工成型煤投入或從噴嘴噴入；
12、BGL設備不必由專門生產商提供部件一可確保當地供應部件；
13、可利用成熟的氣體處理技術予以脫除原始產品氣中的硫；
14、淨化後的產品氣可直接用作燃料氣，其熱值約為13MJ／m3，或用作各種化工工藝所需的原料氣；
15、氣體出口溫度低、無需產生高壓水蒸汽，提高了工藝效率，並可靈活選擇氣化爐場地。
德士古水煤漿加壓氣化技術是美國德士古公司於八十年代初開發的煤氣化技術，它是將一定粒度的煤粒及少量添加劑與水在磨機中磨成可以用泵輸送的非牛頓流體，與氧氣或富氧在加壓及高溫狀態下發生不完全燃燒反應製得高溫合成氣，高溫合成氣經輻射鍋爐與對流鍋爐間接換熱回收熱量（廢鍋流程），或直接在水中冷卻（激冷流程）。
a、直接淬冷（激冷流程）
適用於制NH3和H2 (因為這種流程易於和變換反應器配套，激冷產生蒸氣可滿足變換的需要)
b、間接冷卻（廢鍋流程）
適用於生產工業燃料煤氣、聯合循環發電用燃氣或合成用原料氣。
廢鍋流程簡介：
氣化爐產生的高溫粗煤氣和液態熔渣進入到氣化爐下部的輻射式廢鍋，由水冷壁管冷卻至700℃（水冷管內副產高壓蒸汽），而熔渣粒固化分離落入到下面的淬冷水池，經灰鎖鬥排出。粗煤氣由輻射廢鍋導入對流廢鍋進一步冷卻至300 ℃（廢鍋回收顯熱並副產蒸汽）。
1、採用水煤漿進料，沒有幹法磨煤、煤鎖進料等問題，比幹法加料安全可靠，容易在高壓下操作，製備的水煤漿用隔膜泵來輸送，操作安全又便於計量控制。
2、在高溫、高壓下氣化，碳轉化率高達98～99％，可以使用各種煤；有效組分（CO+H2）含量約為80%以上，甲烷量<0.1%。碳轉化率96～98%。冷煤氣效率70～76%，氣化指標較為先進。
氣化爐為專門設計的熱壁爐，為維持1300～1350℃溫度下反應，燃燒室內由多層特種耐火磚砌築。
3、負荷適應性強，在50％負荷下，仍能正常操作；
4、在環境保護上，德士古煤氣化方法優於其它氣化方法，不但無廢水生成，還可添加其它有機廢水制煤漿，氣化爐起焚燒作用。排出灰渣呈玻璃光澤狀，不會產生公害。三廢量小，汙染環境輕，廢渣可做水泥原料。投資較低，工程建設時間短，運行成本相對其他工藝的氣化裝置要低。
5、在節能上，德士古廢鍋流程水煤漿加壓氣化工藝充分利用水煤漿燃燒產生的顯熱，使產生10.0Mpa高壓蒸汽，用於發電。
6、由於氣化氣溫度高、帶有大量煤渣，對廢鍋有磨蝕衝刷，設備材質要求高，一次投資及維修費用較大。
7、由於氣化反應產生大量的灰塵造成管道和設備積灰和堵塞嚴重需要在停車時對部分管道和設備進行高壓清洗，造成檢修任務加大，由於有部分作業涉及有限空間和特殊登高作業增加了安全風險。
主要用於大型化肥企業進行氮肥原料及動力結構調整改造，即採用大型氣流床粉煤氣化工藝，替代油氣化和小型固定床無煙塊煤氣化工藝，生產合成氨和甲醇，並用於國內首套煤制油項目的制氫裝置。氣化爐生產合成氨和甲醇都是在中國第一家實現，即中國是全世界首家把殼牌爐用於氮肥生產的國家。
1、煤種適應性廣。 SCGP工藝對煤種適應性強，從褐煤、次煙煤、煙煤到無煙煤、石油焦均可使用，也可將2種煤摻混使用。對煤的灰熔點適應範圍比其他氣化工藝更寬，即使是較高灰分、水分、硫含量的煤種也能使用。
2、單系列生產能力大。 煤氣化裝置單臺氣化爐投煤量達到2000t/d以上，生產能力更高的的煤氣化裝置也正在建設中。
3、碳轉化率高。 由於氣化溫度高，一般在1400～1600℃，碳轉化率可高達99％以上。
4、產品氣體質量好。 產品氣體潔淨，煤氣中甲烷含量極少，不含重烴，CO＋H2體積分數達到90％以上。
5、氣化氧耗低。 與水煤漿氣化工藝相比，氧耗低15％～25％，可降低配套空分裝置投資和運行費用。
6、熱效率高。 煤氣化的冷煤氣效率可以達到80％～83％，其餘15％副產高壓或中壓蒸汽，總熱效率高達98％。
7、運轉周期長。 氣化爐採用水冷壁結構，牢固可靠，無耐火磚襯裡。正常使用維護量小，運行周期長，無需設置備用爐。煤燒嘴設計壽命為8000h。燒嘴的使用壽命長，是氣化裝置能夠長周期穩定運行的重要保證。
8、負荷調節方便。 每臺氣化爐設有4～6個燒嘴，不僅有利於粉煤的氣化，同時生產負荷的調節更為靈活，範圍也更寬。負荷調節範圍為40％～100％，每分鐘可調節5％。
9、環境效益好。 系統排出的爐渣和飛灰含碳低，可作為水泥添加劑或其他建築材料，堆放時也無汙染物滲出。氣化汙水量小且不含焦油、酚等，容易處理，需要時可實現零排放。
九五國家重點科技攻關項目「新型多噴嘴對置式水煤漿氣化技術」，由華東理工大學、兗礦魯南化肥廠、天辰化學工程公司共同承擔，並於2000年10月通過國家石油和化學工業局考核和鑑定，是我國擁有自主智慧財產權的煤氣化技術。
1、四個對置預膜式噴嘴高效霧化+撞擊三相混合好，無短路物流，平推流段長，比氧耗和比煤耗低，氣化反應完全，轉化率高。
2、多噴嘴使氣化爐負荷調節範圍大，適應能力強，有利於裝置的大型化。
3、激冷室為噴淋+鼓泡複合床，沒有黑水騰湧現場，液位平穩，避免了帶水帶灰，合成氣和黑水溫差小，提高了熱能傳遞效果。
4、粗煤氣混合+旋風分離+水洗塔分級淨化，壓降小、節能、分離洗滌效果好，渣水直接換熱，熱回收效率高，沒有結垢和堵灰現場。
5、在充分研究剖析國外水煤漿氣化的不足之處的基礎上，全過程完全的自主創新，整套技術均具有自主智慧財產權，技術轉讓費大大低於國外技術。
航天爐粉煤加壓氣化技術屬於加壓氣流床工藝，是在借鑑殼牌、德士古及GSP加壓氣化工藝設計理念的基礎上，由北京航天萬源煤化工工程技術有限公司自主開發，具有獨特創新的新型粉煤加壓氣化技術。
2008年先後在安徽臨泉、河南龍宇建成2套單爐日投煤量720t的示範裝置。
1、技術先進，具有的熱效率(可達95%) ，碳轉化率高(可達99%)；
2、氣化爐為水冷壁結構結構，氣化溫度能到1500至1700度；
3、對煤種要求低，可實現原料本地化；
4、具有自主智慧財產權，專利費用低；
5、關鍵設備全部國產化，投資少。
恩德爐粉煤流化床氣化技術是朝鮮恩德「七#七」聯合企業在溫克勒粉煤流化床氣化爐的基礎上，經長期的生產實踐，逐步改進和完善的一種煤氣化工藝。
恩德爐的工藝流程
1、適用煤種豐富，原料價格相對低廉；
2、氣化強度大，工藝成熟，裝置系列化
3、運行成本、設備投資相對較低恩德爐運行周期在90%以上，設備維護費用較低，操作定員比同等規模的固定層氣化爐減少1/3。由於是常壓裝置，並有自主專利，裝置投資較低。
4、氣化效率較高、氣體適用性廣恩德爐煤氣化效率可以達到76%，介於固定層煤氣化工藝和德士古水煤漿氣化工藝之間，與加壓魯奇爐相當。採用不同的氣化劑（如空氣、富氧或氧氣+蒸汽為氣化劑），可以生產出民用燃料氣、工藝合成氣、水煤氣等氣體產品，滿足不同的使用要求。
GSP粉煤加壓氣化技術，是德國未來能源開發的工藝技術。
氣化爐的操作壓力為2.5—4.0MPa。
氣化溫度為1350—1600℃之間。
1、氣化爐內部採用膜式水冷壁，可承受高達2000℃的氣化溫度。對原料煤的灰熔點限制較少，可以氣化高灰熔點的煤。
2、由於是乾粉進料，粗合成氣中有效氣（CO+H2）濃度高，接近90%，CO2含量低。
3、氣化效率高，原料煤及氧氣消耗低。碳轉化率≥99%，原料利用率高。
4、採用激冷工藝流程，設備結構簡單，裝置投資少。
5、採用水冷壁副產低壓蒸汽，通過監控水冷壁的出水溫度，判斷爐壁的掛渣情況，有利用於氣化爐的穩定操作及延長設備的壽命。
6、組合式工藝燒嘴（點火及工藝燒嘴合一）及特殊的燒嘴結構，保證了氣化較長的周期和較大的操作彈性。
7、經過冷激和洗滌，粗合成氣含塵量低，同時有較高的水汽比，變換無需外補蒸汽。
中石化寧波技術研究院和寧波工程公司在2007年與華東理工大學合作開發了具有自主智慧財產權的"單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化技術"(中國石化"SE-東方爐"技術)。一期建設一臺日處理煤1000噸級「SE-東方爐」工業化示範裝置。該項目於2012年開工， 2014年實現裝置一次投料成功，創造了國內同類裝置建設並一次性開車成功的多項最短紀錄。2014年10月完成了全裝置連續72小時100%負荷性能考核和標定，結果表明裝置各項技術指標完全達到或超過了預定目標。
工藝流程
1、先進高效的氣化爐與燒嘴技術；
2、穩定可靠的粉煤供料與輸送系統；
3、節能成熟的灰分合成氣分級淨化系統；
4、智能化氣化操作控制系統；
5、可視化火焰可是檢測系統（FVS）；
6、水冷壁爐膛直接測溫系統（DTM）。
高溫溫克勒HTWTM氣化技術是一種廣泛適用於褐煤等劣質煤種的加壓氣泡型流化床氣化技術,其氣化工藝主要包含進料單元、氣化單元、合成氣冷卻單元、幹塵脫除單元以及合成氣洗滌單元。
1、原料適應性廣：高溫溫克勒HTWTM氣化技術具有廣泛的原料適應性，經過近50年的技術發展以及實踐經驗的積累，成功處理了世界範圍內的多種原料，涵蓋了高活性的褐煤以及長焰煤，高熔點、高灰量、高含硫量的三高煤，生物質以及民用垃圾等，是針對劣質煤的最佳氣化技術。
2、加壓型流化床氣化技術：最高氣化壓力達3.0兆帕。隨著氣化壓力的升高，氣化過程反應速度加快，氣化爐單位截面積處理負荷增大，有利於裝置生產能力的強化，並有利於合成氣進一步淨化處理以及與下遊工序系統的壓力銜接。
3、環保、節水：由於氣化溫度低於煤的灰熔點，並採用了幹法排渣排灰以及灰渣的再利用，避免了富含焦油以及酚類的黑水產生，廢水量極少，處理簡單，工業上接近零排放。
4、低成本、高效率：高溫溫克勒HTWTM氣化爐是一個帶耐火襯裡的壓力容器，爐內無任何內件，具有結構簡單、維護費用低以及運行可靠等特點。高溫溫克勒HTWTM氣化工藝的冷煤氣效益大於77%，碳轉化率達到95%以上。
5、工藝可靠、已實現工業化：高溫溫克勒HTWTM氣化技術的可靠性在德國白仁拉特的褐煤制甲醇工業項目中得到了充分的驗證。連續12年的可靠運轉，平均設備在線率超過85%，最佳年份設備在線率達到91%。
加壓灰熔聚流化床粉煤氣化技術流程圖
1、煤種適應性寬，可實現氣化原料本地化。
2、操作溫度適中，氧耗低、幹法排渣。無特殊材質要求，操作穩定，連續運轉可靠性高。
3、工藝流程簡單，氣化爐及配套設備結構簡單，造價低，維護費用低。
4、灰團聚成球，藉助重量的差異與半焦有效分離，排灰碳含量低(<10%)。
5、爐內形成一局部高溫區（1200～1300℃），可處理高灰、高灰熔點煤、氣化強度高。
6、飛灰經旋風除塵器捕集後返回氣化爐，循環轉化，碳利用率高。
7、產品氣中不含焦油，洗滌廢水含酚量低，淨化簡單。
8、設備投資低，氣化條件溫和，消耗指標低，煤氣成本低。
9、中國自主專利,同等規模下，與引進氣化技術相比，投資低50%。
U－gas氣化工藝由美國煤氣工藝研究所（IGT）開發，屬於單段流化床粉煤氣化工藝，採用灰團聚方式操作。
1、運用灰凝聚技術實現煤到氣的高轉化率；
2、能氣化所有煤階的煤；
3、能接受細粒煤原料；
4、設計簡單，運行安全、可靠；
5、易於控制，負荷調節範圍寬；
6、產品氣明顯的不含焦油和油類；
7、沒有環境問題。
多元漿料新型氣化技術（MCSG）是西北化工研究院自主開發創新的大型氣化技術。該技術屬於溼法氣流床加壓氣化技術，是指對固體或液體含碳物質（包括煤，石油焦，瀝青，油，煤液化殘渣）與流動相（水，廢液，廢水）通過添加助劑（分散劑，穩定劑，pH值調節劑，溼潤劑，乳化劑）所製備的料漿，與氧氣進行部分氧化反應，產生CO+H2為主的合成氣工藝。
多元漿料氣化工藝簡圖
1、通過不同原料(特別是難成漿原料)的製漿技術研究，大大提高料漿的有效組成，降低氣化過程的消耗。
2、該技術原料適應性廣，包括煤、石油焦、石油瀝青、渣油、煤液化殘渣、生物質等含碳物質以及紙漿廢液、有機廢水等。
3、長距離料漿輸送技術，解決了高濃度、高粘度料漿難輸送的問題。
4、新型結構的氣化爐，具有結構簡單，操作安全易控的特點，而且有利於熱量回收和耐火材料保護，使用周期延長兩倍左右。
5、富有特色的固態排渣和液態排渣工藝技術，不僅解決了高灰熔點原料的氣化難題，而且從技術角度解決了原料適應性問題。
6、通過配煤技術，優化資源配置，既解決了原料成漿性問題，又解決了灰熔點問題，為多元料漿主要特色之一。
7、獨具特色的灰水處理技術(Ⅰ～Ⅲ級換熱閃蒸技術)，減少了設備投資，簡化了工藝流程。
8、成熟完善的系統放大技術，解決了不同規模、不同壓力等級裝置的氣化工程化問題。
9、設備完全立足於國內，投資少，效益顯著。
10、三廢排放少，環境友好，屬潔淨氣化技術。
11、通過十餘年的開發和完善，多元料漿氣化技術形成了完整、系統的氣化專利技術。
熔鐵浴氣化是將氣化用煤連續不斷的加入到如圖所示的熔鐵浴爐內，製得類似於轉爐頂吹煉鋼所產生的乾淨可燃性氣體。熔鐵浴爐內熔鐵的溫度約為1500℃，含碳量為1%-3%，按一定配比將氣化劑 ( 熔鐵浴氣化主要以氧作為氣化劑)鼓人熔鐵浴，這樣可獲得主要成分為CO和H2的低硫可燃氣體。
1、在穩定的高溫反應下，可產生含CO和H2的可燃氣體，並且可實現無焦油氣化。
2、熔鐵浴有熔碳能力，因此在噴煤量改變的情況下，可以製得成分穩定的氣體。
3、熔鐵浴具有溶解硫的能力，減少了氣體成分中硫化物的含量。
4、煤種的適應性廣。
5、由於在高溫下反應，反應速率快，單爐生產能力強。
鹽浴氣化技術主要通過高溫熱穩定的熔融鹽作為催化介質和熱載體，使得固體燃料在熔鹽中得到裂解和部分氧化。如圖所示，空氣或氧氣裹挾著煤粉和補充的鹽進入鹽浴池內，氣化室內的壓力約為1-1.9MPa,鹽浴的溫度為700~1050℃，產生的氣體經5排出，煤種的灰分等熔渣和部分熔鹽一起從6排出。
1、熔融鹽具有高熱傳導率和高溫穩定性、較寬範圍內的低壓蒸汽、高的熱容量以及低粘度等，是一種很好的蓄熱介質，可使氣化反應連續穩定的進行。
2、熔融鹽可以吸收煤在高溫熱解時釋放出來的H2S等有害氣體。
3、反應中生成的Na2S等中間產物可以起到催化作用。
4、相對於其他氣化反應來講，鹽浴氣化反應操作溫度比較低。
熔渣氣化法是利用熔渣池作為熱源，又作主要反應區，兼具供熱、蓄熱和催化氣化的功能，操作溫度高達1500-1700℃。圖為熔渣池氣化原理示意圖，粉煤和氣化劑以較高的速度 ( 6~7 m/s )通過噴嘴沿切線方向噴人床內，帶動熔渣做螺旋狀的旋轉運動。燃料顆粒因為離心力也保持旋轉運動，每個顆粒都有一個平衡圓周，小顆粒保持懸浮狀態在其平衡圓周上旋轉，較大的煤粒或灰粒撞擊在氣化室壁上，由於高速旋轉氣固兩相即煤粒和氣體之間的相對運動很強，氣化反應速度很快。
1、煤粒和氣化劑在熔渣浴中反應，氣、液、固三相接觸緊密。由於反應溫度很高，傳熱和反應動力學條件良好，因此煤種適應廣，氣化強度高，生產能力大，碳轉化率高，且煤氣中不含焦油、酚類，對環境汙染小。
3、熔渣的粘度是影響氣化的一個重要因素。熔渣粘度小則熔渣浴內流動性好，進入渣池內的反應物易形成氣泡，因此增加了反應面積，加快了反應速率。然而，粘度過小流速過快，會使煤粒在熔渣浴內停留時間變短，影響氣化。