温克勒煤气化炉气流床气化

气流床技术是一种并流式气化。气化剂将粉煤（70%以上的煤粉通过200目筛孔）夹带入气化炉，在1500-1900℃高温下将煤一步转化为CO、H₂、CO₂等气体，残渣以熔渣形式排除气化炉。也可将煤粉制成水煤浆，用泵送入气化炉。煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，直接发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下。因此，其热解、燃烧以及吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随着气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物、燃烧产物裹挟着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运送形态，相当与流化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，因此称为气流床气化。

流化床气化又称为沸腾床气化。以小颗粒为气化原料，这些细粒煤在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。流化床技术得到了迅速发展，其原因在于：①生产强度比固定床大；②可用小颗粒煤，无需块煤；③可用褐煤等高灰劣质煤。

固定床气化也称移动床气化。固定床一般以块煤或煤焦为原料，煤由气化炉顶加入，气化剂（氧气、蒸汽）由炉底送入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态，床层高度亦基本维持不变，因而称为固定床气化。另外，由于煤从气化炉顶加入，含有残碳的灰渣自炉底排出，在气化过程中，煤粒在气化炉内是从上到下缓慢移动的。因而又称为移动床气化。

固定床的特点是简单可靠。气化剂与煤逆流接触，气化过程比较完全，热量利用比较合理，热效率较高 。

温克勒气化工艺具有的特性是：

（1）煤气化剂费用低蒸汽同氧；

（2）煤的制备简单，粒度范围宽为0-6mm；

（3）负荷变动范围宽；

（4）气化炉开、停车操作简单；

（5）操作安全，可靠性高；

（6）粗气中无焦油等副产物。

为节省能耗开发的高温温克勒气化工艺更有效益，增加的优点：

（1）在10bar压力下气化，增加了反应速度和气化炉能力。增加压力是为了改进下游获得的合成气；

（2）从沸腾床气化炉气体带出的煤粉，经分离再回气化炉，增加了碳转化率；

（3）增加气化温度使粗煤气中甲烷含量减少，碳转化率增加、产气量增多。可提高合成气的质量。

在这种条件下可以生产化学工业用合成气，也适合生产低热值煤气用于联合发电。

温克勒煤气化炉，以劣质煤（褐煤）为原料制造水煤气或半水煤气著称。在五十年代兴建的吉林化肥厂、兰州化肥厂合成氨及甲醇装置，就是采用了温克勒沸腾床气化炉，这项技术早已被我们所熟知。近些年伍德等公司在常压温克勒气化技术基础上，开发了高温温克勒（HTW）工艺，是世界上加压煤气的一项新技术 。

熔融床气化也称熔浴床气化或熔融流态床气化。它的特点是有一温度较高（一般为1600-1700℃）且高度稳定的熔池，粉煤和气化剂以切线方向高速喷入熔池内，池内熔融物保持高速旋转。此时，气、固、液三项密切接触，在高温条件下完成气化反应，生成H₂和CO为主要成分的煤气。熔融床有三类：熔渣床、熔盐床和熔铁床。地下煤气化技术也属于熔融床气化。没有成熟的熔渣床气化炉投入使用。

此外，气化炉按压力分可分为常压气化与加压气化。大于2MPa的气化统称为加压气化。还可按排渣方式分为固态排渣或液态排渣。气化残渣以固态方式排出气化炉的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出又经急冷变成熔渣排出气化炉外的称为液态排渣 。

温克勒地基假设相当于无数横向互不联系的弹簧或相当于一种液体的支承。由于作了

地基反应模量K值，用刚性承载板法试验测定，通过逐级加载测定相应的总弯沉值，得到荷载-弯沉曲线。为了使所确定的地基反应模量值有代表性，通常有两种作法：当地基较软弱时，取L=0.127CM时相对应的压力P计算地基反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压力P=0.07MPA时相对应的弯沉值L计算地基反应模量。

温克勒地基假设认为地基表面某一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量w成正比（竖向位移w与该点板给地基的压力p成正比），而与其他各点的压力无关。

公式形式

式中：

p——某一点所受压力（MPa）；

w——弯沉值（m）；

k——基床反力系数、也称垫层系数或地基反应系数和路基反应模量。

广泛使用的威氏公式便是基于这一假设，对于赫兹的浮冰问题或是对板与刚性基础之间有一厚层淤泥的情况，是符合实际的。但是对于实际上有凝聚性的刚性路面下的地基，这种假设是粗糙的，只能得到近似的解答。因而采用弹性半空间地基假设则会更加合理。 2100433B