关于U-Gas气化技术的认识
王云杰
（新煤化工设计院， 上海 200233）
［摘 要］介绍了U-Gas气化技术的工艺流程，阐述了U-Gas气化炉的结构及U-Gas气化技术的独特优势，分析了控制煤气中CH4含量的手段。
［关键词］ U-Gas气化技术； 气化炉； 构造； 低活性煤； CH4
［中图分类号］TQ 546 ［文献标志码］B ［文章编号］ 1004-9932（2015）
国内煤气化技术的运用是百家争鸣、百花齐放。移动床气化技术的典型运用有鲁奇炉和传统固定床技术，气流床气化技术的典型运用有常压恩德炉和U-Gas气化技术，流化床气化技术的典型运用有水煤浆气化技术（GE、西北院、清华炉、华东理工大学的四喷嘴）和粉煤气化技术（GSP、Shell、航天炉、西安热工院的二段炉），同时，国内多家单位还在继续开发新的气化技术。各种气化技术都有自己的特点，但没有一种气化技术能适应所有的煤种。本文主要对U-Gas气化技术作一介绍，以利于大家更全面地了解U-Gas气化技术。
1 U-Gas气化技术简介
U-Gas气化技术起源于美国气体技术研究院，目前和张家港化工机械股份有限公司合资，在国内已经有空气气化、纯氧气化的工业装置运行。
U-Gas气化工艺流程如下。煤由输煤系统（煤用CO2气体输送，煤气中CO2含量高）送入气化炉，气化剂分中心管、分布板、文丘里管3路进入气化炉。在气化炉内，煤与气化剂发生反应，所产生的灰渣由出渣机排出炉外；气化产生的粗煤气夹带飞灰进入第一旋风分离器，大颗粒飞灰被分离后返回气化炉继续反应；带有飞灰的煤气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽一部分作为气化剂参加气化反应，其余送入工厂使用。初步降温后煤气进入低温旋风分离器和除尘器，进一步除去飞灰，收集的飞灰送入灰仓并返回气化炉继续反应。除尘后的煤气进入水洗塔进一步降温，达到变换工序需要的温度后送出界区。
U-Gas气化装置的主要设备有气化炉、第一旋风分离器、余热锅炉、汽包、低温旋风分离器、除尘器、仓泵、水洗塔等。
2 U-Gas气化技术具有的独特优势
2.1煤气化的原理
煤气化是煤与气化剂在气化炉内进行高温反应产出煤气的过程，煤气化可以简单地看成2个阶段——煤与氧的燃烧和燃烧产物与气化剂、剩余炭的继续反应。
第一阶段主要反应：
CmHnO（复杂有机物）+（m-1/2+n/4）O2→mCO2+ n/2H2O +Q1
C+O2=CO2+Q2
第二阶段主要反应：
CO2+C=2CO－Q3
C+H2O（g）=CO+H2－Q4
CO+H2O（g）=CO2+H2+Q5
CH4+H2O（g）=CO+3H2－Q6
CH4+CO2=2CO+2H2－Q7
煤气化反应的完成，其基础是第一阶段煤和氧化剂的燃烧反应。看一个气化技术是否合理、经济，首先要看气化炉燃烧场所的情况。移动床、气流床、流化床气化技术的气化温度和煤在炉内的停留时间统计如表1。
更多内容请见《中氮肥》2015年第2期