煤氣化技術是指把經過適當處理的煤送入反應器如氣化爐內,在一定的溫度和壓力下,通過氧化劑(空氣或氧氣和蒸氣)以一定的流動方式(移動床、硫化床或攜帶床)轉化成氣體，得到粗制水煤汽，通過后續脫硫脫碳等工藝可以得到精制一氧化碳氣。
　　1857年，德國(guo)的(de)(de)Siemens兄弟最(zui)早(zao)開發出(chu)用塊(kuai)煤(mei)生(sheng)產煤(mei)氣(qi)的(de)(de)爐子稱為德士古氣(qi)化爐。這項(xiang)工(gong)藝引(yin)進中國(guo)后在二十世紀九十年代由(you)山東(dong)省魯南化肥廠(chang)經過廣大工(gong)程技(ji)(ji)術人員的(de)(de)努力，發明了(le)自主知識產權的(de)(de)對置式(shi)四(si)噴(pen)嘴氣(qi)化爐，目前已(yi)經在國(guo)內得到廣泛推廣應(ying)(ying)用，特別是兗礦(kuang)集團煤(mei)化工(gong)項(xiang)目在多處使用此技(ji)(ji)術，取得了(le)顯著(zhu)的(de)(de)經濟效益。還有經過其他許多開發商的(de)(de)開發，到1883年應(ying)(ying)用于(yu)生(sheng)產氨氣(qi)。煤(mei)氣(qi)化技(ji)(ji)術是清潔(jie)利(li)用煤(mei)炭資源的(de)(de)重要途(tu)徑和(he)手段。

原理

        煤干餾過程，主要經歷如下變化：當煤料的溫度高于100℃時，煤中的水分蒸發出；溫度升高到200℃以上時，煤中結合水釋出；高達350℃以上時,粘結性煤開始軟化，并進一步形成粘稠的膠質體（泥煤、褐煤等不發生此現象）；至400～500℃大部分煤氣和焦油析出，稱一次熱分解產物；在450～550℃，熱分解繼續進行，殘留物逐漸變稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦繼續分解,析出余下的揮發物（主要成分是氫氣），半焦失重同時進行收縮，形成裂紋；溫度高于800℃,半焦體積縮小變硬形成多孔焦炭。當干餾在室式干餾爐內進行時，一次熱分解產物與赤熱焦炭及高溫爐壁相接觸，發生二次熱分解，形成二次熱分解產物（焦爐煤氣和其他煉焦化學產品）。煤干餾的產物是煤炭、煤焦油和煤氣。煤干餾產物的產率和組成取決于原料煤質、爐結構和加工條件（主要是溫度和時間）。隨著干餾終溫的不同，煤干餾產品也不同。低溫干餾固體產物為結構疏松的黑色半焦，煤氣產率低，焦油產率高；高溫干餾固體產物則為結構致密的銀灰色焦炭，煤氣產率高而焦油產率低。中溫干餾產物的收率，則介于低溫干餾和高溫干餾之間。煤干餾過程中生成的煤氣主要成分為氫氣和甲烷，可作為燃料或化工原料。高溫干餾主要用于生產冶金焦炭，所得的焦油為芳烴、雜環化合物的混合物，是工業上獲得芳烴的重要來源；低溫干餾煤焦油比高溫焦油含有較多烷烴，是人造石油重要來源之一。
　　煤炭氣化是指煤在特定的設備內，在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發生一系列化學反應，將固體煤轉化為含有CO、H_²、CH_⁴等可燃氣體和CO_²、N_²等非可燃氣體的過程。煤炭氣化時，必須具備三個條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可。
　　氣化過程發生的反應包括煤的熱解、氣化和燃燒反應。煤的熱解是指煤從固相變為氣、固、液三相產物的過程。煤的氣化和燃燒反應則包括兩種反應類型，即非均相氣－固反應和均相的氣相反應。
　　不同的氣化(hua)(hua)工藝(yi)對(dui)原料的性(xing)質要(yao)求有所不同，因此在(zai)選(xuan)擇煤(mei)氣化(hua)(hua)工藝(yi)時，考慮氣化(hua)(hua)用煤(mei)的特性(xing)及(ji)其影響(xiang)極為重(zhong)要(yao)。氣化(hua)(hua)用煤(mei)的性(xing)質主要(yao)包括煤(mei)的反應性(xing)、粘結(jie)性(xing)、結(jie)渣(zha)性(xing)、熱穩定性(xing)、機械(xie)強度、粒度組成(cheng)以及(ji)水(shui)分、灰分和硫分含量等。

按不同“技術工藝方式”分類

        煤(mei)炭(tan)氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)工藝可按(an)壓力、氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)劑、氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程供熱方(fang)式等分(fen)類，常用的是按(an)氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)爐內煤(mei)料與氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)劑的接觸方(fang)式區(qu)分(fen)，主要有(you)： 

固定床氣化

        在(zai)氣化(hua)過(guo)程中，煤(mei)(mei)由(you)氣化(hua)爐(lu)頂(ding)部加入，氣化(hua)劑由(you)氣化(hua)爐(lu)底部加入，煤(mei)(mei)料與氣化(hua)劑逆流接觸，相對于氣體的(de)上(shang)升(sheng)速(su)度而(er)(er)言，煤(mei)(mei)料下降速(su)度很(hen)慢(man)，甚至(zhi)可視為固定(ding)不動(dong)，因此稱之為固定(ding)床氣化(hua)；而(er)(er)實際上(shang)，煤(mei)(mei)料在(zai)氣化(hua)過(guo)程中是(shi)以很(hen)慢(man)的(de)速(su)度向下移動(dong)的(de)，比較準確的(de)稱其為移動(dong)床氣化(hua)。 

流化床氣(qi)化

        以(yi)(yi)恩德(de)爐、灰(hui)熔(rong)聚為代表(biao)的(de)(de)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)。它是以(yi)(yi)粒(li)度為0-10mm的(de)(de)小顆粒(li)煤(mei)(mei)(mei)(mei)為氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)原料(liao)，在氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)爐內(nei)使其懸浮分(fen)散在垂直上升(sheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)中，煤(mei)(mei)(mei)(mei)粒(li)在沸(fei)騰狀態進行氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)反應，從而使得(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)料(liao)層(ceng)內(nei)溫(wen)度均一，易于控(kong)制，提高氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)效率。流(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)是朝(chao)鮮恩德(de)“ 七.七”聯合企業在溫(wen)克(ke)勒粉煤(mei)(mei)(mei)(mei)流(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)爐的(de)(de)基礎上，經(jing)長期的(de)(de)生產實踐，逐步改進和完善(shan)的(de)(de)一種煤(mei)(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)工藝。灰(hui)融聚流(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床粉煤(mei)(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)根據(ju)射流(liu)(liu)原理，在流(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床底部設計了灰(hui)團聚分(fen)離裝置，形成(cheng)床內(nei)局部高溫(wen)區，使灰(hui)渣(zha)團聚成(cheng)球(qiu)，借助重量的(de)(de)差異達到灰(hui)團與半焦的(de)(de)分(fen)離，在非(fei)結(jie)渣(zha)情況下，連續有選擇地排出(chu)低碳量的(de)(de)灰(hui)渣(zha)。

氣流(liu)床(chuang)氣化

        它(ta)是一(yi)種(zhong)并(bing)流氣(qi)化(hua)，用氣(qi)化(hua)劑將(jiang)粒度(du)為100um以下(xia)的(de)(de)煤粉帶入(ru)氣(qi)化(hua)爐(lu)(lu)內，也(ye)可(ke)將(jiang)煤粉先(xian)制成水煤漿(jiang)，然后用泵打入(ru)氣(qi)化(hua)爐(lu)(lu)內。煤料在(zai)(zai)高于其(qi)灰(hui)熔點的(de)(de)溫度(du)下(xia)與氣(qi)化(hua)劑發生燃燒反應(ying)和氣(qi)化(hua)反應(ying)，灰(hui)渣以液態形式排出氣(qi)化(hua)爐(lu)(lu)。其(qi)代(dai)表工(gong)藝(yi)(yi)殼(ke)牌干煤粉氣(qi)化(hua)工(gong)藝(yi)(yi)于1972年(nian)(nian)開(kai)始進(jin)行基礎(chu)研究(jiu)，1978年(nian)(nian)投煤量150 t/d的(de)(de)中試裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置在(zai)(zai)德國(guo)漢(han)堡建(jian)成并(bing)投人運行。1987年(nian)(nian)投煤量250～400 t/d的(de)(de)工(gong)業示范裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置在(zai)(zai)美國(guo)休斯(si)敦(dun)投產。在(zai)(zai)取(qu)得大(da)量實驗數據(ju)的(de)(de)基礎(chu)上，日(ri)處理煤量為2000 t的(de)(de)單(dan)系列大(da)型(xing)煤氣(qi)化(hua)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置于1993年(nian)(nian)在(zai)(zai)荷蘭Demkolec電廠建(jian)成，煤氣(qi)化(hua)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置所產煤氣(qi)用于聯合循環發電，經過3年(nian)(nian)多示范運于1998年(nian)(nian)正(zheng)式交(jiao)付用戶使用。目前，我國(guo)已經引進(jin)23套(tao)殼(ke)牌氣(qi)化(hua)爐(lu)(lu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置。

熔浴床氣化
　　它是將粉煤和氣化劑以切線方向高速噴入一溫度較高且高度穩定的熔池內，把一部分動能傳給熔渣，使池內熔融物做螺旋狀的旋轉運動并氣化。目前此氣化工藝已不再發展。
　　以上均為地面氣化，還有地下氣化工藝。
廣泛地應用領域
　　煤炭氣化技術廣泛應用于下列領域：
1）作為工業燃氣
　　一般熱值為1100－1350大卡熱的煤氣，采用常壓固定床氣化爐、流化床氣化爐均可制得。主要用于鋼鐵、機械、衛生、建材、輕紡、食品等部門，用以加熱各種爐、窯，或直接加熱產品或半成品。
2）作為民用煤氣
　　一般熱值在3000－3500大卡，要求CO小于10%，除焦爐煤氣外，用直接氣化也可得到，采用魯奇爐較為適用。與直接燃煤相比，民用煤氣不僅可以明顯提高用煤效率和減輕環境污染，而且能夠極大地方便人民生活，具有良好的社會效益與環境效益。出于安全、環保及經濟等因素的考慮，要求民用煤氣中的H_²、CH_⁴、及其它烴類可燃氣體含量應盡量高，以提高煤氣的熱值；而CO有毒其含量應盡量低。
3）作為化工合成和燃料油合成原料氣
　　早在第二次世界大戰時，德國等就采用費托工藝（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。隨著合成氣化工和碳－化學技術的發展，以煤氣化制取合成氣，進而直接合成各種化學品的路線已經成為現代煤化工的基礎，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液體燃料等。
　　化工合成氣對熱值要求不高，主要對煤氣中的CO、H₂等成分有要求，一般德士古氣化爐、Shell氣化爐較為合適。目前我國合成氨的甲醇產量的50%以上來自煤炭氣化合成工藝。
4）作為冶金還原氣
　　煤氣中的CO和H_²具有很強的還原作用。在冶金工業中，利用還原氣可直接將鐵礦石還原成海棉鐵；在有色金屬工業中，鎳、銅、鎢、鎂等金屬氧化物也可用還原氣來冶煉。因此，冶金還原氣對煤氣中的CO含量有要求。
5）作為聯合循環發電燃氣
　　整體煤氣化聯合循環發電（簡稱IGCC）是指煤在加壓下氣化，產生的煤氣經凈化后燃燒，高溫煙氣驅動燃氣輪機發電，再利用煙氣余熱產生高壓過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發電。用于IGCC的煤氣，對熱值要求不高，但對煤氣凈化度-如粉塵及硫化物含量的要求很高。與IGCC配套的煤氣化一般采用固定床加壓氣化（魯奇爐）、氣流床氣化（德士古）、加壓氣流（Shell氣化爐）廣東省加壓流化床氣化工藝，煤氣熱值2200－2500大卡左右。
6）作煤炭氣化燃料電池
　　燃料電池是由H_²、天然氣或煤氣等燃料（化學能）通過電化學反應直接轉化為電的化學發電技術。目前主要由磷酸鹽型（PAFC）、熔融碳酸鹽型(MCFC)、固體氧化物型(SOFC)等。它們與高效煤氣化結合的發電技術就是IG-MCFC和IG-SOFC，其發電效率可達53%。
7）煤炭氣化制氫
　　氫氣廣泛的用于電子、冶金、玻璃生產、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氫能電池等領域，目前世界上96%的氫氣來源于化石燃料轉化。而煤炭氣化制氫起著很重要的作用，一般是將煤炭轉化成CO和H2，然后通過變換反應將CO轉換成H_²和H_²O，將富氫氣體經過低溫分離或變壓吸附及膜分離技術，即可獲得氫氣。
8）煤炭液化的氣源
　　不論煤炭直接液化和間接氧化，都離不開煤炭氣化。煤炭液化需要煤炭氣化制氫，而可選的煤炭氣化工藝同樣包括固定床加壓Lurgi氣化、加壓流化床氣化和加壓氣流床氣化工藝。