摘

 要: 综述了国内外流化床气化炉的开发现状，总结了各种炉型的结构特点，并且分

析了流化床气化炉今后的发展方向。

 

　　关键词

: 流化床气化炉 特点 发展方向 

　　

 

　　

 一、前言 

　　

 我国“富煤、少油、缺气”的能源状况，决定了煤炭在我国的能源消费结构中始终占据着

重要的地位。作为煤化工和洁净煤的重要单元技术

―煤炭气化技术,在化工、冶金、机械及城

市燃气供应等多个方面已有广泛应用，在国民经济中占有十分重要的地位。区别于常见的固
定床和气流床气化炉，流化床气化技术以碎煤为原料

(小于 6mm)，具有操作温度适中，煤

气易于净化，投资低，原料适应性宽等特点，因此愈来愈受到重视。

 

　　

 流化床气化炉中，颗粒呈流态化状态，从而消除了固体颗粒间的内摩擦力，使颗粒具

备了流体的性质，提高了其传热、传质性能。早在《天工开物》中已有使用的记载

[1]。用于煤

气化生产时，已经开发的炉型有温克勒（

Winkler）、高温温克勒（HTW）、U-gas、KRW、循

环流化床、恩德炉及灰熔聚炉。

 

　　

 

　　二、流化床气化炉的结构

 

　　

 1、外部结构 

　　

 虽然不良的流化现象――腾涌和沟流，是由于操作过程中静床层高度和床径的不当比

例引起的，但是，腾涌一般发生在高径比大的床层中，沟流一般发生在大直径床层中，流
化床反应器的构造必须有合适的高径比。同时，为了延长物料的停留时间和降低出口煤气的
温度，流化床气化炉一般都设置了扩大段，且扩大段的直径一般要比浓相段的直径略大。

 

　　

 2、分布板的型式 

　　

 作为流化床反应器的核心构件，设计良好的分布板，对颗粒的均匀流化起着举足轻重

的地位。

 

　　

 在材料的选择上，金属和陶瓷各有优势，陶瓷能耐腐蚀气体和高温，但对热冲击或热

膨胀应力的强度极低，并且，由于陶瓷易磨蚀，使用过程中锐孔会逐渐扩大，进而影响气
速和流化效果。而由于气化剂对分布板的冷却作用，金属分布板可耐受腐蚀气体和高的炉温，
所以，从强度和总的经济考虑，一般选用金属分布板。

 

　　

 由于在大直径床层中的负荷较重，平板受压弯曲无法预测，而弧形板较耐重负荷和热

应力。同时，因为鼓泡和沟流优先产生于靠近流化床的中心位置，凹型板比凸型板有更好的
纠正趋向，所以分布板一般设计为凹型。

 

　　

 当分布板为单孔板时，气化剂由底部中心集中进入，在物料中形成喷泉，和物料的下

降运动共同组成内部环流，也称之为喷射流化床，此床层的压降比一般流化床要低，床内
横向的传热、传质也较一般的流化床要好；但是床层密度有显著的波动，且易引起沟流和腾
涌。当分布板有较多进气孔时，低气速下床层密度的变化可忽略不计，且气泡较小，气固相
接触较为密切且气体沟流较少。

 

　　

 为使气化剂经过锐孔后的流量均匀，分布板必须有足够的压降。如果孔径过大，气速

将会变小，物料将会泄漏进入气室；反之，将引起沟流现象。一般来说，锐孔喷射后的动能
应为床层重量阻力的

1/2 或 3/4。同时，开孔率过高，又会提高分布板的压降，这样，增加

动力消耗的同时，也阻碍了两层或多层间的固体颗粒循环。

 

　　

 分布板沿一般与气化炉内壁垂直布置，Winkler 炉的气化剂则通过 6 个侧向喷嘴进入

流化床。

 

　　

 3、开工喷嘴