4.3　TCGP气化原理及工艺流程

4.3.1　TCGP气化工艺原理

TCGP气化过程是在高温、高压、非均相、非催化、湍流条件下进行的部分氧化反应。

水煤浆和99.6％的纯氧经TCGP烧嘴呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以CO+H₂为主要成分的粗合成气。在气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为气化分三步进行。

（1）煤的裂解和挥发分的燃烧　水煤浆和氧气进入高温气化炉后，水迅速蒸发为水蒸气。煤粉发生热裂解并释放出挥发分。裂解产物及挥发分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。因此，在合成气中不含有焦油、酚类和高分子烃类。这个过程相当短促。

（2）燃烧及气化反应　煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO、CO₂等气体，放出反应热；另一方面，煤焦又和水蒸气、CO₂等发生化学反应，生成CO、H₂。

（3）气化反应　经过前面两步的反应，气化炉中的氧气已消耗完。这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸气、CO₂的气化反应，生成CO和H₂。

4.3.2　TCGP气化工艺流程

TCGP主要由制浆系统、合成气系统、烧嘴冷却系统、锁斗系统、闪蒸及水处理系统组成，流程简述如下。

前系统来洗精煤经称重计量后送入煤磨机，与一定量的水、添加剂混合磨成一定粒度分布、浓度为59％～65％的水煤浆。经筛分后，合格的煤浆经煤浆给料泵送至气化炉烧嘴，与高压氧气在烧嘴中混合后呈雾状，分别经烧嘴中心管及外环隙喷入气化炉燃烧室进行反应，反应温度为1350～1450℃，压力为2.7～8.4MPa，生成的煤气（称为合成气）和熔渣，经激冷环及下降管进入气化炉激冷室冷却，冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，熔渣落入激冷室底部冷却、固化，定期排出。在碳洗塔中，合成气进一步冷却、除尘，出碳洗塔的合成气进入后工序。工艺流程简图见图4-1。

图4-1　TCGP工艺流程