CN101372635B - 高密度增压流化床煤气化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
高密度增压流化床煤气化装置及方法是一种对煤种适应性广特别适合于高效处理我国储量丰富的高硫、高灰、高灰熔点煤，且气化过程碳转化率高、煤气热值高、投资低、环保性能优越的气化装置及方法。气化反应器(1)设置在压力壳(2)内，自下而上分为密相湍流流化段(9)、高密度环核流动段(10)和密度快速流动段(11)，根据高硫、高灰、高灰熔点煤的气化特征，自下而上依次采用不同特征的流态进行加压分段气化，气化压力为1.0～2.5MPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种高密度增压流化床煤气化装置及方法，属于煤气化技术领域。
技术背景
煤气化可以更好地解决煤直接燃烧过程中的污染问题，如整体煤气化联合循环是最洁净的燃煤发电方式；不仅如此，煤气化还能形成高价值的产品，如以煤为原料的化工生产，尤其是以生产合成氨、甲醇、制H2和液体燃料等，在我国能源战略中起着非常重要的地位。
目前，工业化的煤气化装置主要有固定床、流化床和气流床气化炉三大类型。这些气化工艺都有其有缺点和适用范围：(1)气流床气化炉是当前发展较快的气化工艺，它的特点是碳转化率高，冷煤气效率和热效率较之其它气化工艺高，且适于大型化生产，最大单台气化炉的日处理煤量可达2000～3000吨；但由于它是液态排渣，因此只适用于灰熔点小于1400度的煤，对高灰、高灰熔点的煤也不适用；此外气化氧耗也较之其它工艺高；(2)固定床气化炉的优点是单位能耗比较小，对煤种有较宽的适应范围，热效率较高；但是固定床气化工艺对煤的粒度有较严格的要求，仅适用于弱粘结性块煤或型煤的气化，且为防止结渣，操作温度较低，水蒸汽用量大，产生的副产物焦油和酚难以处理；此外，由于其气化强度较低，大型化受到一定的限制；(3)流化床气化炉的特点是对煤种适应性相对比较广，包括高灰、低热值和高灰熔点的煤种，气化过程氧耗较低，适合于空气气化和富氧气化；目前存在的问题是：对煤种适应性较好且已经工业化的KRW和U-Gas炉型的放大性能受到一定的限制；增压鼓泡流化床(如HTW)和循环流化床气化炉已经成功放大到日处理煤量740吨，当二者仅适用于粘性较好的煤。
我国的煤炭资源不仅分布广、类型多，而且三高煤(高灰熔点、高灰、高硫)在煤的总储量中占很大的比例，其中高灰熔点煤约占总储量的50％，含硫量超过2％的高硫煤约占20～40％，煤炭中的平均含灰量大于20％。现有的气化工艺无法直接应用于我国储量丰富的高硫、高灰、高灰熔点煤的气化，因此亟需开发对煤种适应性广特别适合于处理我国储量丰富的高硫、高灰、高灰熔点煤，且气化过程碳转化率高、煤气热值高、投资低、环保性能优越的先进气化技术。
发明内容
技术问题：针对目前各种气化技术在高硫、高灰、高灰熔点煤气化上存在的问题，本发明提出一种高密度增压流化床煤气化装置及方法，目的在于提供一种对煤种适应性广，特别是适合于处理我国储量丰富的高硫、高灰、高灰熔点煤，且气化过程碳转化率高、煤气热值高、投资低、环保性能优越的气化方法及装置。
技术方案：本发明的高密度增压流化床煤气化装置主要由气化反应器、两级高效旋风分离器、两级返料阀等组成。气化反应器由耐火砖砌筑或耐火材料浇注而成，设置在压力壳内，压力壳与反应器之间填有保温层；反应器自下而上分为密相湍流流化段、高密度环核流动段、高密度快速流动段。密相湍流流化段的上部设有一级返料口，下部设有煤和石灰石进口，底部设有布风板和排渣管；为了密相湍流流化段布风均匀、排渣顺畅和防止高温结焦，布风板上装有中间定向风帽和周边流化风帽，布风板下部为风室，风室由中间风室和周边风室组成；中间风室底部设有细排灰口和过热蒸汽入口；周边风室设有主气化剂进口，底部设置有两个粗排灰口；排渣管穿过中间风室和压力壳通向炉外。高密度环核流动段为密相湍流流化段和高密度快速流动段之间的放大膛体，下部设有一级二次气化剂进口，中部设有二级二次气化剂进口，二级返料口设置在一级二次气化剂进口上方。高密度快速流动段的直径与密相湍流流化段段相同，其上部侧面的反应器出口与一级高效旋风分离器相连，分离器的底部接有一级落料管，落料管的下部接有一级返料阀，其返料管与反应器轴线成30～45度连接一级返料口；一级高效旋风分离器上部的出口接有二级高效旋风分离器，与一级高效旋风分离器成60～90度且在较高的位置布置，分离器的底部接有二级落料管，落料管的下部接有二级返料阀，其返料管与反应器轴线成30～45度连接二级返料口。
本发明的高密度增压流化床煤气化方法与现有工艺的技术方案完全不同，具体方式是：根据高硫、高灰、高灰熔点煤的气化特征，在不同特征的流态下进行加压分段气化，气化压力为1.0～2.5MPa。密相湍流流化段为颗粒体积浓度0.3～0.45、料层高度为2～5m的密相区，采用温度850～1050度、气速1～1.5m/s的湍流流化运行方式，其功能是实现床料、煤和石灰石、气化剂和一级返料的良好混合和热质传递，以及进行煤的脱挥发份、燃烧和部分气化反应；床料采用粒径为0～3mm惰性床料；煤和石灰石从密相湍流流化段加入，采用粒径为0～10mm的颗粒；气化剂为气化所需的80～93％的过热蒸汽和100％的空气或纯氧或富氧空气混合而成，气化剂采用分级加入的方式，30～50％的气化剂从高密度环核流动段的一、二级二次气化剂进口加入，50～70％的气化剂从周边风室的主气化剂进口加入。高密度环核流动段和高密度快速流动段是气化反应和脱硫反应的主要区段，密相湍流流化段部分气化后生成的半焦在此区段气化，石灰石将气化过程产生的H2S脱除。高密度环核流动段高度为5～8m、采用温度1000～1200度、颗粒体积浓度为0.1～0.2和气速1.5～2m/s的高密度环核流动运行方式；该区段截面较大，通过在该区段中、下部加入二次气化剂和下部加入二级返料，形成高密度环核流动，近壁面区气固的滑移和返混加强了气固之间的相互作用，可提高气化反应和含硫污染物脱除速率。高密度快速流动段高度为3～5m，采用温度1100度左右、颗粒体积浓度大于0.1和气速2.5～3m/s的高密度快速流动运行方式；足够高的反应区段和高密度快速流动所形成的湍动，保证了颗粒的提留时间，使碳转化率和污染物脱除效率提高。采用两级高效旋风分离器来分离生成煤气中的固体颗粒(主要为飞灰、未反应完全的焦碳、脱硫产生的CaS和细惰性床料等)，使粒径为10微米以上的颗粒全部被分离下来，总分离效率大于99％，其中第一级大于95％，第二级大于85％。采取独立返料方式，第一级返料进入密相湍流流化段，第二级返料进入高密度环核流动段，两级返料互不干扰；返料风采用气化所需的2～5％过热蒸汽；此外，为提高返料的流动性，在返料管中添加一定量的粒径200微米以下惰性细床料，以保证两级返料总共达到50以上的高循环倍率，使没有反应完全半焦和石灰石通过不断的循环来提高碳的转化率和含硫污染物的脱除效率。气化过程产生的渣粒由排渣管排出，气化所需的5～15％过热蒸汽通入中间风室，经由中间定向风帽进入气化反应器，气化产生的渣粒在过热蒸汽的定向吹动下顺利进入排渣管，由排渣设备间断或连续排出，该过热蒸汽还可起到调温作用，通过加入过热蒸汽的量调节布风板区域的温度，防止高温结焦；由于气化反应器内气固脉动落入中间风室的细灰或渣或惰性床料由其底部的细排灰口排出，而落入周边风室的细灰或渣或惰性床料由其底部的粗排灰口排出。
有益效果：本发明的装置与方法针对目前各种气化技术在高硫、高灰、高灰熔点煤气化上存在的问题，结合了流化床和气流床气化工艺的优点，且具有如下的特色及优点：
1、反应器采用密相湍流流化段、高密度环核流动段和高密度快速流动段三段设计，在不同特征的流态下进行加压分段气化，保证了粗颗粒煤、细颗粒煤和脱硫剂在不同区段都有充分的反应时间，且这些区段的流动动力特征放大性能好。
2、风室分区设置，布风板上装有中间定向风帽和周边流化风帽，使密相湍流流化段布风均匀、排渣顺畅和有效防止高温结焦。
3、根据煤气化后续的生产对象，气化剂可采用蒸汽加空气、富氧空气或纯氧等多种形式。
4、气化剂采用分级加入的方式，有利于气化器内温度的合理分布；其中，下部密相湍流流化段气化温度较低，可防止局部温度过高而结焦，中部高密度环核流动段和上部高密度快速流动段采用较高反应温度，有利于提高气化反应的碳转化率，克服一般流化床气化碳转化率偏低的弱点。
5、采用加压气化，大幅度提高了单位面积的气化强度，缩小了气化装置的体积。
6、采用两级高效旋风分离器，可高效分离煤气中粒径10微米以上的细颗粒，总分离效率达99％以上；一方面使煤气的品质高，特别适合于高灰煤种的气化；另一方面高的分离效率为形成高的循环倍率创造了条件。
7、考虑了第一、二级旋风分离器的压差，采用两级独立返料方式，便于控制；此外，在返料管中添加一定量的惰性细床料可提高循环物料在旋风分离器下部落料管的流动性能和返料的顺畅，形成高的循环倍率，保证了高密度环核流动段和高密度快速流动段具有高的颗粒浓度，促进碳转化率提高。
8、采用0～10mm宽筛分煤，粒径范围宽，适合处理目前机械化开采的碎煤，对煤粉制备系统要求较低。
9、对煤种的适应性好，特别适合气化我国储量丰富的高硫、高灰、高灰熔点煤。
附图说明
图1是本发明的高密度增压流化床煤气化装置总体结构示意图。
图2是本发明的高密度增压流化床煤气化装置底部结构放大示意图。
图3是本发明的高密度增压流化床煤气化装置实施系统示意图。
以上的图中有：气化反应器1、压力壳2、一级高效旋风分离器3、一级落料管4、一级返料阀5、二级高效旋风分离器6、二级落料管7、二级返料阀8、密相湍流流化段9、高密度环核流动段10、高密度快速流动段11、辅助气化剂进口12、煤和石灰石进口13、一级返料口14、布风板15、排渣管16、风室17、中间定向风帽18、周边流化风帽19、中间风室20、周边风室21、细排灰口22、蒸汽入口23、主气化剂进口24、粗排灰口25、一级二次气化剂进口26、二级二次气化剂进口27、二级返料口28、反应器出口29、一级返料管30、二级返料管31、一级惰性床料加入口32、二级惰性床料加入口33、保温层34、余热锅炉35、除尘净化设备36、化工生产设备37、CFB锅炉38、加热器39、混合器40。煤和石灰石A、主气化剂B、二次气化剂C、空气或纯氧或富氧空气D、气固混合物E、粗煤气F、一级分离料G、一级返料H、一级净化煤气I、二级分离料J、二级返料K、高温净煤气L、渣粒M、进中间风室细灰或渣或惰性床料N、进周边风室细灰或渣或惰性床料O、过热蒸汽P、气化剂Q、低温蒸汽R、高温蒸汽S、低温净煤气T、排灰U、精煤气V、化工产品W。
具体实施方式
参见附图1和图2气化反应器1分为密相湍流流化段9、高密度环核流动段10、高密度快速流动段11，根据高硫、高灰、高灰熔点煤的气化特征进行加压分段气化，气化压力为1.0～2.5MPa。密相湍流流化段9为颗粒体积浓度0.3～0.45、料层高度为2～5m的密相区，采用温度850～1050度、气速1～1.5m/s的湍流流化运行方式，其功能是实现床料、煤和石灰石A、气化剂Q和一级返料H的良好混合和热质传递，以及进行煤的脱挥发份、燃烧和部分气化反应；床料采用粒径为0～3mm惰性床料，如石英砂；煤和石灰石A从密相湍流流化段9加入，采用粒径为0～10mm的颗粒；气化剂Q为气化所需的80～93％的过热蒸汽P和100％的空气或纯氧或富氧空气D混合而成，气化剂Q采用分级加入的方式，30～50％的二次气化剂C从高密度环核流动段10的一级二次气化剂进口26和二级二次气化剂进口27加入，50～70％的主气化剂B从周边环形风室21的主气化剂进口24加入；密相湍流流化段9煤挥发份脱出和空气或氧气发生燃烧反应提供气化反应热量，然后蒸汽与煤发生部分气化反应，产生煤气和半焦。高密度环核流动段10和高密度快速流动段11是气化反应和脱硫反应的主要区段，密相湍流流化段9部分气化后生成的半焦在此区段气化，石灰石将气化过程产生的H2S脱除。高密度环核流动段10和高密度快速流动段11是气化反应和脱硫反应的主要区段，密相湍流流化段9部分气化后生成的半焦在此区段气化，石灰石将气化过程产生的H2S脱除。高密度环核流动段10高度为5～8m、采用温度1000～1200度、颗粒体积浓度为0.1～0.2和气速1.5～2m/s的高密度环核流动运行方式；该区段截面较大，通过在该区段中、下部加入二次气化剂C和下部加入二级返料K，形成高密度环核流动，近壁面区气固的滑移和返混加强了气固之间的相互作用，可提高气化反应和含硫污染物脱除速率。高密度快速流动段11高度为3～5m，采用温度1100度左右、颗粒体积浓度大于0.1和气速2.5～3m/s的高密度快速流动运行方式；足够高的反应区段和高密度快速流动所形成的湍动，保证了颗粒的提留时间，使碳转化率和污染物脱除效率提高。采用两级高效旋风分离器来分离生成的煤气中的固体颗粒(主要为飞灰、未反应完全的焦碳、脱硫产生的CaS和细惰性床料等)，使粒径为10微米以上的颗粒全部被分离下来，总分离效率大于99％，其中第一级大于95％，第二级大于85％。采取独立返料方式，一级返料H进入密相湍流流化段9，二级返料K进入高密度环核流动段10，两级返料互不干扰；返料风采用气化所需的2～5％过热蒸汽P；此外，为提高返料的流动性，在返料管中添加一定量的粒径200微米以下惰性细床料，以保证两级返料总共达到50以上的高循环倍率，使没有反应完全半焦和石灰石通过不断的循环来提高碳的转化率和含硫污染物的脱除效率。气化过程产生的渣粒M由排渣管排16出，气化所需的5～15％过热蒸汽P通入中间风室20，经由中间定向风帽18进入气化器1，气化产生的渣粒M在过热蒸汽P的定向吹动下顺利进入排渣管16，由排渣设备间断或连续排出，该过热蒸汽P还可起到调温作用，通过加入过热蒸汽P的量调节布风板15区域的温度，防止高温结焦；由于气化反应器1内气固脉动落入中间风室20的细灰或渣或惰性床料N由其底部的细排灰口22排出，而落入周边风室的细灰或渣或惰性床料O由其底部的粗排灰口25排出。
具体结构是：气化反应器1由耐火砖砌筑或耐火材料浇注而成，设置在压力壳2内，压力壳2与气化反应器1之间填有保温层34；气化反应器1自下而上分为密相湍流流化段9、高密度环核流动段10、高密度快速流动段11。密相湍流流化段的上部设有一级返料口14，下部设有煤和石灰石进口13，底部设有布风板15和排渣管16；为了密相湍流流化段9布风均匀、排渣顺畅和防止高温结焦，布风板15上装有中间定向风帽18和周边流化风帽19；布风板15下部为风室17，风室17由中间风室20和周边风室21组成；中间风室20底部设有细排灰口22和过热蒸汽入口23；周边风室21的侧面设有主气化剂进口24，底部设置有两个粗排灰口25；排渣管16穿过中间风室20和压力壳2通向炉外。高密度环核流动段10为密相湍流流化段9和高密度快速流动段11之间的放大膛体，下部侧面设有一级二次气化剂进口26，中部设有二级二次气化剂进口27，二级返料口28设置在一级二次气化剂进口26上方。高密度快速流动段11的直径与密相湍流流化段9相同，其上部侧面的反应器出口29与一级高效旋风分离器3相连，分离器的底部接有一级落料管4，落料管的下部接有一级返料阀5，一级返料管30与反应器轴线成30～45度连接一级返料口14，一级返料管30上设有一级惰性床料加入口32；一级高效旋风分离器3上部的出口接有二级高效旋风分离器6，与一级高效旋风分离器3成60～90度且在较高的位置布置，分离器的底部接有二级落料管7，落料管的下部接有二级返料阀8，二级返料管31与反应器轴线成30～45度连接二级返料口28，二级返料管31上设有二级惰性床料加入口33。
参照图3，根据本发明而实施的日处理量为200吨的高硫、高灰、高灰熔点煤气化工艺的具体过程为：
主体结构上，气化反应器1总高18m，其中密相湍流流化段9高5m直径1m、高密度环核流动段10高8m直径1.3m、高密度快速流动段11高5m直径1m；气化反应器1由耐火材料(白刚玉或棕刚玉)浇注而成，厚约100mm；设置在压力壳2内，压力壳2与气化反应器1之间填有150mm厚的保温层34(如保温砖或硅酸铝纤维)；煤和石灰石进口13设置在布风板15上方1.5m高度处，一级返料口14设置在布风板15上方2.5m高度处；一级二次气化剂进口26和二级二次气化剂进口27分别设置在高密度环核流动段10的0.8m和4m高度处，二级返料口28设置在该区段的1m高度处；粗煤气出口设置在高密度快速流动段11距上部0.8m高度处。
具体工艺流程上，先通过螺旋给料装置，从密相湍流流化段9的煤和石灰石进口13加入粒度为0～6mm左右的惰性床料(如石英砂或循环流化床的底渣)，在该区段先形成4.5～5m的密相区；采用床下点火启动方式，柴油或天然气和空气在启动燃烧室燃烧后产生1000℃左右高温燃气，借助主气化剂进口24，将高温燃气送入周边风室21，高温燃气穿过布风板15的周边流化风帽19后进入密相湍流流化段9加热惰性床料；此时先采用N2作为返料风，启动物料循环，使一级落料管4、一级返料阀5和二级落料管7、二级返料阀8中都充满一定量的惰性床料，并且能够顺利循环起来。当惰性床料被高温燃气加热到500℃左右时，将平均粒径为0～10mm的煤从煤和石灰石进口13加到密相湍流流化段9；惰性床料迅速加热煤粒，煤挥发份脱出和空气或氧气发生燃烧反应提供气化反应热量，床温不断升高；期间在中间风室20底部的过热蒸汽入口23通入一定量过热蒸汽P(压力2.2MPa，温度450℃)，为了防止布风板区域局部高温结焦和启动排渣；当床温达到800℃左右时，停止加入高温燃气，增大煤和石灰石的量(8.3吨/小时、Ca/S比为2.5)并投入气化剂Q，同时调节气化反应器1的压力至2.0MPa，此时气化反应器1内的化学反应由常压燃烧向加压气化切换；气化剂Q与煤发生部分气化反应，产生煤气和半焦；气化剂Q由气化所需的88％的过热蒸汽P(压力2.2MPa，温度450℃)和100％的氧气(压力2.2MPa，温度600℃)在混合器40混合而成，压力约为2.2MPa、温度约为550℃；气化剂Q采用分级加入的方式，40％的二次气化剂C从高密度环核流动段10的一级二次气化剂进口26和二级二次气化剂进口27加入，60％的主气化剂B从周边环形风室21的主气化剂进口24加入；此时两级返料的返料风改用过热蒸汽P，总量占气化所需过热蒸汽P的3～5％。
启动加压气化后，密相湍流流化段9、高密度环核流动段10和高密度快速流动段11的运行方式分别控制在：密相湍流流化段9为颗粒体积浓度0.4、料层高度为4m的密相区，采用温度950度、气速1.2m/s的湍流流化运行方式；高密度环核流动段10颗粒体积浓度为0.15，采用温度1150度、气速1.8m/s的高密度环核流动运行方式；高密度快速流动段颗粒体积浓度大于0.1，采用温度1100度、气速2.7m/s的高密度快速流动运行方式。
气化生成的粗煤气F经过两级高效旋风分离器来分离其中的固体颗粒(主要为飞灰、未反应完全的焦碳、脱硫产生的CaS和细床料等)，使粒径为10微米以上的颗粒全部被分离下来，总分离效率大于99％；采取独立返料方式，两级返料器互不干扰；在返料管中添加一定量的100微米以下惰性细床料来保证50以上的高循环倍率，使没有反应完全半焦和石灰石通过不断的循环来提高碳的转化率和含硫污染物的脱除效率。气化过程产生的渣粒M由排渣管排16出，气化所需的5～15％过热蒸汽P通入中间风室20，经由中间定向风帽18进入气化器1，气化产生的渣粒M在过热蒸汽P的定向吹动下顺利进入排渣管16，由排渣设备间断或连续排出，该过热蒸汽P还可起到调温作用，通过加入过热蒸汽P的量调节布风板15区域的温度，防止高温结焦；由于气化反应器1内气固脉动落入中间风室20的细灰或渣或惰性床料N由其底部的细排灰口22排出，而落入周边风室的细灰或渣或惰性床料O由其底部的粗排灰口25排出。
根据本发明实施的日处理量为200吨的高硫、高灰、高灰熔点煤气化装置和工艺的主要技术参数如下：气化介质为纯氧+蒸汽、气化压力2.0MPa、气化炉温度下部950℃中部1150℃上部1100℃、氧耗280Nm3O2/1000Nm3(CO+H2+CH4)、碳转化率95％、无水无灰基气耗0.34kg/kg、无水无灰基煤耗0.65kg/Nm3、粗煤气有效成分(CO、H2、CH4)78％。
在后续工艺中，粗煤气F经两级高效旋风分离器净化后成为带有一定粉尘的高温净煤气L，高温净煤气L进入余热锅炉35降温，高温净煤气L的显热经换热后产生低温蒸汽R和低温净煤气T，低温净煤气T经除尘净化设备36后变成精煤气V，供化工生产设备37生产化工产品W；除尘净化设备36的排灰U和气化器1的排渣M、落入中间风室20的细灰或渣或惰性床料N和落入周边风室的细灰或渣或惰性床料O由其底部的粗排灰口25排出，送入CFB锅炉38中燃烧，产生高温蒸汽S，高温蒸汽S和余热锅炉35产生的低温蒸汽R并在一起再经过加热器39加热后，成过热蒸汽P；过热蒸汽P一部分化工生产设备37使用，一部分供定向排渣用，一部分与空气或氧气在混合器38混合后形成气化剂Q。
Claims (2)
1.一种高密度增压流化床煤气化装置，其特征是：气化反应器(1)设置在压力壳(2)内，自下而上分为密相湍流流化段(9)、高密度环核流动段(10)和密度快速流动段(11)，其中：
密相湍流流化段(9)上部设有一级返料口(14)、下部设有煤和石灰石进口(13)，底部设有布风板(15)和排渣管(16)，布风板(15)上装有中间定向风帽(18)和周边流化风帽(19)，布风板(15)下部为风室(17)，风室(17)由中间风室(20)和周边风室(21)组成；中间风室(20)底部设有细排灰口(22)和蒸汽入口(23)，周边风室(21)的侧面设有主气化剂进口(24)，底部设置有两个粗排灰口(25)，排渣管(16)穿过中间风室(20)和压力壳(2)通向炉外；
高密度环核流动段(10)位于密相湍流流化段(9)和高密度快速流动段(11)之间，下部设有一级二次气化剂进口(26)，中部设有二级二次气化剂进口(27)，二级返料口(28)设置在一级二次气化剂进口(26)上方；
高密度快速流动段(11)的直径与密相湍流流化段(9)相同，其上部的反应器出口(29)与一级高效旋风分离器(3)相连，分离器的底部接有一级落料管(4)，落料管的下部接有一级返料阀(5)，一级返料管(30)与气化反应器(1)轴线成30～45度连接一级返料口(14)，一级返料管(30)设有一级惰性床料加入口(32)；一级高效旋风分离器(3)上部的出口接有二级高效旋风分离器(6)，与一级高效旋风分离器3成60～90度且在较高的位置布置，二级高效旋风分离器(6)的底部接有二级落料管(7)，落料管的下部接有二级返料阀(8)，二级返料管(31)与反应器轴线成30～45度连接二级返料口(28)，二级返料管(31)设有二级惰性床料加入口(33)。
2.一种用于权利要求1所述的高密度增压流化床煤气化装置的气化方法，其特征是：根据高硫、高灰、高灰熔点煤的气化特征，自下而上依次采用不同特征的流态进行加压分段气化，气化压力为1.0～2.5MPa；其中，密相湍流流化段(9)采用温度850～1050度、颗粒体积浓度0.3～0.45和气速1～1.5m/s的湍流流化运行方式；高密度环核流动段(10)采用温度1000～1200度、颗粒体积浓度为0.1～0.2和气速1.5～2.0m/s的高密度环核流动运行方式；高密度快速流动段(11)采用温度1100度、颗粒体积浓度大于0.1和气速2.5～3m/s的高密度快速流动运行方式；
煤和石灰石加入到密相湍流流化段(9)，气化剂(Q)采用分级加入的方式，30～50％的二次气化剂(C)从高密度环核流动段(10)的一级二次气化剂进口(26)和二级二次气化剂进口(27)加入，50～70％的主气化剂(B)从周边环形风室(21)的主气化剂进口(24)加入；该气化剂(Q)为气化所需的80～93％的过热蒸汽(P)和100％的空气或纯氧或富氧空气D混合而成并；气化生成的粗煤气(F)通过串连的一级高效旋风分离器(3)和二级高效旋风分离器(6)进行分离，总分离效率大于99％；分离下来的固体颗粒落入离器底部的落料管和返料阀，返料风采用气化所需的2～5％过热蒸汽P；返料管中添加一定量的粒径200微米以下惰性细床料，以保证两级返料总共达到50以上的高循环倍率；气化产生的渣粒(M)在气化所需的5～15％过热蒸汽(P)的定向吹动下由排渣管排(16)出，由气化反应器(1)内气固脉动落入风室(20)的细灰或渣或惰性床料由其底部排灰口排出，而落入周边风室的细灰或渣或惰性床料由其底部的粗排灰口排出。
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