Khí hóa than là phương pháp toàn diện và sạch nhất để chuyển hóa than, một nguồn nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có với trữ lượng khổng lồ ở nhiều nơi trên thế giới, hoặc các vật liệu có chứa cacbon  (kể cả sinh khối, rác thải sinh hoạt và phế thải công nghiệp) thành các nguyên liệu hoá chất quan trọng như CO, H2, và các dạng năng lượng như nhiệt năng, điện năng.

Khác với việc đốt than trực tiếp, công nghệ khí hóa chuyển hóa than thành các thành phần hoá chất cơ bản. Trong thiết bị khí hóa hiện đại, than được tiếp xúc với không khí  (hoặc oxy) và hơi nước ở áp suất và nhiệt độ cao được kiểm soát chặt chẽ. Trong những điều kiện đó, các phân tử cacbon trong than sẽ tham gia các phản ứng hoá học tạo ra hỗn hợp CO, H2 và các khí thành phần khác.

Công nghệ khí hóa than còn mang lại ích lợi lớn về mặt môi trường trong việc sử dụng than, nhờ khả năng làm sạch đến 99% các tạp chất gây ô nhiễm trong khí than (Ví dụ, lưu huỳnh trong than có thể được chuyển thành dạng H2­S, nitơ có trong khí than sẽ được chuyển hóa thành amoniăc…)  và được thu giữ hoặc chuyển hóa thành thương phẩm.

Bằng cách khí hoá than có thể chuyển hoá được các loại nhiên liệu rắn chất lượng thấp, chứa nhiều ẩm, tro, nhiệt cháy thấp thành nhiên liệu thể khí có chất lượng cao hoặc tạo thành khí tổng hợp dùng trong công nghệ hoá học. Do có thể sử dụng các loại than có chất lượng thấp để sản xuất khí than có giá trị công nghiệp nên khí hóa than sẽ mở ra một triển vọng tốt cho các vùng than chất lượng thấp để phát triển công nghiệp. đặc biệt ở các tỉnh phía Bắc nơi có nhiều than cám, than bụi.

Lò khí hóa than là lò biến nhiên liệu than thành nhiên liệu khí. Lò có dạng hình trụ đứng, phía trên có bộ phận nạp than vào lò, phía dưới có bể chứa tro xỉ. Lò hoạt động dựa trên phản ứng giữa khí và than ở nhiệt độ cao.

Nguyên lý hoạt động

Cụ thể, chất khí hóa (hơi nước và không khí) sẽ tiếp xúc và phản ứng với than sau đó chuyển nhiên liệu từ dạng rắn (than) sang dạng khí. Sản phẩm thu được gọi là khí than với thành phần cháy chủ yếu là: H2, CO, CH4…dùng làm nhiên liệu trong dân dụng, trong công nghiệp.

Trong lò, than được đưa từ trên xuống dưới, tác nhân khí hóa là hơi nước và không khí được đưa từ dưới lên trên tạo thành chuyển động luồng ngược chiều. Giữa chúng sinh ra các phản ứng hóa học và quá trình trao đổi nhiệt lượng. Theo chiều chuyển động của tác nhân khí hóa, trong lò hình thành 6 tầng sinh khí: tầng tro xỉ, tầng oxy hóa (tầng lửa), tầng hoàn nguyên chính và phụ, tầng chưng cất khô, tầng không (tầng trống rỗng).

Khí than thu được sau các tầng sinh khí theo đường ống đưa đến các mỏ đốt để đốt cấp nhiệt cho lò nung. Ta có thể điều chỉnh hiệu suất cháy và lượng nhiệt dễ dàng với dung sai đạt không quá ±5,0 oC. Khi cháy tỏa nhiệt sạch nên khí than trở thành một loại nhiên liệu quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện nay.

Phạm vi ứng dụng của lò khí hóa than

• Ngành công nghiệp sản xuất thép
• Ngành công nghiệp sản xuất gốm, sứ, gạch Ceramic, gạch chịu lửa…
• Ngành công nghiệp hóa chất: trong các quá trình sấy, nung, thu nhiệt trong các nhà máy sản xuất bột giặt, phân hóa học…
• Ngành công nghiệp luyện kim, cơ khí: cấp nhiệt cho các quá trình thi công nhiệt luyện như nung kim loại, tôi, ủ, ram chi tiết máy…
• Ngành công nghiệp sản xuất hóa chất và nhiều ngành sản xuất khác

Ưu điểm của lò khí hóa than

• Chủ động nguồn nguyên liệu trong nước
• Tiết kiệm lên đến 50-70% so với phương pháp dùng Gas và 40-50% so với dùng dầu
• Dễ sử dụng, ít bảo dưỡng sửa chữa
• Không gây bụi và ô nhiễm như phương pháp đốt than truyền thống
• Hoạt động ổn định, đảm bảo chất lượng sản phẩm
• Dễ dàng điều khiển nhiệt độ theo ý muốn
• Tự động hóa dễ dàng