20世纪80年代,由德国鲁奇公司开发的循环流化床(circulating fluidized bed; CFB)煤气化炉,中试装置气化炉内径0.7米,高11米,内衬耐火材料,煤每天处理能力12吨,CFB煤气化炉中试炉设计压力为0.2兆帕,可在常压或低压下运行。1986年第一座商业化工厂在奥地利投入运行,用树皮制低热值燃气,规模为27兆瓦。1995年在德国柏林建立了煤日处理量600吨的装置,气化炉内径3.5米,高25米。
CFB煤气化炉主要由上升管(即反应器)、旋风分离器、回料立管和返料机构等组成。循环流化床颗粒的循环量为进料量的十几倍到几十倍,上升管气速介于鼓泡床和气流床之间,煤颗粒与气体之间有很快的滑移速度,使气固两相之间具有更高的传热传质速率。整个反应器系统和产品气的温度均一,不会由于鼓泡床中局部高温造成结渣现象。CFB煤气化炉除外部循环外, 还存在炉膛内的循环,床中心区颗粒受高速气流带动而向上运动,靠近炉壁的物料向下运动,形成内循环。新加入的物料和气化剂能与高温循环颗粒迅速而完全混合,使整个反应器生产强度增加。另外由于循环比率高,颗粒在床内停留时间增加,碳转化率也得到提高。
CFB煤气化炉原料适应各种煤和含碳量大于10%的固体,包括:各种褐煤、烟煤(黏结性煤)、无烟煤、焦炭、废木料、废橡胶、生物质和垃圾等。CFB煤气化炉进煤粒度小于6毫米,气化炉内流速5~7米/秒,物料循环比20~40倍。高循环比和炉内相对均匀气化温度(约960℃)使碳转化率达98%,灰中含碳小于2%。煤气中不含焦油、酚类,粗煤气中甲烷含量约2%,适合制低热值燃气;但由于操作压力低,设备略显庞大。