3-多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其应用进展(于广锁)

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多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用

２２系统运行情况．由于采用的是一开一备的运行方式，为了防
装置运行３８。２１１ｄ０１年１至２１年ｌ月０１０月．生产天数２６，长连续满负荷运行２５，计全９ｄ最１ｄ预年可达生产天数３７。５ｄ此外，还实现了气化炉在线无波动倒炉所谓
热交换的除了灰水外．有变换冷凝液还蒸发热水塔的填料为西６７ｍｍ￣６ｍ１ｍ７ｍ￣．ｍ２的拉西环。在运行初期，现蒸发热水塔顶部酸气发出口出现大量带水现象，后检修时拆开人孔后发
在气化炉炉膛的压力点和合成气出口管道上的压
饭舷
７ｈ工业考核数据表明，２与文献 … 道的神华包头报煤制烯烃项目采用的ＧＥ水煤浆气化装置运行考
２１３０年第４１卷
装置有效气成分提高３１，．比氧耗降低１．％．％４比１
煤耗降低２１，渣中碳含量降低约１％。．％粗０细渣
灰都比较多，得靠人工清理，作量较大。由于在工
静态破渣机下部还安装有铰刀式动态破渣机，因
此对静态破渣机进行改进，除少部分格栅，加割增
灰渣通道面积，使其能够进入下部动态破渣机中破碎。改进以后运行情况良好，渣机内再无渣和破积灰积存。

论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用

论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用1. 引言1.1 研究背景水煤浆气化技术是一种将煤炭转化为天然气或合成气的重要技术途径，具有节能减排、资源综合利用等显著优势。

随着环境保护意识的增强和对清洁能源需求的日益增长，水煤浆气化技术在实现低碳经济、减少大气污染和推动能源革命方面具有重要意义。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术作为水煤浆气化技术的一种新型形式，以其高效、节能、环保等优势逐渐受到研究者们的关注和重视。

深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的原理、特点及应用，对于加快其推广应用、促进环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。

本文旨在系统探讨多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究进展及应用案例，为未来该技术的发展和应用提供理论和实践参考。

1.2 研究意义多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究意义主要体现在以下几个方面：多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工业生产中具有广泛的应用前景，可以为工业生产提供稳定、高效的燃料来源，提高生产效率，降低生产成本。

深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的意义在于推动我国工业生产的现代化和智能化发展。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究还对环境保护具有重要意义。

通过提高煤炭资源利用效率，减少燃烧排放，降低二氧化碳等温室气体排放量，可以降低空气污染和温室效应，有利于改善环境质量，保护生态系统，实现可持续发展。

深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的意义不仅在于提高能源利用效率，促进工业生产发展，还在于保护环境，实现可持续发展目标。

这些方面的重要意义将在接下来的正文部分进行详细阐述。

1.3 研究目的本文的研究目的是探讨多喷嘴对置式水煤浆气化技术在能源利用和环境保护领域的应用前景。

通过系统分析该技术的原理、特点、优势以及研究进展，我们旨在深入了解多喷嘴对置式水煤浆气化技术在气化过程中的效率和环保性能，以及其在实际应用中的应用案例。

特别是我们希望通过对多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究，为未来该技术的进一步发展提供参考和支持，为节能减排领域的发展做出贡献。

论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用

' 三( 运行状态现阶段多喷嘴置式气化技术多采用系统化运行方式"在生产过程中负荷一直在 '1h左右"并且考核期间原料煤指数与设计煤种指数相差不大"各项数据均处于正常状态# 详见下表# 在实际工作中"一般采用多喷嘴气化技术实现一对烧嘴带压投料的优势"从而保证切换过程中安全# 气化炉在生产中具有以下两个特点!第一"气化炉负荷"气化炉属于目前我国单炉处理能力最大的水煤浆气化炉"其设计生产合成气高达 $$;%%%9( *L" 其日产合成氨高达 $(%% 吨"并且实际生产中产能也能达到 $(%% 吨每天)第二"运行过程中系统稳定性比较高"并且具有操作灵活的特点# 由于其采用四个进料系统"因此其抗干扰能力比较强)运行中带压连投技术的应用"若出现单个进料系统故障"则只需要停止一对烧嘴即可"另一对烧嘴不会受到影响"在解除故障后"则只需要停运烧嘴就可以实现在线投入运行"有效降低了整个系统的停运风险)同时还具有负荷调节灵活的特点"在煤浆进料过程中具有同步等量的优势"同时操作人员还可以控制每个烧嘴的氧气"从而起到调节作用#
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机械化工 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$'%0$((
论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用
牟连维
内蒙古中煤远兴能源化工有限公司#内蒙古鄂尔多斯#"&*%"*
摘4要多喷嘴置式水煤浆气化技术属于我国自主研发的大型煤气化技术!其核心就是实现煤炭的清洁化和高效化# 基于此!本文从喷嘴置式水煤浆气化技术的应用出发!并分析气化炉压力控制"蒸发热水塔结构优化以及运行状态等技术的应用!借助多喷嘴置式水煤浆气化技术进展和应用分析!以期为能源高效化应用提供帮助#

多喷嘴对置式水煤浆气化技术新进展

工业示范
1150TPD 750TPD 2001~2005
大型化 2000TPD 2006~2010
大型化 3000TPD 2011~2015
超大型化 4000TPD 2016~2020
多喷嘴对置式水煤浆气化技术——技术优势
大型化高效率长周期稳定运行
降低投资节能降耗降低运行费用
大型化效果——180万吨/年煤制甲醇装置(60万吨/年煤制烯烃)
冷室
废锅-激冷型水煤浆气化技术
不同入口型式辐射废锅的模拟研究
不同接口及入口结构示意图
直圆拱型
缩口结构
扩口结构
渐缩结构一
不同入口结构的顶部流场特征
渐缩结构二
废锅-激冷型水煤浆气化技术
辐射废锅数值模拟
辐射段结构示意图
直段高度为18m废锅的速度场(左m/s）、温度场(中K)与颗粒相(右kg/m3)
工程应用
提高关键设备寿命解决结渣堵渣问题提高系统效率实现优化控制
大型化理论基础
系统集成创新
长周期稳定运行
大型高效水煤浆气化成套技术
多喷嘴对置式水煤浆气化技术——推广应用
国国内内外外5557个个项项目目，，115508台台气气化化炉炉
已运行26个项目，67台气化炉累计总原料煤能力 > 20万吨煤/天，单炉最大规模4000吨级/日
气流床气化炉内喷嘴雾化实验研究
气化炉内水煤浆雾化过程可视化
雾化过程统计分析 (粒径分布、稳定性和不同模式分布)
4000吨级水煤浆气化技术—基础研究
气流床气化炉内颗粒壁面沉积实验研究
气化炉内壁面沉积行为分类
颗粒沉积过程可视化
液滴沉积模式分布
颗粒沉积模式分布

华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术

华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术项目简介煤炭气化，即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气（CO、H2的混合物），是实现煤炭洁净利用的关键，可为煤基化学品（合成氨、甲醇、烯烃等）、整体煤气化联合循环发电（IGCC）、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术，为现代能源化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。

水煤浆经四个对置的喷嘴雾化后进入气化炉内，与氧气反应生成含CO、H2和CO2的合成气，从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段；气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内，全气化系统基本实现零排放。

该技术工艺指标先进，与同类技术相比，合成气有效成分高2-3个百分点、碳转化率高2-3个百分点、比氧耗降低7.9%、比煤耗降低2.2%等，生产强度大，又减少了专利实施许可费。

所属领域化工、能源项目成熟度产业化应用前景多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化成功，打破了国外技术在气化领域的垄断地位，标志着我国自主的大型煤气化技术已处于国际领先地位。

目前有33台多喷嘴对置式水煤浆气化装置处于工业运行、建设和设计中，同时该技术已走出国门，为美国一家石化公司提供气化技术。

知识产权及项目获奖情况与多喷嘴对置式水煤浆气化技术相关的有二十余项发明专利和实用新型专利。

拥有自主的知识产权。

项目曾得到国家“九五”科技攻关、“十五”和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。

所获主要奖励有：2007年国家科学技术进步二等奖；第十届中国专利奖优秀奖；2006年中国石油和化学工业科技进步特等奖；2006年中国高校-企业合作创新十大案例；2006年中国高校十大科技进展；2005年上海市科技进步三等奖。

合作方式主要以专利（实施）许可和技术转让的模式合作。

煤化工气化装置多喷嘴对置式水煤浆气化技术研究

煤化工气化装置多喷嘴对置式水煤浆气化技术研究发布时间：2022-09-29T03:01:54.650Z 来源：《科技新时代》2022年5期第3月作者：黄玮郑瑞康[导读] 某股份有限公司水煤浆气化装置采用自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，黄玮郑瑞康山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州 253000摘要：某股份有限公司水煤浆气化装置采用自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，运行模式为两开一备,设计操作压力为6.5MPa,设计操作温度为1350Y,设计日投煤量为1150t/do气化系统自原始开车投料至今，装置整体运行稳定。

水煤浆气化装置运行期间不断对工艺进行技改优化的总结，指出通过改造确保了气化系统长周期安全稳定运行。

关键词水煤浆；气化；优化；成果为了充分实现资源利用的清洁化、高效化以及价值利用最大化，稳定气化系统长周期安全稳定运行，对该水煤浆气化工艺进行部分技术改造优化升级。

1优化除氧水泵选型水煤浆气化系统灰水处理装置除氧水泵的作用，是将除氧器内经过除氧后的脱盐水或尿素解吸废液送至蒸发热水塔进行补水，蒸发热水塔运行模式为两开一备，正常生产时单套蒸发热水塔设计补水量为77mVh。

气化系统灰水处理装置除氧水泵运行模式为一开一备，即单台除氧水泵供应两套蒸发热水塔进行补水。

单台除氧水泵设计扬程为136m,设计功率为132kW,额定流量设计为186m3/h。

随着气化工艺不断技改优化，蒸发热水塔的补水可采用部分气化灰水，因此送至蒸发热水塔的脱盐水或尿素解吸废液量则减少。

目前通过除氧水泵实际送至蒸发热水塔的补水量约50m7h,与除氧水泵设计流量（186m7h）相差较大，因此通过除氧水泵的现场回流阀进行流量调节控制，导致除氧水泵长期低负荷运行,不仅造成电能浪费，与节能降耗的原则相违背，而且也对除氧水泵的使用寿命产生很大影响。

因此在满足气化灰水系统蒸发热水塔正常补水的前提下，通过优化除氧水泵选型,增加一台低流量除氧水泵替代现有除氧水泵，将现有的除氧水泵用于其它有需要的地方，不仅能够达到资源合理配置，而且还能实现节能降耗的目的。

1多喷嘴对置式水煤浆气化技术

主流煤气化技术及市场情况系列展示（之一）多喷嘴对置式水煤浆气化技术技术拥有单位：兖矿集团有限公司、华东理工大学编者按：煤气化装置是煤化工的龙头，选择适合的煤气化技术直接关系到整个煤化工装置的安全稳定运行和经济效益，煤气化技术的选择是煤化工装置和煤化工企业的关键点之一。

为了帮助煤化工企业合理地选择气化技术，从本期起，本刊将陆续介绍目前国内主要煤气化技术，从技术特点、主要技术参数、煤种适应性、研发过程、市场开发、典型运用案例、最新动态等方面，全面地展示各种煤气化技术的特点。

此次气化技术展示的所有材料，由相关企业提供，均不代表本刊倾向和观点。

山东兖矿国拓科技工程有限公司是由兖矿集团控股，会同国内著名科研机构、院校、勘察设计单位和企业组建的化工技术研发、推广和技术服务的高科技企业，依靠兖矿集团良好的企业形象、强大的技术研发和技术服务能力，主要从事化工技术开发、技术服务、技术转让、化工工程勘察、设计、施工等业务。

公司立足兖矿自身化工技术的研发与工业化装置，依托华东理工大学、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心、中国天辰工程公司等科研和设计机构，团队具有一流理论水平和实践经验，是典型的产、学、研结合运作模式。

山东兖矿国拓科技工程有限公司与华东理工大学一起向业界推广多喷嘴气化技术，并提供技术理论和工程技术服务支持，公司自2010年7月成立以来，已签订多喷嘴气化技术转让合同15家，与国内外煤化工企业达成合作意向10余项，另与国外多家科研机构和化工企业达成合作意向。

具有完全自主知识产权的多喷嘴对置式煤气化技术由华东理工大学和兖矿集团共同研发，八五期间华东理工大学建立了多喷嘴气化技术数学模型，进行了实验室小试，九五期间兖矿集团承担了多喷嘴气化技术中试，并在兖矿国泰化工有限公司建设多喷嘴气化技术示范工程，2005年第一台千吨级多喷嘴对置式煤气化大型气化炉在兖矿国泰开车成功，由此拉开了我国水煤浆洁净煤大型化的序幕。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术主要特征介绍如下：一气化技术特点多喷嘴对置式水煤浆气化工艺是以氧气和水煤浆为原料，采用气流床反应器，在加压非催化条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗煤气，作为氨和甲醇合成的合成气，或制氢（煤液化、燃料）的原料气、IGCC 发电的燃料气。

水煤浆气化技术在中国的应用及其发展

水煤浆气化技术在中国的应用及其发展水煤浆气化技术在中国的应用及其进展中国水煤浆技术进入产业化推广时期我国水煤浆技术差不多进入产业化推广时期，这对一大批为环保问题困扰的中小企业来说是一个好消息。

记者日前从"水煤浆锅炉及其应用技术暨产品公布会"上获悉，水煤浆是上个世纪80年代进展起来的一种低污染、高效率、流淌性强的新型流体燃料。

它是由煤炭、水和添加剂通过物理加工成的浆体燃料，具有像油一样的易于装卸储存及直截了当雾化燃烧的特点。

通过"六五"、"七五"期间重点科技攻关，我国的水煤浆技术差不多取得突破性的进展，并进入产业化时期。

实践证明，水煤浆在锅炉和窑炉中的燃烧效率可高达95％－98％，而燃用水煤浆的运行成本仅仅占成本的1／3。

目前水煤浆差不多在国内电站、钢厂、炼化等大中型企业有所应用，但限于有用型燃烧设备的技术没有及时跟进，中小企业对此应用甚少。

据会议主办者介绍，目前这一难题已差不多得到解决。

北京天融环保设备中心开发出一套完整的水煤浆锅炉及燃烧器的设计、生产、制造技术，并通过了有关部门的专家评审。

据悉，我国现有10万吨以下的锅炉约70万台，而因烟尘排放不符合环保标准和运行效率低下，将停用、更换和改造的锅炉高达50％以上。

仅在现有锅炉本体不变的情形下，改燃水煤浆，就可为国家节约数百亿元固定资产投资。

2 中国水煤浆气化技术的研究与开发2 中国水煤浆气化技术的研究与开发中国的水煤浆气化技术是在对引进技术吸取消化过程中进展起来的，专门是通过"七五"、"八五"和"九五"国家重点科技攻关，结合引进技术的工业实践，逐步形成了一套创新的研究开发方法，建立起系统的水煤浆气化理论，成功地开发出具有中国特色的水煤浆气化技术。

2.1水煤浆制备技术依照中国煤种特点，中国科学院山西煤炭化学研究所从煤化学角度研究了煤炭成浆性能的阻碍因素，中国矿业大学通过试验与生产实践，提出了评判烟煤成浆性难度指标的经验公式。

多喷嘴对置式气化技术及应用-20131104

甲醇、电力
兖矿鲁化 1台4.0MPa-1150TPD
甲醇
新能凤凰 3台6.5MPa-1500TPD
甲醇
江苏索普 3台6.5MPa-1500TPD
甲醇
江苏灵谷 2台4.0MPa-2000TPD
氨
中盐昆山 2台6.5MPa-1200TPD
氨
杭州华电半山 1台3.5MPa-2200TPD
电力
宁波万华 3台6.5MPa-1200TPD
中试装置建设与运行
中试装置建于兖矿鲁南化肥厂。中国天辰化学工程公司负责设计，水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心负责建设和运行。日处理煤22吨，设计气化压力 4.0MPa，试验压力1.0～4.0MPa。
2000年10月考核验收
工业示范装置建设与运行
兖矿国泰化工有限公司—国内首家煤基多联产工厂
2006AA05A115)
国家攻关项目
新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉开发(课题编号96-550-01) 气化炉关键部件的研究与开发
知识产权情况
本技术属完全自主创新，整套技术均具有自主知识产权。
气流床煤气化领域授权、公开的专利约30项。
授权美国专利2项。
1. 多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用 ZL98110616.1； 2. 一种复合床高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112880.1； 3. 以含碳氢化合物为原料气流床生产煤气的初步净化装置 ZL01112700.7； 4. 一种高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112702.3； 5. 碳氢化合物为原料煤气生产装置中的含渣废水热回收方法 ZL01112701.5； 6. 一种固态含碳物质部分氧化制备合成气喷嘴及其工业应用 ZL200510025050.6； 7. 加压气化反应器的工业应用 ZL200410089404.9； ......

浅谈多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工程应用中的优化及改造

浅谈多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工程应用中的优化及改造多喷嘴对置式水煤气气化技术工业应用十余年来，工艺流程及关键设备结构不断升级和完善。

主要介绍了气化炉拱顶及耐火砖结构的优化和水洗塔、蒸发热水塔内件结构的改造和完善，装置的可操作性和运行周期不断提高。

标签：多喷嘴对置式气化炉；耐火砖；水洗塔；蒸发热水塔多喷嘴对置式水煤浆气化技术是兖矿集团和华东理工大学共同开发的，多喷嘴对置式水煤浆气化技术经历了技术理论、实验室试验、工业中试、工业示范、工业放大等技术开发过程，掌握了该技术的工程放大规律，研究與放大方法是科学、正确、严谨，奠定了向更大规模跨越的理论与工程化基础从2005年第一套千吨级工业示范装置投产以来，结合十余年工业化经验多喷嘴气化技术工艺流程及关键设备结构不断升级和完善，使得工艺流程更趋合理，关键设备运行周期更长，工况更稳定。

1 耐火砖结构优化气化炉燃烧室为一进行气化与燃烧反应的气流床反应器，气化炉金属壳体设计温度约425℃，为防止高温火焰使金属壳体受热变形，多喷嘴对置式水煤浆气化炉燃烧室采用耐火砖结构，耐火砖分为三层，从里到外依次为向火面砖（Cr-Al-Zr砖）、背衬砖（Cr-Al砖）、隔热砖（纯Al2O3）。

炉体耐火砖从上到下依次为拱顶、筒体、锥底三部分，为了便于局部更换，在烧嘴上部下部分别设置托砖架。

1.1 存在问题气化炉燃烧室砌筑耐火砖后，燃烧室内径相较于气化炉壳体内径缩减约1000mm，这就造成气化炉燃烧室内有效反应容积减小，从而制约装置提产的要求。

1.2 处理措施对气化炉隔热衬里进行减薄优化，主要对背衬砖厚度进行了削减，同时增加隔热砖厚度。

在相同钢壳体内径下，减薄优化后的气化炉炉膛有效容积显著增大，有利于在不增加设备投资的情况下提高气化炉处理能力。

通过理论计算，相对于减薄优化后的耐火衬里结构，减薄优化前由于背衬砖厚度引起的热阻增加，耐火砖层、托砖架和炉壳内的整体温度分布相比减薄优化后均有不同程度的降低：托砖架和筋板的最高温度比减薄优化后低约60℃，最低最高温度比减薄优化后低约30℃；炉壳和鳍片中的最高温度比减薄优化后低约30℃，最低最高温度比减薄优化后低约20℃。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及其在大氮肥国产化工程中的应用

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及其在大氮肥国产化工程中的应用于遵宏1，于广锁1，周志杰1，刘海峰1，王亦飞1，陈雪莉1，王辅臣1， 2005-09-16煤炭气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。

气流床煤气化技术代表着发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术之一，主要包括：以水煤浆为原料的GE(Texaco)、Global E-Gas气化炉，以干粉煤为原料的Shell、Prenflo、Noell气化炉［1］。

在新型煤化工和能源转化技术中，煤气化都起有重要作用，特别在我国，煤气化同时具有作原料气和燃料气的市场需求，被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产煤气的企业，社会需求很大，近几年内在产业应用方面将有巨大的发展。

“九五”期间华东理工大学、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心(兖矿鲁南化肥厂)、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，中试装置（日投煤22t）的运行结果表明在水煤浆气化领域达到了国际领先水平。

通过专利实施许可的方式，并在国家发改委“十五”重大技术装备研制项目的支持下，四喷嘴对置式水煤浆气化技术成功应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程，建设了一台投煤750t/d、气化压力6.5MPa的煤气化装置，现该装置运行状况良好。

1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术开发1.1 大型冷模研究实验流程如图1所示。

大型冷模对置气化炉直径1m。

采用激光多普勒三维粒子动态分析仪(φDual PDA)、热线风速仪(Streamline 4)、毕托管等研究测试气化炉内的撞击射流湍流速度场、浓度场、压力场、停留时间分布等，获得气化炉内的流动与混合规律，为气化炉的研究开发提供科学依据。

流场结构见图2，可划分为：射流区(Ⅰ)、撞击区(Ⅱ)、撞击流股(Ⅲ,上下两股)、回流区(Ⅳ，共六个)、折返流区(V)、管流区(Ⅵ)。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术应用总结

工艺流程。２００８年９月１日按计划停车，化６气
炉连续运行７，１８３ｈ８ｄ约７。
此次停车后，气化炉内耐火砖腐蚀情况进对
行了测量，现耐火砖总体状况和喷嘴状况良好，发
在该阶段的连续运行中，多次出现合成系曾统和空分系统负荷不足的问题，作中通过停用操１喷嘴或减小煤浆流量来控制气化炉负荷，对多次实现带压联投１对喷嘴，以实现较大幅度地调
ＳｌｒｓｆｃｔｏｃｕｒｙＧａｉａｉｎＴｅｈｎｏｏｙｉｌｇ
ＬｉＢ０．ＬａＣｈａｌｉｕｎｅ．ＰａｎｎＲｏｇ
（ｕｎｎＣｅｃｌｅｔｉｒＰａｔｆａｋａｇＧｏｐｏＳａｄｎｒｖｎｅＴｎｚｏ２７２）ＬａｈｍｉｒｌｅｌｎｏｎｕｎｒｕｆｈｎｏｇＰｏｉｃｅｇｈｕ７５７ａＦｉｚＹ
山东兖矿鲁南化肥厂于２００７年投资建设了年产２０ｋ合成氨、０ｔ素项目，套建设了４ｔ４０ｋ尿配１具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加套
整负荷，现了多喷嘴对置式水煤浆气化技术操体
化系统进行检修，耗时５ｄ０８年９月２共。２０１日
再次开车，２０至０８年１２月１日按计划停车，４共

多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业应用进展及东方炉介绍

推广应用（全球36家用户项目，共104台气化炉）
应用单位山东盛大山东久泰泛海能源山东海力青海盐湖内蒙五原金牛陕西未来能源中盐昆山宁波中金昊华国泰气化压力 MPa(G) 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 4.0 6.5 1.5 6.5 气化炉设置(台) 2 (1+1) 6 (4+2) 3 (2+1) 2 (1+1) 3 (2+1) 2 (1+1) 8 (6+2) 2 (1+1) 2 (1+1) 2 (1+1) 单炉规模 (吨/天) 2300 2300 1500 2500 2500 1300 2000 1200 850 2100 最终产品甲醇、二甲醚甲醇、二甲醚甲醇合成氨甲醇合成氨煤制油合成氨燃气甲醇设计中设计中在建设计中在建在建设计中设计中备注
煤制油
合成氨合成氨化学品合成氨化学品甲醇 H2 合成氨
在建
设计中在建设计中在建设计中设计中设计中设计中
运行指标先进
华鲁恒升(750TPD,6.5MPa)：报道四喷嘴气化炉碳转化率98.3% 兖矿国泰(1150TPD,4.0MPa)：2005年12月11-18日168小时连续运行现场考核，碳转化率98.8% 新能凤凰(1500TPD,6.5MPa)：2010年10月13-16日72小时满负荷性能考核，碳转化率99.16% 神华宁煤(2000TPD,4.0MPa)：2010年9月24-27日双炉72小时连续运行现场考核，碳转化率98.9% 江苏灵谷(2000TPD,4.0MPa)： 2011年11月25-28日72小时连续工业运行考核，碳转化率99.2% 安徽华谊(1500TPD,6.5MPa)：2012年8月20-24日双炉72小时连续工业运行考核，碳转化率98.94%

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究开发与产业化应用

比煤耗降低２．２％（见表２）。２００６年１月８日，该技术在北
多喷嘴对置式气化炉
气化烧嘴平台
多喷嘴对置式水煤浆气化技术示范装置（山东华鲁恒升化工股份有限公司）
30 中国科技产业．２００６
CHINA ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY·2006
工程研究中心负责提供。气化炉
场考核，技术指标为：有效气组成的国际领先水平。
工程中建设了一台多喷嘴对置式水
（ＣＯ＋Ｈ２）８４．９％；比氧耗３０９Ｎｍ３Ｏ２／１０００Ｎｍ３（ＣＯ＋Ｈ２）；比煤耗５３５ｋｇ／１０００Ｎｍ３（ＣＯ＋Ｈ２）；碳转化率９８．８％；产气率２．２０Ｎｍ３
（２）山东华鲁恒升化工股份有限公司的多喷嘴对置式水煤浆气化炉
28 中国科技产业．２００６
CHINA ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY·2006
司、中国天辰化学工程公司等）的紧密配合。
表１中试结果与引进水煤浆气化技术的比较
2．实验室研究
水煤浆气化过程具有化学与物
理问题耦合、技术条件苛刻（高温、
高压、多相）、多过程串并联交叉等
累计运行约２０００小时，气化装置
运转率大于８５％。工业运行证实，
多喷嘴对置式水煤浆气化装置具
有如下优点：该装置开车方便、操
作灵活、负荷增减自如、操作的方
洁
便程度优于引进的水煤浆气化装置；自动化程度高，全部采用集散
净
控制系统（ＤＣＳ）控制；整个气化系
统运行状况稳定；采用独特的氧气
［１］现场操作数据［２］《化肥工业》，３１（２），２００４，３７～４０［３］《大氮肥》，２８（１），２００５，２５￣２８［４］《德士古气化技术固体进料用户技术交流会论文集》，２００２

新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景

新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景陈建利 ( 山东兖矿国泰化工有限公司滕州 277527) 2007-01-17新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉是国家“九五”重点科技攻关项目，由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂 ( 水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心 ) 、中国天辰化学工程公司共同完成，是我国首创的煤气化关键设备。

该技术于 2000 年 11 月 1 日在北京通过了由原国家石油和化学工业局组织的专家鉴定，与会专家对新型水煤浆气化炉技术给予了高度的评价，认为所开发的新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术性能优于德士古气化炉，已经达到国际领先水平，并可望在以下方面发挥作用：推进化肥领域的技术进步；促进动力燃料及大宗化学品原料路线由油基向煤基的转换；促进煤清洁利用产业的发展。

1新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉的技术特点及工艺流程概述1.1技术特点水煤浆气化的控制步骤是热质传递。

新型( 多喷嘴对置) 水煤浆气化炉通过喷嘴配置、气化炉结构及尺寸优化，形成撞击流以强化混合，这不仅使炉内气流场及温度分布合理，而且优化了气化效果，减轻了对耐火衬里的损伤，为实现长周期运转创造了条件。

1.2工艺流程概述新型水煤浆气化炉流程示意见图1和图 2。

(1)气化煤与水、煤浆添加剂进入煤磨机，制得煤浆浓度为60％～ 65％ ( 质量分数 ) 的煤浆，经煤浆给料泵加压后，进入 4 只工艺烧嘴；来自空分装置的纯氧分 4 路经氧气流量调节后进入工艺烧嘴；水煤浆与氧气一起通过工艺烧嘴喷入气化炉，在气化炉内形成撞击反应区，进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣一起向下进入气化炉激冷室，大部分熔渣在水浴中经激冷固化后落入激冷室底部，然后进入锁斗收集，定期排放；粗合成气出气化炉，通过加湿混合后送入水洗塔进行洗涤除尘，含尘量<1 mg／m3的合成气送合成气净化系统。

来自气化炉激冷室、水洗塔底部的黑水分别经过减压送入高温热水塔，然后送入真空闪蒸器进行真空闪蒸；闪蒸后的黑水进入澄清槽，加入絮凝剂以强化沉降；浓缩的黑水经澄清槽底部被泵送入压滤机，澄清的灰水大部分经闪蒸气加热回收热量后返回系统，其余去废水处理工序，无环境污染。

新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景

，
ｉｅｎＣｏｌＲｅｌｎＣｌａａａｍ
ＣｅｉｎｉｈｎＪａｌ
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新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉是国家“ 九五” 重点科技攻关项目，由华东理工大学、兖矿鲁
南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中
进煤清洁利用产业的发展。
ｌ新型（喷嘴对置）煤浆气化炉的技术特多水点及工艺流程概述
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ｐｏｕｔｎｏ１００ｍ（ｔｄｒｔｅｆｖｉｂｅｇｓｉｐｃｆｘｇｎｃｎｕｐｉｎｏ８ｒｄｃｏｆ０ｓｎａｄｓｔ）ｏａｌｌａｔａｅｉｃｏｙｅｏｓｍｔｆ０ｍｉａａａａｗｈｓｉｏ３（ｔｄｒｔｅ．ｈｓｔｈｏｇｎｏｓｉｔｌｔａｐｏｅｔｆｈｈｎｗａｄ，ｈｓｂｏｄｓｎａｄｓｔ）ＴｉｅｎｌｙｅｊｙｅｅｕｌｒｐｒｇｔｎＣｉＳｏｎｈｎｓａｒａａａｃｏｎｌｃｙｉｉａ

多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉构型与装置研究

多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉构型与装置研究一、引言在现代能源的开发与利用中，水煤浆气化技术被广泛应用于煤炭的清洁转化和能源的高效利用。

气化炉作为水煤浆气化设备的核心部件，其设计和性能对整个气化过程起着决定性的作用。

本文针对多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉构型与装置进行研究，探讨其优点和应用前景。

二、多喷嘴对置式水煤浆气化设备的优点多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉采用了多喷嘴的设计，具有以下优点：1. 提高气化效率：多喷嘴设计使水煤浆能够充分与气化剂接触，提高了反应速率和气化效率，使得煤炭气化更加充分，产气量更大。

2. 增加稳定性：多喷嘴的布置使得水煤浆与气化剂的混合更加均匀，减小了应力和温度的不均匀性，提高了设备的稳定性和可靠性。

3. 降低能耗：多喷嘴设计能够减少设备的内部压力损失，降低气化过程中的能耗，提高能源利用效率。

三、多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉构型与装置多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉构型与装置是其核心部分，本节将对其进行详细介绍。

1. 气化炉构型多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉采用多喷嘴对置的布置方式，喷嘴按照对称关系排列。

燃烧室与喷嘴的布置使得气化剂与水煤浆发生充分的混合和反应，提高了气化效率。

2. 气化炉装置多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化炉装置包括燃烧室、混合室、气化室等部分。

（1）燃烧室：燃烧室是水煤浆气化过程中完成煤炭和空气预热的部分，具有高温和高压的特点。

燃烧室能够实现煤炭的完全燃烧和水煤浆的预热，提供充足的热量和气化剂给气化室。

（2）混合室：混合室是气化炉中实现水煤浆和气化剂充分混合的部分。

多喷嘴的设计使得水煤浆和气化剂的混合更加均匀，提高了气化效率和稳定性。

（3）气化室：气化室是水煤浆气化过程中的核心部分，其中煤炭发生气化反应并产生合成气。

多喷嘴的布置使得水煤浆与气化剂充分接触，提高了气化效率。

四、多喷嘴对置式水煤浆气化设备的应用前景多喷嘴对置式水煤浆气化设备在煤炭清洁转化和能源高效利用方面具有广阔的应用前景。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术

多喷嘴对置式水煤浆气化技术随着我国工业化的不断进步和发展，我国对于能源的需求量也与日俱增，而我国的能源整体特点是多煤缺油少气，这就迫使我国每年需要大量的进口石油以及天然气等资源来满足工业及经济发展需求。

随着国家能源市场的变动及制约，我国需要根据我国资源特点进行研究，开发出新的煤炭利用技术以满足我国的能源需求。

在“九五”期间，华东理工大学及兖矿集团有限公司通过全面的产学研合作开发出了一种新型的水煤浆气化炉—多喷嘴对置式水煤浆气化炉，这一技术的出现极大的提供了对于煤炭资源的利用程度。

本文主要对多喷嘴对置式水煤浆气化炉技术和优势进行简要介绍，并对其发展方向和存在的一些问题进行简要概述。

标签：多喷嘴；对置式；水煤浆气化0 引言随着我国工业化发展进程的加速，我国对于能源的需求量十分庞大，世界三大能源中的煤炭、石油和天然气中，我国只具有丰富的煤炭矿藏，而石油和天然气都处于稀少的状态。

这些条件都使得我国对于煤炭资源的开发和利用极为重视，煤炭资源的高效、深度利用对于我国的发展具有十分重要的战略意义。

其中煤气化技术又是其他多个工业行业的重要基础，煤气化后可以作为燃气、发电发热、液化等多种用途。

我国自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术极大的促进了我国煤化工产业的发展，也给我们的能源高效利用提供了很好的示范，这一技术的大规模使用也标志了我国的水煤浆气化技术已经处于国际先进水平。

1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术1.1 技术简介多喷嘴对置式水煤浆气化技术其实本质是一种气流床气化技术，以大规模的煤炭高效气化技术为基础，将煤炭的深度加工与多种清洁能源生产进行结合的一种大型加压煤化工设备。

气化技术一种重要的煤炭高效利用的技术，可以将煤炭进行深度化学转化，生成天然气等多种清洁能源，现阶段已经成为煤化工产业的核心技术。

气流床气化技术是煤炭气化中最成熟的技术。

我国早期引进的是国外的德士古水煤浆气化设备，随着多喷嘴对置式水煤浆气化技术和设备的研发，我国的煤炭气化产业得到了快速的发展。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术

多喷嘴对置式水煤浆气化技术简介多喷嘴对置式水煤浆气化技术是一种高效能的煤炭资源利用技术。

该技术通过将水煤浆喷射到气化装置中，利用高温和高压条件下的热化学反应，将煤炭转化为合成气和其他有用的化学品。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术相比传统的气化技术有许多优势，可以提高气化效率、降低煤炭消耗量，并且能够适应各种煤种的气化。

原理多喷嘴对置式水煤浆气化技术主要由气化装置和燃料供应系统组成。

气化装置气化装置是该技术的核心部件，通常由多个喷嘴和反应器组成。

多喷嘴的设计可以提高煤炭与氧气的接触面积，增加气化反应的速率。

喷嘴之间的对置设计可以增加反应器的稳定性，避免局部过渡状况的发生。

气化装置的结构可以根据具体的应用需求进行调整和优化。

燃料供应系统燃料供应系统主要负责将水煤浆输送到气化装置中。

该系统通常包括水煤浆的储存罐、输送管道和喷嘴。

水煤浆进入喷嘴后，通过气化装置内的高温和高压气氛下的热化学反应，将煤炭转化为合成气和灰渣。

合成气可以用作燃料或用于其他化学工艺过程。

优势多喷嘴对置式水煤浆气化技术具有以下优势：1.提高气化效率：多喷嘴的设计可以增加煤炭与氧气的接触面积，加快气化反应的速率，从而提高气化效率。

2.降低煤炭消耗量：由于气化效率的提高，该技术相比传统气化技术可以降低煤炭的消耗量，减少煤炭资源的浪费。

3.适应性强：多喷嘴对置式水煤浆气化技术可以适应各种煤种的气化，包括高灰分煤和高硫煤等。

这使得该技术在煤炭资源利用方面具有广泛的应用前景。

4.灵活性高：多喷嘴对置式水煤浆气化技术可以根据实际应用需求进行灵活调整和优化。

喷嘴的数量和布置方式可以根据气化反应器的尺寸和工艺要求进行设计，提高技术的适应性。

应用多喷嘴对置式水煤浆气化技术在能源领域具有广泛的应用前景。

它可以利用煤炭等化石燃料资源，产生合成气和其他有价值的化学品。

合成气可以用作燃料，取代传统的煤炭燃烧方式，减少环境污染。

此外，合成气还可以用于化学工业和合成燃料的生产，具有较大的市场潜力。