四喷嘴水煤浆气化炉在国产化大氮肥装置上的应用

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多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策1. 引言1.1 背景介绍多喷嘴水煤浆气化装置是一种常用的能源转化设备，广泛应用于煤炭气化工艺中。

随着工业化进程的加速和能源需求的增长，多喷嘴水煤浆气化装置的运行负荷也逐渐增加。

高负荷运行所带来的问题也日益凸显。

为了提高装置的稳定性和运行效率，必须加以有效的优化对策。

当前，多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行时存在诸多问题，如气化反应温度升高、热量传递效率降低、燃烧稳定性不佳等。

这些问题不仅影响了装置的正常运行，还可能导致设备损坏和安全隐患。

急需研究出相应的工艺优化对策，以提高装置的运行效率和安全性。

本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题展开深入分析，提出相应的工艺优化对策，并评估实施效果。

结合风险控制的要求，提出相应的措施，以确保装置的安全稳定运行。

希望通过本文的研究和分析，能为多喷嘴水煤浆气化装置的优化提供一定的参考和指导。

【字数：253】1.2 问题陈述当前，多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行过程中出现了一系列问题，给设备运行和生产带来了严重影响。

主要问题包括喷嘴磨损严重、气化效率低、设备寿命缩短等，这些问题严重制约了装置的正常运行和生产效率。

针对这些问题，急需制定相应的工艺优化对策，以提高装置的稳定性和效率，确保装置能够长期高效运行。

本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题进行分析，并提出相应的工艺优化方案，以期在解决问题的进一步提升装置的性能和产能，为气化工艺的发展提供有力支持。

2. 正文2.1 现有问题分析多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行过程中，存在着一系列问题需要解决。

高负荷运行会导致设备温度升高，进而增加设备损耗和维护成本。

高负荷情况下气化反应速度加快，可能导致操作不稳定，增加气体组分波动，影响产品质量。

高负荷运行还会增加设备运行压力，可能导致设备泄漏、爆炸等安全隐患。

多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行时，还存在着气化效率低、磨损严重、产物气温过高等问题。

四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制

四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制摘要：四个喷嘴水煤浆气化炉四将布置在同一水平面燃烧器煤泥和氧气在一定比例进入气化炉，德士古气化炉，流场是非常不同的，反应物在炉长时间，导致整个炉等温反应器，上部和下部温度50℃。

炉内分布有四对高温热电偶，用以指示气化炉内的温度。

在此基础上，主要讨论了四喷嘴水煤浆气化炉的温度控制问题。

关键词：四个喷嘴；水煤浆气化炉；温度控制1、确定气化炉的操作温度CWS和氧气按一定比例进入气化炉。

在煤种保持不变的条件下，氧煤比与炉温有一定的对应关系。

当氧气流量恒定时，煤泥浓度降低，气化炉温度呈上升趋势，反之呈下降趋势。

当煤泥浓度恒定时，氧气流量增大，气化炉温度升高，反之亦然。

不同的温度对应不同的气体成分，尤其是甲烷，这是最敏感的。

热电偶正常时，应及时绘制相应的甲烷含量与温度关系曲线，并根据工艺指标的变化及时调整气化炉。

之前确定气化炉操作温度在煤灰熔点+ 50℃，但近年来，由于煤炭原料供应短缺，一些原料煤供应商添加其他高灰熔点煤气化炉稳定运行的限制。

为了保证气化炉的运行稳定，基本以灰分的粘温特性作为确定运行温度的前提，并结合煤浆灰分的熔点进行确定。

为了延长耐火砖的使用寿命，气化炉的运行温度不宜过高，在液渣排放条件下，应尽量保持较低的运行温度。

2、气化炉运行温度因素2.1各类煤引起的温度变化气化炉温度是直接反映气化炉运行是否正常的重要参数之一。

因为每个组件在气化炉在1350 ~ 1500℃下可以获得理想的转化率，和稳定的温度可以大大提高耐火砖的使用寿命是昂贵的。

气化炉的温度是通过高温热电偶插入炉膛的室，如果气化炉的运行温度大于1350℃或更高，将导致高温热电偶测量值漂移和温度越高，漂移的更严重。

因此，应选择合适的运行温度，以保证气化炉的正常运行。

气化炉的运行温度是根据煤灰的粘温特性确定的。

渣的粘度在理论上控制在3 ~ 25Pa•s，实际粘度一般控制在10Pa•s左右。

粘度小于3Pa•s时，对燃烧器和耐火砖的使用寿命影响较大。

四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制探析

四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制探析摘要：气化炉安全、稳定、高产及长周期运行，直接影响后续装置的稳定。

控制好气化炉温度，气化装置的稳定、经济运行就能得到保证。

本文分析了四喷嘴水煤浆气化炉温度的影响因素，并详细阐述了四喷嘴水煤浆气化炉温度的控制措施。

关键词：四喷嘴水煤浆；气化炉；温度；渣样；热电偶一、四喷嘴水煤浆气化炉温度控制概述水煤浆和氧气是按照一定的比例进入气化炉内，在煤种不变的情况下，氧煤比和炉温有一定的对应关系。

在氧气流量一定时，煤浆浓度下降，气化炉温度呈上涨的趋势，反之则呈下降趋势。

在煤浆浓度一定时，氧气流量增加，气化炉温度上升，反之则下降。

不同的温度对应不同的气体成分，尤以甲烷最为敏感，在热偶正常时应及时绘制出甲烷含量与温度的对应关系曲线，并根据工艺指标的变化及时调整气化炉。

以往气化炉操作温度的确定是以煤的灰熔点再加 50 ℃，但是近年来由于原料煤供应不足，有的原料煤供应商向煤内添加其他高灰熔点物质，这制约了气化炉的稳定运行。

为了保持气化炉的操作稳定，现基本上以灰渣的黏温特性作为确定操作温度的前提，同时结合煤浆灰熔点来确定。

为了延长耐火砖的使用寿命，气化炉的操作温度不宜过高，应在保证液态排渣的情况下尽可能维持较低的操作温度。

二、四喷嘴水煤浆气化炉温度的影响因素（一）高温热电偶在气化炉正常运行中燃烧室中的高温热偶是最能直接反应出燃烧室内部温度的仪表设备，但是因为气化反应温度较高，一般都在1300℃左右。

高温的烧蚀以及熔融状的灰对高温热偶的冲蚀，从而造成高温热偶在开车后的一周内左右就损坏了。

如果燃烧室温度越高、入炉煤灰分含量越高那么高温热偶的使用寿命就越短。

（二）灰渣形态在正常生产灰渣一般都是每半个小时通过锁斗排一次，所以说渣样反应出这半个小时的运行情况，因此判断也比较重要，它可以及时的对炉况进行调整。

正常灰渣应为粒度均匀、表面光滑、灰量适中，占总渣量的50％以上为宜。

若粗渣偏多，颜色呈现黄绿色，分析Cr2O3含量较高，此时炉温较高，应缓慢降低O/C，逐步降低操作温度；若渣有拉丝现象，渣量适中，说明渣的流动性变差，渣口出现堵塞，呈不规则状，应适当升温，提高O/C。

水煤浆气化渣水系统国产化阀门运行分析

水煤浆气化渣水系统国产化阀门运行分析发布时间：2022-03-10T10:54:58.143Z 来源：《新型城镇化》2022年1期作者：陈佳鑫胡峰[导读] 运行结果表明，渣水系统中选择国产化阀门，能够满足煤气化过程的耐高温、高压及磨损工况要求。

陕西延长石油榆林凯越煤化有限责任公司陕西省榆林市 719000摘要：介绍了宁波万华聚氨酯有限公司水煤浆气化工艺渣水处理工段锁斗排渣系统、气化黑水系统、灰水循环系统阀门使用工况；分析了国产化阀门在上述系统的实际应用情况；运行结果表明，渣水系统中选择国产化阀门，能够满足煤气化过程的耐高温、高压及磨损工况要求。

关键词：煤气化，渣水系统，国产化，阀门1气化渣水系统阀门使用工况分析1.1锁斗排渣系统因锁渣系统主要用于气化反应后粗渣颗粒的定期收集、排放，固体质量分数约20%。

因此，锁斗安全阀使用条件非常苛刻，要经受高温、高压的粗渣颗粒对阀门的冲刷、磨蚀。

按照气化炉运行负荷，锁渣系统的阀门一般控制在每30min开关一次，每次阀门动作都包括集渣、泄压、冲洗、排渣、充压等步骤，在此过程中，要求阀门连续动作，启闭速度快（一般为3s~10s）。

由于锁渣阀门口径较大（DN400mm），在阀门动作过程中，经常遇到粗渣颗粒的卡塞造成阀门启闭时间延长，导致锁斗运行过程中，出现联锁跳车现象。

按照气化烧嘴的使用寿命计，公司气化炉平均运行周期60d，锁渣系统阀门动作次数为2880次，由此要求上、下锁斗阀在集渣的过程中，要耐受高温、高压、高硬度的灰渣对阀门的冲刷、磨损，同时还要求阀门防结疤、结垢现象，若一旦出现上述现象，将会导致阀门开关延时；锁斗跳车或是因阀门冲刷、结疤严重，下锁斗阀密封性能差将导致锁斗冲压后压力瞬间（一般为1s~3s）降至低压（比气化系统压力低约0.5MPa~1.0MPa），此过程中，若锁斗程序在投用状态，将会造成锁斗系统瞬间承受气化炉压力，导致整个气化系统、锁渣系统设备本体支撑剧烈冲击，严重时会造成管线焊口震裂或设备本体损坏，而导致严重的停车事故发生。

四喷嘴技术优势及问题解释

四喷嘴技术优势及问题解释四喷嘴对置式⽓化炉技术优势及常见问题解释⼀、四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化技术的优势1、适合规模⼤型化根据四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化炉结构特点，在同⼀⽔平⾯上布置四只喷嘴，每只喷嘴仅需分担相对较⼩的负荷，便可达到整炉较⼤的处理能⼒，在规模⼤型化⽅⾯具有明显的优势，特别是在1500吨以上的⽓化炉投资及运⾏优势突出。

单喷嘴⽓化炉只有⼀只⼯艺喷嘴，加⼤⽣产能⼒需要增加喷嘴间隙，较⼤的喷嘴间隙影响雾化，造成碳转化率降低，因⽽提⾼⽓化负荷受到限制。

⽬前国内投⽤的单喷嘴⽔煤浆加压⽓化炉单炉⽇投煤量超过1500吨的数量很少，⽽四喷嘴⽅⾯⽬前已有12个装置34台（套）⽇处理煤量1500吨以上的⽓化炉在建设或运⾏，建设中最⼤的⽓化炉⽇投煤量达到2500吨。

2、有效⽓体成分(CO+H2)⾼，碳转化率⾼影响碳转化率的因素较多。

⼯艺(炉型)确定后，⽓化炉的操作炉温(受煤的灰熔点影响较⼤)、⼊炉煤浆粒度分布、⼯艺喷嘴的雾化效果、物料在炉内停留时间等成为主要因素，其中喷嘴的雾化效果和物料停留时间对其影响较⼤。

四喷嘴对置式⽓化炉采⽤预膜、外混式三通道喷嘴，三股物流射出喷嘴，煤浆的内外侧为⾼速流动的氧⽓，氧⽓通过⾼速剪切、振动等⽅式使煤浆实现初级雾化，初级雾化的物料再相互撞击形成⼆次雾化，避免了部分物料从喷嘴⼝直接运动到渣⼝形成短路，增强了雾化效果，提⾼了物料在炉内停留时间，增强了⽓化炉内介质的传质传热，有利于⽓化反应的进⾏，煤⽓中的有效⽓成份⾼、渣中可燃物含量低，⼀般在～5%。

⽽单喷嘴顶喷⽓化炉由于垂直下喷，物料在炉内停留时间相对较短，如煤浆颗粒较⼤或⽓化炉负荷过⾼，部分原料煤来不及完全转化便通过渣⼝排出燃烧室外，因此碳的转化率会相对低⼀些，炉渣中残碳含量会相对⾼些，⼀般在20～30%。

通过收集的数据对⽐，相同⼯况下的四喷嘴⽓化炉⽐单喷嘴⽓化炉有效⽓成份⾼2~3百分点，⽽渣中可燃物⼀般较相同⼯况下的单喷嘴⽓化炉低10~20百分点。

煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施

煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施煤炭是我国主要能源资源之一，其气化技术是煤炭清洁高效利用的重要途径之一。

水煤浆气化技术是一种被广泛应用的气化技术，其主要由水煤浆制备、输送和气化三个环节组成。

四喷嘴水煤浆气化炉是水煤浆气化技术的主要设备之一，其性能和稳定运行对气化工艺及煤质具有重要影响。

煤质的变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响十分重要，并且需要采取相应的改进措施。

1. 煤质变化对火焰特性的影响煤质的变化会直接影响水煤浆的喷射性能和燃烧特性，影响火焰的形状、温度和分布。

如果煤质发生变化使得水煤浆中的煤粉颗粒大小分布发生变化，可能导致火焰温度不均匀，影响炉内燃烧效果。

2. 煤质变化对炉内温度的影响煤质的变化会直接影响炉内的温度分布，进而影响气化反应的进行。

如果煤质中灰分含量增加，煤质变得更加脆弱易碎，可能导致燃烧温度升高，炉内产生过多灰渣，造成炉膛积灰过多，影响炉内温度。

3. 煤质变化对气化效率的影响煤质的变化还会影响气化效率，导致气化过程中产气量减少，气质下降等问题。

煤中揮发分和焦油成分的变化都会影响气化效率，导致产气量减少，气质下降，化学热效率降低。

二、改进措施1. 煤质适应性考量对于水煤浆气化炉的设计需要充分考虑煤质变化对燃烧的影响，选用适当的煤种和适宜的处理方法以提高炉内煤粉颗粒的均匀度，减少煤细粉在管道输送过程中的重新聚集现象。

2. 炉内装置优化通过优化四喷嘴水煤浆气化炉的内部结构和喷射设备，提高燃烧效率，减少煤粉颗粒在炉内燃烧过程中的堆积、聚集现象，减少炉内积灰量。

3. 煤-水浆比例优化通过调整煤-水浆比例，使得喷射的煤粉颗粒分布更加均匀，提高燃烧效率，减少炉膛内积灰量。

4. 控制燃烧温度通过控制燃烧温度，避免因煤质变化导致的炉膛温度异常升高，减少积灰和煤粉颗粒重新聚集产生大颗粒现象，提高燃烧效率。

5. 加强监控和维护加强对四喷嘴水煤浆气化炉的监控和维护，及时发现煤质变化对燃烧的影响并及时调整操作参数，保持气化炉的正常运行。

四喷嘴气化工艺技术优化总结

四喷嘴气化工艺技术优化总结2015.5富煤少气贫油的基本国情决定了煤化工在我国发展的主体地位。

发展高效、清洁、环保、节能的产业链是现在和将来对煤化工的必然要求。

气流床气化工艺由于适应煤种广、工作压力高、碳转化率高、气化强度大、废水排量少和环保效果好的特点，在我国得到了迅速发展。

目前引进的国外技术有GE(原德士古Texaco)水煤浆气化、壳牌(Shell)粉煤气化等，专利费昂贵。

国内的技术有多喷嘴对置式水煤浆气化工艺、航天炉干粉煤气化工艺和清华炉水煤浆气化工艺，其中多喷嘴对置式水煤浆气化工艺是由华东理工大学和国家水煤浆技术研究中心共同研发，并具有我国完全知识产权的气化技术。

自2004年12月首套四喷嘴气化炉投入工业应用以来，经过研发人员及应用单位技术人员不断攻关、改进，技术水平不断提升，装置运行稳定。

与同类技术相比，该技术显示出了突出的技术优势，目前设计、在建和投入运行的气化炉总数达95台，已有29台气化炉投入工业运行，各项指标均达到当前大型煤气化技术的国际领先水平。

1四喷嘴气化炉核心技术介绍（1）本工艺采用预膜式工艺烧嘴。

预膜式烧嘴采用氧气与水煤浆同时离开喷嘴，运用内、外侧高速氧气的扰动实现水煤浆的雾化和水煤浆与氧气的充分混合。

与预混式喷嘴相比，喷嘴内部没有预混腔，大大降低了煤浆通道的出口速度，减少了煤浆通道的磨损，对延长喷嘴寿命有利。

此外，预膜式喷嘴的氧气压力损失大大降低，雾化滴径(SMD)约降低10%。

这是因为预膜式喷嘴水煤浆膜初始厚度降低，更易于雾化，浆滴离开烧嘴后发生二次震荡破碎形成更小的浆滴，雾化效果好，碳转化率高，气化效率高。

具有良好雾化效果的的烧嘴对延长自身寿命和耐火砖寿命十分有利。

目前预膜式工艺烧嘴的使用寿命最长可以达到150d。

（2）四个工艺烧嘴呈90°水平对置分布，物料出烧嘴后形成撞击流，强化了雾化效果，提高了气化效率，减小了炉膛上下温差，大大降低了气化炉过氧的几率，投运企业碳转化率可达99%。

浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法

浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法发布时间：2021-07-06T11:22:01.877Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：梁国忠1 孙旭明2 [导读] 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。

大连恒力石化集团辽宁大连 116318 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。

关键词：烧嘴压差；烧嘴；激冷环、下降管；角阀磨损。

一、煤制氢及气化装置概况恒力石化（大连）炼化有限公司介绍：恒力2000万吨/年炼化一体化项目位于辽宁省大连市长兴岛临港工业园区，是国家对民营企业开放的第一个重大民营炼化项目，也是新一轮东北振兴的战略项目。

为了满足重油加氢的需求，需建设最大能力为100万Nm3/h有效气的煤制氢装置，以港口来的原煤为原料，生产氢气，并制备一部分本项目所需的甲醇、醋酸等产品。

煤制氢煤气化装置技术采用国内自主知识产权对置式水煤浆加压气化技术，装置建设六套四喷嘴水煤浆加压气化炉,气化炉直径3.88米 ,5开1备模式运行。

气化炉操作压力6.5MPa，气化炉单炉投煤量3000吨/天（干基），单炉具备20万Nm3/h有效气的生产能力。

项目于2017年4月开工建设，2018年12月投料开车，2019年3月24日打通生产全流程，5月17日全面投产。

二、气化工艺原理及流程简述气化流程简述水煤浆气化气化工序配置6个系列，5开1备，分别布置在两个框架内。

空分装置来的纯氧经氧气流量调节阀、氧气切断阀进入工艺烧嘴。

氧气流量进行温度和压力补偿。

水煤浆经两台煤浆给料泵42121P102ABCD-602ABC加压送入气化炉42122R101-601气化室，在炉内与氧气（纯度≥99.6%）发生剧烈的气化反应，生成以CO、CO2、H2为主要成分的水煤气。

出气化室水煤气和溶渣，经过洗涤水分布环，由洗涤冷却管引入气化炉洗涤冷却室的水浴中。

大部分的灰渣冷却固化后，落入洗涤冷却室底部。

多喷嘴对置式煤气化技术(华东里工)

２００８年第２９卷第６期氮肥技术摘要简要介绍华东理工大学和兖矿集团公司合作，成功开发了具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，应用于工业生产中。

同时还介绍了研究开发的水冷壁式中试气化炉运行结果和粉煤加压气化技术工业示范装置的实施进展情况。

关键词煤气化多喷嘴对置式水煤浆粉煤１背景我国能源结构的特点是富煤、缺油、少气。

我国以煤为主的能源结构和国际能源市场形势，决定了我国必须立足国情，大力发展洁净煤技术，以此支持国民经济的快速发展，缓解油品供应紧张，保障国家安全。

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、ＩＧＣＣ发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术（如图１所示），对发展经济和保障国家安全具有重要的战略意义。

国内在建的和处于筹建中的甲醇装置、合成氨装置、煤制油装置，已展现了对煤气化技术的强劲需求。

的研究攻关，和兖矿集团有限公司合作，成功开发了具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，在国内外产生了重大影响。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺原理如图２所示，主要包括多喷嘴对置式水煤浆气化工序、分级净化的合成气初步净化工序、直接换热式含渣水处理工序。

图２多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图２技术研发历程多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理图１煤气化技术重要地位简图工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部重点实我国自上世纪８０年代开始引进国外煤气化验室）于遵宏教授带领的科研团队历经“九五”、技术，多年来一直依赖进口，受制于人。

据此估“十五”和“十一五”科技攻关开发成功。

“九五”期算，引进煤气化技术的专利实施许可费已高达２间，华东理工大学、鲁南化肥厂、中国天辰化学工亿多美元，这还不包括昂贵的专有设备费和现场程公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“新技术服务费等。

据估计，专有设备耗费外汇也高型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉开发”，并完成了达数亿美元。

煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施

煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响及改进措施四喷嘴水煤浆气化炉是一种高效的煤制气设备，可以将煤质进行气化反应，生产出高质量的合成气。

在实际运行中，煤质的变化会对气化炉的燃烧产生较大的影响，使气化效率降低，甚至出现安全隐患。

本文将就煤质变化对四喷嘴水煤浆气化炉燃烧的影响以及改进措施进行探讨。

一、煤质变化对燃烧的影响1. 灰分含量变化煤炭中的灰分含量对气化炉的燃烧效果有着重要的影响。

当煤质中的灰分含量较高时，会导致气化炉内部的灰堵塞现象严重，降低了气化效率，甚至导致气化炉的堵塞。

而当煤质中的灰分含量较低时，燃烧的温度会下降，使得气化反应无法充分进行，同样影响了燃烧效果。

煤质的变化会对四喷嘴水煤浆气化炉的燃烧效果产生较大的影响，降低了气化效率，增加了设备的维护成本，甚至对环境造成严重的污染。

需要采取有效的改进措施，提高气化炉在不同煤质条件下的稳定性和适应性。

二、改进措施和建议1. 煤质预处理在实际生产中，可以对原煤进行预处理，提前对煤炭中的灰分、水分、硫分含量进行检测和分析，然后针对不同的煤质特点进行相应的处理。

比如对高灰分煤质进行粉碎和筛分，减少灰分含量；对高水分煤质进行干燥处理，降低水分含量；对高硫分煤质进行洗选处理，减少硫分含量。

通过预处理，可以将煤质的变化对气化炉的影响降到最低。

2. 燃烧参数调整在实际运行中，可以通过调整气化炉的燃烧参数来适应不同煤质的变化。

比如对于高灰分煤质，可以增加空气预热温度，提高燃烧温度，增加灰分的燃烧速率，减少灰堵塞现象；对于高水分煤质，可以增加氧气的供给量，加强燃烧反应，提高气化效率；对于高硫分煤质，可以增加石灰石的加入量，吸附掉硫化氢气体，减少对环境的污染。

3. 设备改进升级在现有的气化炉设备中，可以通过改进升级来提高设备的稳定性和适应性。

比如针对高灰分煤质堵塞现象，可以增加气化炉内部的清灰装置，及时清除灰渣，减少堵塞现象；针对高水分煤质结焦问题，可以增加气化炉内部的冷却装置，降低气化温度，减少结焦现象；针对高硫分煤质的腐蚀问题，可以采用耐腐蚀材料制作气化炉内部构件，延长设备的使用寿命。

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--水煤浆--气化技术--介绍

多喷嘴水煤浆气化技术0 引言为了推进我国化学工业的发展，扩展气化用原料煤种，自20世纪80年代以来，我国花费巨额外汇先后引进了10余套德士古水煤浆气化装置，用于生产合成氨与甲醇。

随着德士古煤气化装置技术优势的显现，由于购买昂贵的专利使用权和过高价格的进口设备、材料，也使一些企业背上了沉重的还贷负担。

经过10多年的实践，国内在水煤浆气化技术方面积累了一定的设计、安装和运行等工程经验，通过在实践中不断进行技术的优化、完善与创新，推动了水煤浆气化技术在中国的应用和发展。

“九五”期间，水煤浆气化与煤化工国家工程中心、华东理工大学和中国天辰化学工程公司承担的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”，通过了专家鉴定与验收。

在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化1000t/d合成氨大型氮肥装置中，采用了6.5MPa、投煤 750t／d的四喷嘴对置式水煤浆气流床气化炉(以下简称四喷嘴气化炉)，这也是新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术中试装置通过考核后的首次工业化装置。

山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉是在中试装置的基础上，由华东理工大学、水煤浆气化与煤化工国家工程中心出具工艺软件包，中国华陆工程公司根据工艺软件包进行了工程设计，哈尔滨锅炉厂有限公司制造了气化炉设备主体，新乡耐火材料厂提供了气化炉燃烧室耐火衬里。

山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉自2004年12月1日开始试车、投入运行，本文拟对其应用情况进行介绍。

1 四喷嘴气化炉结构原理来自棒磨机的水煤浆经两个隔膜泵加压，与来自空分装置的高纯度氧气一起通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的工艺喷嘴，对喷进入气化炉燃烧室，每个隔膜泵分别给轴线上相对的两个喷嘴供料。

在高温高压下，喷入气化炉燃烧室的水煤浆与氧气进行部分氧化反应，生成CO、H2为有效成分的粗煤气。

气化炉激冷室内有下降管，下降管上端连接激冷环，下降管下部浸入激冷水中，下端有四个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有四层锯齿型的破泡分隔板。

江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍

煤种的变化对气化炉的运行影响比较明显，
冷室的结构设计合理，也证实我们对激冷室液位
的操作思路是正确的。
３５气化炉的拱顶温度．
煤种的好坏对气体成分、煤耗、煤浆浓度、耐火
装置筹建时曾听说四喷嘴气化炉拱顶会有超温现象，也曾有过担心。我公司四喷嘴气化炉实
化装置共开停车ｌ３次，其中Ａ炉开停车８次（计划检修停车４次）含，Ｂ炉开停车５次（含
正常倒炉１次）。Ａ炉最长连续运行时间为１５６６
按一定比例一起进入磨煤机，再加入适量添加剂磨成浓度约６％的水煤浆，由磨煤机出料槽泵２送至煤浆槽。煤浆槽内的煤浆经２台煤浆给料泵加压后与空分来的高压氧气一起进入工艺烧嘴，在气化炉内发生部分氧化反应，生成以Ｃ和ＨＯ：为主要
运行（因后系统原因，气化负荷不再加大）。大化肥系统运行近ｌａ来，未发生过因气化
烧室下部的渣口与激冷水沿下降管内壁并流而
装置原因导致全系统停车的情况。带压联投进行
［收稿日期］２１－ —２０００１６
［作者简介］王刚勤，，男山西临猗人，师，工程车间副主任。
一
的水浴洗涤和冷却，再通过破渣机破碎后进人锁
斗，定期排人渣池。
期建设了２台气化炉，正常运行时１开１

江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍

第6期 2010年11月中氮肥M S ized N itrogenous Fertilizer Pr ogress No 6N ov 2010江苏灵谷化工四喷嘴煤气化装置运行介绍王刚勤,王国平,徐峰,刘政,钱林明(江苏灵谷化工有限公司,江苏宜兴 214200)[中图分类号]TQ 546 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2010)06-0024-02[收稿日期]2010 06 12[作者简介]王刚勤,男,山西临猗人,工程师,车间副主任。

1 装置简介我公司煤气化装置选用具有国际先进水平的四喷嘴水煤浆气化技术,采用激冷流程及三级闪蒸灰水处理工艺。

气化装置由中国天辰工程公司设计,中国化学工程第三建设公司承建。

一期建设了2台气化炉,正常运行时1开1备。

我公司气化炉是国内最大的水煤浆气化炉,壳体内径3880mm ,砌筑耐火砖后炉膛内径2762mm 。

气化炉壳体由南化机制造,耐火材料由中钢集团洛耐院生产。

高压煤浆泵选用德国Feluwa 软管隔膜泵,煤浆制备选用棒磨机,煤浆浓度62%左右。

设计单炉日处理干煤1756,t 有效气(CO +H 2)产量118000m 3/h ,气化炉操作压力4 0M Pa 。

设计煤种为神华煤与晋城无烟粉煤按1 1掺烧,而实际生产中使用煤种较多,现阶段基本以神华煤与大友煤按3 1掺烧。

气化装置生产的合成气用于450kt/a 合成氨(配套800kt/a 尿素)装置。

2 工艺流程原煤破碎后(粒径 10mm )送入煤仓,经煤称量给料机精确计量后与来自滤液受槽的滤液按一定比例一起进入磨煤机,再加入适量添加剂磨成浓度约62%的水煤浆,由磨煤机出料槽泵送至煤浆槽。

煤浆槽内的煤浆经2台煤浆给料泵加压后与空分来的高压氧气一起进入工艺烧嘴,在气化炉内发生部分氧化反应,生成以CO 和H 2为主要成分的粗合成气。

熔渣及未完全反应的炭通过燃烧室下部的渣口与激冷水沿下降管内壁并流而下,进入气化炉洗涤冷却室。

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。

新型水煤浆气化技术

新型水煤浆气化技术“新型水煤浆气化技术”是基于国家“九五”重点科技攻关课题“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉中试研究”的基础上，“十五”期间，兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划(863计划)重大课题，于2006年1月完成了多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化研究，形成的具有我国自主知识产权的新型煤气化技术。

（一）应用领域我国煤炭资源极其丰富，以煤为原料生产油品、烯烃、甲醇、二甲醚等大宗化学品在国内掀起热潮。

其中最为关键和重要的是将煤炭洁净、高效地转化为合成气(CO+H2)，即煤的气化技术。

煤气化技术关系着国计民生，关系着我国的能源安全。

我国气化技术多年来一直依赖引进，没有自己的煤气化技术。

本成果开发成功的具有完全自主产权的、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，在水煤浆气化领域居于国际领先水平，建设的工业示范装置成功实现产业化，使我国第一次拥有了自己的大型化煤气化技术，在我国煤气化史上具有里程碑意义。

这标志着我国已拥有了完全自主知识产权的煤气化技术，完全具备了与国外气化技术竞争的实力，从此告别了长期依赖进口、受制于人的时代。

本成果作为产业化技术，应用于以水煤浆为原料制备合成气和燃料气，是发展煤基化学品(如甲醇、氨、二甲醚等)、煤基液体燃料、先进的IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术。

本成果属完全自主创新的技术，整套技术均具有知识产权。

创造性包括：多喷嘴对置式气流床气化炉；交叉流式洗涤水分布器；复合床高温合成气冷却洗涤设备；预膜式长寿命高效气化喷嘴；高效、节能型合成气初步净化系统；直接换热式含渣水处理系统；并已获得一系列专利。

（二）技术原理3.1 多喷嘴对置式水煤浆气化关键技术水煤浆气化压力～4.0MPa，温度～1350℃。

在此高温下化学反应速率相对较快，气化过程由～900℃的化学反应控制、～1100℃的化学反应与传递共同控制(900～1100℃为固定床、流化床的通常温度范围)跃升为传递控制，气化过程速率为传递过程控制。

四喷嘴气化炉产气量的影响因素

四喷嘴气化炉产气量的影响因素摘要：煤气化技术的发展和进步是推动洁净煤利用技术发展的关键因素之一。

四喷嘴对置式水煤浆气化炉属气流床加压气化技术。

某能源有限公司一期360kt/a 甲醇项目四喷嘴气化炉因原料煤调整后煤质不稳定，系统甲醇产量波动较大。

从煤中元素含量、粗煤气温度等方面入手，分析与探讨气化炉产气量及系统甲醇产量的影响因素。

关键词：四喷嘴气化炉；产气量；影响因素1前言某能源有限公司一期360kt/a甲醇项目，配套42000m3/h空分装置；该气化装置有两个四喷嘴气化炉，一个开、一个备，一个单炉，喷煤能力1500t/d，设计工作压力6.5mpa。

2014年3月，气化设备原料进行调整，气化煤质量波动较大（见表1），严重影响了气化炉出气和系统甲醇产量。

分析了四喷嘴气化炉煤气生产和甲醇生产的影响因素：表 1 原料煤煤质分析数据2四喷嘴气化炉设备介绍2.1气化炉烧嘴烧嘴作为水煤浆气化炉的核心设备，其运行工况直接影响气化炉的气化效率、炉壁温度及所造渣中碳的含量等。

烧嘴是通过氧气流股与煤浆流股的动量交换，以达到雾化煤浆的目的，从而为炉内的气化与燃烧创造条件。

四喷嘴水煤浆气化技术采用预膜式烧嘴，外混式雾化效果优于内混式烧嘴。

水煤浆通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的烧嘴，与氧气一起对喷进入气化炉内，在炉内形成撞击流，在完成煤浆雾化的同时，强化热质传递，促进气化反应的进行。

相对于其他气化工艺物料的平均停留时间更长，反应更加充分，渣中碳含量较低。

2.2耐火砖四喷嘴水煤浆气化炉燃烧室耐火材料主要有向火面砖、背衬砖、隔热层、浇注料、耐火毡等，向火面砖为高铬砖（CRB-90），背衬砖为铬刚玉砖（CRCB-12），隔热层为Al2O3空心球砖（ABB-98），浇注料为铬刚玉浇注料（CastPC-12）。

向火面砖直接与高温高压的合成气、灰渣接触，承受化学腐蚀、物理冲击、灰渣冲刷等磨损较快，为使用寿命最短的耐火砖。

四喷嘴气化炉由于具有特殊的气化工艺，整个燃烧室内的流场分成射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区、管流区等6个区域，其中拱顶与渣口砖由于遭受冲刷较为严重，使用寿命相对于其他部位的耐火砖较短。

昊华国泰四喷嘴气化炉运行说明

烧烧蚀下蚀嘴剩膨至砖余胀剩以4缝0余下从mm1至S；06下01m3膨m起；胀以缝下以九上环由上原一来周2期30以mm进对烧行置式煤气
更换（运行累计7894h），烧蚀量并不明显；
化
下筒体由原来的230mm烧蚀至109mm；
技
注：结合历次测量结果，各部位炉砖单次烧
术
蚀量基本均匀；其中烧嘴砖以下2.4m，烧嘴砖以上2.0m的磨损最为严重，作为基础数据，有待于进一步
都取得了很好的效果
应
用
经
验
交
流
会
”
中心氧量
煤浆流量
2017年
1.带压连投
度
“

多
喷
嘴
对
置
式
煤
选型试验新阀门(V型金属密封耐磨球阀）
气
全开时保证管道流量,需求小开度时憋压
化
调节精度高,小开度憋压时耐冲刷。
技术
应
用
经
验
交
流
会
”
2017年
2.黑水管道使用
度
“
多
喷
嘴
气水化系装统置保自持2相0对15稳.8定投，料从试未车由以于来激，冷高环压对的黑置式
术
应
用
经
验
交
流
会
”
2017年
1.带压连投
度
“
多
喷
嘴
对
经过深入剖析煤浆泵的超压原因，结合置
Feluwa高压煤浆泵双软管，双缸双作用的式
特性，气化车间通过不断的摸索，总结、
煤
最终通过优化操作手段，顺利突破了煤浆系统易于超压的这一技术瓶颈，同时也尝试改变选用新型阀门作为辅助调节手段，