中国水煤浆气化技术的研究与开发

德士古水煤浆气化工艺分析

德士古水煤浆气化工艺分析摘要：近些年，水煤浆逐渐发展起来，已成为我国重点发展的环保类产品。

德士古水煤浆气化技术作为一种环保型煤气化技术，已在我国应用较长时间。

笔者就德士古水煤浆气化技术展开研究，从相关概述入手，随即对其工艺流程及工艺原理进行分析，最后提出这一工艺的优、缺点，以期丰富学术上该项技术的研究内容。

关键词：水煤浆；新型燃料；气化工艺前言所谓的水煤浆技术，实际上是使固态煤燃料转化为液态煤基燃料的过程，一方面，该项技术会保留煤的燃烧特性，另一方面，又会使其拥有重油液态相类似的特点。

液态煤基燃料作为新型清洁燃料，具有制备简单、安全可靠以及便于运输储存等特点，西方较为发达的国家已将其用到较多工程中，我国关于煤炭资源较多，相对石油资源较少，在工业化进程不断发展的时代背景下，大力发展该项技术对我国发展意义重大。

一、德士古水煤浆气化工艺概述德士古水煤浆气化工艺作为从天然气及重油中生成合成气的工艺，由美国的德士古公司研发[1]，在1948年，美国研究出了首套15吨煤的测试设备，进行20种固体原料的测试，主要有：无烟煤、褐煤、石油焦、烟煤以及煤液化。

又于1956年建立气化炉，运行压力为2.8MPa，每日的处理量达到了100吨。

现今，在不断发展下日投煤量已达到1600吨，该技术已成为二代气化技术中发展最迅速、最成熟的技术，其喷嘴位于气化炉顶部，由于它实际喷射速度较高，会发生物料短路，还会出现碳转化率低等不良现象。

该技术的关键在于气化炉，气化炉的关键在于喷嘴，因此，关于这一技术的实际发展方向，应重点对新型喷嘴进行研究，才是关键所在，我国在“九五”时期，对多喷嘴对置式水煤浆气化炉进行大力研究，已在国际上领先，更是在“十五”期间，使其进入商业示范推广发展环节。

我国研究出的这一技术作为一种新型技术，是经四喷嘴对置产生撞击流，从而进一步强化混合效果，使热质传递效果更佳，最终提升气化反应效果，与传统的水煤浆气化技术相比，成本更低、效果更好。

水煤浆气化技术的发展及应用选择

水煤浆气化技术的发展及应用选择摘要：文章讨论了煤化工气化原理及气化技术的发展趋势，并探讨了各种水煤浆加压气化技术的特点及优缺点，并得出结论：我国煤种很多，一种气化方式只适用某种特定的煤种，气化技术的选择应因煤制宜，目标产品不同也应采用不同的气化技术。

关键词：水煤浆气化技术；发展趋势；应用选择引言煤炭是世界上分布最广储量最多的化石能源，是世界经济和社会发展的重要动力支柱，在未来几十年内，煤炭将仍是世界主要能源之一，煤炭是21世纪中国经济快速发展的重要支柱，占有不可取代的地位。

我国在煤炭综合利用中存在着方法单一、利用效率低、污染严重等问题，这对环境保护和经济社会的可持续发展产生了巨大威胁[1-3]。

因此，积极发展洁净煤技术，从而解决中国油气短缺等能源安全问题，满足国民经济发展对能源的需求，对中国经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。

1 煤气化原理及发展趋势1.1 煤气化的原理煤的气化反应是指气化剂（空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等）与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。

在气化炉内，煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程[5]。

1.1 湿煤中水分蒸发的过程：1.2 热解（干馏）是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。

一般来讲，热解的形式为：煤煤气（co2，co，ch4，h2o，h2，nh3， h2s）+焦油+焦炭1.3 气化与燃烧过程。

仅考虑煤的主要元素碳的反应，这些反应如下：a.碳-氧间的反应；b.碳-水蒸气间的反应；c.甲烷生成反应；需要指出的是，以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应，不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。

1.2 煤气化技术的发展趋势现代煤炭气化技术发展趋势如下[4]：1.2.1 气化压力向高压发展。

气化压力由常压、低压（98%，比texaco水煤浆气化装置高2%-3%；比煤耗、比氧耗比texaco水煤浆气化工艺低7%。

关于水煤浆气化技术在我国的应用发展

技专论
关于水煤浆气化技术在我国的应
【摘要】本文从我国水煤浆气化技术的发展的历史背景谈起，阐释了（四）向火面耐火砖水煤浆气化技术的发展历程以及其应用范围。通过对其应用发展的现状分德士古的水煤浆气化工艺对于煤的灰熔点要求不高，如果没有达到析水煤浆气化装置在现代生活中的运行状态，并且在运行装置上以及设备要求，可以选择加入石灰石作为助溶剂。正是由于灰熔点不高，造成了的国产化趋势予以分析和探讨。灰分中的氧化钙和三氧化二铁的含量高，对耐火材料具有很强的腐蚀能力，因此，对于向火面的要求就很高，相对来说，这种砖的价格就比一般砖的价格要高，砖的耐火性能也影响了整个企业的经济效益。随着科这几年来加压化的煤气化技术发展越来越成熟，比如：鲁奇学技术的发展，开车时的耐火砖的使用寿命相比以前大大提高。例如，（Ｌｕｒｇｉ）炉，德士古（ＴＥＸＡＣＯ）炉，道化学（ＤＯＷ）炉，谢尔（Ｓｈｅｌ１）山东鲁南耐火砖的使用时间已经达到了 —万四千小时，陕西渭河的筒炉。ＴＥＸＡＣＯ水煤浆气化技术是第二代煤气化技术在当前世界上发展体砖的使用时间达到平均１万小时，其锥底砖的使用时间也达到了平均较快的和普遍应用的。合成氦，甲醇，含氧化物，洁净煤气化联合循环七千小时。发电等领域已成功应用该技术。安全与绿色是ＴＥＸＡＣＯ水煤浆气化工三我国水煤浆气化工程中的问题讨论艺最具有时代特色的优点，此外，它还有许多优点，如操作流程简单易（一）空分装置操作，启动和停止比较方便，气化炉的结构也比较简单，加载和卸载的空分装置的选型对于德士古水煤浆气化工艺来说，占有很重要的地速度较快，煤种适用的范围广泛，合成气质量优，价格低廉，转化率可位。内压式这种选型使得德士古的空分装置不再进行氧气透平，还省去观。了使用氧气压缩机的步骤。在实际生产管理中，运行装置的减少可以减我国水煤浆气化技术概述少管理的麻烦，更重要的是，减少了故障发生的概率。八九十年代初，当时在我国有九家企业想改造老式的气头部分，从（－）气化炉问题而引用了德士古水煤浆气化工艺技术，并与之签订了合作意向书，带动在气化炉的问题上，德士古采用的是激冷环，一种新型的措施应用了许多企业准备采用德士古气化工艺，由此形成了一股 “ 德士古水煤浆于水煤浆气化炉的实际工作中。从现场操作观察到，激冷环中激冷水的气化热 ” 。但是，由于德士古气化工艺技术需要资金投资较大，氧气的消进入方向是以切线的方向来进入的，而不是传统认为的垂直进入，这种耗也比较高，再加上我国企业购买的设备调试后生产时出现开停车次数方法可以有效减少激冷环的结垢现象发生率。另一方面，从国内的设备很多的现象等诸多因素， “ 德士古水煤浆气化热” 并未得到广泛应用，以运行水平看，激冷室的 “ 带水” 现象比较严重，这是由于压力负载的不断至于有些企业将注意力转向了谢尔干法气流床工艺，谢尔工艺对煤种的加大而产生的把激冷室的水带到洗涤塔所造成的，如此便直接影响到适应要求比前者更低，合成气中有效成分也相对前者较高，冷煤气更加了系统运行的周期性。因此，对于激冷室的结构要进行进一步的改进，高效率，氧气消耗也比较低。但通过调研，谢尔气化工艺的成本需求要相让激冷室中的气体和液体分开。对高出两成到三成，而且干煤粉进料方式不是很成熟尚有些问题需解四，我国水煤浆气化设备国产化讨论决，目前就煤气化联合循环发电主要在使用，还没有生产合成气的案例分新时代背景下赋予我国能源市场上新的结构变化，以水煤浆为例析。的燃气燃料逐渐代替传统的固态煤，其优势更加显著。在我国，水煤浆的气化工艺势必会产生巨大的发展浪潮，因此，水煤浆技术和设备的国＝．我国水煤浆气化设备的运行水平鲁南化肥这个全国水煤浆气化装置的第一示范点，给我国的水产化就发挥起了重要作用。从水煤浆气化工艺的静止设备、运输设备以煤浆气化事业提供优秀的一手资料。当第一套水煤浆气化装置投入生产及控制仪表这三个方面来进行研究讨论。之后，发现了一系列需要解决的问题，如开车和停车的频率高等问题。在静止设备方面，上海焦化就试用了航天部为其制造的烧嘴，试用因此，经过一步步的改善，装置的运行也不断趋于稳定，大量地应用于效果良好；洛阳耐火砖的国产化为气化炉的工艺夯实了基础；国内各大各大生产厂家。上海焦化就是继鲁南之后投产的厂家，紧接着，陕西渭生产公司都已经掌握了大部分的静止设备的使用经验。

四喷嘴对置式水煤浆加压气化装置黑灰水处理技术研究

四喷嘴对置式水煤浆加压气化装置黑灰水处理技术研究水煤浆加压气化装置是一种将水煤浆通过高压泵加压送入气化炉内进行气化反应的装置。

在水煤浆加压气化过程中，会产生大量的黑灰水，其主要成分是含有大量的悬浮物、污染物和有机废水。

因此，为了降低环境污染并有效地处理黑灰水，需要进行相关的技术研究。

四喷嘴对置式水煤浆加压气化装置是一种根据工艺特点设计的一种较为理想的气化装置。

在该装置中，通过四个喷嘴将水煤浆均匀地喷入气化炉中，提高了气化效率，并且减小了黑灰水的生成量。

但是，由于水煤浆加压气化过程中的水煤比较高，黑灰水中含有大量的悬浮物和污染物，使得黑灰水的处理难度较大。

对于黑灰水的处理，主要可以采用物理化学处理和生物处理等方法。

物理化学处理方法主要包括沉淀、过滤、吸附等技术。

通过沉淀技术可以将黑灰水中的悬浮物沉淀下来，降低悬浮物的浓度。

过滤技术可以进一步去除悬浮物和细粒物质，提高水质。

吸附技术可以吸附黑灰水中的有机物质和重金属离子，达到净化水质的目的。

生物处理方法主要采用好氧氧化和厌氧消化等技术。

好氧氧化技术通过添加一定的氧气和微生物，将黑灰水中的有机物质进行降解，降低污染物的含量。

厌氧消化技术主要利用厌氧菌的作用将有机物质转化为沼气和沉淀物，在同时发电的情况下实现了黑灰水的处理。

在实际应用中，应根据黑灰水的性质和含量选取合适的处理方法，建立完善的黑灰水处理系统。

此外，还应加强对黑灰水处理技术的研究，提高处理效率和处理效果。

通过先进的技术手段，减少黑灰水对环境的污染，实现资源的循环利用。

总之，四喷嘴对置式水煤浆加压气化装置黑灰水处理是一个复杂的问题，需要综合利用物理化学和生物处理等技术手段。

通过合理的处理方案，可以实现黑灰水的净化和资源的回收利用，实现绿色环保的目标。

非熔渣熔渣水煤浆分级气化装备的清洁燃料生产技术研究

非熔渣熔渣水煤浆分级气化装备的清洁燃料生产技术研究摘要：煤炭是全球主要的能源资源之一，然而其燃烧过程会产生大量的温室气体和污染物，对环境和健康造成严重影响。

为了解决这一问题，研究者们提出了基于非熔渣熔渣水煤浆分级气化装备的清洁燃料生产技术。

本文将深入探讨这一技术的原理、优势和应用前景。

技术原理：非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术采用了一种先进的气化方式。

在这个过程中，煤炭燃烧的温度控制在较低水平，以防止煤灰熔化。

而后，水煤浆会被定向喷入气化炉中，在高温下发生气化反应。

同时，通过分级破碎、干燥和筛分等工艺，可以得到不同粒度的水煤浆，进一步优化气化效果。

技术优势：1. 温室气体减排：非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术能够有效降低煤炭燃烧时产生的二氧化碳和其他温室气体的排放量。

相比传统的燃煤方式，该技术能够减少约30%的温室气体排放。

2. 污染物削减：该技术通过控制煤炭燃烧温度和优化气化过程，有效减少了污染物（如二氧化硫和氮氧化物）的生成。

研究表明，与传统燃煤方式相比，该技术的二氧化硫和氮氧化物排放量可以降低约50%。

3. 能源利用效率提升：由于非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术在气化过程中保持较低的煤炭燃烧温度，能够避免热量损失。

同时，通过对水煤浆进行分级处理，提高了气化效率。

因此，该技术能够提高能源利用效率，实现煤炭资源的可持续利用。

应用前景：非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术作为一种环保高效的清洁燃料生产技术，在能源领域具有广阔的应用前景。

1. 工业应用：该技术可以广泛应用于工业领域的热能供应，例如发电厂、钢铁厂和化工厂等。

通过替代传统燃煤方式，降低温室气体和污染物排放，实现绿色生产。

2. 居民供暖：非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术还可应用于城市居民供暖。

该技术可以提供稳定可靠的供热系统，并大幅减少对环境的污染。

3. 清洁能源转型：随着清洁能源的发展，非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术也可以作为传统能源向清洁能源转型的过渡技术。

水煤浆气化

目录引言 (1)第1章煤的性质 (2)1.1概述 (2)1.1.1煤的成因及主要组分 (2)1.1.2煤的结构与化学组分 (3)1.2煤的性质 (4)1.2.1煤的物理性质 (4)1.2.2煤的活性 (5)1.2.3煤的灰渣特性 (5)第2章水煤浆气化工艺计算 (6)2.1气化过程物料衡算 (6)2.1.1计算依据 (6)2.1.2计算实例 (6)2.1.3计算步骤 (7)2.2热量平衡 (13)2.2.1计算标准 (13)2.2.2计算实例 (13)第3章设备选型 (22)3.1煤气洗涤塔 (22)3.1.1进煤气洗涤塔气量计算 (22)3.1.2出洗涤塔气量计算 (23)3.1.3气体密度计算 (24)3.1.4冷却水量计算 (24)3.1.5洗涤塔的热平衡 (26)3.1.6塔径计算 (27)3.1.7塔高计算 (28)3.2气化炉 (28)3.2.1操作条件 (28)3.2.2计算 (28)第4章加压水煤浆气化技术 (30)4.1生产原理 (30)4.1.1气化原理概述 (30)4.1.2水煤浆气化热力学与化学 (30)4.2国内外发展情况 (31)4.2.1国外概况 (31)4.2.2国内概况 (32)4.3加压水煤浆气化技术的优点 (32)4.4水煤浆气化工艺条件 (33)4.4.1气化温度 (33)4.4.2气化压力 (33)4.4.3气化时间 (34)第5章加压水煤浆气化工艺流程 (35)5.1 多元料浆制备系统 (35)5.2 多元料浆气化系统 (36)5.2.1 多元料浆供料 (36)5.2.2 气化炉烧嘴冷却水单元 (37)5.2.3 气化炉渣处理单元 (37)5.2.4 粗煤气洗涤单元 (37)5.3 多元料浆气化灰水系统 (38)5.3.1 高温闪蒸单元 (38)5.3.2 低温闪蒸单元 (38)5.3.3细渣过滤单元 (39)第6章水煤浆气化技术问题 (40)结论 (42)参考文献 (43)引言煤的气化技术发展较早，约在20世纪20年代，世纪上就拥有了常压固定层气化炉，而30年代到50年代，世界上用于煤气化技术就包括了常压Winkler（温克勒沸腾炉）技术、加压固定床Lurgi（鲁奇炉）技术与常压气流床K-T炉技术，这一批技术称为第一代煤气化的技术[1]。

水煤浆水冷壁清华炉气化技术

水煤浆水冷壁清华炉气化技术水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。

第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣一熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。

第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。

气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到以渣抗渣”的效果。

水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。

清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。

第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。

至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。

水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的安稳长满优”运行创造了条件。

清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。

适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。

国家重点研发计划大规模水煤浆气化技术开发及示范项目正式启动

国家重点研发计划大规模水煤浆气化技术开发及示范项目正式
启动
佚名
【期刊名称】《中国煤炭》
【年(卷),期】2017(43)12
【摘要】日前，国家重点研发计划大规模水煤浆气化技术开发及示范项目启动会在兖矿集团召开。

国家科技部、山东省科技厅等有关部门领导以及项目参与单位专家、代表齐聚兖矿，探讨交流国家政策和项目有关背景意义，为该项目有序实施提出可行性建议。

【总页数】1页(P176-176)
【关键词】水煤浆气化;示范项目;技术开发;研发;国家科技部;兖矿集团;科技厅;山东省
【正文语种】中文
【中图分类】F204
【相关文献】
1.2020年国家重点研发计划"科技冬奥"重点专项"冰雪运动推广普及关键技术产品研发及示范"项目启动会暨实施论证会在首都体育学院举行 [J],
2.国家重点研发计划"航空医学应急救援关键技术装备研发及应用示范"项目启动暨实施方案论证会顺利召开 [J], 施凯文
3.国家重点研发计划项目《稀散矿产资源基地深部探测技术示范》正式启动实施[J],
4.国家重点研发计划“面向定制式木工家具制造的机器人自动化生产示范线”项目正式启动 [J], 沐霖;劳万里;立青;伊博;谢序勤
5.国家重点研发计划“航空医学应急救援关键技术装备研发及应用示范”项目启动暨实施方案论证会顺利召开 [J], 施凯文(摄影/报道)
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多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术

多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术闫吉臣【摘要】In this paper , ifrstly, it takes a brief introduction of the signiifcance of coal gasiifcation technology and study the role of coal gasif ication technology research and the infuence on the whole economic society, besides, it focus on analyzing the application research of pressurization and gasiifcation of current opposed multi-nozzle water-coal-slurry, and then takes introduction of the process and characteristics of pressurization and-gasiifcation of current opposed multi-nozzle water-coal-slurry technology, and master the speciifc water-coal-slurry pressurization and gasiifcation technology and related technologies, ifnally through the concrete cases to analyze opposed multi-nozzle coal-water slurry pressurization and gasiifcat-ion technology. We hope the research in this article can bring more comprehensive knowledge and understanding for China’s opposed multi-nozzle water-coal-slurry pressurization and gasiifcation technology level, so that to promote effectively thedevelop ment of China’s coal gasiifcation technology industry.%本文首先对煤气化技术的意义进行简单介绍，了解进行煤气化技术研究的作用以及对整个经济社会的影响，重点分析目前多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术的应用研究，然后对多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺的流程及特点进行介绍，掌握具体的水煤浆加压气化工艺及相关技术，最终通过具体的案例分析多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术。

水煤浆技术在我国的发展与应用

２水煤浆燃烧技术
水煤浆燃烧技术直接关系着水煤浆的燃烧效果。２０多年来，水煤浆科技Ｔ作者，根据水煤浆的品质特征，对水煤浆的燃烧方式，燃烧器（包括喷嘴、配风器），锅炉炉体结构及烟气环保控制等进行了大鼍卓有成效的研究。水煤浆燃烧技术已趋于成熟。已实现在电站燃油锅炉（７５－－一６７０ｔ／ｈ）、工业锅炉（１～３５ｔ／ｈ）以及多种上业窑炉ｌ：的成功应用。
引用本文格式：何国锋.梁兴水煤浆技术在我国的发展与应用[会议论文] 2008
储存和运输过程中的自燃以及生产规模如何进一步扩大等问题还有待解决。
４结束语
我国水煤浆技术经过二十多年的发展，已经完成了从水煤浆的理论基础、制浆、添加剂技术到水煤浆燃烧的一系列攻关课题的研究，应用水平经过不断提高与完善，已居世界前列。目前水煤浆生产正向大型化、规模化方向发展，其应用也正向多元化发展。根据以往
３
闻家水煤浆ｒ．ＩＥ９．．技术研究中心
０８年全国水煤浆技术推广工作会议论文集
再利用。对于发展循环经济，有效合理利用资源，构造节约型社会和环境友好型社会具有
现实意义。３．３干法磨矿制浆
针对水煤浆运输中存在约３０％水分的问题，在一些低灰、低硫的原煤产地，可以在矿区采用干法磨矿制浆工艺制备一定粒度级配的煤粉，然后装袋外运至炉前加水再调至成浆。这样可以较好的解决水煤浆运输中的水的问题，是水煤浆应用的一个有力补充，但是煤粉在
１水煤浆制备技术
１．１制各水煤浆原料
煤是水煤浆的主体，制浆用煤的选择直接影响水煤浆产品的质量与成本。因此，必须将我国煤炭资源、煤种性质、煤炭生产及供应、煤炭价格与运输等多种因素综合考虑，多方比较、优化，力求制浆用煤的选择做到合理、经济和供应有保障。在水煤浆发展初期，制浆煤种多选用炼焦煤，但是炼焦煤资源储量少，价格贵，已不能满足水煤浆产、ｊｋ化的发展。因此，水煤浆用煤还是应立足于低阶煤种。低阶煤储量大、价格便宜，不仅能以较为低廉的价格保证制浆用煤的供应，提高水煤浆的经济性，又符合国家合理利用煤炭资源的政策。除了低阶煤以外，一些变质程度较高的煤种如贫煤、贫瘦煤等也可以用作制浆用煤。这些高变质程度的煤种热值高、成浆性好、价格较炼焦煤便宜，只是挥发分较低，难以着火与燃烬。但是随着水煤浆燃烧技术的不断发展，这一问题有望得到很好的解决，届时以这类煤种制备的水煤浆将在我国中部以及西南部地区得到广泛的应用。１．２制备工艺制浆技术是水煤浆技术的核心技术之一，完善的制浆的温度，保证低挥发分煤浆顺利的点火燃烧。

水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心

＂６课题＂８３Ｔ熔点煤加压气流床气化 ” 将应用于兖矿贵州能化开阳合成氨项目，实施自主４灰，
气化技术产业化。中心正在为早日拥有为系列化、适合多种需求的煤气化技术伽热壁型气化
化技术、水煤浆气化技术、干煤粉气化技术、两段高效式气化技术等垧ｉ斗。奋
中心正式成立。
水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心本部设有：综合协调部、研究开发部、试验生ｊ
部、对外技术服务部、财务部。水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心技术力量雄厚，拥有
备、年龄结构合理的研发团队在煤气化及煤化工工艺、设备、系统控制技术等领域积累了丰
化炉在运行和建设中。近期中心向国家科技部承担了叶五徊家重点科技攻关计划 ‘ 煤加压气化制合成气新技７骱
题，目前正与华东理工大学联合进行新型水冷壁气化炉开发。粉煤加压气化制备合成气新技）
拥有从实验室到中间试验，再ＮＸ程化研究与实施，以及技术推广与服务完整的科技开发体豸－＇
工程中心具备开展煤气化、煤化工开发的完善条件，建有５中试装置、５＂验室和７套４试个工程中心先后承担国家五拥有专利五，卜重点科技攻关项目两项以及叶五，Ｊ、一五 ” 国家６３
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刊号： CN3 7

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)。

水煤浆气化工艺原理

气化炉优化设计
针对现有气化炉的不足之处，进行优化设计，提高气化炉的效率和寿命。
新型水煤浆制备技术
研究新型水煤浆制备技术，优化水煤浆的粒度和浓度，提高其稳定性。
资源化利用
将水煤浆气化工艺产生的废弃物进行资源化利用，实现能源的循环利用和可持续发展。
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高效节能
水煤浆气化工艺采用高效的气化炉，能够充分利用煤炭资源，提
高能源利用率，降低能耗。
环保友好
水煤浆气化工艺产生的合成气经过洗涤和净化处理，能够减少对环境的污染。
灵活性高
水煤浆气化工艺可以根据市场需求调整产品种类和产量，具有较强的灵活性。
资源丰富
水煤浆气化工艺使用的原料煤炭在我国资源丰富，能够满足
水煤浆气化工艺的改进方向
优化反应条件
通过进一步研究和改进，优化水煤浆气化工艺的反应条件，提高能源利用率和降低能耗。
开发新型催化剂
研究开发新型催化剂，提高水煤浆气化反应的活性和选择性，减少副产物的生成。
强化废水处理
加强废水处理技术的研究和应用，减少废水中有害物质的含量，降低废水处理难度。
水煤浆气化反应机理
煤浆制备
将煤炭破碎、研磨成微细颗粒，与水、添加剂混合搅拌制成水煤浆。
气化反应
在高温高压条件下，水煤浆与气化剂（氧气、水蒸气）在气化炉内发生部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为主的可燃气体。
反应过程
水煤浆中的碳与气化剂中的氧发生反应，生成二氧化碳和水蒸气；同时，碳与水蒸气发生反应，生成一氧化碳和氢气。
该工艺在国内外得到了广泛应用，对于实现煤炭的高效利用、降低环境污染、发展可再生能源等方面具有重要意义。
目的与意义

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。

水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心

构。
中心 “
”
建立以来，
一
直致力于技术研发和成果推广工作。
具有自主
知识产权的 “ 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 ” 已与江苏灵谷镇江索普
、
、
神华宁煤等 1 1 家企业成功实施专利技术许可合同，共计有 3 0 台气化炉在
运行和建设中。
十 “ 一
五 ” 国家 “ 8 6 3 ” 计划 “ 粉煤加压气化制备合成气新
煤化工技术开发与进步，
实现
科研成果尽快转化为生产力发挥作用。
化学工业
国内外公开发行
邮发代号： 8 2 - 7 5 3
国内定价： 8 元／本
水煤浆气化及煤化工
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水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心 ( 以下简称 “ 中心 ” ) 是以兖
矿鲁南化肥厂为依托，
以西北化公司研
究院、
中国天辰化学工程公司、
华东理工大学、
清华大学为成员单位组建。
技术” 将应用于兖矿贵州能化开阳合成氨项目，实施自主创新的粉煤加压
气化技术产业示范。
中心 “
”
秉承
“ 合作共赢、
开门办中心 ”
宗旨，
接受国内外专家共同
合作研究开发，
承接各方研究成果通过中心工程化、
产业化，
开展国内外
技术交流和技术合作，
为加速我国煤气化、
项；获中国石油和化学工业科技进步特等奖、煤炭工业技术学会科技成果
奖各一

水煤浆气化技术

水煤浆气化技术水煤浆气化技术是一项从水煤浆中提取液体烃及其他有用物质的技术。

它利用液体烃和其他有用物质，可以提供液体烃、汽油和柴油等一系列产品。

水煤浆是指随着煤炭精细加工的发展，用水对煤炭进行加工，分离出的细小的煤粉和悬浮性的水煤浆。

水煤浆的物理和化学性质是煤炭进行生物、化学和物理加工后的残渣，它是有机物混合物，包括烃醚、脂肪、酯、烷、醚和硫等有机物及硅酸盐、氧化物和碱类物质等无机物组成。

水煤浆气化技术主要有以下几种：热气化、热裂解和加氢气化等。

气化是将水煤浆供入高温加热炉内，经过高温激发，水煤浆中的有机物质进行表面加氢反应和裂解反应，使有机物的碳氢键分解，实现有机物的气化，去除气化物中的碳，提取气态及液态烃。

热裂解是将水煤浆用高温进行热裂解，就是把有机物质分解成烃分子，通过水煤浆蒸馏可以把水分和有机分子分离，提取出有机液体烃。

加氢气化是将水煤浆和氢气混合，加热到高温，氢气会和碳元素结合在一起，形成新的碳氢分子，也就是氢化烃，提取出液态和气态烃。

此外，水煤浆气化技术的应用还有热快速气化技术、催化气化技术和其他一些配套技术，如冷凝分离技术、蒸发分离技术、湿法活性炭吸附技术、低温精分技术等。

结合水煤浆气化技术的催化剂，也可以合成出一定成份的液体烃，如柴油、润滑油、炼焦油、燃料油等，以满足市场对石油类产品的需求。

同时，水煤浆气化技术还可以制造出高价值的化工产品，如烯烃、环烃、芳香以及烧碱(Caustic)、硫酸(Sulphuric acid)、硝酸(Nitric acid)等。

水煤浆气化技术具有节能环保、兼容性强等优势，可以把原始煤炭加工出高品质的液体烃和气态烃，并具有良好的应用前景。

当前，我国正加快推进水煤浆气化技术的应用，深化煤炭加工领域气化技术的探索，以期在未来更好地满足市场需求。

总之，水煤浆气化技术是当前我国煤炭行业发展的热点，有待继续深入研究。

政府及相关部门应大力支持煤炭气化技术的发展，以提高企业的生产效率，提升煤炭加工行业发展水平。

GE水煤浆气化工艺煤气化渣的特性研究

GE水煤浆气化工艺煤气化渣的特性研究摘要：煤制氢装置以煤炭为原料，通过气流床气化的方式(本文中特指水煤浆气化，以下简称煤气化)生产粗合成气，经过变换反应将一氧化碳转化为氢气，再经酸性气体脱除及甲烷化得到满足炼油厂要求的氢气产品。

开车过程对于煤制氢装置的平稳启动、稳定产出氢气产品具有十分重要的意义，同时较短的开车时间有利于提高装置的经济效益。

基于此，对GE水煤浆气化工艺煤气化渣的特性进行研究，以供参考。

关键词：GE水煤浆气化；煤气化渣；特性研究引言对于煤气化粗渣，其含碳量较低，因此可直接用于制备陶瓷、砖材、水泥和混凝土等，也可直接用于铺路。

而对于煤气化细渣，其含碳量普遍较高（一般大于25%），若不对残炭进行脱除，其所制备材料的性能则会大打折扣，从而限制了其在上述行业中的直接应用；此外，若不对残炭进行分选回收，还会造成资源的极大浪费。

1煤气化渣特征从煤气化渣组成特性上看，渣中含有未完全燃烧的残余炭和较多的二氧化硅以及金属氧化物矿物质,并且煤气化渣经高温激冷工艺形成了丰富的比表面积，煤气化渣的这些特点为其资源化利用提供了必要条件。

目前，围绕煤气化渣综合利用的研究，大致可分三个方面：一是对煤气化渣进行残碳回收，循环掺烧以实现减量化；二是作为土壤改良剂在农业领域应用；三是进行材料开发。

煤气化渣具有一定热值、但由于水分多、杂质含量高，因此不能直接进行掺烧，通过浮选等技术手段进行富碳改质处理又不具备成本优势，而且利用率有限。

而在农业领域的应用，虽然煤气化渣有改良土壤的功能，但目前受限于渣中含有的多种重金属元素，在土壤中存在浸出超标风险，而高效率低成本地脱除重金属又存在较大的技术难度，并且酸碱等药剂使用也会产生二次污染。

相比其它固废（煤矸石、冶金渣、非煤尾矿类等），煤气化渣目前存量相对较小，本身含有高活性玻璃体和孔隙结构丰富的残碳，可替代部分天然矿物资源，作为开发特色材料的原料，在减少自然资源开发的同时，达到变废为宝。

关于水煤浆气化技术的简介

气体净化和产品利用
气体净化：采用湿法洗涤、干法洗涤等方式去除气体中的杂质和污染物
产品利用：将净化后的气体用于发电、供热、化工等领域
经济效益：提高能源利用效率，降低生产成本
环保效益：减少废气排放，降低环境污染
05
水煤浆气化技术的优势和挑战
技术优势和应用前景
水煤浆气化技术具有高效、环保、节能等优点
降低投资成本：通过优化工艺流程、选用性价比高的设备和材料等手段，降低投资成本，提高经济效益。
06
水煤浆气化技术的发展趋势和未来展望
技术发展趋势和方向
提高气化效率：通过改进气化技术和设备，提高气化效率，降低能耗和成本。
降低污染排放：通过改进气化技术和设备，降低污染排放，实现绿色环保。
提高气化温度：通过改进气化技术和设备，提高气化温度，提高气化效率和产物质量。发展新型气化技术：发展新型气化技术，如超临界水煤浆气化技术、等离子体气化技术等，提高气化效率和产物质量。
设备维护：水煤浆气化设备需要定期维护和检修，以确保其正常运行。
解决方案和改进方向
提高气化效率：通过优化反应条件、改进催化剂等手段，提高气化效率，降低能耗和成本。
提高安全性能：加强设备维护和检修，提高自动化程度，降低操作风险，确保生产安全。
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减少环境污染：采用先进的环保技术和设备，减少废气、废水、废渣等污染物的排放，实现绿色生产。
技术创新和突破对水煤浆气化技术的影响和意义
国内外研究现状
国内研究：起步较晚，但发展迅速，已取得一定成果国外研究：起步较早，技术较为成熟，但仍在不断改进和创新合作交流：国内外研究人员加强合作，共同推动水煤浆气化技术的发展发展趋势：未来水煤浆气化技术将继续向高效、环保、节能方向发展

水煤浆气化技术

水煤浆气化技术常压富氧水煤浆气化技术我国矿物能源以煤为主，到2010年，一次能源消费结构中煤占60％左右。

大力发展洁净煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。

煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。

它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。

迄今为止，世界上已经商业化的IGCC大型电站，均采用气流床技术，最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。

Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭，显现其碳转化率高，冷煤气效率高的优势。

相比之下，水煤浆气化技术在中国引进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。

经过十多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制适经验，气化技术日趋成熟与完善。

经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成了完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国际领先水平的水煤浆气化技术。

一、Texaco水煤浆气化技术的引进与完善为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工，自80年代至今，我国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置，用于生产甲醇与合成氨。

该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控安全、单炉生产能力大等特点。

基础上，先实施电力、甲醇、合成气联产，以后随着经验的增加和资金改善，逐步扩大联产内容，这个起步点的选择可以成为开发大西北的一个重要内容，亦为今后更完善的多联产系统的推广起示范作用；二是在加工高硫原油的石化企业附近，建立以石油焦或是高含硫渣油为气化原料的多联产系统，以排除高硫原油炼制所带来的困难。

(5)结合我国在气化方面己取得的、具有自己知识产权的成果(中国水煤浆气化与煤化工程研究中心和上海华东理工大学合作)，联合我国在煤气化和煤化工领域的优势单位，在多联产系统方面走出自己的路子。

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。