水煤浆气化的发展之路

水煤浆气化的发展之路

作者：王海平王蒙

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第09期

摘要：中国水煤浆气化技术历经50年的发展已日臻成熟，并逐步形成了五大优势，即汽化炉构造简单；装备投资成本较低；设备材料制造简练；原料种类较多，有水煤浆、渣油、多元料浆和重油等非易燃流体；灰水处理方法简单。本文将分层简析水煤浆气化的发展之路，并提出个人见解。

关键词：水煤浆；气化技术；发展之路

从狭义的角度来理解，气化是物质从液相或者固相转变为气相的现象，如果在一定条件下液体内部形成蒸汽泡，则这种气化过程称为沸腾。一般情况下，对固体或者液体提供热量才能实现气化。确保国民经济发展拥有充足的煤炭资源支撑，必须全面提高煤炭生产技术，在21世纪，只依靠开采地下煤矿资源已经无法满足国家工业生产要求，也很容易诱发各种安全环保问题，对此，可以使用水煤浆气化技术来生产足量的优质水煤资源。就目前而言，中国水煤浆气化技术主要包括GE气化技术、晋华炉气化技术、四喷嘴对置式气化技术、清华水冷壁气化技术和德士谷水煤浆气化技术。本文将简单论述水煤浆气化技术的综合优势，分层介绍水煤浆气化技术类型，并浅谈水煤浆气化的发展之路。

1 水煤浆气化技术的综合优势

水煤浆气化技术的综合优势主要体现在五个方面，第一，汽化炉构造非常简单；第二，水煤浆气化技术装备的投资成本比较低；第三，水煤浆气化技术设备材料制造简练，对材质的要求也不是很高；第四，水煤浆气化技术所使用的原料种类较多，主要包括水煤浆、渣油、多元料浆和重油等非易燃流体，这些原料也具有良好的稳定性与流动性，储存非常便利，也很安全；第五，灰水处理方法非常简单，产品组合成气的成本也相对较低。

2 水煤浆气化技术类型

2.1 GE气化技术

GE气化技术以GE水煤浆气化捞渣机为基础性支撑设备是，该技术能够优化水煤浆资源生产体系，加工优质水煤浆，全面提升水煤浆生产效率。在使用该技术加工水煤浆资源时，要注意及时处理GE水煤浆气化捞渣机的故障，对于被损毁的刮板输送机，要及时予以修理，确保刮板上的链条和牙盘处于标准位置。一旦出现管线堵塞现象，工作人员就要科学清理和分装管线。

2.2 晋华炉气化技术

晋华炉气化技术是清华大学和阳煤丰喜公司以及阳煤化机合作开发的技术。早在2002年，三方就合作研发了I型技术，该技术将耐火砖气化技术和氧气分层化水煤浆相结合，组成了熔渣与非熔渣一体化的气化技术。到了2009年，清华大学又和阳煤丰喜公司以及阳煤化机成功研制了II型技术，也就是水煤浆与水冷壁相结合的气化技术。不久，又开发了III型技术，即合成气与蒸汽联合的气化炉技术。目前，三方又在研发Ⅳ型技术以提高水煤浆生产的节能效益。

2.3 四喷嘴对置式气化技术

四喷嘴对置式气化技术的基础是多喷嘴对置式水煤浆气化技术，该技术和晋华炉气化技术皆为国内校企合作的产物，是华东理工大学和兖矿集团公司合作研发的一种水煤浆气化技术。早在“十一五”期间，多喷嘴对置式水煤浆气化技术就发展到了商业化阶段，后来，兖矿集团公司与华东理工大学合作设计并组装了两套多喷嘴对置式水煤浆气化机，进而发展为四喷嘴对置式气化技术，并将该技术的压力控制在4.0MPa以内，使日平均产煤量提升到了1150万t。

2.4 清华水冷壁气化技术

清华水冷壁水煤浆气化技术可分为两代，第一代的汽化炉装置是耐火砖，属于熔渣与非熔渣分级技术；第二代则是现在的清华水冷壁水煤浆气化技术，是在第一代的基础上研制出了膜式水冷壁，灰渣层膜对水冷壁起到了保护作用。

2.5 德士谷水煤浆气化技术

德士谷水煤浆其化技术又称作Texace水煤浆气化技术或者“Texace水煤浆加压气流床气化工艺”，该技术加工流程主要分为四大步骤，第一，在气化炉内加入高纯度的气化剂、水煤浆和适量的煤颗粒，此时这三种混合物在高温条件下会立刻发生化学反应，迅速起火并呈现高速流动状态；第二，当炉内的高温辐射达到标准后，要处理好预热、水分蒸发、蒸馏煤、燃烧挥发物和气化碳等过程，以此生产优质水煤气；第三，将熔渣与外发生反应的碳输进Texace水煤浆汽化炉底部的激冷室中进行水浴；第四，将经过淬冷和固化之后的熔渣落入渣罐，并由排查系统进行排放，此时的饱和蒸汽与煤气就会输进煤气冷却系统。

3 水煤浆气化的发展之路

水煤浆气化的发展主要体现在六个方面，即“四个提高”、“一个发展”和“一个满足”，其中，“四个提高”特指提高水煤浆资源产量、提高水煤浆气化技术设备的操作压力、提高设备运转效率、提高水煤浆资源的浓度与质量；“一个发展”则是指发展多种水煤浆气化技术型号；“一个满足”主要是指满足煤气化的不同规模，一般情况下，每天的投煤量不尽相同，煤气化规模也各有差异，750到2000t的投煤量就属于大规模，500t的规模就比较小，而确保水煤资源的正常生产就要适当调节技术设备，满足煤气化的不同规模。

4 结束语

综上所述，促进水煤浆气化的良好发展，必须重视提高水煤浆资源的产量、浓度与质量以及水煤浆气化技术设备的操作压力和运转效率，满足差异化生產规模。

参考文献：

[1]李焕宇，史晓军，梁霏飞.多喷嘴对置式水煤浆气化技术的发展前景[J].科技情报开发与经济，2010（06）.

[2]于月森，汤中于，伍小杰.GE水煤浆气化捞渣机自动化技术综述[J].工矿自动化，2013（04）.