关于水煤浆气化技术的简介

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。

水煤浆气化工艺流程
水煤浆气化工艺流程是将水煤浆转化为合成气的过程。

水煤浆是一种将煤粉与水混合而成的可燃性液体，通过气化处理可以得到一种含有丰富可燃气体的气体混合物，通常称为合成气或煤气。

水煤浆气化的工艺流程可以大致分为如下几个步骤：料浆制备、气化反应、气体净化和能源转换。

首先是料浆制备阶段。

煤粉和水按照一定的比例混合，形成可燃性的水煤浆。

这一过程通常包括煤粉的研磨、混合搅拌等操作，以确保煤粉与水的均匀分布和形成稳定的水煤浆。

然后是气化反应阶段。

制备好的水煤浆通过气化炉或气化器，与气化剂（通常为氧气、水蒸气或二氧化碳）在高温、高压下进行反应。

这个过程主要是通过高温将煤粉中的有机物质分解为气体，产生一种含有一氧化碳和氢气等可燃气体的混合物。

接下来是气体净化阶段。

在气化过程中，会生成一些杂质如灰分、硫化物以及其他有害物质。

为了保证合成气的质量和纯度，需要对产生的气体进行净化处理。

净化过程通常包括除尘、除硫、除氮等操作，以去除其中的杂质和有害物质。

最后是能源转换阶段。

经过净化处理的合成气可以被进一步利用为燃料或化工原料。

它可以被用于发电、供热、合成液体燃料等用途。

根据具体需求，合成气可能需要进行进一步的加工和转换，以满足不同领域的需求。

水煤浆气化工艺流程是一种将煤粉与水混合后进行气化反应的技术。

通过优化工艺流程，可以高效地利用煤炭资源并减少环境污染。

这种工艺具有灵活性和可持续性，已经得到广泛应用于能源和化工领域。

水煤浆技术介绍核心提示：水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。

关键词：水煤浆一、水煤浆技术介绍(一)推广水煤浆技术的现实意义习近平总书记在今年6月中央财经领导小组第六次会议上强调，推动能源供给革命，大力推进煤炭清洁高效利用。

国务院《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》提出严控煤炭消费总量，降低煤炭消费比重，加快推进煤炭清洁高效利用，在大气污染防治重点区域地级以上城市大力推广使用型煤、清洁优质煤及清洁能源，限制销售灰分高于16%、硫分高于1%的散煤。

水煤浆技术是煤炭清洁高效利用的关键技术之一。

重庆市是以煤为主要能源的城市，煤炭消费占总能耗的65%以上，其中4t/h及以上工业和中小电(热电)站燃煤锅炉耗煤量占全市煤炭消费总量的16.2%，年总耗煤量约940万吨标煤，年排放烟尘约1.4万吨、二氧化硫约2.6万吨、氮氧化物约3.8万吨，是我市煤炭消耗产生的主要大气污染源之一。

利用水煤浆技术在我市实施燃煤锅炉的高效洁净燃烧技术改造并辅以相匹配的烟气治理设施，可实现年节约标煤约84.4万吨，减排二氧化硫219.4万吨，减排烟尘约7521吨，减排二氧化硫、氮氧化物的排放总量分别为17156吨和16810吨，分别占“十二五”减排目标总量的43.8%、41.3%。

水煤浆锅炉运行成本略高于燃煤、是燃油的40%、是燃气的60%和电锅炉的27%。

重庆市能源生产和供应及消费情况表明：煤炭在我国及我市国民经济中是既排拆又依赖的基础能源，煤炭使用将长期占据主体地位。

因此，实现煤炭的清洁高效利用是满足我市当前节能减排形势和实现空气质量防治目标的迫切需求，对于促进我市能源与环境协调发展，满足我市经济快速稳定发展需要，具有重要的战略意义。

(二)国家推广水煤浆技术的相关政策国务院《节能减排“十二五”规划》第三部分第(二)条推动能效水平提高中提出，发展煤炭地下气化、脱硫、水煤浆、型煤等洁净煤技术。

国家发改委《产业结构调整指导目录(2011)》(修正)将型煤及水煤浆技术开发与应用列入煤炭行业鼓励类目录。

水煤浆技术水煤浆技术是一种将煤转化为可燃气体的技术。

这种技术将煤粉和水混合，形成一种叫做水煤浆的混合物。

水煤浆技术有很多优点，比如燃烧效率高、燃烧过程中的排放物少、煤的利用率高等等。

在这篇文章中，我们将会探讨水煤浆技术的原理、应用、前景以及可能存在的问题。

一、水煤浆技术的原理水煤浆技术的原理很简单。

首先，需要将煤破碎成粉末。

然后，将煤粉和水混合，形成一种叫做水煤浆的混合物。

这种混合物可以被输送到燃烧设备中，并被燃烧成可燃气体。

在燃烧过程中，水煤浆中的水会蒸发，释放出热量，同时煤粉也会被燃烧，释放出更多的热量。

最终，水煤浆会被完全燃烧，产生出可燃气体。

二、水煤浆技术的应用水煤浆技术可以被广泛应用于各种燃烧设备中，比如锅炉、炉子、发电机等等。

这种技术可以用于煤的直接燃烧，也可以用于煤的气化。

水煤浆技术可以被应用于各种规模的燃烧设备中，从小型炉子到大型发电站都可以使用这种技术。

水煤浆技术的应用可以带来很多优点。

首先，水煤浆可以被方便地输送到燃烧设备中，这样可以避免煤粉在输送过程中的飞扬和损失。

其次，水煤浆的燃烧效率高，可以将煤的利用率提高到90%以上。

最后，水煤浆的燃烧过程中排放的污染物更少，对环境的影响也更小。

三、水煤浆技术的前景水煤浆技术在未来的能源产业中将会扮演重要的角色。

随着能源需求的增加，煤仍然是世界上最主要的能源之一。

但是，传统的煤燃烧技术存在着很多问题，比如燃烧效率低、排放污染物多等等。

水煤浆技术可以解决这些问题，提高煤的利用率，同时减少对环境的影响。

水煤浆技术的发展还面临着一些挑战。

比如，水煤浆的生产成本较高，需要大量的能源和水资源。

同时，水煤浆的燃烧过程中还会产生一些副产品，需要进行处理和处置。

这些问题需要被解决才能进一步推广水煤浆技术的应用。

四、水煤浆技术的可能存在的问题水煤浆技术的应用还存在着一些问题。

首先，水煤浆的生产成本较高，需要大量的能源和水资源。

其次，水煤浆的燃烧过程中会产生一些副产品，比如灰渣和废气等等。

德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外进展情形第三节: 国内进展情形第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改进第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反应条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及要紧设备第一节：工艺流程叙述第二节：要紧设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查预备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程操纵器（PLC）第二节：集中分散操纵系统（DCS）第八章：一样故障及处理第九章：安全生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：安全生产治理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇项目是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。

其中气化装置是采纳德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。

煤气化已有一百多年的进展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。

煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。

固定床气化的局限性是对床层平均性和透气性要求专门高，要求入炉煤要有一定的粒（块）度及平均性，对煤的机械强度、热稳固性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比较严格的限制。

流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，为了坚持炉内的“沸腾”状态并保证不结疤，气化温度应操纵在灰软化温度（T2）以下，要幸免煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，明显不能使用粘结性煤。

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]。

德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外开展情况第三节: 国内开展情况第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改良第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反响条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及主要设备第一节：工艺流程表达第二节：主要设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查准备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程控制器〔PLC〕第二节：集中分散控制系统〔DCS〕第八章：一般故障及处理第九章：平安生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：平安生产管理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇工程是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。

其中气化装置是采用德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。

煤气化已有一百多年的开展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。

煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶参加，自上而下经历枯燥、干馏、复原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和复原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和枯燥。

固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高，要求入炉煤要有一定的粒〔块〕度及均匀性，对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比拟严格的限制。

流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤〔﹤6mm〕在炉内呈并逆流反响，为了维持炉内的“沸腾〞状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度〔T2〕以下，要防止煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，显然不能使用粘结性煤。

第9讲水煤浆加压气化工艺技术水煤浆气流床气化是指煤或石油焦等固体碳氢化合物以水煤浆或水炭浆的形式与气化剂一起通过喷嘴，气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化，在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工业过程。

具有代表性的工艺技术有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气化技术、道化学公司开发的两段式水煤浆气化技术、中国自主开发的多喷嘴煤浆气化技术，它们当中以德士古发展公司水煤浆加压气化技术开发最早、在世界范围内的工业化应用最为广泛，本课也将重点介绍。

一、水煤浆加压气化过程原理及特点水煤浆气化反应时一个很复杂的物理和化学反应过程，水煤浆和氧气喷入气化炉后瞬间经历煤浆升温及水分蒸发、煤热解挥发、残炭气化和气体间的化学反应等过程，最终生成以CO、H2为主要组分的粗煤气（或称合成气、工艺气）。

灰渣采用液态排渣。

1、水煤浆气化制粗煤气技术的优点。

❶可用于气化的原料范围比较宽。

几乎从褐煤到无烟煤的大部分煤种都可采用该项技术，还可气化石油焦。

煤液化残渣。

半焦、沥青等原料，之后又开发了气化可燃垃圾、可燃废料的技术。

❷水煤浆进料与干粉进料比较，具有安全并容易控制的特点。

❸工艺技术成熟、流程简单，过程控制安全可靠。

❹操作弹性大，气化过程碳转化率比较高。

❺粗煤气质量好，用途广。

❻可供选择的气化压力范围宽。

❼单台气化炉的投煤量选择范围大。

❽气化过程污染少，环保性能好。

2、水煤浆气化技术的缺点。

❶炉内耐火砖冲刷侵蚀严重，选用的高铬耐火砖寿命为1～2年，更换耐火砖费用大，增加了生产运行成本。

❷喷嘴使用周期短，一般使用60～90天就需要更换或修复，停炉更换喷嘴对生产运行高负荷运行有影响，一般需要有备用炉，增加了建设成本。

❸考虑到喷嘴的雾化性能及气化反应过程对炉砖的损害，气化炉不适宜长时间在低负荷下运行，经济负荷应在70%以上。

❹水煤浆含水量太高，使冷媒气效率和煤气中的有效气体成分（CO+H2）偏低，氧耗、煤耗均比干法气流床气化高一些。

德士古水煤浆加压气化技术德士古水煤浆加压气化技术是一种将水和煤混合制成煤浆，然后用高压气化的方法将其转化为可燃气体的技术。

这种技术具有高效、环保、节能等优点，是中国能源行业的一种重要技术。

德士古水煤浆加压气化技术最早是在20世纪七十年代由德国士古公司开发的。

这种技术可以有效地将具有低质、高湿度、高灰、高硫的煤转化为具有高热值、低污染的气体，适用于许多工业用途，如化肥生产、城市燃气供应和发电等领域。

德士古水煤浆加压气化技术的主要工艺流程包括煤浆制备、加压气化、气体制取、洗涤和废水处理等过程。

具体来说，首先通过粉碎和磨煤技术将煤转化为适合水煤浆制备的小颗粒，然后将煤浆加压进入气化炉，使用高压氧气进行气化，将煤转化为气体。

在气化过程中，产生的高温和高压使得煤中的气态、液态和固态化合物分解，生成一种称为合成气的气体，包括氢气、一氧化碳和少量二氧化碳等。

接下来，通过一系列的升压、冷却和过滤等处理步骤将合成气中的污染物和杂质去除，使其达到燃烧要求，并且可以作为城市燃气或者发电等用途。

与传统的气化技术相比，德士古水煤浆加压气化技术具有以下几个重要的优点：一、高效、节能。

因为可以将煤浆气化成为完全燃烧的气体，其能量利用率高达85%以上，比传统的煤炭燃烧技术高出约三分之一，有利于提高能源利用效率和降低排放污染；二、环保、减排。

与传统煤炭燃烧技术相比，德士古水煤浆加压气化技术的排放主要为CO2、H2O和NOX等低污染物，几乎不产生煤灰和煤渣等废弃物，对环境污染小，也降低了煤炭产业的二氧化碳排放；三、适用性广泛。

德士古水煤浆加压气化技术对煤炭的适应性强，可以利用各种不同种类的煤进行气化，包括低质煤、高灰煤等煤种，有利于煤炭产业的利用；四、可持续性、发展性。

德士古水煤浆加压气化技术具有较好的可持续性和发展性，可以配套使用风力、太阳能等可再生能源，增加可再生能源的利用比例，有利于推进能源结构转型升级。

总之，德士古水煤浆加压气化技术技术是一种可持续性、高效率、环保的煤炭转化技术，在中国能源产业的广泛推广和应用有极为重要的意义和实际价值。