科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术

国内最全的煤气化技术简介（最新整理）本文收集、整理、并汇总了国内当前大多数煤气化工艺（包括水煤浆、干煤粉、碎煤等加压气化工艺；固定床、流化床、气流床气化工艺；激冷流程、废锅流程；水冷壁、耐火砖等冷壁炉和热壁炉型），可作为煤化工、煤气化专业技术人员参考资料，是目前网络上公开交流的较为全面的一篇资料。

1、“神宁炉”粉煤加压气化技术（宁夏神耀科技有限责任公司）以高旋流单喷嘴大通量粉煤加压气化炉为目标载体，以多煤种理化特性数据为基础，构建了气化炉流场、传热分析等模型；基于燃烧器强动量传导机制，揭示了顶置式旋流气化场湍流燃烧的动力学机理；揭示了氧气和煤粉的强化反应规律，独创了高效无相变水冷壁反应室与“沉降-破泡式”激冷室相耦合的气化炉。

“神宁炉”干粉煤气化技术能源转化效率高，有效气成分≥91%，碳转化率≥98.5%。

固体灰渣好处理，灰渣中不含苯、酚、焦油等大分子有机物废物。

气化系统吨煤污水排放量控制在0.4—0.5t，废水处理后可完全回用。

高效、中空、高能点火系统，实现高压、惰性环境下点火成功率98%以上。

采用组合式燃烧器通道结构，控制火焰形成，确保气化炉内壁挂渣均匀。

2、“科林炉”CCG粉煤加压气化技术（德国科林工业技术有限责任公司）技术特点：（1）煤种适应性广：适用于各种烟煤、无烟煤、褐煤及石油焦等，对强度、热稳定性、结渣性、粘结性等没有具体要求。

对高灰分、高灰熔点、高硫含量的“三高”煤等低品质的煤种拥有很好的工业化业绩。

（2）技术指标高：因燃烧器采用多烧嘴顶置下喷的配置方式，原料在气化炉内碰撞混合更加充分，气化炉炉膛及顶部挂渣均匀，可实现较高的气化温度（1400～1700℃），碳转化率高达到99%以上，合成气中不含重烃、焦油等物质，有效合成气成分90～93%，冷煤气效率80～83%。

（3）投资低：根据项目规模不同，可提供日投煤量750吨/天至3000吨/天的不同气化炉炉型设计，主要设备制造已完全实现国产化，整个装置的投资建设成本低，建设周期短。

煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或者在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。

作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。

目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的合用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。

工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。

根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。

第一代气化技术为固定床、挪移床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床温和流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或者中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。

本文综述了近年来国内外煤气化技术开辟及应用的发展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。

1 ．国内外煤气化技术的发展现状在世界能源储量中，煤炭约占79% ，石油与天然气约占12%。

煤炭利用技术的研究和开辟是能源战略的重要内容之一。

世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。

20 世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。

此后世界煤化工迅速发展，直到20 世纪中叶，煤向来是世界有机化学工业的主要原料。

随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。

直到20 世纪70 年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的发展。

特殊是20 世纪90 年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。

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。

粉煤加压气化技术简介一、背景“九五”期间华东理工大学、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承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。

装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。

该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。

2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。

中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。

同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。

二、装置流程与技术优势1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。

加热用低压氮气大部分可循环使用。

料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。

气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。

出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。

熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。

洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。

图1 粉煤加压气化中试装置单元流程图2、整个工艺流程与其他技术的指标差异如下表1。

将该粉煤气化技术与其它几种气流床水煤浆气化技术以及荷兰的Shell粉煤加压气化技术相比较，可以看出粉煤加压气化技术消耗低，碳转化率高，在气化炉条件或煤种相同情况下，比水煤浆气化技术节氧16~21％，节煤2~4％，有效气成份高6~10个百分点。

13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。

现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述，供大家参考。

1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。

从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。

2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。

3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。

4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。

床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。

缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%），环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。

此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。

5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%，灰熔点高（ST大于1250℃）、低温化学活性好的煤。

世界单个最大多喷嘴对置式水煤浆气化炉投料成功9月7日，内蒙古汇能煤制天然气二期工程世界单个最大多喷嘴对置式水煤浆气化炉投料一次成功！该项目合同额3.2亿元，2019年4月21日正式开工，承建方十一化建项目部保质保量完成了气化装置主体封顶、气化炉吊装、气化装置整体一次性中交、有机污水装置中交、一次性投料成功等一系列重大节点，确保了业主最终的投料计划。

内蒙古汇能煤化工有限公司煤制天然气项目二期12亿m³/a项目气化装置，采用6.5 MPa、直径4 000 mm多喷嘴对置式水煤浆气化炉3台，其中配套煤浆制备3系列、气化3系列、煤气洗涤3系列、渣水处理3系列、灰水槽1台、澄清槽2台、真空过滤2系列，是目前世界单炉产气量最大的气化炉，是唯一一家采用水煤浆气化技术用于煤制天然气。

一期4亿m³/a单喷嘴气化装置规模单炉有效气（CO+H2）产量：100 000 m³/h，装置有效气（CO+H2）产量：200 000 m³/h，气化炉2开1备。

二期12亿m³/a多喷嘴气化装置规模单炉有效气（CO+H2）产量：247 500 m³/h，装置有效气（CO+H2）产量：495 000 m³/h，气化炉2开1备。

项目概况内蒙古汇能煤电集团公司煤制天然气项目位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗圣圆煤化工基地，项目以煤为原料生产合成天然气及液化天然气，是全国首家由民营企业投资建设的煤制天然气示范性项目。

项目建设共分两期：一期工程投资约70亿元，于2014年10月试车投产，4亿m³天然气全部液化；二期工程天然气液化项目（LNG）属于负荷型天然气液化工厂，项目计划投资120亿元，具体建设包括天然气净化、液化、液化天然气存储、运输以及相关配套设施，新增煤制天然气生产规模16亿m³并全部液化，处理天然气270万m³/d，2021年投产。

End。

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。

煤气化技术简介我国是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限的国家,在我国的煤炭储量中劣质煤占总储量的80％以上.近些年，煤化工在全球范围内得到了迅速发展;生产合成气的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但石油焦、石油和天然气在当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富,对于我国这样一个煤炭资源相对丰富的国家，煤化工在我国化学工业中将占有越来越重要的地位。

煤气化生产的合成气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，煤气化工艺技术的进步带动着煤化工技术的整体发展，可以保证以煤为原料生产合成气制作下游产品的可靠性和稳定性。

煤气化是一个热化学过程。

以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程.煤气化是煤化工的“龙头”,也是煤化工的基础。

煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一,通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油、灰渣等副产品.一、煤气化技术分类及概况目前以煤为原料生产合成气的煤气化技术按照气化炉内物料流动方式来划分,主要有三大类：固定床（或称为移动床）、流化床和气流床。

其中具有代表性的煤气化技术如下：各种气化技术已经发展多年，但在目前的情况下，并没有一种气化技术可以适用于所有的工程项目。

气化技术的选择要综合从原料煤种、装置规模、产品方案、业主的详细要求，从整个工厂的角度具体分析确定气化方法。

固定床气化的煤质适应范围较广,除黏结性较强的烟煤、热稳定性差的煤以及灰熔点很低的煤外，从褐煤到无烟煤均可气化.固定床气化的缺点是单炉产气量略小，反应温度较低，蒸汽的分解率低,气化装置需要大量的蒸汽。

气化装置所产生的废水中还含有大量的酚、氨、焦油，污水处理工序流程长,投资高大。

由于出气化炉的煤气中的甲烷含量较高，对于煤制城市煤气或天然气项目,有较高的优势.碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂.该技术氧耗量较低，原料适应性广，可以气化变质程度较低的煤种(如褐煤、泥煤等)，得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。

多喷嘴对置式煤气化技术一、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**。

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**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。

图1 煤气化技术重要地位简图我国自上世纪80年代开始引进国外煤气化技术，多年来一直依赖进口、受制于人。

据此估算，引进煤气化技术的专利实施许可费已高达2亿多美元，这还不包括昂贵的专有设备费和现场技术服务费等。

据估计，专有设备耗费外汇也高达数亿美元。

在国家有关部委的支持下，华东理工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部重点实验室）于遵宏教授带领的科研团队经过20多年的研究攻关，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二、技术研发历程多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部重点实验室）于遵宏教授带领的科研团队历经“九五”、“十五”和“十一五”科技攻关开发成功。

“九五”期间，华东理工大学、鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉开发”，并完成了22吨煤/天规模的中试实验。

在原国家石油和化学工业局的主持下，现场考核专家组于2000年10月11日上午9时22分起对多喷嘴对置式水煤浆气化中试装置进行了现场72小时考核。

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。

华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术再创佳绩华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术再创佳绩随着全球对环保和能源问题越来越重视，水煤浆气化技术因其高效、清洁和经济等特点成为了人们关注的热点之一。

然而，由于水煤浆不稳定、易结焦等缺陷，其气化过程不稳定，产生的氧化物等污染物排放高，给环境和人体健康带来极大威胁。

为了解决这些问题，研究者们一直在寻求新的水煤浆气化技术和改进措施。

而华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术的出现，为这项技术的提高和优化打开了新的方向。

华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术是一种新型多喷嘴气化技术，它能够有效地控制水煤浆气化过程，提高气化效率和产品质量，减少废气的排放，是目前能够实现“零污染”气化的一种技术。

首先，该技术的原理是将水煤浆喷入多喷嘴气化室内，在高温高压下，将煤中的碳化合物转化为可燃气体，同时污染物物质得到了充分转化和分解，达到减少废气排放的效果。

多喷嘴气化室的对置设计增加了室内物质和热量的均匀分布，有效地避免了喷嘴堵塞、结焦等问题，从而提高了气化效率和稳定性。

其次，该技术的优点非常突出。

华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术可以在较低的氧气供应下获得高效的气化效果，并且能够实现高转化率和高选择性，提高产品的交流率和可利用率；该技术在设计上注重操作便捷和维护方便，提高了工作效率和操作安全性；此外，它还节能环保、降低了能源成本、减少了人力和物力投入。

再次，华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用前景广阔。

随着技术水平的提高和市场需求的增加，气化技术的发展越来越受到关注。

相信这种技术将可以广泛应用于电力、炼化、化肥、冶金等领域，成为煤炭清洁高效利用的重要手段。

因此，可以总结出华理多喷嘴对置式水煤浆气化技术再创佳绩的原因：一是采用了对置式设计，使得气化室内热量和物质的分布更加均匀，有效避免了结焦和堵塞等问题；二是能够高效地控制水煤浆气化过程，提高了气化效率和产物质量；三是具有很强的应用前景，可以广泛用于多个领域，成为煤炭清洁高效利用的重要手段。

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。

在甲醇（或氨）生产中，原料煤的成本占总成本的70%左右。

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。

omb多喷嘴对置式粉煤加压气化炉是一种用于煤制气的设备，它采用了一种独特的结构，即多喷嘴对置式粉煤加压气化炉，这种结构具有高效、环保、安全等优点，被广泛应用于煤制天然气、合成氨等工业领域。

首先，omb多喷嘴对置式粉煤加压气化炉的结构主要包括炉体、喷嘴、加压系统、排渣系统等部分。

炉体是气化炉的核心部分，通常由多个砖砌或耐火材料制成的炉膛组成，用于承载煤粉并加热至高温。

喷嘴是气化炉的关键部件之一，它通常安装在炉体的顶部，用于将煤粉喷射入炉膛内。

加压系统用于将煤粉加压至一定的压力，以便在炉内进行气化反应。

排渣系统则用于将炉内的渣滓排出气化炉，保持炉体的清洁和正常运行。

其次，omb多喷嘴对置式粉煤加压气化炉的结构特点之一是多喷嘴设计。

这种设计使得煤粉可以在炉内均匀分布，避免了局部过热或冷却的情况，提高了气化炉的效率。

同时，多喷嘴设计也增加了气化炉的产能，提高了煤粉的转化率。

此外，喷嘴的位置采用对置式设计，即两个喷嘴分别位于气化炉的两侧，这种设计有利于气化反应的均匀分布和稳定运行。

再次，omb多喷嘴对置式粉煤加压气化炉的结构还具有环保和安全的特点。

由于采用了多喷嘴设计，煤粉在炉内均匀分布，减少了煤粉的泄漏和燃烧，从而降低了环境污染。

同时，气化炉的排渣系统可以及时将渣滓排出，减少了固体废弃物的产生，有利于环保。

此外，气化炉的结构设计也考虑了安全因素。

例如，炉体采用耐高温材料制成，喷嘴和加压系统也经过了严格的测试和验证，确保了气化炉在运行过程中的安全可靠性。

总之，omb多喷嘴对置式粉煤加压气化炉的结构具有高效、环保、安全等优点，是一种先进的煤制气设备。

它的多喷嘴设计有利于提高产能和煤粉转化率，对置式喷嘴位置设计有利于气化反应的均匀分布和稳定运行。

此外，该设备还具有良好的环保和安全性能，能够满足现代工业对环保和安全的要求。

在未来，随着煤制气市场的不断扩大和技术的不断进步，omb 多喷嘴对置式粉煤加压气化炉的应用前景将更加广阔。

科技成果——粉煤加压气化技术适用范围化工行业电力行业（IGCC）、城市煤气等行业现状同等产量条件下常压固定床技术：比氧耗380Nm3O2/kNm3（CO+H2）；有效气成分CO+H2，含量60%-70%；碳转化率78%；年消耗71万tce。

目前该技术可实现节能量98万tce/a，减排约259万tCO2/a。

成果简介1、技术原理粉煤加压气化技术通过将煤炭磨制成干燥的煤粉，用惰性气体连续送入带有水冷壁的气化炉，在4-6.5MPa压力和适当的温度条件下，通过精确控制煤、氧和水蒸气等原料的比例、分布等参数，经过一系列的物理化学反应生成以氢气和一氧化碳为主要成分的高温合成气及灰分熔渣，然后，经过激冷、分离、洗涤等工艺过程，分离出熔渣，得到纯净的饱和态合成气体。

2、关键技术（1）干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术；（2）粉煤浓相加压输送技术；（3）多路煤粉进料、多层冷却结构的单烧嘴顶烧组合燃烧器技术；（4）气化炉设计技术；（5）炉壁测温技术；（6）气化炉炉膛火焰监测系统（7）控制及安保软件系统。

3、工艺流程固体煤炭-粉煤-加压输送至气化炉-CO+H2混合气。

主要技术指标比氧耗：300-360 m3O2/kNm3（CO+H2）；有效气成分CO+H2含量：89%-91%；碳转化率：>99%；冷煤气效率：80%-83%；煤气化热效率：95%。

技术水平获国家发明专利，已在河南濮阳龙宇化工20万t/a甲醇工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a甲醇工业示范项目开车成功，正在实施山东瑞星化工90万t/a合成氨原料路线技改等项目。

典型案例典型用户：山东瑞星化工90万t/a合成氨项目、河南濮阳龙宇化工20万t/a甲醇工业示范项目、安徽临泉化工20万t/a甲醇工业示范项目典型案例1：山东瑞星化工有限公司建设规模：90万t/a合成氨一期30万t项目。

主要改造内容：采用先进的粉煤加压气化技术改造原有的常压固定床煤气化装置。

节能技改投资额1.6亿元，建设期3年。

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。