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多类水煤浆气化炉的基本概况比较一、Texaco水煤浆气化1945年美国德士古公司在洛杉矶蒙特贝洛建成第一套中试装置，20世纪70年代开发并推出具有代表性的第二代加压水煤浆气化技术，80年代投入工业化生产。
该水煤浆气化炉采用单喷嘴下喷式的进料方式，壁炉为耐火砖，采用水激冷流程净化除尘，在发电项目中采用废锅流程回收热量。
单炉目前最大日投煤量可达2000t操作压力有4Mpa、6.5Mpa和8.4Mpa，操作温度为1350左右，有效气体成分（CO+H2）含量为82%左右，它的主要优点流程简单、煤种适应性广、压力较高、气化强度高、有利于环保、技术成熟、投资较低（但专利转让费用高15.9元/kNm3）。
我国最早引进该技术的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，现在为多家企业所使用。
不足之处是该技术对煤质有较严格的限制（灰熔点<1250℃）、气化效率和碳转化率相对较低、比氧耗高、总能耗略高、耐火砖寿命短不足两年、喷嘴运行一般为50天左右，不足三个月要维护或更换，黑水管线易堵塞、结垢、磨蚀，激冷环、激冷室易出问题等。
为了提高经济性，得到较高的气化效率及较好的合成气组分，要求水煤浆浓度（58%—65%）且稳定性和流动性（黏度<1200mpa.s）较好。
1、典型的工艺技术数据：（1）气化压力： 2.7—6.5Mpa（2）气化温度：1300—1500℃（3）煤浆浓度：60%以上，粒度分布70%以上大于200目(4) 原料煤消耗：610（kg/kNm3有效气）(5) 氧耗：400（Nm3/kNm3有效气）(6) 碳转化率：95%—99%(7) 冷煤气效率：72%(8) 煤气组分：有效成分（CO+H2）78%—82%2、煤炭质量要求：（1）发热量：大于25MJ/kg（2）灰分：小于15%，最好小于12%（3）挥发分：大于25%（4）水分：内水≤8%（5）灰熔点：1300℃以下，最好小于1250℃（6）可磨性要好二、多喷嘴对置式水煤浆气化多喷嘴对置式水煤浆气化技术是华东理工大学研究开发，是对Texaco气化炉技术的改进，通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平的工艺喷嘴将煤浆与氧气混合喷入炉内，使颗粒产生湍流弥散、震荡运动、对流加热、辐射加热、煤浆蒸发、颗粒中挥发物的析出、气相反应、灰渣的形成等过程。
论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用1. 引言1.1 研究背景水煤浆气化技术是一种将煤炭转化为天然气或合成气的重要技术途径，具有节能减排、资源综合利用等显著优势。
随着环境保护意识的增强和对清洁能源需求的日益增长，水煤浆气化技术在实现低碳经济、减少大气污染和推动能源革命方面具有重要意义。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术作为水煤浆气化技术的一种新型形式，以其高效、节能、环保等优势逐渐受到研究者们的关注和重视。
深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的原理、特点及应用，对于加快其推广应用、促进环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。
本文旨在系统探讨多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究进展及应用案例，为未来该技术的发展和应用提供理论和实践参考。
1.2 研究意义多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究意义主要体现在以下几个方面：多喷嘴对置式水煤浆气化技术在工业生产中具有广泛的应用前景，可以为工业生产提供稳定、高效的燃料来源，提高生产效率，降低生产成本。
深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的意义在于推动我国工业生产的现代化和智能化发展。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究还对环境保护具有重要意义。
通过提高煤炭资源利用效率，减少燃烧排放，降低二氧化碳等温室气体排放量，可以降低空气污染和温室效应，有利于改善环境质量，保护生态系统，实现可持续发展。
深入研究多喷嘴对置式水煤浆气化技术的意义不仅在于提高能源利用效率，促进工业生产发展，还在于保护环境，实现可持续发展目标。
这些方面的重要意义将在接下来的正文部分进行详细阐述。
1.3 研究目的本文的研究目的是探讨多喷嘴对置式水煤浆气化技术在能源利用和环境保护领域的应用前景。
通过系统分析该技术的原理、特点、优势以及研究进展，我们旨在深入了解多喷嘴对置式水煤浆气化技术在气化过程中的效率和环保性能，以及其在实际应用中的应用案例。
特别是我们希望通过对多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研究，为未来该技术的进一步发展提供参考和支持，为节能减排领域的发展做出贡献。
多喷嘴对置式气化技术优势介绍通过5年多的工业应用，投入运行的多喷嘴对置式水煤浆气化装置数量不断增加，运行周期不断延长，运行指标不断优化，与同类技术相比，显示出了突出的技术优势，优势如下：1、适合规模大型化根据多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。
单喷嘴气化炉仅有一只工艺喷嘴，在操作压力确定的情况下，加大生产能力需要增加喷嘴间隙，而较大的喷嘴间隙会影响雾化效果，造成碳转化率降低，因而提高气化负荷会受到限制。
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，而已运行的1500及1500以上吨级的多喷嘴气化炉已达到11台，其中单炉能力2000吨/天的气化炉有5台，另有14个装置49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。
目前单炉日投煤量3000吨的气化炉工艺软件包正在编制过程中。
2、有效气体成分（CO+H2）高，碳转化率高影响碳转化率的因素很多。
气化炉炉型确定后，气化炉的操作炉温、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。
多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，增强了雾化效果，提高了物料在炉内停留时间，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，最高可达84%,渣中可燃物含量低，一般在〜5%以下。
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（雾化不好），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%。
多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化效率优化研究水煤浆气化技术作为一项重要的能源转化技术，在能源产业中起着重要的作用。
随着能源需求的增加和环境问题的日益严重，提高水煤浆气化设备的气化效率具有重要的意义。
多喷嘴对置式水煤浆气化设备作为一种常用的气化设备形式，其气化效率优化研究对于提高气化效率具有重要意义。
本文将重点研究多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化效率优化问题。
首先，对于多喷嘴对置式水煤浆气化设备的结构和工作原理进行了介绍。
该设备主要由喷嘴、燃烧室、气化室等组成。
煤浆经过喷嘴进入燃烧室，在高温和压力的作用下发生燃烧反应，产生的燃烧产物进一步进入气化室，与水蒸气反应生成合成气。
多喷嘴对置式水煤浆气化设备相比其他形式的气化设备，在气化效率方面具有独特的优势。
然而，在实际应用中，多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化效率还存在一定的改进空间。
其次，本文通过分析多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化过程中的热力学特性，提出了进一步提高气化效率的几点优化思路。
首先是优化喷嘴结构。
喷嘴是水煤浆进入燃烧室的关键部分，合理的喷嘴结构能够提高煤浆的喷雾效果，增加煤浆与氧气的接触面积，从而提高燃烧效率；其次是优化燃烧室结构。
合理的燃烧室结构能够确保煤浆的充分燃烧，提高燃烧产物的温度和压力，进而提高合成气的产量；最后是优化气化室结构。
气化室的结构对于合成气的产生和传递具有重要影响，合理的气化室结构能够提高气化效率。
然后，本文通过数值模拟的方法，对多喷嘴对置式水煤浆气化设备进行了仿真计算。
通过改变喷嘴结构、燃烧室结构和气化室结构等参数，对气化效率进行了评估。
仿真结果表明，在优化后的结构下，多喷嘴对置式水煤浆气化设备的气化效率得到了显著提高。
与传统的气化设备相比，气化效率提高了约10%，合成气产量增加了约8%，同时煤耗降低了约5%。
这些结果表明，优化多喷嘴对置式水煤浆气化设备的结构能够有效地提高气化效率和资源利用率。
最后，本文进行了优化结果的验证实验。
多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍多喷嘴对置式水煤浆气化技术经理十几年的发展，通过四个喷嘴的对置物料在炉内形成撞击流畅，既促进了物料的混合和雾化，同时降低了单个喷嘴的处理负荷，为气化炉的大型化奠定了基础。
标签：多喷嘴；大型化；烧嘴；合成气净化多喷嘴气化炉采用了四个工艺烧嘴对置，气化炉流场为撞击型，结构合理，物料的混合更加充分，反应更加完全，每个工艺烧嘴承担了合理的负荷，雾化效果良好，单台气化炉处理能力可以实现大型化，目前已经投入运行的最大处理能力的气化炉为3000吨级，设计中的单炉处理能力达到4000吨级。
气化炉大型化后，对于大型煤化工项目，系列数减少，可以节约投资和运行费用。
对于100万吨甲醇规模，推荐采用多喷嘴气化炉3台（2开1备）即可实现产能目标，单炉干基投煤量为2500t/d（干基），气化炉直径3880mm，气化炉压力6.5MPa。
此种炉型在市场已经推广十余家，共计50台套气化炉，单炉设计最大产气量达到210000Nm?/h规模。
1 合理的气化炉流场为气固颗粒间的传递和化学反应创造良好条件水煤浆气化在气化过程中发生的物理和化学过程非常复杂，在气化炉内涉及高温、高压、湍流多相流动下复杂的热质传递过程的相互作用。
气流床气化炉温度很高，平均温度～1250℃，火焰温度更高，气化炉内发生化学反应的时间尺度远小于混合的时间尺度，即混合传递过程成为气化过程的控制步骤，因此强化固体颗粒与流体间的传递过程、合理的气化炉流场成为有效提高气化效率的关键措施。
多喷嘴对置式气化炉运用撞击流原理，气化炉流场结构可分为六个区域：射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区。
合理的流场使得颗粒在气化炉内的停留时间分布更利于气化过程的进行，大大降低了短路物料的比例，提高了碳转化率；平推流长，在有限的空间内延长了物料在气化炉内停留时间，使得水煤浆气化反应进行更为完全，气化指标优，大型化优势尤为显著。
在大型化炉型设计上将进一步优化气化炉的高径比、选择更为合理的停留时间分布，提高炉内单位容积内颗粒浓度，强化颗粒间碰撞，为提高气化效率创造良好的条件。
多喷嘴对置式水煤浆气化设备的设备可靠性分析随着全球能源需求的不断增长和对清洁能源的追求，水煤浆气化技术作为一种高效利用煤炭资源、减少环境污染的能源转化技术，受到了广泛关注。
多喷嘴对置式水煤浆气化设备是水煤浆气化技术中的重要设备之一，其设备可靠性是确保生产连续稳定运行的关键因素之一。
本文将对多喷嘴对置式水煤浆气化设备的可靠性进行分析。
首先，多喷嘴对置式水煤浆气化设备具有良好的结构设计。
该设备的主要组成部分包括煤浆喷嘴、气化炉腔、煤粉燃烧器、炉膛壁面散热系数探针等组件。
这些组件经过精心设计和选材，具备较高的耐热性、耐磨性和抗腐蚀性能，能够在高温高压的气化环境下长时间稳定运行，保证设备的可靠性。
其次，多喷嘴对置式水煤浆气化设备采用先进的控制系统。
设备的控制系统包括温度、压力、流量等参数的监测和控制装置，可以实时监测和调控设备运行状态，及时发现并排除故障。
同时，该系统还能够对设备进行远程监控，提前预警并采取相应措施，保障设备的连续、稳定运行。
此外，多喷嘴对置式水煤浆气化设备还具备较强的安全保护措施。
设备配备了多重安全阀、压力报警器等装置，能够在设备工作过程中及时检测和处理异常情况，防止发生意外事故。
同时，设备还配备了灭火系统、气体泄漏检测系统等，能够对潜在的安全隐患进行预防和控制，确保设备的安全运行。
另外，多喷嘴对置式水煤浆气化设备在制造过程中严格遵循相关标准和规范。
设备的制造过程包括选材、加工、装配等环节，严格遵循国家标准和行业规范，确保设备的质量和可靠性。
同时，在设备投入使用之前，还会进行严格的测试和检验，确保设备达到设计要求，并完成相应的试运行，为设备的可靠运行提供充分保障。
最后，多喷嘴对置式水煤浆气化设备还注重维护和保养。
设备运行过程中，定期检查设备的各个部件的磨损情况，及时更换磨损部件，避免因磨损导致的设备故障。
同时，对设备进行定期的清洗和保养，以确保设备内部通道的畅通和设备表面的清洁，提高设备的工作效率和可靠性。
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。
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。
新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术的研发及在洁净煤领域的应用前景陈建利 ( 山东兖矿国泰化工有限公司滕州 277527) 2007-01-17新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉是国家“九五”重点科技攻关项目，由华东理工大学、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完成，是我国首创的煤气化关键设备。
该技术于 2000 年 11 月 1 日在北京通过了由原国家石油和化学工业局组织的专家鉴定，与会专家对新型水煤浆气化炉技术给予了高度的评价，认为所开发的新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉技术性能优于德士古气化炉，已经达到国际领先水平，并可望在以下方面发挥作用：推进化肥领域的技术进步；促进动力燃料及大宗化学品原料路线由油基向煤基的转换；促进煤清洁利用产业的发展。
1新型 ( 多喷嘴对置 ) 水煤浆气化炉的技术特点及工艺流程概述1.1技术特点水煤浆气化的控制步骤是热质传递。
新型( 多喷嘴对置) 水煤浆气化炉通过喷嘴配置、气化炉结构及尺寸优化，形成撞击流以强化混合，这不仅使炉内气流场及温度分布合理，而且优化了气化效果，减轻了对耐火衬里的损伤，为实现长周期运转创造了条件。
1.2工艺流程概述新型水煤浆气化炉流程示意见图1和图 2。
(1)气化煤与水、煤浆添加剂进入煤磨机，制得煤浆浓度为60％～ 65％ ( 质量分数 ) 的煤浆，经煤浆给料泵加压后，进入 4 只工艺烧嘴；来自空分装置的纯氧分 4 路经氧气流量调节后进入工艺烧嘴；水煤浆与氧气一起通过工艺烧嘴喷入气化炉，在气化炉内形成撞击反应区，进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣一起向下进入气化炉激冷室，大部分熔渣在水浴中经激冷固化后落入激冷室底部，然后进入锁斗收集，定期排放；粗合成气出气化炉，通过加湿混合后送入水洗塔进行洗涤除尘，含尘量<1 mg／m3的合成气送合成气净化系统。
来自气化炉激冷室、水洗塔底部的黑水分别经过减压送入高温热水塔，然后送入真空闪蒸器进行真空闪蒸；闪蒸后的黑水进入澄清槽，加入絮凝剂以强化沉降；浓缩的黑水经澄清槽底部被泵送入压滤机，澄清的灰水大部分经闪蒸气加热回收热量后返回系统，其余去废水处理工序，无环境污染。
多喷嘴对置式水煤浆气化流程一、引言多喷嘴对置式水煤浆气化是一种高效利用煤炭资源的气化技术，其通过将水煤浆喷嘴垂直对置，使喷嘴之间的气化反应得到充分利用，提高气化效率。
二、多喷嘴对置式水煤浆气化流程1. 煤炭破碎和干燥：将原料煤炭进行破碎和干燥处理，以提高煤炭的可燃性和流动性。
2. 水煤浆制备：将破碎和干燥后的煤炭与适量的水混合，制备成水煤浆，以提高煤炭的可泵性和传输性。
3. 进料系统：将制备好的水煤浆通过泵送至气化炉的进料系统。
4. 喷嘴系统：多喷嘴对置式水煤浆气化的核心部分是喷嘴系统。
喷嘴系统通常由多个喷嘴组成，这些喷嘴垂直对置，形成一个喷嘴阵列。
喷嘴的数量和布置方式可以根据实际需求进行设计。
5. 气化炉：水煤浆通过进料系统进入气化炉，喷嘴系统将水煤浆喷入气化炉内。
在气化炉内，水煤浆与气化剂（通常是氧气或蒸汽）发生反应，产生可燃气体和灰渣。
6. 气体处理：从气化炉中产生的可燃气体经过净化处理，去除其中的硫化物、氮氧化物和颗粒物等杂质，以提高气体的纯度和热值。
7. 热能回收：在气体处理过程中，通过余热回收装置，将气体中的热能回收利用，用于加热水煤浆或产生蒸汽等。
8. 产品分离：经过气体处理和热能回收后的可燃气体可以用于发电、制取合成气等用途。
而气化炉中产生的灰渣可以通过分离装置进行分离，其中的可燃物质可以作为燃料继续利用，而其他固体废弃物则需要进行处理和处置。
三、多喷嘴对置式水煤浆气化的优势1. 高效利用煤炭资源：多喷嘴对置式水煤浆气化能够将煤炭中的可燃气体充分释放出来，提高煤炭的利用效率。
2. 灵活性高：多喷嘴对置式水煤浆气化技术适用于不同种类的煤炭，具有较高的适应性和灵活性。
3. 环保节能：多喷嘴对置式水煤浆气化过程中，通过热能回收装置回收余热，提高能源利用效率，减少对环境的影响。
4. 产品多样化：多喷嘴对置式水煤浆气化可以产生多种产品，如合成气、发电、燃料气等，具有较广泛的应用前景。
四、结论多喷嘴对置式水煤浆气化是一种高效利用煤炭资源的气化技术，其具有高效利用煤炭资源、灵活性高、环保节能和产品多样化等优势。
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随着我国工业化的不断进步和发展，我国对于能源的需求量也与日俱增，而我国的能源整体特点是多煤缺油少气，这就迫使我国每年需要大量的进口石油以及天然气等资源来满足工业及经济发展需求。
随着国家能源市场的变动及制约，我国需要根据我国资源特点进行研究，开发出新的煤炭利用技术以满足我国的能源需求。
在“九五”期间，华东理工大学及兖矿集团有限公司通过全面的产学研合作开发出了一种新型的水煤浆气化炉—多喷嘴对置式水煤浆气化炉，这一技术的出现极大的提供了对于煤炭资源的利用程度。
本文主要对多喷嘴对置式水煤浆气化炉技术和优势进行简要介绍，并对其发展方向和存在的一些问题进行简要概述。
标签：多喷嘴；对置式；水煤浆气化0 引言随着我国工业化发展进程的加速，我国对于能源的需求量十分庞大，世界三大能源中的煤炭、石油和天然气中，我国只具有丰富的煤炭矿藏，而石油和天然气都处于稀少的状态。
这些条件都使得我国对于煤炭资源的开发和利用极为重视，煤炭资源的高效、深度利用对于我国的发展具有十分重要的战略意义。
其中煤气化技术又是其他多个工业行业的重要基础，煤气化后可以作为燃气、发电发热、液化等多种用途。
我国自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术极大的促进了我国煤化工产业的发展，也给我们的能源高效利用提供了很好的示范，这一技术的大规模使用也标志了我国的水煤浆气化技术已经处于国际先进水平。
1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术1.1 技术简介多喷嘴对置式水煤浆气化技术其实本质是一种气流床气化技术，以大规模的煤炭高效气化技术为基础，将煤炭的深度加工与多种清洁能源生产进行结合的一种大型加压煤化工设备。
气化技术一种重要的煤炭高效利用的技术，可以将煤炭进行深度化学转化，生成天然气等多种清洁能源，现阶段已经成为煤化工产业的核心技术。
气流床气化技术是煤炭气化中最成熟的技术。
我国早期引进的是国外的德士古水煤浆气化设备，随着多喷嘴对置式水煤浆气化技术和设备的研发，我国的煤炭气化产业得到了快速的发展。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性刘永操（中国矿业大学化工学院江苏徐州 221116）摘要：介绍了我国自主研发、拥有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及工业化应用，多喷嘴对置式气化炉流场结构及多喷嘴进料的特点，技术特点及工艺指标，对比单喷嘴气化炉，阐述多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优势，并指出多喷嘴存在的问题和发展方向。
关键词：多喷嘴对置式水煤浆气化技术流场结构工艺特点技术优势1.简介气流床气化技术因煤种适应范围比较广，气化温度、压力高，易于大型化，成为煤气化技术的发展方向。
目前国际上应用较多的气流床气化技术主要有，以水煤浆为原料的多喷嘴对置式水煤浆气化技术、GE(Texaco) 气化技术和Global E-Gas 气化技术，以干煤粉为原料的Shell 气化技术、Prenflo 气化技术和GSP 气化技术。
其中多喷嘴对置式水煤浆气化技术是我国自主创新、自主知识产权的煤气化技术，该技术的成功开发和产业化，为我国大规模开展的煤化工事业提供了关键的气化技术，同时标志着我国在水煤浆气流床气化技术方面达到国际领先水平。
2. 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及工业化应用2.1技术开发多喷嘴对置式新型水煤浆气化技术是由华东理工大学、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的“九五”国家重点科技攻关项目，并已申请了国家专利。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术在兖矿鲁南化肥厂进行了中试研究。
该技术于2000年1月通过了专家鉴定，专家对新型水煤浆气化炉技术给予了高度的评价。
认为所开发的新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术性能优于德士古气化炉，已经达到国际领先水平，并可望在以下方面发挥作用：推进化肥领域的技术进步；促进动力燃料及大宗化学品原料路线由油基向煤基的转换；促进煤清洁利用产业的发展。
以多喷嘴对置式水煤浆气化工艺为核心技术, 由国家发改委重大技术装备研究项目资金支持建设的山东华鲁恒升300kt/a合成氨装置于2005年6月建成投产,目前运行平稳。
该建设项目获得了2006年中国石油和化学工业协会科技进步特等奖。
2.2工业化应用已经投入运行的生产装置有；兖矿国泰化工有限公司甲醇、醋酸装置 2 台Φ3 4 00 mm 日处理原煤 1 150 t的气化炉；山东华鲁恒升化工股份有限公司 3 00 k t / a合成氨装置 1 台Φ2 800 mm日处理原煤 750 t的气化炉。
正在建设的装置有；兖矿国泰化工公司甲醇装置 1 台Φ3 4 00 mm 日处理原煤 1 150 t 的气化炉；兖矿鲁南化肥厂合成氨装置 1 台 3 400 mm 日处理原煤Φ1 150 t 的气化炉；江苏灵谷化工有限公司合成氨装置 2 台Φ3 880 mm 日处理原煤 1 800 t的气化炉；江苏索普集团化工有限公司醋酸装置 3 台Φ3 400 mm日处理原煤 1 500 t的气化炉；山东滕州凤凰化肥有限公司合成氨装置 2 台Φ3 40 0 mm 日处理原煤 1 500 t的气化炉。
3. 多喷嘴对置式气化炉流场结构四喷嘴气化通过烧嘴的物料(水煤浆及氧气)在同一水平面上向中间对喷，物料撞击后形成由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成的气化炉内流场。
多喷嘴对置式气化炉流场结构示意见图 1( 1 ) 射流区流体经喷嘴以很高的速度喷射出来，将其周围的部分气体卷吸带动一起向下游流动，随着射流束的延长，射流的宽度逐渐扩展，流速逐渐减弱，直至与相近的射流边界相交，射流段结束，进入撞击区。
( 2 ) 撞击区当多个喷嘴的射流股交汇后，就会在气化炉的中心部位产生相互的剧烈碰撞和交混运动，该区域称为撞击区。
撞击区内射流速度脉动剧烈，湍流强度大，混合作用好。
( 3 ) 撞击流股区射流股在对撞后，径向速度逐步降低，逐渐转化为轴向速度，形成两个新的气流束, 分别向气化炉轴线的上、下 2 个方向运动, 形成撞击流股, 撞击流股所在的区域称为撞击流股区。
( 4) 折返区向上的撞击流股流动到气化炉的拱顶后, 受气化炉拱顶的阻挡, 又折返回来, 紧贴气化炉的炉壁向下流动, 形成折返区。
( 5) 回流区在射流区的周围, 炉体内部的高温气流在高速射流的卷吸和抽引作用下, 部分高温气流进入射流股, 这些能够进入射流股的炉体内高温气流所在的区域称为回流区。
炉内气流的汇入强化了射流股内部的传热和气化炉内物料的混合, 对气化反应十分有利, 对燃烧器 ( 工艺喷嘴 ) 的稳定运行和物料的点燃至关重要, 对延长喷嘴的寿命也很有益。
( 6) 管流区在气化炉的下部, 向下的撞击流股和折返流股逐渐混合为一体, 形成基本沿气化炉轴线平直向下流动的平稳流体, 就象管道内的平稳流体一样, 所以称该区域为管流区。
4．多喷嘴对置式水煤浆气化技术技术特点和工艺优势4.1技术特点（1）该技术开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如，自动化程度高，全部采用集散控制系统(DCS)控制，特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。
（2）多喷嘴对置式气化炉喷嘴之间的协同作用好，气化炉负荷可调节范围大，目前为 50%~110%，负荷调节速度快，适应能力强，有利于装置大型化。
（3）多喷嘴对置式气化炉可以在烘炉阶段就可以将工艺烧嘴安装好，当炉温达到投料条件时，将预热喷嘴从顶部取出，装上封堵耐火砖，就可以进行投料，因而从烘炉到投料的过渡时间短、炉温高，避免了耐火砖的热震。
（4）通过带压连投操作技术，可实现气化炉及后系统在不停车的情况解决故障，大大增强了抵御故障的能力，提高了有效生产时间。
（5）喷淋和鼓泡复合床型的合成气初步洗涤冷却系统，避免了合成气带水、带灰，有利于洗涤冷却室液位控制。
并使合成气充分润湿，有利于后续工段进一步除尘净化。
（6）采用分级净化思路的合成气初步净化系统，净化效果好，系统能耗低，设备不易结垢堵灰。
（7）热回收与除渣单元采用含渣水蒸汽与返回灰水直接接触工艺，同时完成传质、传热过程。
回收热量充分，高温灰水与闪蒸汽温差低于 2℃，热效率高，开停车水循环流程简单、方便。
4.2工艺优势在水煤浆气化技术领域中, 有代表性的技术有GE公司 ( 美国通用电器公司 ) 的单喷嘴水煤浆气化技术 (即原美国Texaco公司的水煤浆气化技术 ) 和中国华东理工大学等联合开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术。
下面对照GE公司的单喷嘴水煤浆气化技术, 谈一谈多喷嘴对置式 (以四喷嘴为例, 下同 ) 水煤浆气化技术的优越性。
4.2.1多喷嘴的雾化优势使用 4 个喷嘴向气化炉内供应煤浆, 比使用 1 个喷嘴向气化炉内供应煤浆要好得多。
对于同等处理能力的气化炉, 四喷嘴气化炉的每个喷嘴供应的煤浆量仅仅是单喷嘴气化炉喷嘴供应煤浆量的四分之一, 因而煤浆分散效果更好, 且分散过程几乎不消耗能量。
喷嘴的雾化性能是喷嘴最首要的性能指标。
影响喷嘴雾化性能的主要因素是烧嘴的结构、尺寸, 它不仅直接决定了气液两相的接触方式、接触时间和接触面积, 而且决定了出口液膜的厚度和射流速度。
多喷嘴气化炉由于烧嘴尺寸大幅度减小, 特别是中环煤浆通道尺寸大幅度减小, 使得煤浆从中环通道喷出时形成液膜的厚度明显降低, 有利于喷嘴的雾化操作。
另外, 多喷嘴对置式水煤浆气化炉使用的工艺烧嘴是自主开发的新型预膜式喷嘴, 与GE公司的预混式工艺烧嘴有着明显的区别。
GE公司的工艺烧嘴属于内外混结合式工艺烧嘴, 喷嘴的雾化作用相当程度上取决于喷嘴内部的预混阶段, 中心喷枪向内的缩进量比较大,水煤浆走的中环通道向内的缩进量也比较大, 中心枪的氧气和中环通道的煤浆预混后, 总体速度大大提高, 导致气、液、固的三相混合物以极高的速度冲击煤浆的出口和外环氧气通道的出口,因此,GE公司喷嘴的磨损速度比较快。
多喷嘴对置式气化工艺使用的喷嘴是预膜式工艺喷嘴,3 个喷枪的外端距离非常接近, 而且 2 个内喷口的缩进量都很小, 喷嘴雾化的主要机理在于利用氧气中心枪氧气的外扩力量作用, 促使煤浆中环通道喷出的水煤浆形成非常薄的液膜, 然后再利用外环氧气的切割扰动作用实现水煤浆的雾化。
预膜式喷嘴属于外混式工艺喷嘴, 工艺物料对喷头的摩擦和冲击比较小, 所以使用寿命较长, 可以达到100d , 比GE公司喷嘴的使用寿命 ( 50d) 延长了 1 倍。
4.2.2多喷嘴对置式气化炉的流场结构优势多喷嘴对置式气化炉内由于有撞击流股的存在, 增加了气化炉内物流的混合交错机会, 物料在气化炉内的运动轨迹曲折, 迂回量比较大, 极大地强化了气化炉内物料的传热和传质过程, 延长了物料在气化炉内的停留时间, 有利于气化反应的进行。
而物料在气化炉内的停留时间对气流床气化炉来讲十分关键, 停留时间长, 有利于反应达到平衡状态, 也有利于提高碳的转化率和单位气化炉燃烧室容积的生产能力。
研究过程中得到的数据显示, 多喷嘴对置式气化炉入炉物料的停留时间密度分布曲线比 GE气化炉平缓一些, 而且出峰时间明显比GE气化炉晚。
检测得到物料在多喷嘴对置式气化炉内的平均停留时间为8.6s , 高于GE气化炉的平均停留时间 ( 5~ 6 s)4.2.3多喷嘴对置式气化炉的运行稳定性优势实践证明, 多喷嘴对置式气化炉虽然有4个工艺喷嘴, 但稳定性却很高, 原因是四喷嘴对置式气化炉的安全系统设置为相对的 2 个喷嘴为 1组, 共用1 套安全系统, 也就是说, 四喷嘴对置式气化炉有 2 套安全系统, 当 1 组喷嘴停运后,另 1 组喷嘴在短时间内依然可以正常运行, 这就使气化炉的运行稳定性得到了大大提高。
国泰化工公司多喷嘴气化炉在 1组喷嘴出现问题后, 另1 组喷嘴在系统压力不降低的情况下实现带压投料的事实已证明了系统运行的高稳定性。
另外,由于紧急情况可停掉 1 组喷嘴, 这样, 在制氧界区出现问题的时候, 可以很方便地大幅度降低系统的运行负荷而不需要作停车处理。
4.2.4多喷嘴对置式气化炉在粗煤气洗涤方面的优势激冷流程的水煤浆气化炉, 粗煤气的洗涤过程是在激冷室内进行的, 多喷嘴对置式新型气化炉的粗煤气冷却室 ( 即激冷室 ) 的结构与GE气化炉激冷室的结构有着较大的区别。
在引导出气化炉的粗煤气进入激冷室液面下的导气管内, 多喷嘴气化炉的粗煤气洗涤没有采用GE公司气化炉粗煤气冷却水 ( 激冷水 ) 仅仅分布在导气管内壁的做法, 而是将激冷水分为两路, 一路分布在降气管的内壁, 一路以喷淋的形式喷射到导气管内部的整个空间范围内, 这样就大大增加了激冷水和出气化炉粗煤气之间的接触面积, 提高了热交换的效率, 降低了导气管内壁液膜上的热流强度。
在激冷室内降气管的外面, 粗煤气出降气管以后, 以鼓泡的方式穿越激冷室的水液层, 气液两相逆流接触, 实现传热和传质。
