多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍

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。

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。

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%。

科技成果——多喷嘴对置式干煤粉加压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。

多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。

干煤粉经四个对置的喷嘴弥散后进入气化炉（可以是耐火砖为衬里，也可以以水冷壁做衬里）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，全气化系统实现零排放。

该技术煤种适应性广，如果采用水冷壁衬里，则可气化灰熔点超过1500℃的煤种，具有广阔的应用前景。

该技术工艺指标先进，以耐火砖衬里气化炉、北宿精煤进料为例，其合成气中（CO+H2）含量89%-92%，碳转化率>98%，与水煤浆进料相比，比氧耗降低16%-21%、比煤耗2%-4%。

该技术生产强度大，专利实施许可费低。

所属领域化工、能源项目成熟度正在产业化进程之中应用前景多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术，打破了国外技术在干煤粉气化领域的垄断地位，具有完全自主知识产权。

在2007年第4季度完成水冷壁中试，在“十一五”期间建成粉煤气化产业化装置。

知识产权及项目获奖情况与多喷嘴对置式干煤粉加压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“十五”科技攻关和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。

所获主要奖励有：2004年度煤炭工业十大科学技术成果，2002年中国电力科学技术奖二等奖。

合作方式主要以专利（实施）许可和技术转让的模式合作。

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。

单喷嘴与多喷嘴水煤浆气化工艺的对比分析首先，喷嘴结构的不同是单喷嘴与多喷嘴水煤气化工艺的基本区别之一、单喷嘴工艺只有一个中心喷嘴，而多喷嘴工艺则采用多个分散的喷嘴。

由于多喷嘴工艺更有利于提高煤粉与气体的混合程度，因此在气体生成效率上具有明显优势。

而单喷嘴工艺主要用于规模较小的项目，其结构简单、操作便利，但其气化效率较低。

其次，操作参数的差异是两种工艺的显著特征。

在单喷嘴工艺中，由于喷嘴位置固定，煤粉、水和气体的流量以及气体的速度很难进行调整。

而在多喷嘴工艺中，可以通过对多个喷嘴的流量、速度等参数进行精确控制，从而获得更全面、均匀的混合效果。

此外，多喷嘴工艺还可以通过调整分散喷嘴的位置和数量，提高气体的混合程度，进一步提高气化效率。

再次，产物气质的差异是评估两种工艺的重要指标之一、多喷嘴工艺能够获得更高的气化效率，产生更高质量的合成气。

合成气中的甲烷含量更高，氮气含量更低，因此热值更高。

而单喷嘴工艺则会产生更多的焦炭和灰渣，气化效率较低，合成气的能量利用率较低。

此外，在实际应用中，单喷嘴与多喷嘴水煤气化工艺的经济性也存在差异。

多喷嘴工艺由于气化效率高，可获得更多高质量合成气，因此在气化产物利用方面具有较大优势，能够实现更好的经济效益。

而单喷嘴工艺则适用于规模较小的项目，由于结构简单，投资成本相对较低，适合资源有限的地区。

综上所述，单喷嘴与多喷嘴水煤浆气化工艺在喷嘴结构、操作参数、产物气质和经济性等方面存在明显差异。

多喷嘴工艺具有更高的气化效率和更好的经济效益，适用于大规模项目。

而单喷嘴工艺则适用于规模较小的项目，由于结构简单、操作便利、投资成本较低。

因此，在选择水煤气化工艺时需要根据实际情况综合考虑各种因素，选择最适合的工艺方案。