3-清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择思考
不能不知道的煤气化技术选择依据和适应煤种情况
不能不知道的煤气化技术选择依据和适应煤种情况在众多的煤炭利用技术中，煤气化是煤炭能源转化的基础技术，也是煤化工发展中最重要、最关键的工艺过程之一。
如何选择煤气化技术，主要的依据以及误区有哪些，小七在这里进行了整理。
煤气化工艺有几十种，若按煤气化炉的炉型分类，大致有三类：固定床气化工艺；流化床气化工艺；气流床气化工艺。
气流床煤气化技术又分为湿法气化和干法气化两种。
就以近年比较热门的加压、气流床粉煤气化技术来说：水煤浆进料的有国外有德士古、E-Gas 等，国内有华东理工大学的多喷嘴、西北院的多元料浆等；干煤粉进料的：国外有Shell、普兰福 (Prenflo)、GSP等，国内有西北热工院的两段进料干煤粉气化炉、航天工业的HT-L航天炉、华东理工大学的SE-东方炉等。
各类气化炉技术信息请从化工707手机APP端查看相关电子书。
煤气化技术的指标因素某种煤气化技术的热能转换效率、技术的可靠性、可利用率、对环境污染的情况、煤种的适用范围、各项消耗指标的高低、投资、运行、维修费用的多少等，尤其是实际效果，都是对某一种气化技术客观标准条件。
煤气化工艺指标煤气化技术的工艺指标是评价煤气化技术好坏的一个重要方面，只有指标优良的煤气化技术才能给企业带来良好的经济效益，并且节能环保。
通常选择合适的煤气化技术依据得主要工艺指标包括：产气率、有效气含量及组成、碳转化率、冷煤气效率、比氧耗、比煤耗等。
产气率产气率是指气化单位重量的原料所得到煤气的体积数(在标准状态下),通常以m3/kg表示。
有效气含量及组成煤气中的主要成分是CO和H2,生成粗煤气中有效气含量是指粗煤气中(CO+H2)的量。
碳转化率碳转化率是指在气化过程中消耗的(参与反应的)总碳量占入炉原料煤中碳量的百分数。
如灰渣中含碳高、飞灰和焦油多,则碳的转化率就低。
冷煤气效率冷煤气效率是衡量煤炭气化过程能量合理利用的重要指标。
表1为两种具有典型代表性的气流床煤气化技术的工艺性能和气化指标比较数据表。
ú
这 种技 术也 有消耗 的蒸 汽 比较 多以及 焦油和 酚水 难处 理等 缺 点。 在加 压 固定床 气化技 术 中各 方面生产性 能比较优 越的是 液 态 排渣的Ｂ ＧＬ气化技 术 ， 真正的做 到了节能减排 。
（ ２ ） 流化床 气化 技术 流化床 气化技 术分 为常压 流化 床技 术 和加压流 化床技 术。 常压流化 床气化技术 在生产燃 料和 合成 氨等 方面 对煤 的适 应性 比较好 。 比如 ： 褐煤 、 次 烟煤 等 这些 混
河南 、 贵州等地 区有大量 的生产 ， 由于这种煤 的粘性 不是很好 ， 因此通 常用在 固定床流化 气化 中来 降低煤 中的含灰 量。 在 采用 气流床 气化方式 时不宜采 用这种煤 作为气化 的原料 。 在采 用水
需 要提 高其气化 的效率和 煤炭转化 的效率 。 加压 流化床 气化技
气化技术及其应用 ， 然后探讨 了煤炭 气化技术的适应性 。
关键词： 煤炭 ； 气化 技 术 ； 问题
煤炭气化是指以煤或焦煤为原料 ， 以氧气、 水蒸气或氢气等作 为气化剂 ， 在一定的温度和压 力下通过化学反应将固体煤或 焦煤
中的可燃部分转化 为气体燃料的化学过程。 通过采用煤炭气化技
合性的煤 都可以 作为常压流 化床 气化的原料 ， 规 模小的煤 化工
厂 会 使用这 种 气化技 术 。 此外 ， 这 种技 术在处 理 垃圾 和气 化生 物 质领 域 内也有 很好 的应 用。 对于 这种技 术 的未来 发展 来说 ，
（ ３ ） 高灰熔融性 温度煤
高灰熔融性温 度煤在 我国的 山西 、
干燥处理 以后 ， 可以 回收制成 高浓 度的水煤浆使用 。
（ ２ ） 高灰高硫 煤
在 国内当干粉 煤 的灰度 达到２ Ｏ ％ 左右 时
煤气化制氢技术发展面临问题与对策建议
煤气化制氢技术发展面临问题与对策建议煤气化制氢技术是一种将煤炭等碳质资源转化为氢气的高效能途径，对于实现清洁能源转型和减少温室气体排放具有重要意义。
然而，该技术在发展过程中面临着一些问题。
本文将重点探讨这些问题，并提出相关对策建议。
问题一：碳排放由于煤气化过程中碳的氧化生成了二氧化碳，该技术存在一定的碳排放问题。
如何有效减少碳排放，降低对环境的不良影响是当前亟待解决的问题。
对策建议一：碳捕获与储存技术引入碳捕获与储存技术可以有效地降低煤气化制氢过程中的碳排放量。
通过捕获二氧化碳并将其安全储存或利用，可以实现碳的闭环循环利用，减少对大气的排放。
对策建议二：开发新型煤气化反应剂研发新型煤气化反应剂，选择具有高效反应速率和选择性的催化剂，可以在一定程度上提高产氢效率并减少副产物的生成，从而减少碳排放。
问题二：能源消耗煤气化制氢过程需要大量的热能供应，这增加了能源的消耗，对可持续发展带来了一定的挑战。
如何降低能源消耗，提高制氢过程的能源利用效率是当前亟待解决的问题。
对策建议一：能源配置优化通过对能源配置的优化，合理选择能源供应方式和热能利用技术，可以降低能源消耗并提高能源利用效率。
例如，利用余热发电、充分利用内燃机烟气中的热量等方式，实现能源的高效利用。
对策建议二：技术改进与创新开展煤气化制氢技术的改进与创新，设计节能的反应器结构、优化工艺流程，并结合先进的控制技术，实现对制氢过程的精细调控，降低能源消耗。
问题三：产物处理煤气化制氢过程中产生的副产物，如一氧化碳、硫化物等会对环境和设备造成一定程度的污染和腐蚀，给后续的产物处理带来了一定的困难。
如何处理和利用这些副产物是当前亟待解决的问题。
对策建议一：副产物资源化利用优化煤气化制氢过程中的工艺参数以及产品分离纯化技术，实现对副产物的高效分离和回收利用。
例如，利用一氧化碳进行合成气的催化转化，将硫化物转化为有用的化学品等。
对策建议二：改善产物处理技术开发和改进高效、环保的产物处理技术，如将含硫废气进行脱硫处理，减少对设备的腐蚀和对环境的污染。
清华炉(非熔渣-熔渣分级气化技术)的简介
清华炉(非熔渣-熔渣分级气化技术)的简介熔渣, 清华, 简介, 气化, 分级-1. 清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）发展背景和技术简介1.1清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）的发展背景. E. e4 ~( e6 R9 r5 F 由于世界性的油气短缺、价格上扬，特别是中国多煤少油的资源特点，使煤气化技术在中国进入了发展的快车道。
我们：北京达立科公司与清华大学、丰喜肥业集团共同所有，由北京达立科公司经营的清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）也取得令人满意的实质性进展。
清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）前期得到国家863计划支持(清华大学为主)，课题编号：2002AA 529050，2005年已由科技部组织验收。
. J3 p$ b7 f9 J 技术实施阶段得到国家发改委支持（支持丰喜肥业集团产业化项目）列为2006年度国家重点新能源的高新技术产业化专项项目，文件编号《发改办高技【2006】2352号》，2007年已经通过国家级考核和鉴定。
1.2应用领域和技术原理清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油替代项目。
其主要技术原理是将煤炭加工成粉状（水煤浆或干粉），加压送入部分氧化气化炉中生产合成气。
& c V# u" h4 ?6 s& j2 `5 r清华炉（非熔渣—熔渣分级气化技术）的特点是：% b7 \) f8 k2 g0 Z 通过氧气分级供给，气化炉主烧嘴和侧壁氧气喷嘴分别向气化炉内加氧，使气化炉主烧嘴的氧气量可脱离炉内部分氧化反应所需的碳与氧的化学当量比约束，改变了主烧嘴局部区域氧化强度过高的状态，使气化炉轴向温度均衡并有所提高，充分发挥气化炉全容积的气化功能。
+ g# `4 @5 I4 @5 l1 P8 u$ o 在主烧嘴中心通道采用氧含量从0到100%的不同气体作为主烧嘴预混气体，不仅调整了火焰中心的温度，而且调整了火焰中心距主烧嘴端面的距离，有利于降低主烧嘴端部温度，延长其使用寿命。
煤化工技术的创新与应用案例分析
煤化工技术的创新与应用案例分析煤化工技术的创新与应用案例分析1. 引言煤炭是世界上最为丰富的化石能源之一，然而煤炭资源的使用也带来了环境问题和能源安全问题。
为了解决这些问题，煤化工技术的发展十分重要。
煤化工技术是将煤炭转化为其他化工产品和清洁能源的技术，通过科学创新和技术应用，可以实现对煤炭资源的高效利用和环境友好的发展。
本文将通过分析煤化工技术的创新与应用案例，探讨其在能源、化工、环保等领域的应用前景和价值。
2. 煤化工技术的创新2.1 液化煤技术的创新液化煤是将固态煤炭转化为液态燃料的一种技术。
过去，液化煤技术主要采用煤泥制备液化煤，这种方法工艺复杂，投资高，能源消耗大。
然而，中国科学家通过创新煤直接液化（CTL）技术，成功实现了煤炭的高效液化转化。
这项技术通过将煤炭与水混合，在高压下进行催化裂化，生成液态燃料。
该技术具有独立知识产权，并已经实现了工业化应用。
与传统的液化煤技术相比，煤直接液化技术具有投资低、能耗低、产品质量好等优势。
2.2 煤制油技术的创新煤制油是将煤炭转化为液体燃料或化工原料的一种技术。
过去，煤制油技术主要采用气化技术将煤炭转化为合成气，再通过合成气转化为液体燃料。
然而，这种方法存在合成气产量低、能源消耗高的问题。
为了解决这些问题，科学家们通过创新热解技术，成功实现了煤直接热解制油技术。
该技术通过将煤炭在高温下进行热解，直接生成液体燃料。
这种方法具有产量高、能源消耗低等优势，并已经在一些地方实现了工业化应用。
3. 煤化工技术的应用案例3.1 清洁煤技术在城市供暖中的应用清洁煤技术是将煤炭低排放燃烧技术与烟气脱硫脱硝技术相结合，实现煤炭燃烧时的低污染排放。
该技术在城市供暖中的应用可以有效降低大气污染物的排放，改善空气质量。
例如，中国的一些城市在供暖季节采用清洁煤技术，通过使用高效燃烧炉具和烟气脱硫脱硝设备，实现了空气污染物的大幅减排。
这种技术的应用为城市供暖提供了一种环保、清洁的选择。
清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择
VS
冶金领域
清华炉煤气化技术可以用于冶金领域，如 钢铁、有色金属等，提供还原气和燃料气 。
03 煤气化技术的选择
煤气化技术的种类和特点
固定床气化技术
原料适应性广，操作简单，但气化温度低， 气化效率较低。
流化床气化技术
气化温度适中，气化效率较高，但对原料要 求较高，且易造成床层磨损。
技术升级与创新
随着科技的不断进步，清华炉煤 气化技术将不断升级和创新，提 高生产效率和环保性能。
清华炉煤气化技术面临的挑战和解决方案
环保要求提高
技术成本高
随着环保政策的加强，清华炉煤气化技术 需要进一步降低污染物排放，采取有效措 施应对环保挑战。
清华炉煤气化技术的设备投资和运行成本 相对较高，需要加强成本控制和技术优化 。
气流床气化技术
气化温度高，气化效率高，但对原料要求较 高，且需要较高的操作压力。
熔融床气化技术
原料适应性广，气化效率高，但技术尚不成 熟，工业应用较少。
选择煤气化技术的原则和方法
原则
安全性、经济性、环保性、技术成熟度。
方法
对比分析、专家评估、工程实践验证。
清华炉煤气化技术的优势和局限性
优势
气化温度高，气化效率高，对原料适应性较 强，环保性能好。
成熟阶段
目前，清华炉煤气化技术已经逐渐 成熟，成为一种高效、环保的煤气 化技术，被广泛应用于化工、电力、 冶金等领域。
清华炉煤气化技术的应用领域
化工行业
合成氨、尿素、甲醇等化工产品的生产过程中需要大量的原料气， 清华炉煤气化技术可以为这些生产提供可靠的原料气来源。
电力行业
煤是电力行业的主要原料，清华炉煤气化技术可以将煤转化为煤气， 再通过燃烧煤气发电，提高能源利用效率。
煤炭气化技术的创新与应用
煤炭气化技术的创新与应用煤炭气化技术是一种将煤炭转化为可用气体或液体燃料的工艺。
随着能源需求的增加以及环境问题的日益严重，煤炭气化技术的创新与应用变得尤为重要。
本文将探讨煤炭气化技术的创新方向以及其在实际应用中的意义。
1. 煤炭气化技术的创新方向煤炭气化技术的创新主要体现在以下几个方面：1.1 高效气化工艺的研发传统的煤炭气化工艺存在能源利用率低、燃气质量不高等问题。
因此，研发高效气化工艺是煤炭气化技术创新的重要目标之一。
高效气化工艺能够提高煤炭的气化效率，减少能源的浪费，并且产生的燃气质量更高，更适用于工业生产和发电。
1.2 新型催化剂的研究与应用催化剂在煤炭气化过程中起到重要的作用，可以加速反应速率，降低反应温度，提高产物的选择性。
因此，研究和应用新型催化剂是煤炭气化技术创新的另一个重要方向。
新型催化剂可以改变传统气化工艺的条件，提高反应效果，并且降低催化剂的使用成本。
1.3 燃气产生的再利用传统的煤炭气化过程中，产生的燃气往往没有得到充分利用。
燃气中含有丰富的一氧化碳和氢气等可再利用的气体，可以用于合成燃料、化工原料等领域。
因此，研究如何有效地利用燃气是煤炭气化技术创新的重要课题之一。
2. 煤炭气化技术的应用意义煤炭气化技术的创新和应用对能源产业和环境保护都有着重要的影响。
2.1 提高能源利用效率通过创新气化工艺和利用高效催化剂，可以提高煤炭气化的能源利用率。
这意味着相同数量的煤炭可以产生更多的气体或液体燃料，解决了能源供应紧张的问题。
2.2 减少环境污染传统的燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳、硫化物、氮氧化物等有害气体和固体废弃物。
而煤炭气化技术可以实现高效清洁燃烧，减少污染物的排放。
此外，煤炭气化技术还可以将煤炭中的二氧化碳捕获并封存，减缓温室气体的排放，有利于环境保护。
2.3 促进经济发展煤炭气化技术的创新和应用可以促进煤炭资源的综合利用，拓展煤炭产业的发展空间。
同时，由于煤炭气化技术可以产生丰富的气体或液体燃料，还可以替代石油和天然气的使用，减少对进口能源的依赖，提高能源安全性。
大型煤气化技术的研究与发展
大型煤气化技术的研究与发展一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护压力的日益加大，煤气化技术作为一种高效、清洁的能源转换方式，正逐渐受到广泛关注。
大型煤气化技术作为煤气化领域的重要分支，其在提高能源利用效率、降低污染物排放以及推动煤炭行业可持续发展等方面具有显著优势。
本文旨在对大型煤气化技术的研究与发展进行全面综述，探讨其技术原理、发展历程、应用领域以及未来发展趋势。
文章将简要介绍煤气化技术的基本原理及其发展历程，阐述大型煤气化技术相较于传统煤气化技术的优势。
文章将重点分析大型煤气化技术的关键技术，包括气化炉设计、气化剂选择、气化过程优化等方面，以及这些技术在提高煤气化效率和降低污染物排放方面的作用。
接着，文章将探讨大型煤气化技术在不同领域的应用情况，如化工、电力、城市燃气等，并分析其在实际应用中的优缺点。
文章将展望大型煤气化技术的未来发展趋势，包括技术创新、产业升级以及环境友好型煤气化技术的研发等方面，以期为推动大型煤气化技术的进一步发展和应用提供参考。
二、大型煤气化技术的分类和原理大型煤气化技术是一种重要的能源转换技术，能够将煤炭、生物质等固体燃料转化为气体燃料，如合成气、煤气等。
这种技术广泛应用于化工、电力、钢铁等领域，是实现煤炭清洁高效利用的关键手段。
大型煤气化技术主要可以分为固定床气化、流化床气化、气流床气化以及熔融床气化等几类。
固定床气化是最早开发的气化技术，其主要原理是将煤块或焦炭置于气化炉内，由上至下逐步气化。
此过程中，煤块与气化剂（如氧气、水蒸气、二氧化碳等）发生反应，生成煤气。
固定床气化技术的主要优点是设备简单、操作稳定，但气化效率相对较低，且对于煤质要求较高。
流化床气化技术则通过引入气化剂使床层中的固体燃料呈流态化，从而增加气化反应的接触面积，提高气化效率。
流化床气化炉内温度分布均匀，对煤质要求较低，且能适应较大的煤粒度范围。
然而，流化床气化技术存在设备磨损严重、灰渣含碳量高等问题。
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5
江苏华昌化工股份有限公司
Describe a vision 合成氨 of company or 正在建设（2+1） strategic 丁辛醇 contents.
6
华电新疆昌吉能源化工有 气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa 限公司 山东金诚化工科技有限公 气化炉 直径：2600mm， 压力：6.5MPa 司 中盐德邦（江苏）化工股 气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa 份有限公司
The water flow rate during the period of power loss of the whole plant
3.1.4 单炉可用率更高的水煤浆气化技术
采用水冷壁结构，从而不必每年停车更换锥底砖（需要15天左 右），定期更换全炉向火面砖（需要2个月），单炉年运转可达 8000小时以上，为系统不配置备用炉创造了条件 新的烧嘴冷却结构和冷却流程，烧嘴的热应力降低，使用寿命 为现有烧嘴的2倍以上 气化炉启动快，系统响应快；烧嘴使用寿命长。
使用140天后的工艺烧嘴，预计寿命可以达到180天
3.1.5 成本大幅度降低的水冷壁气化技术
承压钢壳温度比耐火砖炉气化炉降低100℃左右，减少散热损失；
钢壳材料要求降低，制造成本降低
时外壳温度降低也减少了气化炉的散热量，热效率提高。
3.2 改造在用的耐火砖气化炉
主要效益
Description of the contents
9
新疆天业集团天辰化工有限 12 公司
13 14
气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa
正在设计（2）
乙二醇、1,4丁二 醇，甲醇
兴安盟乌兰泰安能源化工有 限公司
新疆国泰新华矿业股份有限公司 荆门石化炼油扩能改造工程煤制 氢配套项目
气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa
气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa 气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa
新技术优势及推广：
第2代清华炉：水冷壁
气化最高灰熔点煤种成功，覆盖褐煤、烟煤到无烟煤 全煤阶 首次点火创开车连续运行140天纪录 本质安全的水冷壁技术，确保极端情况下设备安全 点火从GE技术的3天减到本技术的3小时，节能90% 无损耗膜式壁替代替昂贵短寿命耐火砖，投资和维护 成本低 气化炉压力壳运行温度从230度降到110度，低价国产 钢材代替昂贵进口钢材 连续签订技术使用合同15个，特别是已签订用本技术 8 改造GE技术协议
贵州鑫晟煤化工有限公司 气化炉 直径：2800mm， 压力：6.5MPa
已签署改造协议， 合成氨、尿素 正在进行 完成技术方案, 甲醇 合同谈判。
4. 煤气化技术选择
4.1 水煤浆不能与水冷壁结合？
气化炉水冷壁结构设计科学合 水煤浆水冷壁气化炉只是将气化 理，炉内壁挂渣状况良好，副产蒸 汽不到2吨/小时，水冷壁吸热量只 炉的衬里进行了改变，仍属于水煤浆 占入炉煤热量的千分之几。气化炉 气化炉。水煤浆中的水要被加热到气 外壁温度100 ℃ 左右 。利用原来耐 化反应温度，额外要把热量传到水冷 突破水冷壁大量吸热的传统认识，设计开 火砖炉外壁散热转化为蒸汽，提高 壁产蒸汽，还要再消耗煤和氧气。以 了气化炉的热效率。 发了能稳定形成高热阻熔渣层保护的水冷
◆更换一次渣口砖、向火面砖及拱顶砖的 费用大致在300万元左右，十年时间需要 Description of the contents 更换6次到7次，折合节约费用1800万元 Describe a vision 到 2100万元。。 of company or strategic ◆渣口砖的更换费用为 30万元左右，十年 contents. 时间需要更换20次左右，折合节约费用 600万元。 ▲综合考虑十年时间公司耐火砖气化炉仅 更换耐火砖就需要支付将近2400万元到 2700 万元。 Describe a vision
Describe a vision of company or 正在设计（ 2） 合成氨、尿素 strategic contents.
正在设计（2）
Describe a vision of company or 正在设计（ 3） 氢气 strategic contents.
15
1 2
黑龙江北大荒农业股份有限 气化炉 直径：2800mm， 压力：4.0MPa 公司浩良河化肥分公司
3 .1.1 本质安全的水冷壁气化技术
水冷壁按照自然循环设计，强制循环运行。即便特殊故障 无法强制供水，水汽系统仍可自然循环，保证气化炉安全停车 ，不会出现给水泵停运引发的重大安全事故 冷却水分布均匀，系统阻力低；不会出现汽水分层现象。
DCS记录的全厂断电时水冷壁内的循环水流量
膜式水冷壁结构研究
3.1 清华水冷壁气化炉特点
第二代清华气化炉 技术核心概念：
将燃烧领域的凝渣保护技术和自然 循环膜式壁技术引进气化领域，解决 原水煤浆气化技术的煤种限制瓶颈和 高能耗点火问题。形成了可适应高灰 熔点煤种，具备本质安全的世界第一 个水煤浆水冷壁煤气化工艺。
新技术工业化示范：
产学研结合，600吨/天容量世界首套水煤 浆水冷壁气化工业装置示范炉11年8月一次 启动成功连续运行。12年9月通过科技成果 鉴定： 具有显著的创新性..，拥有自主知识产权.. 同时具有水煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化 炉的优点，综合性能优异，总体技术处于 国际领先水平。
Tout=218.22 ℃， Pout=4.421MPa， wcr=0.359 m/s
3.1.2点火、升温、投煤最安全简捷的气化技术
只采用一个组合烧嘴，实现气化炉点火、升温、投料全过程， 从冷态到满负荷只需要3个小时，解决了耐火砖气化炉热惰性带 来的启停速度慢的问题 燃料气自动点火 气化炉加热升温 水煤浆投料着火 燃 料气自动切换 升压、正常运行
•节约原料煤成本：每年处理煤量按22.5万 吨，每吨煤成本节约100元计算，每年仅 煤成本一项就可节约成本2250万元。
of company or strategic contents.
3.3 水煤浆水冷壁气化炉应用
水煤浆水冷壁清华炉2011年8月22一次投料成功，首次投料即连续 运行140天，创造了煤气化技术开车的新水平和新纪录。 本质安全的水冷壁水循环系统 采用组合烧嘴，系统启动快，从耐火砖气化炉的3天缩短到3小时 煤种适应性好，可以采用灰熔点达到1500℃的煤种
水煤浆清华炉煤气化技术及应用
张建胜 教授，博士生导师
清华大学热能工程系
电话：+86-10-62795930 手机：+86-13671285753 Email: zhang-jsh@
2013年9月10日
主要内容
• • • •
典型气流床煤气化技术分析 耐火砖清华炉及特点 水冷壁清华炉及特点 煤气化技术选择思考
实现500吨/天容量工业示范技术。2007年 12月通过科技成果鉴定： 气化炉上部温度比GE水煤浆气化炉降低 50℃，喷嘴使用寿命延长1倍； 有效气成分提高1~2个百分点，碳转化率、 比氧耗、比煤耗均有所改善，处于水煤浆气 化技术的国际先进水平。
推广应用：
中国石油和化学工业协会科技进步一等奖，2009 中国氮肥工业协会技术进步一等奖，2010 中国氮肥工业协会确定为“行业振兴支持技术”，2009 国家发改委列入国家“先进煤气化节能技术重点节能推广 目录”，2009 工信部列入“氮肥行业清洁生产连续加压煤气化技术推广 目录”，2009
水冷壁结构及水循环的设计是关键！
此实现烧灰熔点高的煤，是以多消耗
由于副产蒸汽吸热量只占入炉 壁浇注料结构，降低了气化炉热损失
煤和氧气为代价，以拼成本为代价的。
煤热量的千分之几，在使用同样煤 种情况下，水冷壁气化炉的氧耗、 煤耗、合成气组成和耐火砖气化炉 几乎完全一样。
4. 煤气化技术选择
4.1 干粉进料 Or 水煤浆进料？
1.1 典型气流床气化技术
Shell
Texaco
GSP
E-Gas
Prenflo
四喷嘴
HT-L航天炉
两段干煤粉
1.2 气流床气化单元技术组合
进料方式 承压钢壳 保护方式 合成气热 回收方式
GE Shell、Prenflo、 两段干粉
湿法进料
耐火砖保护
废热锅炉
？
干法进料 水冷壁保护 直接激冷
GE、 E-Gas、四喷嘴 GSP、HT-L
弯管半径 mm 100 53 150 150 100 100 100
流动方向 向下 从下到上 向上 向上 向上 向上 向上
水冷壁水动力研究
流量－压降曲线
管子结构Φ51×6mm
Tout=215.28℃，Pout=4.421MPa wcr=0.343m/s，wsafe=0.332m/s
管子结构Φ38×6mm
1.1 典型气流床气化技术
Shell
Texaco
GSP
E-Gas
Prenflo
四喷嘴
HT-L航天炉
两段干煤粉
2.1 煤气化技术成果及应用
第一烧领域分级送风概念 引进气化领域，解决气化炉温 度分布问题和混合问题。形成 了世界首个氧气分级气流床 煤气化技术
新技术工业化示范：
垂直悬挂膜式水冷壁结构 自然循环设计 不产生过热蒸汽 水冷壁、烧嘴冷却水共用一 套水循环系统
水冷壁水动力研究
水冷壁系统简图
水冷壁计算尺寸 计算高度 计算长度 mm mm 6974 8364
受热长度
mm 弯头尺寸
7044
角度 ° 1 2 3 4 5 6 7 120 180 135 135 120 150 150
第1代清华炉：氧气分级
6
三、水冷壁清华炉研究背景