水煤浆水冷壁清华炉气化技术
清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择思考
清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择思考煤是我国主要的化石能源，煤气化技术是目前国内外煤改气的重要手段之一，也是实现煤资源转化和综合利用的有效途径。
清华炉煤气化技术是当前国内外煤气化技术的前沿和研究热点，本文就清华炉煤气化技术的研究和应用情况及煤气化技术选择思考进行分析。
一、清华炉煤气化技术概述清华大学能源与动力工程系在煤气化技术领域研究了数十年，开发出了便于规模化应用、节能环保的清华炉煤气化技术，该技术主要是采用氢气或四氢呋喃(THF)作为溶剂，对煤进行氢依赖性热分解反应，生成煤气。
与传统的氧气煤气化过程不同，清华炉煤气化技术既没有二氧化碳排放，也没有废渣，这样既可以降低环境污染，又可以降低能耗，符合现代清洁化、低碳化的能源转型趋势。
二、清华炉煤气化技术的研究和应用情况1.研究成果清华炉煤气化技术在氢气和THF两种溶剂下的煤气化反应机理、温度、压力等方面进行了深入研究，并形成了三种不同的煤气化反应机理模型。
其中，以THF为溶剂的反应模型，能有效解决煤气化过程中的困难问题，提高了煤气化的效率。
同时，清华大学与中国石化、太钢、武钢等企业进行合作，开发了规模化的清华炉煤气化试验装置和工业化应用，运行效果良好，未发现安全问题。
此外，清华大学还建立了气化反应器标准实验装置和研究平台，为今后的研究提供了可靠的基础。
2.应用前景清华炉煤气化技术能够充分利用我国的大量煤炭资源，实现了煤的清洁高效转化，具有广阔的应用前景。
该技术可以制备合成天然气、合成液体燃料和合成化学品等高附加值产品，同时还能提高煤利用率，实现能源和环境的双赢。
目前，清华大学已与多家企业展开合作，在重大资产项目、新型化工原料研发、煤气化产业化建设等领域开展合作研究，推进清华炉煤气化技术产业化进程。
三、煤气化技术选择思考由于煤是我国重要的能源资源，煤气化技术在国内的应用前景广阔，而煤气化技术也有多种选择模式。
下面就煤气化技术的选择进行思考。
3-清华炉煤气化技术研究和应用及煤气化技术选择思考
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
水煤浆水冷壁气化和固定床气化的对比分析
水煤浆水冷壁气化和固定床气化的对比分析首先，水煤浆水冷壁气化是一种将水煤浆喷入高温水冷壁炉膛中进行气化反应的技术。
与固定床气化相比，水煤浆水冷壁气化具有以下优点：1.煤种适应性强：水煤浆水冷壁气化可以处理各种不同种类、含灰量和含硫量的煤，具有较强的煤种适应性。
2.产气质量高：水煤浆水冷壁气化的产气质量好，气化效率高，煤气中的一氧化碳和氢气含量较高，对于后续的合成天然气、合成液体燃料等加工有利。
3.温度控制容易：水冷壁技术可以有效地控制气化反应的温度，提高反应的可控性和稳定性。
然而，水煤浆水冷壁气化也存在一些局限性：1.设备成本较高：水煤浆水冷壁气化需要高温和高压的反应环境，所以设备的制造和维护成本较高。
2.生产规模较小：由于设备复杂性和投资成本，水煤浆水冷壁气化尚处于发展初期，生产规模相对有限。
3.处理水煤浆的难度：水煤浆作为气化原料需要进行粉碎、干燥等处理，操作较为复杂。
固定床气化是一种将煤料在固定床中进行气化反应的技术。
与水煤浆水冷壁气化相比，固定床气化具有以下优点：1.技术成熟：固定床气化技术已经发展了几十年，成熟度高，设备和工艺稳定可靠。
2.适合大规模生产：由于技术成熟且设备简单，固定床气化适用于大规模煤气化项目。
3.研发投入较小：固定床气化技术相对较简单，所需的研究和开发投入相对较小。
然而，固定床气化也存在一些局限性：1.煤种适应性较差：固定床气化技术对于煤种适应性较差，一般需要选择相对纯净的炼焦煤进行气化。
2.热损失较大：固定床气化中存在大量的热损失，导致气化过程的热效率较低。
3.熔渣问题：在固定床气化过程中，煤中的灰分和矿物质会形成熔渣，容易造成设备堵塞和寿命缩短。
综上所述，水煤浆水冷壁气化和固定床气化在煤气化领域各具优势。
水煤浆水冷壁气化适用于小规模项目，能够处理不同种类和质量的煤，能够产生高质量的合成气。
而固定床气化适用于大规模生产，研发投入相对较小，但在煤种适应性和热效率等方面存在一些局限性。
37.水煤浆水冷壁气化炉
37.水煤浆水冷壁气化炉本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。
煤气化技术是煤炭高效、洁净利用的核心技术。
水煤浆气化是大规模气化的主流技术，对于以氢气为主要目标的化工生产而言，水煤浆气化更具优势，这是由于水煤浆气化的合成气中氢气含量较高，而化工生产绝大多数利用的是氢气。
这也是德士古气化市场占有率居高不下的主要原因。
气化时灰渣处于熔融状态，为了利用高灰熔点煤气化，需要适当提高气化炉温度。
德士古气化采用绝热炉墙，炉墙采用高价格的高铬砖，温度过高导致高铬砖腐蚀严重，因此对煤种灰熔点要求比较严格。
为此采用水冷壁炉墙可以解决这一问题。
清华大学提出了水煤浆水冷壁气化技术路线，并由山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司临猗分公司进行工程示范，是世界第一套可使用水煤浆气化的水冷壁气化炉。
•中文名•水煤浆水冷壁气化炉•外文名•Coal water slurry water wall gasifier•首创地点•山西阳煤•生产公司•丰喜临猗分公司•优势•便于输送，易于操作，安全快捷•核心技术•煤气化技术•应用•煤为原料制大型化工产品概述编辑世界第一套可使用水煤浆气化的水冷壁气化炉，在阳煤丰喜临猗分公司成功开发并建成投运。
该炉连续稳定运行时间超过128天。
这项新成果的应用，标志着我国自主研发的水煤浆水冷壁煤气化技术跻身世界先进行列，为大型煤化工企业的煤气化技术提供了新的选型。
研发编辑水煤浆水冷壁气化炉采用特殊的立式水冷壁，水冷壁产汽量仅2吨/时，避免了因水冷壁副产蒸汽而带来的不必要的热量损失；减少了每年更换耐火砖费用300万元，避免因更换炉砖而造成长达两个月气化炉无法使用，彻底解决了现有水煤浆气化炉砖磨损、不能长周期运转的问题。
该气化炉对煤种适应性强，残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放，制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。
同时，该炉采用独特的组合烧嘴，使系统的点火与投料程序一体化，便于输送，易于操作，更加安全快捷。
水煤浆水冷壁气化炉项目总结
（ Ｏ＋ ２体积分数 Ｉ７．％； Ｃ Ｈ） ＞ ９７ 碳转化率Ｉ９．％ ， ＞ ８０
比德 士古气化 炉提高 了 １５ 以上 ； 嘴 的使用 寿 ．％ 喷
命 ／６个月 。 ＞
３ 经济效益
水煤 浆水冷 壁气 化炉 与德 士古 气化 炉主要 技 术经 济指 标对 比数 据见表 １ 。
表 １ 水煤浆水冷壁气化炉与德 士古气化炉
白煤 末 ４个 煤 种 进行 了混 烧 ， 取 得 良好 的运 行 均
效果 ， 完全符合合成氨生产要求。距离山西阳煤
丰喜 肥业 （ 团 ） 份有 限公 司临猗 分公 司 ５ ｍ 集 股 ０ｋ 的河津 、 陆两 地 具有 丰 富的烟煤 资 源 ， 作为水 平 可
煤浆水冷壁气化炉装置 的原料煤。另外 ， 目前临
的垄 断 ， 形成技 术 领 先 并 具 有 我 国 自主知 识 产 权
提高气化炉温度 。气化炉操作温度由 １ ５ ０℃提 ３ 高至 １ ０ 拓宽了煤种使用范围 ， ０ｃ ５ Ｃ， 可以使用本
地 高灰 熔点 煤种 ， 原料 煤本 地化 提供 了条 件 。 为 （ ） 干 粉 加 压 进 料 相 比， 煤 浆 进 料 流 程 ３与 水 短 ， 料 压力 更 高 ， 需 使 用惰 性 载 气 ， 作 及控 进 无 操
ｆｒｔ ｒ ａｍｅ ｆ７ ０ ｔｏ ｏ ｌａ ｄ ｙ ｈａ ｈ ｏｌ ｗｉ ｇ ｃ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｏ ｈｅｔｅ ｔ ｎｔｏ ５ ｆｃ ａ ａ ｓｔ ｅ ｆｌｏ ｎ ｈａ ａ ｔｒｓｉｓ：ｓ ｐ ｌ ｆｏ ｙ ｅ ｎ ｓａ ｅ ｕ ｐ ｙ ｏ ｘ ｇ ｎ ｉ ｔｇ ｓ，ｕ ｅ ｓ ｏ ｔ ｒｃ ｏ ｅ ｌ ｎｓｅ ｄ ｏ ｅｒ ｃ ｏｙ ｂ ｉ ｋ ｉ ｈ ｇ ｓｆｅ ，ｓ ｏ ｔ ｆ ｗ ａ ｈ ｆ ｒ ｃ ａ － ｔ ｒ ｓｕ ｒ ｆｗａｅ — ｏ ｌｄ ｗａｌ ｉ ｔ ａ ｆｒ ｆａ ｔｒ ｒｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ａ ｉ ｒ ｈ ｒ ｏ ｐ ｔ ｏ ｌｗａｅ ｌ ｒｙ ｉ ｌ ｏ
清华炉煤气化技术
流程简图 （1）采用清华水煤浆水冷壁加压气化工艺，具有单炉处理煤能力大、运行安 全稳定可靠、碳转化率高、合成气中有效气成份即CO+H2高、冷煤气效率高、工艺 流程简洁、同等规模设备投资低、开停车快捷、年运转率高、节能环保的优势。 （2）化工装置工艺技术先进，热量利用合理，能量实现分级利用，从而使 得热电站规模可以大幅的减小，从而大大节约了投资。
三、 不同给料形式的单喷嘴顶置式气化炉流场差异
与自由射流不同，在单喷嘴受限射流情况下，由于壁面影响，随着射流的发 展，没有足够环境气体被引射到射流流体中，因而在壁面处形成了逆向压力梯度， 使得射流下游靠近壁面的气体被推向上游并形成回流区。回流区的大小和强度对 湍流扩散火焰的稳定性和火焰长度均有影响，对气流床气化炉来说，适量的回流 气体使煤浆颗粒迅速被加热燃烧，保证了火焰的稳定。Thring 和 Newby 详细研 究了同轴受限射流情况，射流的发展取决于其动量通量，入口动量通量是决定流 动发展的最关键因素。
面的气体被推向上游并形成回流区。由于射流下游气体逆向向上流动，从而吸引 主射流的气体横向不断向壁面运动，形成气体横向运动的动力。由于气体的横向 和逆向运动，气流曳力携带煤灰颗粒和熔渣由射流中心不断向气化炉壁面、回流 区运动，运动到气化炉喷嘴两侧拱顶的熔渣被卷吸气流甩到拱顶上后就开始在拱 顶堆积。堆积到一定厚度后，熔渣沿着拱顶四周的气化室内壁均匀向下流动，从 而在气化室内壁上形成稳定均匀的固态和液态渣层。单喷嘴顶置水煤浆气化炉的 这种流场特点已经经过大量商业运行气化炉的工业验证。
环境友好，环保高效： 反应温度较高，残炭含量低，不生成焦油、酚及高 级烃等可凝聚的副产物，所以对环境的污染较小，污水的排放量也较少，易于收 集处理；同时制浆工段可以使用各种难以处理的有机废水。
清华炉简介
冷煤气效率
71-76
71-76
4、清华炉业绩：（此次丰喜三期气化炉为第一套水冷壁装置，前五套均为耐火 砖壁）
①山西丰喜一期（气化炉 4.0Mpa、φ2800mm，日单炉投煤量可达 700 吨， 2006 年 1 月份已开车）
②山西焦化（气化炉 4.0Mpa、φ2800mm，日单炉投煤量可达 700 吨） ③内蒙金诚泰（气化炉 6.5Mpa、 φ2800mm，日单炉投煤量可达 1150 吨） ④大唐呼伦贝尔（气化炉 4.0Mpa, φ2800mm，日单炉投煤量可达 700 吨） ⑤惠生内蒙（气化炉 6.5Mpa, φ3200mm，日单炉投煤量可达 1800 吨） ⑥山西丰喜三期（水冷壁气化炉 4.0Mpa、φ2800mm，日单炉投煤量可达 700 吨）
气化炉主烧嘴给氧量与反应 需氧化学当量关系
脱离约束
约束
5 气化炉轴向温度特性
低—高—低
高—低
6 气化炉主烧嘴端部温度
低（低 200℃）
高
7 有效气体成份
比不分级高 1～2%
8 气化炉长径比
炉温轴向温度从高到低，长 炉温轴向温度均衡，长径比可加大 径比不宜加大
9 煤种适应性
在灰熔点 1400oC 以下运行
可采用灰熔点 1400℃的煤，比传统工艺高 100℃。大大扩展了煤种的适应性。
（2）分级给氧气流床气化炉的流场更为合理，如图所示。
2、与国内外同类技术比较
序
号
项目
水煤浆非熔渣—熔渣 分级气化技术
国内 外其它水煤浆 气化技术
1 气化原料
水煤浆
水煤浆
2 气化原理
部分氧化
部分氧化
3 气化炉给氧级数
2
1
水煤浆水冷壁清华炉气化技术
水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术稳定性好：水煤浆气化工艺成熟。
用水煤浆进料稳定可靠，水冷壁挂渣稳定。
水煤浆运行安全可靠，避免了干粉煤进料不稳定、易燃、易爆、易磨损、泄漏等难题；煤种适应性强：气化温度不受耐火材料限制，工业实际运行温度已达1520℃（或更高），气化反应速度快，碳转化率高，煤种适应性好，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。
水冷壁气化炉需增加和水冷壁相配套的设备，包括汽包和锅炉水循环泵，气化炉水冷壁系统和烧嘴冷却水系统共用一套锅炉给水系统。
汽包中的锅炉水，通过锅炉水循环泵分别送入气化炉的水冷壁系统和烧嘴冷却水系统。
水冷壁气化炉正常开车期间，产生约≤3t/h蒸汽，需要补充～3t/h左右的锅炉水，锅炉水压力≥5.0MPaG，温度≥104℃。
3.5蒸汽多元料浆与四喷嘴气化炉在开车阶段开工抽引器需要消耗低压蒸汽，消耗量一般为5～10t/h，水冷壁气化炉由于不再更换烧嘴，不需使用开工抽引器。
多元料浆和四喷嘴炉由于受到耐火砖的限制，对煤种的灰熔点要求很高，一般要求煤的灰熔点不能超过1350℃。
清华炉对煤的灰熔点可以适当放宽，在清华炉的工业示范装置上试烧灰熔点为1520℃的原料煤，系统运行正常、稳定。
清华炉合理的流场和进料方式决定了高灰熔点的煤也可气化并顺利排渣。
对环境友好多元料浆和四喷嘴炉炉砖采用高铬砖，向火面砖的Cr2O3含量要求不低于85%，在运行过程中，耐火砖会被炉渣侵蚀、剥落，含铬炉渣会对环境造成影响；在气化炉换砖过程中，拆下来的含铬的炉砖也不易处理；且烘炉过程很长，原始烘炉需20天左右，正常烘炉需3天以上，放空的废气较多。
清华炉内部仅有30mm厚的SiC涂层，在运行时也不需再进行更换，运行时对环境无害；清华炉的耐火材料烘炉时间很短，两个小时即可直接投料，放空的废气少。
多元料浆和四喷嘴耐火砖气化炉每次开车前需要烘炉，每次烘炉需要消耗燃料气、蒸汽和激冷水，水冷壁气化炉不需提前烘炉，仅需在开车前1～2小时对气化炉开始点火，可节约大量烘炉费用。
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水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术水煤浆水冷壁（清华炉）气化技术一、概述北京盈德清大科技有限责任公司是盈德气体集团有限公司与清华大学清华炉煤气化技术的发明人共同组建的合资公司，取得了清华大学的授权，独家经营清华炉煤气化技术，并与清华大学共同进行后续相关技术的研发和推广。
第一代清华炉耐火砖气化技术（非熔渣—熔渣分级气化技术）大型工业装置已分别在大唐呼伦贝尔（18/30项目）、鄂尔多斯市金诚泰化工有限责任公司（一期60万吨甲醇装置）、山西阳煤丰喜肥业（集团）临猗分公司投入运行，运行至目前三套装置均运行稳定，专家鉴定认为“该技术优于国外同类技术，具有国际先进水平”。
第二代清华炉水煤浆水冷壁技术是气化炉的燃烧室采用水冷壁型，气化炉内件本身是一台膜式水冷壁，安装在整个气化炉承压外壳中。
气化炉运行时，气化反应段膜式壁固化的灰渣层，能够对水冷壁起保护作用，防止水冷壁管受到熔渣的侵蚀，达到“以渣抗渣”的效果。
水冷壁清华炉煤气化技术对煤种适应性强，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。
清华炉煤气化技术残炭含量低，废渣易于收集处理，废水无难处理污染物，正常生产过程中无废气排放；制浆用水可以使用工厂难以处理的有机废水，对环境友好。
第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术的工业装置于2011年8月在山西丰喜投入运行，首次投料即进入稳定运行状态，并全面实现了研发和设计意图。
至2012年1月9日计划检修，创造了首次投料并安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业奇迹。
水冷壁清华炉气体成份与水煤浆耐火砖炉气体成份相当，且不必每年数次更换锥底砖，定期更换全炉向火面砖，节约运行费用并提高单台气化炉的年运转率，为煤气化生产装置的“安稳长满优”运行创造了条件。
清华炉煤气化技术可应用于国家重点新能源领域，煤炭的清洁利用和石油、天然气替代项目。
适用于合成氨、甲醇、煤制氢、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制芳烃、冶金、石化、陶瓷、玻璃、液体燃料及电力等行业。
清华炉煤气化技术为煤炭洁净化开发，利用丰富的“三高”煤资源走出了一条创新之路，第一代清华炉已有山西丰喜、山西焦化、内蒙金诚泰、大唐呼伦贝尔、惠生内蒙、江苏永鹏等多个生产厂家20余台气化炉建成运行或即将投运；第二代水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术除山西丰喜运行外，已与石家庄盈鼎、潍坊盈德公司、克拉玛依盈德公司、中海石油天野化工有限公司、江苏德邦兴华化工科技有限公司、山东金诚化工科技有限公司、新疆天智辰业化工有限公司、河北正元化工集团公司、阳泉煤业（集团）有限责任公司、兴安盟乌兰泰安能源化工有限责任公司等十几家公司签约。
目前，正在对在贵州水城矿业集团鑫晟煤化工有限公司和黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河分公司的水煤浆耐火砖炉进行水冷壁技术改造。
这将为水煤浆水冷壁清华炉技术的推广、应用提供了更加广阔的发展前景。
二、技术特点稳定性好：水煤浆气化工艺成熟。
用水煤浆进料稳定可靠，水冷壁挂渣稳定。
水煤浆运行安全可靠，避免了干粉煤进料不稳定、易燃、易爆、易磨损、泄漏等难题；煤种适应性强：气化温度不受耐火材料限制，工业实际运行温度已达1520℃（或更高），气化反应速度快，碳转化率高，煤种适应性好，能够消化高灰份、高灰熔点、高硫煤，易于实现气化煤本地化。
系统运转率高：装置运行连续稳定，烧嘴头部采用特殊处理，一次连续运行周期保证100天以上，每年不再因为更换耐火砖而停炉检修，年运行时间可达到8000h。
安全性强：水冷壁采用热能工程领域成熟的悬挂垂直管结构，既保证了水循环的安全性又避免了复杂的热膨胀处理问题。
水循环按照自然循环设计，强制循环运行，事故状态下能实现自然循环，最大限度保证水冷壁的安全运行。
环境友好，环保高效：炉温高，残炭含量低，易于收集处理，废水无难处理污染物；制浆可以使用各种难以处理的废水。
系统启动快：组合式点火升温过程简化，点火、投料程序一体化完成。
水煤浆投料点火采用独特的“火点火”技术，气化炉从冷态到满负荷仅需五小时。
气化压力高：气化压力不受原料输送系统影响，可根据后续工段要求进行更加合理的选择，能实现与甲醇合成等压，降低能耗。
技术细节处理好：清华炉气化技术在工业化过程，在细节的设计上有很多创新，如洗涤塔底部的气体分布器，使灰水和煤气的充分混合，保证了煤气的洗涤效果；闪蒸罐中的环槽分布器设计，使闪蒸系统的检修更方便；真空闪蒸的液封设计，使闪蒸罐不再堵塞等，细节上的改进使气化系统能够实现长周期稳定运行。
三、流程特点1.1流程简图（1）采用清华水煤浆水冷壁加压气化工艺，具有单炉处理煤能力大、运行安全稳定可靠、碳转化率高、合成气中有效气成份即CO+H2高、冷煤气效率高、工艺流程简洁、同等规模设备投资低、开停车快捷、年运转率高、节能环保的优势。
（2）化工装置工艺技术先进，热量利用合理，能量实现分级利用，从而使得热电站规模可以大幅的减小，从而大大节约了投资。
（3）本项目自动控制系统采用DCS集散控制, 使得整个装置操作控制稳定，便利迅捷。
同时对关键的工序和关键设备采用安全仪表系统（SIS），SIS 采用三重化的冗余、容错系统。
为全装置关键的设备和系统提供安全保证。
（4）装置正常生产过程中，废气、废固排放达到国家环保要求，废水实现零排放，实现清洁生产。
四、水煤浆水冷壁气化技术与其他同类煤气技术的对比1气化炉燃烧室结构的比较耐火砖气化炉燃烧室耐火砖气化炉燃烧室（见下图1）由外壳和耐火砖组成，在气化炉的耐火砖失效时，为了及时发现气化炉外壁超温情况，气化炉外壳还安装有表面温度报警系统。
气化炉反应室的内部形状是通过耐火砖的砌筑来实现的，一般耐火砖分为三层，在相同外壳直径条件下炉膛内径较小。
向火面砖：向火面包括工艺烧嘴入口、气化炉拱顶、气化炉侧墙、气化炉锥底和出口。
在需要的地方必须使用特殊形状的耐火砖，以使这些层能够紧密结合并保证高的抵抗力。
向火面砖要求能自由膨胀，自立于托砖板上，砖与砖之间不能用凹凸台配合。
本项目如果采用四喷嘴气化炉，需要在气化炉中部增加耐火砖托专板。
通常采用含Cr2O3≥86%的耐火砖。
背衬砖：向火面砖的底层炉衬，紧靠向火面砖的后面，用于支撑拱顶砖的重量，自立于托砖架上。
通常采用含Cr2O3≥12%的耐火砖。
隔热砖：超级耐用的绝热耐火砖组成的绝热层，用于降低气化炉金属外壳的温度。
通常采用含Al2O3≥98%的耐火砖。
气化炉锥底砖一般运行4000～5000小时左右更换一次，换砖连同气化炉升降温的时图3 四喷嘴气化炉间周期一般为20天；气化炉向火面砖一般运行10000小时左右更换一次，换砖时间连同气化炉升降温的时间周期一般为60天。
目前，耐火砖气化炉烧嘴一般运行时间为50～80天左右需更换一次。
水冷壁气化炉燃烧室水冷壁气化炉燃烧室（见上图2）由外壳和水冷壁内件两部分组成，气化炉外壳设置有炉壁测温点。
气化炉水冷壁分为三部分，分别为主水冷壁、上部盘管和渣口盘管。
水冷壁内衬20～30mm的耐火材料，主要成分为SiC。
气化炉烧嘴一般运行时间为120天左右需更换一次。
3工艺系统的比较3.1气化炉的点火、投料多元料浆耐火砖气化炉点火和投料采用两个不同的烧嘴，预热烧嘴主要作用是将气化炉温升至800～1000℃，然后再更换工艺烧嘴投料。
煤浆的燃烧主要依靠耐火砖的蓄热，投料后，反应历程为脱水分和挥发份→燃烧→气化，所以气化炉温度先降后升，经常发生炉内燃爆。
四喷嘴耐火砖气化炉点火和投料采用两个不同的烧嘴，预热烧嘴主要作用是将气化炉温升至800～1000℃，然后再更换工艺烧嘴投料。
煤浆的燃烧主要依靠耐火砖的蓄热，首先投用一对烧嘴，反应历程为脱水分和挥发份→燃烧→气化，所以气化炉温度先降后升，经常发生炉内燃爆，运行稳定后投用另外一对烧嘴。
水冷壁气化炉点火和投料采用一个组合烧嘴完成，不需设置开工升温烧嘴，直接用工艺烧嘴将气化炉温度升至800℃后投料。
投料时由于炉内有燃料气、氧气在进行燃烧，燃料气、氧气和煤浆混合后从喷嘴喷出，煤浆直接燃烧，气化炉温度立刻上升，不会发生炉内燃爆。
3.2燃料气系统多元料浆与四喷嘴气化炉在烘炉时，炉内为负压，燃料气压力一般在0.5MPaG左右即可。
水冷壁气化炉采用特殊的组合烧嘴升温点火形式，炉内压力为正压，投料时煤浆和氧气压力均在1.0MPaG左右，所以燃料气压力也应保证在1.2MPaG以上。
燃料气可选用天然气、液化气、驰放气等，可根据具体情况选择合适的燃料气。
3.3氮气系统水冷壁气化炉和多元料浆与四喷嘴气化炉对氮气系统的要求相同。
3.4锅炉水系统水冷壁气化炉需增加和水冷壁相配套的设备，包括汽包和锅炉水循环泵，气化炉水冷壁系统和烧嘴冷却水系统共用一套锅炉给水系统。
汽包中的锅炉水，通过锅炉水循环泵分别送入气化炉的水冷壁系统和烧嘴冷却水系统。
水冷壁气化炉正常开车期间，产生约≤3 t/h蒸汽，需要补充～3 t/h左右的锅炉水，锅炉水压力≥5.0MPaG，温度≥104℃。
3.5蒸汽多元料浆与四喷嘴气化炉在开车阶段开工抽引器需要消耗低压蒸汽，消耗量一般为5～10t/h，水冷壁气化炉由于不再更换烧嘴，不需使用开工抽引器。
水冷壁气化炉在开车阶段需要使用低压蒸汽对汽包和水冷壁进行升温，温度一般升至180℃左右，蒸汽消耗量一般为0.5～1t/h。
水冷壁气化炉正常开车期间，产生高于气化压力0.5MPaG的饱和蒸汽，流量约3 t/h（蒸汽产量主要和炉温有关），此部分蒸汽可直接并入工厂蒸汽管网。
3.6保护氮气水冷壁环隙需要充保护气体，可以充氮气、二氧化碳或驰放气等干燥气体，压力高于气化压力0.5MPaG，流量约200Nm3/h。
3.7公用工程消耗对比3.8多元料浆与四喷嘴耐火砖气化炉存在的主要风险为气化炉炉壳超温，耐火砖气化炉在开车和运行过程中，气化炉承压钢壳的温度在200℃以上，如果筑炉有问题或炉砖串气，就会发生炉壁超温的现象，严重时造成气化炉炉壳鼓包、爆zha。
国内同类厂家曾出现过气化炉壳体鼓包、爆zha等事故。
如鲁南化肥厂（德士古）、淮南化肥厂（德士古）、南京惠生（德士古）、滕州凤凰（四喷嘴）、华鲁恒升（多元料浆）等厂家。
耐火砖气化炉发生的事故主要是由于耐火砖固有特征决定的。
水冷壁气化炉因其环腔保护结构，炉壁温度不会高于水冷壁温度，不存在炉壁超温的问题一般。
比耐火砖炉的炉壁温度降低约100℃左右，且不存在串气想象，气化炉不会发生鼓包、爆zha等事故。
在设备安全方面，水冷壁气化炉比耐火砖气化炉有更好的安全性。
水冷壁气化炉安全问题可控。
稳定性好多元料浆和四喷嘴炉耐火砖气化炉正常运行时，主要依靠看渣口压差、洗气塔出口气体成分来判断气化炉的炉温，来调整氧煤比，但往往反应比较滞后，如煤浆泵打量不好时不易发现，等发现后再处理时，经常造成事故扩大，难以处理。