水煤浆气化技术简介
磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺原理简图
1、流场结构划分
折返流区 撞击流股 撞击区 射流区
回流区 管流区
流场结构由射流 区、撞击区、撞 击流股、回流区、 折返流区和管流 区组成。
60.5%煤浆 99.6%氧气
（3）撞击流股： 四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分 别在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反， 特征相同的两个流股。在这个区域中，撞击流股具 有与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸 作用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿 径向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。 （4）回流区： 由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作 用，故在射流区边界和撞击流股边界，出现在回流 区。
气化炉内的热平衡：
煤的部分氧化放出的热量热
等于气化反应说吸收的热量
（1）射流区：
流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射 流将逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。同时受撞击区较 高压力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大， 此后为撞击区。
（2）撞击区：
当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧 烈碰撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。 此点即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作 用，射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速 度）逐渐增大。撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作 用好。
气化炉耐火材料整体可分为三部分：锥底、拱 顶和筒体。耐火材料从里到外分为若干层，分别是： 向火面耐火砖、绝热层耐火砖和保温层耐火砖。
想一想：什么是耐火材料？
凡是耐火度不低于1580℃，有 较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力 、导热系数低和膨胀系数低的非金 属材料都可称之为耐火材料。
耐火材料的分类 ： 耐火材料通常按耐火度、形状 尺寸、烧制方法、耐火材料基体的化学矿物质组成 等进行分类。 （1）按耐火度分类有
为什么要进行烘炉操作？ 炉衬材料含有水分，在炉 墙砌筑完毕后，其水分含量很 高，如果不经烘烤直接投入使 用，由于炉膛温度很高，湿炉 墙由于温度上升过快，炉墙中 的水分迅速蒸发成气体，容易 使炉墙产生裂缝，造成炉墙密 封性能降低。
为了保护炉体和延长炉子的使用寿命，对于新 建炉子在投用之前或检修后开工时，也必须按规定 的烘炉曲线进行烘炉。烘炉得当，可提高炉子的使 用寿命。 要将炉墙烘烤干燥，必须得有热源。作为烘炉 用的热源主要有燃料油、燃料气、热风、蒸汽4种， 具体采用哪一种热源应视现场的条件而定，如果有 气体燃料，用气体燃料烘炉最方便。
工艺烧嘴
水煤浆未与中心氧接触前，在环隙通道为厚达 十余毫米的一圈膜，流速约2m/s。中心氧占总氧量 的15%~20%，流速约80m/s。环隙主氧占总氧量的 80%~85%，气速约120m/s，氧气在烧嘴入口处的 压力与炉压之比1.2~1.4。
烧嘴头部最外侧为水冷夹套。冷却水入口直抵 夹套，再由缠绕在烧嘴头部的数圈盘管引出。当喷 嘴冷却水供应量不足时，气化炉会自动停车。 烧嘴的材料为Inconel600，夹套头部材料为 Haynes188，烧嘴头部煤浆通道上都在主材表面堆 焊一层Stellite6耐磨层。
浓度60.5%的水煤浆 通过煤浆给料泵加压与高 压氧气（纯度99.6%）通 过四个对称布置在气化炉 中上部同一水平面的工艺 喷嘴对喷进入气化炉燃烧 室。
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射 流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管 流区。 利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种 灰熔点温度以上进行气化反应。炉内温度1350℃， 反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
工艺烧嘴主要是藉高速氧气流的动能，将水煤 浆雾化并充分混合，在炉内形成一股有一定长度黑 区的稳定火焰，为气化创造条件。 操作要点： 1、要控制好雾化角，防止火焰直接喷射到炉壁上， 或者火焰过长，燃烧中心向出渣口方向偏移，使煤 燃烧不完全。 2、水煤浆与氧气混合的好坏，直接影响气化效果。 局部过氧，会导致局部超温，对耐火内衬不利；局 部欠氧，会导致碳气化不完全，增加带出物中碳的 损失。
新砌耐火砖烘炉曲线
1400
30 328, 1000
1000
温度（℃）
800
168, 600 240, 600
600 400 200
0, 0 4, 100 86, 350 76, 100 158, 350
0 0 50 100 150 200 250 300 350 400
（5）折返流区： 沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击 流，近炉壁沿着轴线折返朝下运动。 （6）管流区： 在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射 流撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持 不变，形成管流区。
水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传 热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化 学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气 化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进 行。
灰渣的形成
煤焦的多相反应
气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的 反应体系，可分为一次反应与二次反应： 1、一次反应区(燃烧区) 进入该区的反应物有工艺氧、煤浆以及回流流股 和折返流流股中CO、H2等。这个过程进行得相当 短促，主要发生在射流区与撞击区中，其结束的标 志是氧消耗殆尽。
2、二次反应区 进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、 H2O以及CO、H2等组分。这时主要进行的是煤焦、 CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。 这是有效气成分的重要来源。二次反应主要发生在 管流区。
想一想：进入一次反应区和二次反应区的物 质组成有什么区别？
3、一次与二次反应共存区 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流 股、回流区、折返流区共存，不时进行物质交换， 再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有 可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区， 导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。 二次反应以吸热为主，致使发生二次反应的区 域温度较低，相对地起到保护耐火砖的作用。
2、煤浆颗粒在气化炉内的气化过程
煤浆颗粒在气化炉内的气化过程 经历了以下步骤：
湍流脉动
颗粒的湍流弥散 颗粒的对流加热
煤的热裂解
颗粒的振荡运动
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的辐射加热
裂解产物、挥发份及其 他易燃组分
煤浆蒸发与颗粒 中挥发分的析出
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
挥发产物的气相反应
普通耐火材料，耐火度为1580～1750℃； 高级耐火材料，耐火度为1750～2000℃； 特级耐火材料，耐火度为2000～3000℃。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
3、气化炉中发生的化学反应
在气化炉中主要进行以下化学反应： 同时还可能发生 以下副反应：
二、气化炉结构
工业上有各种各 样的炉子如气化炉、 冶金炉、窑炉和焚烧 炉等。 想一想：以上各种炉 子有什么共同点？
一般都具有用耐 火材料包围的炉膛， 利用热介质或燃料燃 烧产生的热量将物质 （固体或流体）加热 ，使炉膛内物质发生 物理或化学变化。
在正常运行期间，烧嘴头 部煤浆通道出口处的磨损是不 可避免的。当氧煤浆通道因磨 损而变宽以后，工艺指标变差， 就必须更换新的工艺烧嘴，这 个运行周期就是工艺烧嘴的连 续运行天数。 这就是为什么气化炉避免 不了定期停车的原因，也就是 为什么气化炉一定要设置备用 炉的理由。
作业题： 1、新型多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉的流场组成及 各组成区域内流体流动特性。 2、煤浆颗粒在气化炉内的气化过程经历了哪些步骤？ 3、新砌筑的气化炉为什么要进行烘炉操作？ 4、工艺烧嘴的操作要点。
时间（h）
新安装的炉子在设计技术文件中均应有详细的烘炉说明。 用途不同，加热介质不同，操作工艺条件不同的炉子，烘炉的 操作要求是不完全相同的。
三、工艺喷嘴
喷嘴也称烧嘴,其作用是将水煤浆充分雾化。使 水煤浆与氧气均匀混合。它与气化炉一样也是水浆 气化工艺的核心设备。
由图可见，工艺烧 嘴系三流通道，氧分为 两路： ① 一路为中心氧， 由中心管喷出，水煤浆 由内环道流出，并与中 心氧在出烧嘴口前已预 先混合。 ②另一路为主氧通 道，在外环道烧嘴口处 与煤浆和中心氧再次混 合。
硅质制品
镁质制品 碳质制品 特殊高纯氧化 物耐火制品
（6）按外观形态分为定型、不定型耐火材料和耐火 纤维制品。
不定型耐火材料也称散状耐火材料，是由合理级配的耐 火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂等，以一定比例组成的 混合物，可直接使用或加适当的液体混合后使用。 耐火纤维材料是一种既能耐高温又隔热的纤维状耐火材 料，这种材料导热系数低，体积密度小，富有弹性，抗机械 震动性能好。
（4）按烧制方法可以分为
不烧砖、烧制砖和熔铸砖等。
（5）按耐火材料基体的化学矿物质组成分类
耐火材料
硅酸铝制品
组成
粘土质耐火砖，SiO2含量小于65％，Al2O3含量28％～42 ％； 高铝砖，Al2O3含量大于或等于48％； 硅砖，SiO2含量不小于93％；熔融石英，SiO2含量99.5 ％以上。 MgO含量87％以上 以焦炭或无烟煤作原料，加焦油、沥青等结合剂，在强 还原气氛中烧成； 包括陶瓷砖，有纯氧化物制品，如Al2O3、MgO、ZrO2、 BeO、ThO2等；
水煤浆气化技术简介
水煤浆气化技术简介
水煤浆气化技术是现代煤化学工程的一种新型气化技术，其主要
特点是使用水煤浆作为原料，经过高温高压条件下的分解与转化，可
获得高品质的合成气、液体燃料和化学品。
通过水煤浆气化技术，可以将低品位煤资源转化为高附加值产品，提高煤的利用率和资源利用效益，同时减少二氧化碳等有害气体排放，具有较好的环境效益。
目前水煤浆气化技术已经在国内外得到广泛应用，广泛用于燃气
轮机、燃气锅炉、化学品合成等领域。
在未来，水煤浆气化技术将会
成为我国能源结构转型升级的重要方式之一，具有广阔的应用前景。
水煤浆气化工艺流程
水煤浆气化工艺流程
水煤浆气化工艺流程是将水煤浆转化为合成气的过程。
水煤浆是一种将煤粉与水混合而成的可燃性液体，通过气化处理可以得到一种含有丰富可燃气体的气体混合物，通常称为合成气或煤气。
水煤浆气化的工艺流程可以大致分为如下几个步骤：料浆制备、气化反应、气体净化和能源转换。
首先是料浆制备阶段。
煤粉和水按照一定的比例混合，形成可燃性的水煤浆。
这一过程通常包括煤粉的研磨、混合搅拌等操作，以确保煤粉与水的均匀分布和形成稳定的水煤浆。
然后是气化反应阶段。
制备好的水煤浆通过气化炉或气化器，与气化剂（通常为氧气、水蒸气或二氧化碳）在高温、高压下进行反应。
这个过程主要是通过高温将煤粉中的有机物质分解为气体，产生一种含有一氧化碳和氢气等可燃气体的混合物。
接下来是气体净化阶段。
在气化过程中，会生成一些杂质如灰分、硫化物以及其他有害物质。
为了保证合成气的质量和纯度，需要对产生的气体进行净化处理。
净化过程通常包括除尘、除硫、除氮等操作，以去除其中的杂质和有害物质。
最后是能源转换阶段。
经过净化处理的合成气可以被进一步利用为燃料或化工原料。
它可以被用于发电、供热、合成液体燃料等用途。
根据具体需求，合成气可能需要进行进一步的加工和转换，以满足不同领域的需求。
水煤浆气化工艺流程是一种将煤粉与水混合后进行气化反应的技术。
通过优化工艺流程，可以高效地利用煤炭资源并减少环境污染。
这种工艺具有灵活性和可持续性，已经得到广泛应用于能源和化工领域。
关于水煤浆气化技术的简介ppt课件
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耐火材料的分类 ： 耐火材料通常按耐火度、形状
尺寸、烧制方法、耐火材料基体的化学矿物质组成 等进行分类。
（1）按耐火度分类有
普通耐火材料，耐火度为1580～1750℃； 高级耐火材料，耐火度为1750～2000℃； 特级耐火材料，耐火度为2000～3000℃。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
（4）按烧制方法可以分为
不烧砖、烧制砖和熔铸砖等。
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（5）按耐火材料基体的化学矿物质组成分类
耐火材料
硅酸铝制品
硅质制品
镁质制品 碳质制品
特殊高纯氧化 物耐火制品
想一想：进入一次反应区和二次反应区的物 质组成有什么区别？
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3、一次与二次反应共存区 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流
股、回流区、折返流区共存，不时进行物质交换， 再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有 可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区， 导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。
颗粒的湍流弥散 颗粒的对流加热
颗粒的振荡运动
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的辐射加热
煤的热裂解
煤浆蒸发与颗粒 中挥发分的析出
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
煤焦的多相反应
灰渣的形成
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气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的 反应体系，可分为一次反应与二次反应：
德士古水煤浆加压气化技术
德士古水煤浆加压气化技术目录第一章：德士古水煤浆加压气化技术概况第一节：概述第二节：国外开展情况第三节: 国内开展情况第四节：德士古水煤浆加压气化技术有待改良第二章：煤及水煤浆的性质第一节：煤的工业分析和元素分析第二节：煤的工艺性试验第三节：德士古对水煤浆性质的要求第三章：气化原理及操作条件的选择第一节：德士古水煤浆加压气化原理第二节：气化反响条件的选择第四章：德士古水煤浆加压气化工艺流程及主要设备第一节：工艺流程表达第二节：主要设备介绍第五章：开停车方法第一节：原始开车前的检查准备工作第二节：气化炉的烘炉第三节：正常开车第四节：正常停车第五节：紧急停车第六章：正常操作要点第七章：PLC和DCS简介第一节：联锁和可编程控制器〔PLC〕第二节：集中分散控制系统〔DCS〕第八章：一般故障及处理第九章：平安生产第一节：概述第二节：装置设计中的防范措施第三节：平安生产管理第一章德士古水煤浆加压气化技术概况第一节概述****化学工业20万吨/年甲醇工程是新建一套利用神木本地所产烟煤作为原料，经空分、气化、净化、合成等几个化工工序，年产20万吨甲醇的生产装置。
其中气化装置是采用德士古水煤浆加压气化工艺，向甲醇生产制备合格水煤气。
煤气化已有一百多年的开展历史，先后开发了一百多种气化工艺和气化炉型，有工业应用前景的十余种。
煤气化分类无统一规定，最常用的是按原料在气化炉内的移动方式分为固定床、流化床和气流床三种：固定床气化是块煤从炉顶参加，自上而下经历枯燥、干馏、复原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和复原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和枯燥。
固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求很高，要求入炉煤要有一定的粒〔块〕度及均匀性，对煤的机械强度、热稳定性、含碳量、灰熔点、粘结性、结渣性等指标都有比拟严格的限制。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤〔﹤6mm〕在炉内呈并逆流反响，为了维持炉内的“沸腾〞状态并保证不结疤，气化温度应控制在灰软化温度〔T2〕以下，要防止煤颗粒相聚而变大以致破坏流态化，显然不能使用粘结性煤。
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（非熔渣一熔渣分级气化技术）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。
GE水煤浆气化技术
②煤仓氮封
流程：
1100#公用站 煤仓 1200#公用站 1400#公用站 1700#公用站
空分
7、15MPa氮气的作用及流程
来自空分15MPa高压氮气储存在高压氮气储罐V1205， 正常操作压力13.3MPa，其作用如下：
1.气化炉开车引氧前通过氧气管线反充压程序将氧气 管线界区总阀后压力充至8MPa，防止氧气界区总阀 因高压差动作引起事故；另外引氧过程中，氧气两 道切断阀之间建立高压氮塞，防止氧气切断阀内漏 引起事故。
2.气化炉停车过程中，高压氮气对煤浆管线及氧气管 线进行吹扫，确保系统安全；另外氧气两道切断阀 之间建立高压氮塞，防止原料气反串至氧气管线发 生事故。
7、15MPa氮气的作用及流程
To FI To FI
Oxygen
SLURRY To FI
N2 In
8、16MPa氮气的作用及流程
作用： 1.高压冷凝液罐V1401提供高压氮封。
2.5锁斗系统
锁斗是一个定期收集和排放固体渣的水封 体系，集渣和排渣均遵照锁斗循环逻辑，并按 一定时序完成 。在收渣阶段，激冷室底部的 渣水经破渣机进入锁斗V1301。锁斗循环泵 P1301从锁斗顶部抽取相对洁净的水送回激冷 室底部帮助排渣。排入渣池的粗渣在前仓经沉 降后由捞渣机送入灰车送出界区。锁斗循环大 致分为减压、清洗、排渣、充压、收渣五个阶 段，由锁斗程序自动控制。
3.重点设备
3.3破渣机 破渣机位于气化炉激冷室底部与锁斗之间，用 来破碎炉中产生的大块炉渣以及气化炉中脱落的炉 衬耐火砖块，保证正常固体粒度的炉渣能顺利进入 锁斗。 破渣机主要分为三部风：主机部分、液压部分 和电控部分。主机部分主要完成对炉渣和脱落的耐 火砖的破碎，液压部分是驱动破渣机主机运转的动 力来源，电控部分通过前面板输入控制命令，控制 破渣机的工作，三部分协调完成以保证破碎气化炉 中排出的大块炉渣或气化炉炉衬耐火砖块，保证气 化炉的正常工作。
水煤浆气化技术
常压富氧水煤浆气化技术我国矿物能源以煤为主，到2010年，一次能源消费结构中煤占60％左右。
大力发展洁净煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。
煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。
它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。
迄今为止，世界上已经商业化的IGCC大型电站，均采用气流床技术，最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。
Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭，显现其碳转化率高，冷煤气效率高的优势。
相比之下，水煤浆气化技术在中国引进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。
经过十多年的实践探索，中国在水煤浆气化技术方面，积累了丰富的操作、运行、管理与制适经验，气化技术日趋成熟与完善。
经过长期科技攻关，在水煤浆气化领域，形成了完整的气化理论体系，研究开发出拥有自主知识产权，达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
一、Texaco水煤浆气化技术的引进与完善为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工，自80年代至今，我国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置，用于生产甲醇与合成氨。
该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控安全、单炉生产能力大等特点。
基础上，先实施电力、甲醇、合成气联产，以后随着经验的增加和资金改善，逐步扩大联产内容，这个起步点的选择可以成为开发大西北的一个重要内容，亦为今后更完善的多联产系统的推广起示范作用；二是在加工高硫原油的石化企业附近，建立以石油焦或是高含硫渣油为气化原料的多联产系统，以排除高硫原油炼制所带来的困难。
(5)结合我国在气化方面己取得的、具有自己知识产权的成果(中国水煤浆气化与煤化工程研究中心和上海华东理工大学合作)，联合我国在煤气化和煤化工领域的优势单位，在多联产系统方面走出自己的路子。
水煤浆气化技术简介
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
工艺烧嘴
水煤浆未与中心氧接触前，在环隙通道为厚达 十余毫米的一圈膜，流速约2m/s。中心氧占总氧量 的15%~20%，流速约80m/s。环隙主氧占总氧量的 80%~85%，气速约120m/s，氧气在烧嘴入口处的 压力与炉压之比1.2~1.4。
烧嘴头部最外侧为水冷夹套。冷却水入口直抵 夹套，再由缠绕在烧嘴头部的数圈盘管引出。当喷 嘴冷却水供应量不足时，气化炉会自动停车。 烧嘴的材料为Inconel600，夹套头部材料为 Haynes188，烧嘴头部煤浆通道上都在主材表面堆 焊一层Stellite6耐磨层。
浓度60.5%的水煤浆 通过煤浆给料泵加压与高 压氧气（纯度99.6%）通 过四个对称布置在气化炉 中上部同一水平面的工艺 喷嘴对喷进入气化炉燃烧 室。
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射 流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管 流区。 利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种 灰熔点温度以上进行气化反应。炉内温度1350℃， 反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
工艺烧嘴主要是藉高速氧气流的动能，将水煤 浆雾化并充分混合，在炉内形成一股有一定长度黑 区的稳定火焰，为气化创造条件。 操作要点： 1、要控制好雾化角，防止火焰直接喷射到炉壁上， 或者火焰过长，燃烧中心向出渣口方向偏移，使煤 燃烧不完全。 2、水煤浆与氧气混合的好坏，直接影响气化效果。 局部过氧，会导致局部超温，对耐火内衬不利；局 部欠氧，会导致碳气化不完全，增加带出物中碳的 损失。
任务四：Texaco德士古煤气化技术
气化炉一般能开二个月左右就要单炉停车检修，或出现故障，须有计划的停车，而备用炉必须在 1000℃以上才可投料，若临时把冷备用炉升温至1000℃以上，势必影响全系统生产，所以有备用炉应处 于热备用状态的要求。而维持热备用炉耗能较大，需煤气150～1500 Nm3/h,空气150～1500 Nm3/h及部 分抽引蒸汽、冷却水。
TEXACO水煤浆气化属气流床气化工艺技术，即水煤浆与气化剂——纯氧在气化炉内特殊喷 嘴中混合，高速进入气化炉反应室，遇灼热的耐火砖瞬间燃烧，直接发生火焰反应。微小的煤粒 与气化剂在火焰中作并流流动，煤粒在火焰中来不及相互熔结而急剧发生部分氧化反应，反应在 数秒内完成。在上述反应时间内，放热反应和吸热反应几乎是同时进行的，因此产生的煤气在离 开气化炉之前，碳几乎全部参与了反应。在高温下所有干馏产物都迅速分解转变为均相水煤气的 组分，因而生成的煤气中只含有极少量的CH4。
最后生成以CO、H2、CO2、 H2O为主要成分的湿煤气及熔渣。
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项目三
二、TEXACO水煤浆气化工艺核心设备
思考：据你所知，描绘一下德士古气化炉的结构特点？
小组讨论，谈谈看法！
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项目三
1、TEXACO气化炉
气化炉为一直立圆筒形钢 制耐压容器，内壁村以高质量 的耐火材料，可以防止热渣和 粗煤气的侵蚀。
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项目三
基本原理 水煤浆通过喷嘴在高速氧气流作用下破碎、雾化喷入炉内。 ａ：裂解、挥发分燃烧
水迅速变为水蒸气；煤粉发生干镏及热解；挥发份燃烧。
b:燃烧气化:
燃烧：C+O2→CO2 +Q 气化:C+H2O→CO+H2 -Q；CO2+C→CO-Q; 燃烧:O2+H2→H2O +Q; CO+O2→CO2 +Q ; c:气化（氧气耗尽时）： C+H2O→CO+H2 -Q； CO2+C→CO-Q; CO+H2→CH4+H2O +Q；
水煤浆气化工艺原理
针对现有气化炉的不足之处，进行优 化设计，提高气化炉的效率和寿命。
新型水煤浆制备技术
研究新型水煤浆制备技术，优化水煤 浆的粒度和浓度，提高其稳定性。
资源化利用
将水煤浆气化工艺产生的废弃物进行 资源化利用，实现能源的循环利用和 可持续发展。
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高效节能
水煤浆气化工艺采用高效的气化 炉，能够充分利用煤炭资源，提
高能源利用率，降低能耗。
环保友好
水煤浆气化工艺产生的合成气 经过洗涤和净化处理，能够减 少对环境的污染。
灵活性高
水煤浆气化工艺可以根据市场 需求调整产品种类和产量，具 有较强的灵活性。
资源丰富
水煤浆气化工艺使用的原料煤 炭在我国资源丰富，能够满足
水煤浆气化工艺的改进方向
优化反应条件
通过进一步研究和改进，优化水煤浆 气化工艺的反应条件，提高能源利用 率和降低能耗。
开发新型催化剂
研究开发新型催化剂，提高水煤浆气 化反应的活性和选择性，减少副产物 的生成。
强化废水处理
加强废水处理技术的研究和应用，减 少废水中有害物质的含量，降低废水 处理难度。
水煤浆气化反应机理
煤浆制备
将煤炭破碎、研磨成微细颗粒，与水、添加剂混合搅拌制成水煤浆。
气化反应
在高温高压条件下，水煤浆与气化剂（氧气、水蒸气）在气化炉内发 生部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为主的可燃气体。
反应过程
水煤浆中的碳与气化剂中的氧发生反应，生成二氧化碳和水蒸气；同 时，碳与水蒸气发生反应，生成一氧化碳和氢气。
该工艺在国内外得到了广泛应用，对于实现煤炭的高效利用 、降低环境污染、发展可再生能源等方面具有重要意义。
目的与意义