多喷嘴对置式气化炉与单喷嘴水煤浆气化炉运行分析
多种类水煤浆气化炉的基本概况比较
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。
具有自主知识产权的三种煤气化技术对比_王洪营
·29·
表 2 不同气化工艺的优缺点对比
项目 进料方式
优点
缺点
水煤浆进料
进料方便，对泵要求低气化炉压力可以提高至 6． 5 MPa 或 8． 7MPa，降低后工段压缩功； 合成气中水汽 比较高，后序变换工段可以不加蒸汽
由于物料中含水，需要消耗气化热使水变成高温蒸 汽，增加各种消耗
干粉进料 喷嘴个数
气化效率高，反应温度高； 残炭量低； 合成气有效气 成分高
1 技术及业绩简介
1． 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大
学和兖矿集团共同开发的新型水煤浆气化技术。其 特点为： 采用水煤浆进料方式，四个对置式喷嘴进 料，气化炉采用耐火砖隔热形式，出气化室合成气体
与渣采用冷激流程与渣水处理工艺［1］。 自山东华鲁恒升多喷嘴气化炉于 2005 年投运
三种气化技术各有其优点，用户及使用业绩也 气化技术。在企业选择气化技术时，一定要根据自
在不断增加。单从气化炉反应反面考虑，粉煤气化 身情况，从产品及规模、原料煤种，自身资源，环境保
具有其优势，但如果考虑原料介质输送所消耗的功， 护，投资等综合多方面情况考虑，选择出适合自己的
第 9 期（ 上）
王洪营等： 具有自主知识产权的三种煤气化技术对比
WANG Hong － ying ，YANG Yue － jing ，YANG Guo － dong ，GU Zhao － hui
（ Henan XLX Fertilizer Co． Ltd ，Xinxiang 453731 ，China）
Abstract： The coal gasification technology that possess independent intellectual property mainly includes
多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优势
人 的实验 测量 ，采用 大型商业 化软 件 （ Ｆ 对 Ｃ Ｄ）
气化炉 内的流动 过程进行 了数字模 拟研究 。
１２ 多喷嘴 对置 式水煤 浆 气化 工 艺的技 术核 心 ．
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 。
（ ）撞 击 区 ２
气 化 炉是煤气 化 的关 键设 备 ，气化炉 内合 理 的流场 结构对 气化 炉气化 效率 的提高 和安 全稳定
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
【 收稿 日期］２０ －６２ ０７０ －１ ［ 作者简介］ 王延坤 （９¨ ） 男 ， １６ 一 ， 山东滕 州人 ， ４ 工程师 ， 国 宏公司气化车 间主任。
结 构分 为 ：射 流 区 、撞击 区 、撞 击 流股 区 、回流 区 、折返 流 区 、管 流 区 ６个 区域 Ｊ 。
（ ） 射流 区 １
态 示踪分 析仪 （ ｕｌ Ｄ 、热 线风 速 仪 等对 气 Ｄ ａ Ｐ Ａ）
化 炉大型 冷模装 置 内的流动 和混合 过程进 行 了深
流体 经喷 嘴 以很 高 的速度 喷射 出来 ，将 其周
王延 坤 ，王 伟
２３ ０ ） ７ ５０ （ 矿 国宏 化 工 有 限 公 司 ，山 东 邹 城 兖
［ 中图分类 号］Ｔ ４ ［ Ｑ５ ６ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ ． ３ （０ ８ ０ － ２ －３ ０４９ ２ ２ ０ ） ｌ ０ １ ９ ０ ０
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
4000吨级水煤浆气化技术
“煤炭清洁高效利用和新型节能技术” 国家“十三五”重点专项
所属项目：大规模水煤浆气化技术开发及示范 课题名称：超大规模水煤浆气化放大关键技术 及污水减量化研究
围绕高温高压下湍流混合与复杂气化反应的相互作用的复杂科学问题研 究，掌握实现水煤浆气化过程高效化、大型化的基本理论指导原理。
400
200
辐射强度
CH*
0 0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
[O/C]e
[O/C]e
CH*辐射发光图像重建
柴油撞击火焰CH*二维分布
CH*辐射峰值随[O/C]e 的变化(柴油火焰)
L/De随[O/C]e的变化 (柴油火焰)
柴油和水煤浆撞击火焰黑体 辐射时均分布
第六届国际多喷嘴对置式煤气化技术推广及应用研讨会
多喷嘴对置式水煤浆气化技术新进展
华东理工大学
01
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
激冷流程工艺原理简图
磨煤制浆系统 气化系统 初步净化系统 渣水处理系统
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
技术研发历程
技术发明 及中试 22TPD 1996~2000
已运行26个项目，67台气化炉 累计总原料煤能力 > 20万吨煤/天，单炉最大规模4000吨级/日
多喷嘴对置式水煤浆气化技术——国际影响
合成气产能世界第三，为世界煤气化技术第一集团供应商
2017美国国际气化技术年会信息
成为国际三大主流气化技术提供商之一
多喷嘴对置式水煤浆气化技术
论多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及应用
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。
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策多喷嘴水煤浆气化装置是一种高效的煤气化工艺装置，可以将煤炭转化为可再生能源，具有重要的环保意义。
在高负荷运行时，多喷嘴水煤浆气化装置会遇到一些问题，例如煤浆分散性差、喷嘴堵塞、产气温度波动大等，需要进行工艺优化对策，以保证设备的高效、稳定运行。
1. 煤浆分散性差多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行时，由于进料量增加，会导致煤浆分散性变差，使得喷嘴无法将煤浆均匀地喷洒到气化反应器中，从而影响气化反应的效率。
3. 产气温度波动大在高负荷运行时，多喷嘴水煤浆气化装置的产气温度容易出现波动，这会影响气化反应的稳定性，降低产气质量和气化效率。
二、工艺优化对策1. 提高煤浆的分散性为了解决煤浆分散性差的问题，可以采取以下工艺优化对策：（1）优化喷嘴结构，提高喷嘴的喷射速度和精度，以确保煤浆能够均匀喷洒到气化反应器中；（2）采用超声波或其他物理手段对煤浆进行预处理，提高煤浆的分散性；（3）调整进料系统，控制进料量，避免过大的进料量影响煤浆的分散性。
2. 预防喷嘴堵塞为了预防喷嘴堵塞的问题，可以采取以下工艺优化对策：（1）定期清洗喷嘴，清除喷嘴中积聚的灰分、矿物质等杂质，防止喷嘴堵塞；（2）加装过滤器或其他粗处理设备，对进料煤浆进行预处理，去除大颗粒杂质，减少对喷嘴的损坏。
3. 控制产气温度波动为了控制产气温度波动的问题，可以采取以下工艺优化对策：（1）优化气化反应器的结构和加热方式，提高产气的稳定性；（2）优化气化剂的投入控制，调整气化剂的流量和温度，增强气化反应的稳定性；（3）调整煤浆的进料量和配比，控制气化反应条件，减少产气温度波动。
多喷嘴气化装置运行技术总结
多喷嘴气化装置运行技术总结蒋志容【摘要】多喷嘴气化装置投运后，出现了气化炉拱顶超温、锁斗排渣不畅、下降管烧损、煤浆泵入口管线不畅、烧嘴室壁温局部偏高、烧嘴盘管泄漏、烧嘴氧压偏高、煤浆泵活塞杆断裂等问题，影响了装置的长周期稳定运行。
经分析，原因锁定在原料煤、工艺烧嘴和工艺操作方面。
通过整改并采取相关优化措施后，使得因气化装置造成的停车次数大大减少。
%After putting into operation of the multi-nozzle gasification unit , there are problems including exceeding of temperature at vault of gasifier , blocking of slag discharge of lock hopper , downcomer damage by fire , obstructing of inlet pipe of coal slurry pump , high temperature at some parts of wall of nozzle chamber , leakage of nozzle coil , higher oxygen pressure of nozzle and fracture of piston rod of coal slurry pump , affecting long and stable running of the unit .After analysis , it is determined that the causes lay in raw coal , process nozzles and process operation .By rectification and taking relevant optimization measures , shutdown times caused by gasification unit are reduced significantly .【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P34-36)【关键词】多喷嘴;气化装置;技术总结【作者】蒋志容【作者单位】神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂宁夏银川 750411【正文语种】中文神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂(以下简称神华宁煤甲醇厂)600 kt/a 甲醇项目气化装置采用华东理工大学的多喷嘴水煤浆加压气化技术制取粗煤气，气化炉直径Φ 3 880 mm(2开 1备)，气化压力4.0 MPa(表压)，单炉日处理煤量2 000 t。
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法作者：刘朋来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第04期摘要：多喷嘴水煤浆气化水系统运行存在的问题主要表现为管线堵塞、阀门卡涩、低压系统泄露、澄清槽漫水或底部堵塞。
为改进这些不足，提升系统运行效果，有必要对工艺采取改进方法：注重提高煤质，使用优质煤，确保药剂合理配比，注重灰水的水质调整，并加强运行过程管理，提升系统综合性能，使其更为有效的发挥作用。
关键词：多喷嘴水煤浆；气化水系统；运行问题；工艺改进方法为提升系统运行效率，确保系统的稳定性与可靠性，在多喷嘴水煤浆气化水系统运行中，加强系统监控，落实各项管理制度与措施，提高工作人员综合素质是必要的。
但目前这些工作没有严格落实到位，制约系统运行效率提升，有必要采取完善措施。
1 多喷嘴水煤浆气化水系统运行的问题由于系统自身质量问题，再加上管理工作不到位，部分工作人员没有严格按要求开展各项操作，目前多喷嘴水煤浆气化水系统仍然存在以下不足。
1.1 管线堵塞例如，系统运行中，旋风分离器出口的管线出现堵塞现象，不能正常工作。
常见问题表现为：旋风分离器排水阀门虽然全部打开，但液位仍然保持原样，不会出现下降现象，液位显示仍然是100%。
在确认各阀门正常工作的前提下，虽然打开排污阀，出水仍然无流量，这表明管线存在堵塞现象，需要有针对性的采取疏通措施。
1.2 阀门卡涩阀门卡涩也是系统运行中的常见问题，渣水处理黑水切换阀门出现故障，阀门存在卡涩现象。
当工作人员经过查看后，在阀门关闭至剩余五分之一时，阀门构件出现损坏现象。
一旦出现这种情况，影响系统正常運行和工作效率提升，降低开车进度，甚至可能延误系统升压并气时间。
1.3 低压系统泄露低压系统泄露也是系统运行中的问题之一。
一般而言，在系统运行中，系统低压闪蒸器黑水管线出现泄露，影响整个系统的稳定可靠运行。
有必要对系统进行检修，查找导致低压系统泄露的原因，然后及时采取修复措施。
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策多喷嘴水煤浆气化装置是一种高效的清洁能源生产技术，它可以将煤炭转化为合成气，再通过合成气制取液体燃料和化工产品。
在实际生产中，多喷嘴水煤浆气化装置常常面临着高负荷运行的问题，这会导致装置的稳定性和安全性受到威胁，影响生产效益。
本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题，讨论工艺优化对策，以提高装置的稳定性和经济性。
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行时，面临以下几个主要问题：（1）气化反应器过载问题：高负荷运行会导致气化反应器的温度和压力升高，可能造成炉壁结焦、热负荷过大、气化剂分布不均等问题，从而影响气化反应的稳定性和效率。
（2）焦油产生增加：高负荷运行会使得水煤浆的喷射速度增加，导致煤浆碎解和气化速率增加，从而增加焦油的产生量。
焦油的形成不仅损害了气化反应器内部的设备和管道，还会影响合成气的质量。
（3）冷凝器结垢问题：高负荷运行会导致合成气中水蒸气和煤气中的杂质粒子增加，易在冷凝器内结成垢，影响冷凝器的传热效果，降低合成气的制取效率。
2.工艺优化对策（1）提高气化反应器的稳定性通过优化多喷嘴的布置位置和气化剂的分布方式，可以有效改善气化反应器的温度和压力分布，减少炉壁结焦和热负荷过大的问题。
可以采用先进的控制系统，实时监测气化反应器的运行状态，及时调整操作参数，确保气化反应的稳定性和高效率运行。
（2）降低焦油的产生通过提高水煤浆的预处理工艺，控制喷射速度和温度，可以有效降低焦油的产生量。
可以优化气化剂的配比和气化温度，促进碳气化和焦油气化的协同作用，减少焦油的生成。
（3）加强冷凝器的清洗和维护定期对冷凝器进行清洗和维护，有效清除结垢和沉积物，保持冷凝器的传热效果。
可以采用高效的过滤器和分离器，减少合成气中杂质粒子和水蒸气的含量，降低结垢的风险。
（4）提高设备的耐高温和耐腐蚀能力选用耐高温和耐腐蚀能力强的材料和涂层，对气化反应器和冷凝器进行加固和改造，延长设备的使用寿命，提高装置的稳定性和安全性。
多喷嘴对置式气化技术及应用-20131104
兖矿鲁化 1台4.0MPa-1150TPD
甲醇
新能凤凰 3台6.5MPa-1500TPD
甲醇
江苏索普 3台6.5MPa-1500TPD
甲醇
江苏灵谷 2台4.0MPa-2000TPD
氨
中盐昆山 2台6.5MPa-1200TPD
氨
杭州华电半山 1台3.5MPa-2200TPD
电力
宁波万华 3台6.5MPa-1200TPD
中试装置建设与运行
中试装置建于兖矿鲁南化肥厂。中 国天辰化学工程公司负责设计， 水 煤浆气化及煤化工国家工程研究中心 负责建设和运行。 日处理煤22吨，设计气化压力 4.0MPa，试验压力1.0～4.0MPa。
2000年10月考核验收
工业示范装置建设与运行
兖矿国泰化工有限公司—国内首家煤基多联产工厂
2006AA05A115)
国家攻关项目
新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉开发(课题编号96-550-01) 气化炉关键部件的研究与开发
知识产权情况
本技术属完全自主创新，整套技术均具有自主知 识产权。
气流床煤气化领域授权、公开的专利约30项。
授权美国专利2项。
1. 多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用 ZL98110616.1； 2. 一种复合床高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112880.1； 3. 以含碳氢化合物为原料气流床生产煤气的初步净化装置 ZL01112700.7； 4. 一种高温煤气冷却洗涤设备及其工业应用 ZL01112702.3； 5. 碳 氢 化 合 物 为 原 料 煤 气 生 产 装 置 中 的 含 渣 废 水 热 回 收 方 法 ZL01112701.5； 6. 一 种 固 态 含 碳 物 质 部 分 氧 化 制 备 合 成 气 喷 嘴 及 其 工 业 应 用 ZL200510025050.6； 7. 加压气化反应器的工业应用 ZL200410089404.9； ......