多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性

多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优越性李娟平董杰(兖矿鲁南化工有限公司，山东枣庄277527)摘要：多喷嘴对置式水煤浆气化技术是气流床气化技术，以煤炭大规模高效气化技术为基础，将城市煤气、洁净发电和供热、液体燃料等清洁能源产品的生产与煤炭化学深加工相结合的一种加压大型化工装置。本文对我国这项拥有自主知识产权技术的研发以及在当前的应用加以概述，从而来发现多喷嘴对置式水煤浆气化的炉流场结构及其在进料上面的技术特点和优越性。关键词：多喷嘴对置式水煤浆气化技术；流场结构；优越性飞礴心艇姆淑麓瀵姆姆淑艇媳祷秣心蚺瓷姆黼靛姆淑髓躐＆瀵蟪姆姆蚁蟪瀵抟《姆淑姆憩黼蕊蟪蟪蟪蟪R蟪姆忒蕊蟪姆秣蕊麓姆黻酸姆姆螭麓姆黼蕊嫡姆姆黼蟪姆随蟪媾N祷姆姆秣螭礴doi：10．3969／j．issn．1008-0155．2013．09．076中图分类号：F403．7；TQ546文献标志码：B文章编号：1008—0155(2013)09-0130-02多喷嘴对置式水煤浆气化技术在被我国研发和投人到工业化的应用中后，以其自身的发展优势，在煤气化行业中成为了主流技术，为我国当前的煤气化技术的发展指明了方向，为我国的煤化工事业的大规模发展提供了技术的保证，同时也标志着我国在水煤浆气流床气化技术上达到了世界领先水平。一、多喷嘴对置式水煤浆气化技术的研发以及在工业化中的应用1、技术的研发多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在我国的兖矿鲁南化肥厂进行研发的。我国自主研发的这项多喷嘴对置式水煤浆气化技术，在性能上已经处于国际领先水平，并且在化工产品的推行领域、动力燃料及大宗化学品原料向油基的转变等方面，很大程度上促进了煤清洁利用产业的发展。2、技术工业化多喷嘴对置式水煤浆气化技术在“十五”期间进人到了商业示范阶段。多喷嘴对置式水煤浆气化技术投产以来，重量级的多喷嘴对置式水煤浆气化炉、燃气发电装置等设备在不断地完善创新中，已经全面的进入到了实际生产的阶段，并且在运行周期上也在不断的突破。二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术的机构气化炉是水煤浆气化中的关键设备，气化炉内流程结构的合理性对于水煤浆气化的效率和安全性能都起着决定性的作用。在多喷嘴对置式水煤浆气化中采用的是当前国内外最先进的撞击流技术来加强混合的，并以此来促进传热和传质。下面就结合气化炉内的流程分布特点来对多喷嘴对置式水煤浆气化的核心技术以及结构进行简要的概述。多喷嘴气化是通过对水煤浆及氧气在同一水平面上向上对喷的原理来研制的，水煤浆和氧气在撞击之后形成了射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区六个区组成的气化炉内的流场。图1为多喷嘴对置式气化炉流场结构示意图：1．射流区2．撞击区3．撞击流股区4．回流区5．折返流区6．管流区图1多喷嘴对置式气化炉流场结构示意图水煤浆和氧气进入到气化室后，进行了一系列的物理和化学的反应过程，这些反应过程中，雾化、传热、蒸发、挥发、燃烧的反应过程比较的快，在前五个区域中就已经基本上完成了，而只有气化反应比较的慢，在管流区中进行。三、多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优越性和单烧嘴相比较，多喷嘴对置式水煤浆气化技术在技术上具有如下的优越性。(1)在进料方面的优越性。多喷嘴形成撞击的物料的混合，能够使得物料在混合的过程中燃烧更加的充分，在雾化的效果上也会更好，而对置式的烧嘴气化技术中，多股射流经过撞击后形成了撞击流股，在这个过程中轴向的速度明显的减弱，炉内的流体在停留的时间上分布比较的合理，短路的现象也得到了改善，使得转化率明显的提高。(2)在碳转化上有明显的优势。通过对转化炉中渣的可燃物进行验证，可以得出多喷嘴对置式水煤浆气化炉碳中的可燃物在10％以下，而单喷嘴水煤浆气化炉的渣中可燃物一般在25％一40％，通过两者的对比可以看出多喷嘴对置式水煤浆气化炉在碳转化上具有明显的优势。(3)耗煤量也明显降低。通过对采用多喷嘴对置式水煤浆气化技术的兖矿国泰化工有限公司吨甲醇耗煤量和使用单喷嘴水煤浆气化炉的兖矿鲁南化肥厂吨收稿日期：2013—05—29作者简介：李娟平(1982一)女，陕西西安人，本科毕业，助理工程师，现在兖矿鲁南化工有限公司工作。·130·万方数据甲醇耗煤的用量上来看，前者的耗煤量明显的低于后者。(4)多喷嘴对置式水煤浆气化技术更适合大型化。多喷嘴对置式水煤浆气化技术由于有多个喷嘴，即使每个气化炉的处理量增加了，可是由于是多个喷嘴，那么每一个喷嘴的负荷也不是很大，从而也不会影响到雾化的效果。(6)热偶的平均寿命较长。由于流场的不同就决定了多喷嘴对置式水煤浆气化炉较之单喷嘴水煤浆气化炉在高温热偶的使用寿命方面有着很大的优势，一般情况下如果要想保证在每一个生产周期内气化炉上都有温度的显示，这就需要高温热偶的平均寿命要达到两个月以上，这对于正常的生产有着重要的作用。(7)环保性能比较的好。由于多喷嘴对置