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     1、課題來源與背景 煤氣化技術作為煤炭高效清潔利用的重要途徑之一，近年來得到快速發展。綜合國內外煤氣化技術狀況，結合對煤種的適應性、氣化技術指標、運行可靠性、投資、消耗及運行費用的分析比較，開發煤種適應性更廣、低投資、高可靠性的粉煤加壓氣化技術是適合我國國情的煤氣化技術首選能源替代路線。為滿足我國現代煤化工產業發展需要，尤其是高灰熔點煤的高效氣化需要，華東理工大學開發了“單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化技術”。 單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化技術針對化工合成氣的工藝需求，采用干煤粉加壓氣化加激冷流程，核心裝備為復合式燒嘴與水冷壁氣化爐。基于在煤氣化技術開發領域三十年的原始積累，華東理工大學通過實驗室冷模和熱模研究，創新性地提出了復合式氣化燒嘴與水冷壁氣化爐的新型結構形式及匹配工藝。研究結果表明，該單噴嘴冷壁式粉煤氣化爐具有運行可靠性高、連續運行周期長、煤種適應性廣（尤其適用于高灰熔點煤）、氣化技術指標先進、運行成本低的特點，市場前景廣闊。 2、技術原理及性能指標 復合式燒嘴與水冷壁氣化爐是單噴嘴冷壁式粉煤加壓氣化技術的關鍵裝備。復合式燒嘴不僅承擔著氣化爐點火、開工和操作運行的多重功能，而且與氣化爐相匹配，構造爐內直流式受限射流流場，在高溫高壓條件下實現煤粉向合成氣的轉化。在該過程中，氣化爐內部的水冷壁襯里通過“以渣抗渣”的方式實現隔熱功能，從而保護氣化爐的耐壓外殼不被高溫燒損。 SE粉煤氣化工業示范裝置滿負荷考核結果表明，采用60%貴州煤和40%神華煤的混配煤為原料，氣化壓力4.0MPa，該關鍵裝備運行效果優良。主要技術指標如下： （1） 單爐有效氣（H2+CO）產量72000Nm3/h； （2） 比煤耗569kg/1000Nm3（H2+CO）； （3） 比氧耗331Nm3/1000Nm3（H2+CO）； （4） 氣化碳轉化率98.3%； （5） 燒嘴連續運行壽命不低于200天。 3. 技術的創造性和先進性 （1） 復合式燒嘴 復合式粉煤氣化燒嘴集點火、開工升溫、操作運行功能于一體。通過優化設置各物流流道、結構形式與工藝條件匹配、冷卻結構等，實現了燒嘴在點火、開工、運行各階段不同功能的作用，并確保氣化爐與燒嘴安全和長壽命。該燒嘴在工業示范裝置運行中，首次使用累計時間達181天，創下國內外同類技術示范運行紀錄。 （2）水冷壁氣化爐 通過氣化爐結構與燒嘴以及工藝參數的優化匹配，形成了直流式受限射流流場，實現了近壁面溫度均勻、渣口溫度略高的合理溫度場。氣化爐水冷壁開創性地采用了“抽拉式”結構，不僅大大簡化了結構，而且取消了水冷壁限流孔板，水動力分布性能優良。 工業示范裝置運行結果表明，氣化過程中生成的細灰少、熔渣多（灰渣比合理，為3:7～4:6），水冷壁掛渣均勻，碳轉化率高（98%以上），有效氣體（H2+CO）成份高（～89%）；驗證了該氣化爐具有煤種適應性好（可氣化高灰熔點、高灰分、反應活性較差的無煙煤）、工藝性能與指標先進、結構簡單、操作方便、安全可靠等顯著優勢與特點，氣化爐運行創下多項同類裝置運行記錄。 4、技術成熟度 單噴嘴冷壁式粉煤氣化關鍵裝備—復合式燒嘴及水冷壁氣化爐自2014年1月23日首次開車即連續運行達11天。隨后穩定運行，截至目前未出現過跳車或被迫停車情況。 長周期運行表明，氣化裝置運行可靠性好，氣化爐可操作性強，不易堵渣，水冷壁掛渣均勻，氣化爐液位平穩，激冷水干凈且流量穩定；氣化爐煤種適應性強，裝置曾因煤質變化，灰熔點由1290℃上升到1400℃，氣化爐可迅速適應；裝置操作靈活，負荷可按需求量及時調整，操作彈性60%-110%之間；裝置環保合格率100%。