气化型煤新技术的应用与开发.doc

气化型煤新技术的应用与开发

王学先 田 青 侯立刚 程国强(山东飞达化工科技有限公司 泰安 271400) 2004-06-16

1  问题的提出
    近年来，无烟块煤价格居高不下，2004年第一季度最高竟达800元／t，有些化肥生产厂家被迫限量低负荷运行。在这种形势下，山东飞达化工科技有限公司要想获得持续健康发展，就必须进一步挖潜，降低生产成本。
    合成氨作为尿素等生产的基础原料，在化肥生产中占有极其重要的地位，降低合成氨的生产成本也就降低了最终产品的生产成本和完成成本。而在合成氨生产中，原料(白煤)费用占合成氨成本的35.8％，电耗占33.8％，其它费用占30.4％。因此，降低合成氨生产成本应首先从降低原料成本出发。
    国内最新研究开发的多元混合料浆气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术和煤(焦)富氧连续气化技术，具有投资少、工艺先进、原料来源广、综合利用好、污染小等特点，是对我国中、小氮肥原料路线的重大革新和突破，对合理利用资源、优化配置、降低生产成本、增强市场竞争力都有重要意义。但这3项技术目前尚处于试验阶段，要实现工业化应用仍需要一定的时间。
    而国内20世纪五六十年代开发的碳化煤球技术相对成熟，并经几十年的改造又取得了一定的进步。但该技术存在投资大、污染性大、劳动强度高等缺陷。
    能否寻找或开发一种投资少、见效快的节能降耗的有效途径，且具有先进性、经济性、稳妥性和系统性的优点，已成为公司的当务之急。
2  方案的确定   
    公司与国内科研单位通力合作，建立试验基地，发挥各自优势，开发成功气化型煤新技术。该技术采用无烟煤末为主原料，加入一定比例的复合粘结剂和添加剂，通过一定工艺处理，经过成型、烘干而成。
    该技术是在石灰碳化煤球和清水煤棒型煤的基础上，借鉴成功之处，优化升级，其中部分先进技术已在石油化工、冶金、玻璃、陶瓷等行业率先推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益。
    依据该技术放大效应的可靠程度，结合公司现有生产条件及今后扩能降耗需求，制定了整体工程技术方案，并相应确定了该工程的设计基准条件。
    (1)设计生产规模为30～50 kt／a。
    (2)产品质量达到如下要求：固定碳含量(与原料样相比)降低≤6％，冷强度≥450 N／个，热稳定性(R13)≥70％，灰熔点(ST)≥1 250℃，含水量≤2％。  
    (3)成本增加(在粉煤基础上)≤70元／t。
3  方案的实施
3.1  生产工艺
    根据多年来的理论研究和实践经验，气化型煤技术关键之一是选择合理的工艺路线。气化型煤新技术确定的生产工艺流程如图1所示。 

3.2  粘结剂的选择
    气化型煤新技术采用因地制宜的粘结剂原料、合理的粘结剂制造技术以及严格的配方，使所开发的粘结剂具有以下特点：
    (1)良好的粘结性能。
    (2)能使型煤具有足够的机械强度、抗湿性和热稳定性。
    (3)产品发热量和固定碳含量降低少，活性有不同程度提高。
    (4)不含对气化和后续工艺有害的杂质，不危害员工健康，不污染环境。  
    (5)原料来源广，价格便宜，能就地取材。
3.3  主要设备   
    研制开发的型煤机械设备，从原料的定量、破碎、粘结剂制备、物料搅拌、成型到干燥已形成系列，能保证工艺流程的实现，其主要设备情况见表 1。

3.4  总布置图
    烟煤厂与造气工段之间平衡配套，按长方形一字展开布置，给料机靠近煤末堆，干燥系统靠近吹风气装置，干燥窑、成型机出口紧挨磅室，直通上料口。
3.5  生产特点
    (1)生产方式
    间歇生产与连续生产相结合，可以边投料边贮存，也可以边生产边干燥使用，直接用于造气生产。
    (2)热能综合利用
    干燥气体全部利用造气吹风气放空烟气。现有φ3 000造气吹风气回收装置2套，配φ2 610造气炉4台(造气炉共计8台)，炉膛热点温度为1 100℃，炉膛温度≥650℃，废气流量(2～3)×104m3／h(标态)，烟气出口温度160℃，风压为3 600 Pa，吹风气回收原工艺为经引风机引至烟囱(高度20m)直接排放。
    在正常运行时，吹风气的烟气属非爆炸性气体，考虑到开停车或不正常情况下烟气成份可能接近易燃易爆区，为保证干燥系统始终处于安全区，设计时将烟气入口设置在窑体顶部一端防爆膜附近。这样，正常时烟气经干燥系统回收热能、降温、除尘、放空，不仅有利于环境保护，而且热风炉可备用不开，日节煤5 t。
4  运行效果
4.1  生产方式
    考虑到造气炉之间的通用性、一致性和互备性，决定采用掺烧方案先在1台造气炉上试烧气化型煤，成功之后再扩大应用范围。
    依据掺烧量一般为1／3，最大不超过2／3，造气加料量、生产工艺指标、工艺流程无需改变，生产系统无不良影响。
4.2  运行工况   
4.2.1  原料条件
    (1)山西晋城、河南焦作两地中块煤(50～150mm)与型煤(52mm×49 mm×30mm)按3∶  1(质量)混烧。其中中块煤含碳量为75％，热值 26.5 MJ／kg；型煤含碳量为68％，热值为25.0 MJ／kg。
    (2)φ2 610造气炉8台，开6备2，过热蒸汽 (310℃)制气。
    (3)采用改进型D400、C600高效风机各1 台，自动加煤机2台，循环时间为150s。
4.2.2  工艺控制指标
    (1)掺烧型煤后，风压变化不大，仍控制为 22.7 kPa(170mmHg)。
    (2)型煤表面积、反应速度、炉温均无明显变化，故送风时间仍为38s。
    (3)上、下吹制气时间分别为34～36s、60～62s。
    (4)蒸汽阀门开度不变，消耗不变。
    (5)排灰次数仍为每班2次。
    (6)炉上温度350 ℃，炉下温度250～300℃。
4.3  消耗对比   
    以2002年10月25日-11月25日单纯烧块煤生产为例，共消耗块煤(实物)9 880t，产合成氨 7 600t、尿素12029t，吨氨耗煤1.30t。
    型煤掺烧以2003年10-11月为例，共消耗煤(实物)10 950t，产合成氨7 550t、尿素12 080 t，吨氨耗煤1.45 t。
    根据综合调度室的统计数据(表2)，造气单炉发气量、蒸汽用量(流量计)、灰渣残碳量及气体成份均无明显变化。

4.4  注意点
    该项目投资省、见效快。为满足造气工艺要求，应完全按照生产指标要求，保证型煤的固定碳、冷强度、热稳定性、灰熔点和含水量均在指标 以内，并选择最佳掺烧比例。
4.5  效益分析
    2004年第一季度公司所购山西白煤价格为700元／t，经装卸、运输、破碎后，出末率一般为10％，入炉块煤成本为750元／t，合成氨总成本为1 800元／t，原料成本占合成氨总成本54％。由于所剩煤末不能直接用于化肥生产，被迫以400元／t出售。
    气化型煤投用后，将不能直接用于造气炉的煤末加工成型煤，成本增加70元／t，即总成本为470元／t。在抵扣降低固定碳含量6％、增加消耗10％后，型煤比块煤成本降低205元／t，按年消耗50kt计，增经济效益1 025万元。
5  结语
    经近1年的生产实际运行，气化型煤技术证明切实可行，且炉况稳定，对合成氨净化系统(脱硫、变换、铜洗、脱碳)无不良影响，工艺指标无需调整。
    综上所述，山东省合成氨总生产能力为4080 kt／a，折合白煤用量5 300 kt／a，按出末率10％计算，则出煤末530 kt／a。若煤末全部制成气化型煤，每年至少可新增效益10 865万元，效益明显，因此气化型煤新技术是可行的。

气流床煤气化的技术现状和多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发

于广锁, 刘海峰, 周志杰, 王亦飞, 王辅臣, 龚欣, 于遵宏(华东理工大学洁净煤技术研究所,上海 200237) 2005-09-16

    煤炭气化是对煤炭进行化学加工以实现煤炭洁净利用的关键。气流床煤气化技术是现在最清洁的煤利用技术之一，主要包括：以水煤浆为原料的GE(Texaco)、Global E-Gas气化炉和以干粉煤为原料的Shell、Prenflo、Noell气化炉［1］。在新型煤化工和能源转化技术中，煤气化都起有重要作用，特别是在我国，煤气化具有作为原料气和燃料气的双重市场需求，被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等行业和煤气生产企业。
1国外技术现状和发展趋势
1.1  技术现状
1.1.1  GE(Texaco)气化炉
    美国Texaco公司(2005年5月气化部分被GE收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，液态排渣，煤气有效成分（CO＋H2）为80%(体积分数)左右，不含焦油、酚等有机物质，碳转化率96%～99%，气化强度大，炉子结构简单，煤适应范围较宽。目前Texaco的最大商业装置是Tampa电站，于1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。该装置为单炉，日处理煤2 000～2 400 t，气化压力为2.8 MPa，冷煤气效率约76%。
    喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。更大尺寸Texaco气化炉提高碳转化率的方案为：增加气化炉的停留时间；气化炉直径给定下增加长径比。
    Texaco水煤浆气化技术自工业化应用以来，先后在世界各地建成多套生产装置，表1为Texaco水煤浆气化技术的应用情况。

从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，装置还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态。存在的问题主要表现在以下几个方面。
    ◆烧嘴  烧嘴是Texaco气化工艺的关键，其寿命直接决定着装置的长期、经济运行。目前烧嘴寿命很短，延长烧嘴寿命是亟待解决的一个问题。烧嘴通常都是三通道结构，中间通道走水煤浆，外层和内层通O.2。内层通O.2量小于8%，且无法调节，这使烧嘴和耐火砖寿命、气体组成和碳转化率都受到了影响。
    ◆耐火砖  耐火砖的寿命对Texaco气化过程也很重要。高温气化炉中，耐火砖在一个较短时间内(6～18个月)就会有较大的毁损。维修费用中耐火砖的更换占了很大份额且换砖大概要花1个多月时间，所以，延长耐火砖的寿命很有必要。
    ◆激冷环  激冷环也是气化过程中的重要设备。目前仍有不少问题，如激冷室带水、液位保不住、内环易变形、布水缝隙不均匀、下降管易烧坏变形等。
1.1.2  Global E-Gas气化炉
    已建设两套商业装置：LGTI(1987年运行，1995年停运)与Wabash River(2台炉，一开一备，单炉容量2 500 t/d，2.8 MPa，1995年投运)。炉型类似于K-T，分第一段(水平段)与第二段(垂直段)。第一段两个喷嘴呈180°对置，最高反应温度约1 400 ℃。第二段采用总煤浆量的25%(质量分数)进行冷激，反应温度约1 040 ℃，采用压力螺旋式连续排渣系统。  该技术的缺点是：二次水煤浆停留时间短，碳转化率较低；为分离一次煤气中携带的灰渣和二次煤浆的灰渣及残炭设置了一个庞大的分离器；倒T字型炉水平段与竖直段交接处难以承受高压，使该炉型的应用受到限制。如果把倒T字型改为直圆柱型，不仅气化炉的设计和制造费用可以降低，气化炉也可以承受较高的压力。
1.1.3  Shell气化炉
    用于Buggenum IGCC电站的Shell煤气化技术，其单炉的日处理煤能力为2 000 t。1990年10月开工建设，1993年开车，1994年1月进入为时3年的验证期，目前已处于商业运行阶段，据报道，2003年运转时间仅6 500 h。Shell气化炉壳体直径4.5 m，高30 m，炉衬为水冷壁，总质量500 t，4个喷嘴位于炉子下部同一水平面上，沿圆周均匀布置，借助撞击流以强化热质传递过程，使炉内横截面气速相对趋于均匀。
    其技术优势在于：进料系统采用的是膜式水冷壁气化炉，可高温(1 700 ℃)气化，原料选择范围较宽，炉内壁采用水冷壁技术，无需耐火砖，节省运行费用；由于是干煤粉进料，不受制浆难易的限制；气化后产生的煤气中CO2含量低，有效气体(CO+H2)的体积分数约90%，氧耗比水煤浆气化低约10%。Shell气化炉膜式水冷壁的设计寿命据说至少为25 a，烧嘴寿命为1 a。
    其存在的问题主要是：煤粉的干燥、制备、存储和输送、计量系统复杂，易发生故障；需要专门设置高纯度氨气的制备和增压系统，耗电增多，并使空分系统复杂化；密相输送煤粉所带入的N2会影响后工序；气化炉的压力低于4.5 MPa，不能与后续过程相衔接(如等压合成甲醇)；干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统；一次性设备投资费用高，远高于水煤浆气化技术；气化炉结构过于复杂，加工难度极大；运行经验不够丰富，世界上目前只有Buggenum在运转，而且是用于IGCC发电，没有化工领域的成功应用经验；国内技术基础较差，无设计、建设和生产的合作经验。近几年拟采用Shell技术建设的部分干煤粉气化装置见表2。

1.1.4  Prenflo气化炉
    1992年西班牙ELCOGAS采用Prenflo气化技术在西班牙Puertollano建设IGCC电站，这也是Prenflo的第一个商业化装置。Puertollano IGCC发电装置为单炉，日处理2 500 t混合燃料(煤与石油焦各半)；气化压力2.6 MPa，温度约1 700 ℃；气化炉壳直径5 m，高45 m。1997年12月19日第一次生产煤气，1998年6月备煤、气化、脱硫三单元连续运转198 h。至2001年底，Prenflo气化装置累计运行时间超过11 400 h。2002年开始进入商业运行。
1.1.5  Noell气化炉
    Noell气化炉(原GSP)由原东德的燃料研究所开发，炉型与Texaco激冷型气化炉酷似。干煤粉进料，炉衬采用水冷壁，含一薄层起保护作用的特殊SiC填充物质，喷嘴与水冷壁炉衬的寿命据称可达5 a以上，碳转化率99%。1996年在德国Schwarze Pumpe以煤、油为原料运行40 MW IGCC装置。现该公司更名为Future Energy GmbH，与宁煤集团合资(各50％股份)，在国内积极推广Noell气化技术。
1.2  发展趋势
    水煤浆气流床气化技术的发展趋势为：开发耐火材料系统；改善气化炉测量和控制仪表；开发高压和其他气化炉的多固体给料系统，包括煤和生物质给料；开发寿命长、投资低、燃料和负荷弹性好的烧嘴；开发不同气化炉给料流量、组成和其他特征的连续在线分析技术；开发气化炉模型。
    干煤粉气流床气化技术的发展趋势为：干煤粉进料系统的传输介质用二氧化碳或合成气、天然气；煤粉输送开发设计出密封的、可在高压下运行的干煤粉进料泵；增加二段进料；采用激冷法提供变换反应的水蒸气，省去合成气冷却器；当前基于锁斗系统的干煤粉进料限制了其操作压力(4 MPa)，开发能耗低、高压操作的浆体(CO2)进料气化。
2  国内技术现状和发展趋势
2.1  研究开发现状
    我国煤的商业化和社会化迄今已100余年，但没有形成能与国际抗衡的商业化具有自主产权煤气化技术。近40年来，在研究与开发、消化引进技术方面进行了大量工作，有代表性的有：20世纪70年代起西北化工研究院研究开发水煤浆气化技术并建设了中试装置，为引进Texaco水煤浆气化技术提供了丰富的经验；“九五”期间就“整体煤气化联合循环(IGCC)关键技术(含高温净化)”立项，有10余个单位参加攻关；1999年科技部“973”立项的“煤的热解、气化及高温净化过程的基础研究”已结题；2004年科技部“973”立项的“大规模高效气流床气化技术基础研究”正处于研究中。
    “九五”期间，华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关项目——“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”。中试装置的运行结果显示：有效气成分含量83%；碳转化率＞98%；比煤耗、比氧耗降低7%。依托本成果，“十五”期间兖矿集团有限公司、华东理工大学承担“863”课题——新型水煤浆气化技术，建设日处理1150t的四喷嘴对置水煤浆气化技术商业示范装置(4.0 MPa)。
    华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂等共同承担国家“十五”科技攻关计划课题——“粉煤加压气化制备合成气新技术研究与开发”。中试装置于2004年7月正式投运，累计运行1 000 h，化工投料连续运行最长时间为74 h，装置运行负荷15～45 t/d。中试装置72 h运行考核的工艺指标为：有效气成分90.4%，碳转化率98.2%，比氧耗293m3，比煤耗523 kg［比氧耗、比煤耗分别指生成1 000 m3 (CO+H2) 所消耗的氧气体积和煤质量，以下同］，冷煤气效率84.2%。
    与水煤浆气化技术相比，干煤粉气化避开了煤浆制备对煤种的限制，煤种适应范围宽，工艺指标先进，合成气有效成分高，碳转化率高。该技术填补了国内空白，中试工艺指标达到国际先进水平。
2.2  工业运行情况
    20世纪80年代以前，我国的煤气化完全依赖常压固定床技术，国内有数千台常压固定床气化炉，配套小型合成氨生产装置及少量甲醇和联醇装置，这些气化装置中相当一部分至今仍在运转。20世纪80年代初我国开始引进第二代煤气化技术，一套加压Lurgi装置建于山西潞城；5套Texaco水煤浆气化装置分别建于山东鲁南、上海吴泾、陕西渭河、安徽淮南、黑龙江伊春，这5套装置均用于生产合成气，制氨或甲醇。目前正在引进的煤气化技术仍有多套。
3  多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发
3.1  应用基础研究
3.1.1  大型冷模研究
    试验流程如图1所示。大型冷模对置气化炉直径1 m。采用激光多普勒三维粒子动态分析仪(Dual PDA)、热线风速仪(Streamline 4)、毕托管等研究测试气化炉内的撞击射流湍流速度场、浓度场、压力场、停留时间分布等，获得气化炉内的流动与混合规律，为气化炉的研究开发提供科学依据。流场结构见图2。

图1大型冷模试验流程
1—冷模气化炉；2—喷嘴；3—鼓风机；4—流量计；5—水泵；6—示踪剂；7—Dual PDA测试系统；8—停留时间测试系统

图2  四喷嘴对置气化炉流场结构
1—射流区；2—撞击区；3—撞击流股（上下两股）；4—回流区（6）；5—折返流区；6—管流
3.1.2  小型热模试验
    在小型热模试验装置上(如图3示)研究对置式热模气化炉内的火焰特性与温度分布，获
得操作参数、结构参数、流动混合状态对气化反应结果及温度分布的影响规律。

图3  小型热模试验流程
1—热模气化炉；2—喷嘴；3—贮槽；4—泵；5—流量计；6—氧气钢瓶；7—气体质量流量计；8—冷却室；9—数据采集系统
3.1.3  雾化性能研究
    基于大型冷态模型(1 500×4 500 mm)，借助激光衍射颗粒测试仪(Malvern)，以水、甘油及水煤浆为试验介质，对不同几何结构与尺寸的喷嘴进行雾化性能研究，开发与气化炉结构尺寸相匹配、雾化性能优越的气化喷嘴。试验流程如图4所示。

图4  喷嘴雾化试验流程
1—冷模气化炉；2—喷嘴；3—Malvern测试仪；4—鼓风机；5—流量计；6—泵；7—贮槽；8—过滤器；9—引风机；10—计算机
3.2  多喷嘴对置式气化炉中试试验
3.2.1  工艺简介
    由工业气化装置界区来的煤浆经两级煤浆振动筛筛分后，贮存在煤浆槽内。由空分装置来的液氧经液氧泵加压，送至液氧汽化器，汽化后分四路送中试装置气化炉的4个工艺喷嘴。煤浆槽内的煤浆分别经4台高压煤浆泵加压后计量送至4个工艺喷嘴。水煤浆与氧气一同通过工艺喷嘴进入气化炉，在气化炉内进行部分氧化反应，生成的粗合成气、熔渣并流向下进入气化炉激冷室，熔渣在底部水浴中激冷固化，由锁斗收集，定期排放。粗合成气经脱氧水喷淋降温送洗涤塔洗涤除尘。洗涤塔中部有一黑水引出管，含固量较低的黑水由此引出，经洗涤塔循环泵加压后送入激冷室，作为粗合成气的激冷水使用。
    气化炉由大连金州重型机械厂制造，炉体采用进口钢材（ASTM A387 Gr11 C12）制造。耐火砖由洛阳耐火材料研究院的耐火材料厂生产。
    中试结果及其与引进水煤浆气化技术的比较见表3。

图5  多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺流程
1—磨煤机；2—煤浆槽；3—多喷嘴对置式气化炉；4—锁斗；5—水洗塔；6—蒸发热水塔；7—真空闪蒸器；8—澄清槽；9—灰水槽
3.2.2  技术优势
    (1) 操作方便，易于控制。操作过引进装置的人员经过短时间的熟悉与了解，就可驾驭多喷嘴对置式气化炉。
    (2) 炉内耐火砖保护良好，下渣口光滑。该气化炉最大优势之一是整个炉膛温度分布均匀，最高与最低温度差一般在50～150 ℃之间，最高温度也不超过1 300 ℃，为延长耐火砖使用寿命创造了条件。
    (3) 装置安全平稳。中试装置运行安全平稳，未出现因工艺原因引起停车。
    (4) 技术指标先进，较引进气化炉节氧7%，节煤7%。
3.3  多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺流程及特点
    多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺流程见图5。水煤浆气化压力为3.0～6.5MPa，温度为1 300℃。在此高温下化学反应速率相对较快，而气化过程速率由传递过程控制。为此，采取的技术对策是：通过喷嘴配置优化炉型结构及尺寸，在炉内形成撞击流，以强化混合(热质传递)过程，并形成炉内合理的流场结构，从而达到良好的工艺与工程效果，使有效气成分高，碳转化率高，耐火砖寿命长。
    具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化示范装置的技术特点是：多喷嘴对置的水煤浆气流床气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备；分级煤气初步净化工艺；蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回收工艺。
3.3.1  多喷嘴对置式气化及煤气初步净化
    煤浆经隔膜泵加压，通过4个对称布置在气化炉气化室中上部同一水平面的工艺喷嘴，与氧气一起对喷进入气化炉。煤浆颗粒在气化炉内的气化过程经历以下步骤：颗粒的湍流弥散、颗粒的振荡运动、颗粒的对流加热、颗粒的辐射加热、煤浆蒸发与颗粒中挥发分的析出、挥发产物的气相反应、煤焦的多相反应、灰渣的形成等。
    出气化室夹带有熔融态灰渣的高温合成气在复合床结构的洗涤、冷却室内完成合成气的洗涤、冷却和熔渣的初步分离。采用混合器、旋风分离器和水洗塔相结合的高效节能煤气初步净化系统使煤气中灰渣的含量降到最低，并且减小压力损失。
3.3.2  含渣水处理
    气化炉及煤气初步净化系统来的含渣水分别减压后导入含渣水处理系统，首先进入蒸发热水塔蒸发室，含渣水大量汽化，溶解在水中的酸性气体解吸出来。蒸发室产生的蒸汽进入热水室，与循环灰水直接接触换热，使灰水得到最大程度的升温。蒸发室底部含固量得到增浓的液相产物进行真空闪蒸，进一步降低含渣水温度和浓缩含渣水的含固量，且酸性气体完全解吸。
3.4  与引进水煤浆气化技术的区别
    (1) 引进水煤浆气化技术为单喷嘴，流场为受限射流，停留时间分布宽，碳转化率低，射流以较大速度冲刷耐火砖；多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用撞击流，旨在加强混合，强化热质传递。实践证明，其气化效果优于引进水煤浆气化技术。
    (2) 引进水煤浆气化技术采用文氏管与筛板塔组合的初步煤气净化方案；多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用混合器、旋风分离器、泡罩塔组合分级净化方案，属高效、节能型净化工艺。
    (3) 引进水煤浆气化技术采用间接换热方式回收黑水余热；多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用直接换热方式回收黑水热量，有助于解决换热器结垢堵塞问题，提高热传递效率。
    (4)200 kt/a合成氨(或甲醇)装置，引进技术的专利实施许可费用约280万美元,而具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术专利费仅为引进技术的1/3左右。
3.5  工程应用实例
3.5.1  在兖矿集团有限公司的应用
    兖矿集团有限公司在兖矿鲁南化肥厂建设多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程，利用2台日处理1 150 t煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉(4.0 MPa)配套生产240 kt甲醇、联产71.8 MW电，总投资为16亿元。空分装置由中国华陆工程公司设计，气化装置由中国天辰化学工程公司设计。
    示范装置于2003年5月1日正式开工建设，中国化学工程第三建设公司负责气化装置、空分装置的建设; 气化炉由哈尔滨锅炉厂制造; 耐火砖由洛阳耐火材料研究院高耐厂、新乡耐火材料厂生产。示范装置已进入单体试车阶段，计划2005年7月投入试运行。
3.5.2  山东华鲁恒升化工股份有限公司的应用
    在山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程中建设了一台多喷嘴撞击流气化炉(6.5 MPa，日处理煤750 t)。气化装置由中国华陆工程公司设计，气化炉由哈尔滨锅炉厂制造；喷嘴由航天部十一所(北京)制造；耐火砖由新乡耐火材料厂生产。
    2005年6月2日7：40，四喷嘴对置式水煤浆气化炉开车，至2005年6月5日15：45，运行80 h后计划停车。在80 h运行期间，操作方便，整个气化炉运转平稳，无任何异常情况，工艺指标良好。四喷嘴对置水煤浆气化炉比煤耗575 kg，比氧耗388 m3，合成气中有效气CO+H2 含量82.16%。灰渣中残炭含量为4.76%，碳转化率大于98%。四喷嘴对置水煤浆气化炉已可以进入长周期工业运转。
4  结语
    经过研发单位的长期科技攻关与通力合作，具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术不久将实现大规模产业化，扭转我国煤气化技术长期依赖引进的局面，同时也为拓宽原料来源、减少对无烟块煤的依赖提供了先进、经济的支撑技术。该技术煤种适应性强，可采用资源丰富、分布广泛的烟煤或褐煤，并对粒度、灰分和含硫量有较大的兼容性。可作为核心技术集成为大宗化学品生产装置(合成氨、甲醇等)、联合循环发电(IGCC)装置、煤基“多联产”装置，也可为煤直接液化、间接液化提供气源，具有十分广阔的应用前景。
    煤气化技术(特别是先进的纯氧气化技术)投资高，产品为合成气，并非最终可售商品，必须配套后续系统，因此，以多喷嘴对置式水煤浆气化技术为龙头的煤基工业装置的建设资金投入较大，国家应在产业化方面形成一个较完善的支撑体系，在如立项、国拨资金、银行贷款免息或贴息、减税、政策支持(如电能的上网)等各方面予以支持，为该技术在国内尽早大规模产业化应用创造良好的条件。