(2) 在煤种相同情况下，与水煤浆加压气化相比，粉煤加压气化氧耗低（降低约 20%）、
6
煤耗低（降低约 8%），有效气(CO+H2)成分高(提高约 6~10 个百分点)，碳转化率高。 (3) 由于粉煤气化喷嘴射流速度的降低，喷嘴使用寿命将是水煤浆气化喷嘴的 2 倍以上。
中试装置及运行结果
中试流程类同于工业装置流程。主要由磨煤干燥、粉煤供料与输送、气化和初步净化 四个单元组成。系统运行为工业化放大积累了宝贵经验。气化用煤为兖矿鲁南化肥厂 Texaco 水煤浆气化用煤，即北宿精洗煤，所以气化指标与鲁化装置具有可比性。
3.2 技术研发成果 3.2.1 中试耐火砖炉研究
依托已有多喷嘴对置式中试气化炉，华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工 程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开 发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。
与水煤浆气化技术相比，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳 转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。但是，在当时我国还没有该类 技术的应用经历，引进的 Shell 技术正在建设中，攻关计划课题的实施在国内具有开创作用。
图 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图
3
a-气化框架夜景
b-气化烧嘴平台
图 2 多喷嘴对置式水煤浆气化技术示范装置(兖矿国泰化工有限公司)
表 2 多喷嘴对置式水煤浆气化工业装置及其与引进水煤浆气化技术的比较
t
装置能力 煤/天·炉
有效气 成分
CO+H2%
比氧耗 Nm3O2/1000Nm3(CO+H2)
与此同时开始了粉煤气化技术的开发，成为国内最早起步从事研发的单位。 “十五”期间，华东理工大学、兖矿集团有限公司共同承担国家 863 计划重大课题“新 型水煤浆气化技术”进行多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化研究。 “十五”期间，华东理工大学与兖矿集团有限公司共同完成国家“十五”科技攻关课题 “粉煤加压气化制备合成气新技术研究与开发”，在国内率先完成了粉煤加压气化中试研究。 目前，多喷嘴对置式水煤浆气化技术现已完成工业示范，并已成功推广应用，粉煤加压 气化技术正在实施日处理千吨级煤的工业化示范。 华东理工大学煤气化技术的研发历程见表 1。
根据装置运行负荷与工艺条件不同，运行的典型合成气组成见表 3。
表 3 中试装置典型合成气组成与比较
本技术(N2 输送) 本技术(CO2 输送)
Shell 技术 GSP 技术 GSP 技术 (淮南煤试烧，中试) Texaco 技术
CO % 58~62 59~64 64.6 68.9
49~53
45~47
z 2001 年 10 月科技部立项开展中试研究； z 2004 年 12 月 9 日中试项目通过科技部组织的专家 72 小时运行考核验收； z 2004 年 12 月 21 日通过了科技部主持的课题专家委员会验收。
3.1.2 突破性研究进展 z 2005 年 6 月在中试装置上完成了以 CO2 为输送介质的粉煤加压气化中试研究，填补
2
表 1 华东理工大学煤气化技术研发历程
七五 八五 九五
十五
十一五
多喷嘴对置式煤气化技术
国家科技项目
合作单位
科技攻关项目“德士古气化炉流场测试”；
国家自然科学基金项目“水煤浆气化炉中 鲁南化肥厂
气化机理研究”。
科技攻关课题“气化炉关键部件研究与开
发”； 科技攻关课题“德士古水煤浆气化炉数学 模拟”； 科技攻关课题“新型(多喷嘴对置)水煤浆
3 华东理工大学粉煤气化技术
3.1 技术研发主要阶段 3.1.1 小试与中试研究
华东理工大学在煤气化领域的研究已有二十五年历程。在自主产权水煤浆气化技术中试 阶段(1999 年)，开始了粉煤加压气化技术研发。
“十五”期间，由华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中 心)和中国天辰化学工程公司承担完成国家重点科技攻关课题“粉煤加压气化制备合成气新技 术研究与开发”：
在该阶段主要完成了以下研究内容： z 磨煤干燥工艺条件优化 z 粉煤固体质量流量计使用与标定 z 料位计校核 z 高压下粉煤密相流动特性与输送控制 z 喷嘴运行实验 z 煤粉速度与其流量关系研究 z 气化系统的安全联锁系统控制 z 气化炉带压连投实验 z 气化炉操作与工艺优化研究
中试装置典型合成气组成
2004 年 7 月建成并运行中试装置(气化炉为耐火砖衬里，四喷嘴对置式)，装置处理能力 为 15~45 吨煤/天，操作压力 2.0~2.5Mpa，操作温度 1300~1400℃。装置的运行首次在国内展 示了粉煤加压气化技术的运行结果，于 2004 年 12 月 6 日至 9 日通过科技部组织的现场 72 小 时运行专家考核，2004 年 12 月 21 日通过科技部主持的课题专家验收。该技术填补了国内空 白，各项技术指标达到国际先进水平。该技术入选 2004 年度煤炭工业十大科学技术成果。
6/3600 2/3600 3/3400 2/3880 1/4000 3/3400 3/3600 3/3400 2/3600 2/3880 3/3400 5/（石油焦）
2000/6.5 2200/6.5 1500/6.5 2000/4.0 2000/3.5 1500/6.5 2200//6.5 1500/6.5 2000/6.5 2155/4.2 1200/6.5 2300/6.2
华东理工大学煤气化技术简介
华东理工大学
2011 年 4 月
1. 概况
华东理工大学经过 20 年的不懈努力，成功开发了具有自主知识产权的多喷嘴对置式气化 技术，可广泛应用于水煤浆、粉煤、石油焦等含碳原料的气化。这项技术的诞生，打破了长 期以来国外跨国公司对我国大型煤气化技术的垄断，成为我国煤气化技术进入国际先进行列 的里程碑，为我国洁净煤技术和煤基能源化工产业的迅速发展起到了重要支撑与引领作用。 华东理工大学的煤气化技术已在国内外推广应用 27 家企业，共计 57 台气化炉，其中多喷嘴 对置式水煤浆气化炉 54 台，粉煤加压气化炉 3 台。华东理工大学成为国际上唯一一家同时拥 有水煤浆和粉煤加压气化技术的研究机构。2008 年该技术以超过 1 亿元人民币的技术实施许 可费出口美国，这是中国大型化工成套技术首次向发达国家出口，也是迄今为止中国高校获 得的最高一笔海外技术实施许可费用。在煤气化等相关领域，华东理工大学已获国家专利 54 项，其中发明专利 28 项，实用新型专利 26 项，3 项美国专利公开，取得的科研成果获 2007 年度国家科技进步二等奖、2008 年中国专利奖优秀奖、2006 年度中国石油和化学工业协会科 技进步特等奖（2 项），入选 2006 年中国高校 10 大科技进展、2006 年中国高校－企业合作创 新十大案例，获 2004 年煤炭工业十大科技成果，获 1998 年上海市科技进步一等奖等。
~95 煤 浆 浓 度 为
~62.5%
渭河
化肥厂[3] ~750
78
415
采用华亭煤，
627
~95 煤 浆 浓 度
为~60%
安徽淮化
集团[4]
~500
77
425
采用华亭、义
708
~95 马混煤，煤浆
浓度~62%
应用企业
兖矿国泰 兖矿鲁化 华鲁恒升 滕州凤凰 江苏灵谷 江苏索普 神华宁煤 宁波万华
表 3 多喷嘴对置式水煤浆气化炉推广应用情况
比煤耗 kg 煤/1000 Nm3(CO+H2)
碳 转化率
%
备注
北宿精煤，煤
本技术 ~1150
84.9
309
535
>98 浆浓度(质量
分数)为~60%
兖矿鲁南
化肥厂[1] ~400
~82
~336
~547
煤种同上，煤 ~95 浆 浓 度 为
~63%
上海焦化
有限公司[2 ~500
81
412
采用神府煤，
638
3/3200
1200/6.5
甲醇
状态
2005 年投运 2008 年投运 2005 年投运 2009 年投运 2009 年投运 2009 年投运 2009 年投运 2010 年投运
4
山东久泰 山东盛大 安徽华谊 上海焦化 杭州半山 兖矿新疆 兖矿内蒙 内蒙泛海 山东海力 安阳盈德 河南心连心 Valero（美国）
甲醇 甲醇 甲醇 甲醇 IGCC 醇、氨 甲醇 甲醇 甲醇 合成氨 合成氨 氢气
设计中 设计中 2011 年投运 计划 2012 年投产 设计中 计划 2011 年投产 计划 2012 年投产 设计中 设计中 设计中 设计中 设计中
2008 年 7 月 31 日，华东理工大学与美国 Valero 能源公司(世界 500 强、北美最大炼油企 业)签定技术许可合同，建设 5 台单炉日处理 2500 吨石油焦的多喷嘴气化装置，用于石油焦 气化制氢项目，专利实施费超过亿元人民币。这是中国首次向美国出口成套大型化工技术。
鲁南化肥厂、中 国天辰化学工 程公司
气化炉开发”。
863 重大课题“新型水煤浆气化技术”；
重大装备国产化专题“四喷嘴撞击流水煤
浆气化工艺软件包开发研究”；
兖矿集团有限
“十五”科技攻关项目“粉煤加压气化制 公司、中国天辰
备合成气新技术”
化学工程公司
973 项目“大规模高效气流床煤气化技术
的基础研究”。
多喷嘴对置式水煤浆 气化炉中试研究； 喷嘴开发； 粉煤气化实验研究
多喷嘴对置式水煤浆 气化技术工业示范 粉煤加压气化技术中 试研究
多喷嘴对置式水煤浆 气化技术大型化示范 和产业化 粉煤气化技术工业化 示范
2.多喷嘴对置式水煤浆气化技术
“十五”期间多喷嘴对置式水煤浆气化技术进入工业示范阶段，2005 年建成并运行首套 示范装置，使我国第一次拥有了自己的大型化煤气化技术，在我国煤气化史上具有里程碑意 义。该技术获 2007 年度国家科技进步二等奖、2006 年度中国石油和化学工业协会科技进步 特等奖。截止 2011 年 4 月，该技术已在国内推广 课题“日处理 2000 吨煤新型水煤浆