水煤漿氣化關鍵技術實現從引進到輸出的跨越

我國煤化工關鍵技術正經歷從技術引進到技術輸出的跨越。由華東理工大學與兗礦集團合作完成的大型高效水煤漿氣化過程關鍵技術和自主開發的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐已成為煤化工裝置氣化技術首選之一。

煤的氣化技術是煤潔凈利用技術的重要環節，以氣化為基礎的煤轉化技術把煤轉化成燃料和化學品，能夠降低煤炭常規排放量和對進口石油和天然氣的依賴程度。然而，在20多年前，大型煤氣化技術一直被國外公司壟斷，開發具有自主知識產權的大型煤氣化技術是中國煤化工界幾代人的愿望。

2005年，華東理工大學潔凈煤技術研究所成功開發出具有我國自主知識產權的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術，打破了國外的長期壟斷。但當時的水煤漿氣化技術存在單爐規模小、關鍵設備壽命短、運行穩定性差以及氣化效率有待提高等技術與工程難題，急需進行成套關鍵技術的升級與創新。

在國家“973”“863”等科技計劃的支持下，華東理工大學與兗礦國泰化工有限公司、兗礦魯南化肥廠，在多噴嘴對置式水煤漿氣化技術方面歷經10余年開展聯合攻關，突破了水煤漿氣化大型化、高效率、長周期穩定運行等關鍵技術瓶頸，形成了國際領先的大型高效水煤漿氣化成套技術，打破了國際上GE、Shell等跨國公司對煤氣化技術的壟斷。

2014年6月24日，當時世界最大的單爐日處理煤3000噸級煤氣化裝置在內蒙古榮信化工有限公司正式投產。

與單爐日處理2 000噸級氣化裝置相比，3 000噸級裝置碳轉化率由99.2%提高到99.63%，冷煤氣效率由74.5%提高到75.2%。與國際先進技術相比，該技術有效氣成分提高3個百分點，碳轉化率提高約4個百分點，比氧耗降低10.2%，比煤耗降低2.1%，技術指標國際領先。在高負荷操作條件下，與同類技術相比氣化工藝指標先進，氣化裝置安全可靠、自動化程度高、操作控制靈活，大型化優勢也更加突出。該項目的成功投產標志著多噴嘴對置式水煤漿氣化技術躍上了新的臺階。

從起步開發自主技術到大型工業裝置示范運行，該技術歷經了20余年的開發完善、工程應用及工程放大，最終以其優異的技術指標在世界范圍內引起了普遍關注，成為煤化工裝置氣化技術首選之一。目前國內單爐處理能力2000 t/d以上的水煤漿氣化裝置全部采用該技術。

目前，日處理煤4 000噸級水煤漿氣化技術示范裝置也正在建設當中。項目牽頭單位兗礦集團總工程師孟祥軍表示，該項目目前已取得7項階段性成果。一是開發了氣化爐的新型耐火材料；二是進行了飛灰輻射特性研究；三是搭建了高溫水蒸氣條件下煤灰熔渣黏溫特性試驗平臺；四是初步建立了基于煤質的氣化過程耦合反應網絡模型；五是完成了日處理煤4000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化技術工業示范裝置工藝包；六是編制了日處理煤2 000噸級廢鍋激冷型水煤漿氣化技術工業示范裝置工藝包；七是完成了日處理煤4 000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化爐及相關系統主要設備的安裝。

截至目前，由兗礦集團、華東理工大學共同開發的多噴嘴氣化技術已經以技術許可的方式向國內外57家用戶實施了轉讓，共計158臺（套）氣化爐，產生了良好的經濟、環保和社會效益，提升了我國現代煤化工行業的技術水平和國際競爭力。