5.4　气化炉结构

多喷嘴对置式气化炉共有五个喷嘴，一个预热烧嘴位和四个工艺烧喷嘴。预热喷嘴位于气化炉的正上方，工艺喷嘴位于气化炉中上部，位于同一水平面并互成90°。气化炉采用破泡条取代上升管，洗涤冷却室共设有4层破泡条，每层由若干根截面呈三角形锯齿状的长条组成，相邻两层破泡条相互垂直，能够有效破除气体冲破水浴后上升过程中产生的气泡。气化炉用静态破渣器破渣，灰渣进入洗涤水中后，粒径大于150mm的灰渣在重力和水的湍动作用下沿静态破渣器栅格斜面向下滚动，并借助水的湍动和静态破渣器的棱角将其破碎，未被破碎的灰渣被格栅拦截、堆积于静态破渣锥的底部，检修时将其清除。气化炉结构图见图5-2。

图5-2　多喷嘴对置式水煤浆气化炉

5.4.1　喷嘴

多喷嘴对置式水煤浆气化使用的工艺喷嘴是新型预膜式、外混式喷嘴，喷嘴采用三通道结构。其雾化夹角大，雾化效果好，又因采用对撞燃烧方式，其混合更加充分。当某一个喷嘴因制造或其他原因雾化不好时，其影响也非常小。新型喷嘴结构见图5-3^［1］。

图5-3　多喷嘴对置式水煤浆气化炉

5.4.2　多喷嘴对置式气化炉技术特点

（1）独有的气化反应流场　通过喷嘴配置、优化炉型结构及尺寸，在炉内形成撞击流股，增加了气化炉内物料混合交错的机会^［2］，物料在气化炉内的运动轨迹曲折且迂回量比较大，氧、煤混合更加充分，有利于强化传热和传质过程，物料在气化炉内停留时间比其他同类技术多2～3s，参与气化反应时间更长，提高了碳的转化率和单位气化炉燃烧室容积的生产能力，从而达到良好的工艺与工程效果。流场结构见图5-4。

图5-4　多喷嘴对置撞击流气化炉流场结构

（2）多喷嘴协同进料与撞击雾化^［3］多喷嘴进料克服了单一喷嘴对进料量的限制，将物料均匀分配到4个烧嘴，喷嘴尺寸的大幅度减小，特别是中环煤浆通道尺寸的大幅度减小，有利于喷嘴的雾化操作，且喷嘴采用对置撞击，使氧气和煤浆的混合效果更好。

（3）洗涤冷却室采用喷淋床与鼓泡床相结合　由于洗涤冷却室采用了喷淋床与鼓泡床相结合的技术，气液两相分布更加均匀，固体灰渣沉降效果更好，床层液面比较平稳，液位容易控制，在床层上方存在较大的气液分离空间，气体夹带的小液滴能得到有效分离，不发生气体的带水问题。

（4）分级式合成气初步净化工艺　采用“分级”净化，即混合器、分离器、水洗塔的三级净化方案，属高效、节能型净化工艺，使水洗塔内的黑水含固量降低，不易堵塞管道和激冷环，保证运行期间的洗涤冷却水量不会降低。

（5）直接换热式渣水处理工艺　蒸发室产生的蒸汽进入热水室与循环灰水直接接触换热，不仅提高了热传递效率，使灰水得到最大程度的升温，而且避免了换热器的结垢堵塞问题。

5.4.3　与引进技术的区别

多喷嘴对置式水煤浆气化技术与引进的原Texaco技术是有明显的区别和优势，主要表现在以下几个方面。

（1）雾化优势　使用四个喷嘴向气化炉内供应煤浆，由于喷嘴的尺寸大幅度地减小，有利于喷嘴的雾化操作。

（2）流场结构优势　由于气化炉内有撞击流股的存在，增加了气化炉内物流混合的机会，提高单位气化炉燃烧室容积的生产能力。

（3）运行稳定性优势　气化炉有四个工艺喷嘴，有两套安全系统。当一组喷嘴停掉后，另外的一组喷嘴在短时间内依然可以正常运行，这就使气化炉的运行稳定性得到提高^［4］。

（4）在粗煤气洗涤方面的优势　多喷嘴气化炉的导气管内，将激冷水分为两路，一路分布在降气管的内壁，一路以喷淋的形式喷射到导气管内部的整个空间范围内，这样就大大增加了激冷水和出气化炉粗煤气之间的接触面积，提高了热交换的效率，降低了导气管内壁液膜上的热流强度。

华鲁恒升公司两台气化炉使用同一个煤浆槽的煤浆，气化指标如表5-1。

表5-1　华鲁恒升两台气化炉部分运行指标对照表