6.4　非熔渣-熔渣气化技术特点及性能

6.4.1　分级给氧的技术特点

①分级给氧，使气化炉内流场和温度场分布均匀，气化反应更加充分，有效气体成分提高1％～2％。

通过热态实验，测得气化炉轴向温度曲线如图6-3所示，不分级给氧与分级给氧的气化炉轴向温度特性是不同的。由于二级氧气的加入，提高气化炉下部的温度水平，整个气化炉从上到下的温度分布更加均匀，气化反应更加充分。

②在喷嘴中心气体采用CO₂后，喷嘴附近的温度可以比采用氧气的时候降低200℃左右，喷嘴使用的条件大为缓和，可以有效地延长喷嘴的使用寿命。

③在熔渣气化炉内加入二次氧气后，二次氧气迅速和非熔渣炉来的物料混合升温，回流区大为减少，使得气化的有效气化容积高于连续气化，这同样增加了有效气的含量。

④主烧嘴可以采用氧含量从0～100％的不同气体（如CO₂或N₂）作为主烧嘴预混气体，减少氧气消耗。

6.4.2　二代清华炉特点

二代清华炉核心是水撤热自然循环原理、膜式水冷壁凝渣保护原理、立式旋风液态排渣煤粉燃烧、液态渣的粒化、水煤浆燃烧以及油的雾化等，结构处理上借鉴了锅炉的水冷壁及卫燃带结构和绝热炉膛结构，因此该气化技术具有鲜明的动力设备特点。

①稳定性好：水煤浆气化工艺成熟，用水煤浆进料稳定可靠，水冷壁挂渣稳定。水煤浆运行安全可靠，避免了粉煤进料不稳定、易燃、易爆、易磨损泄漏等难题。

②煤种适应性强：气化温度不受耐火材料限制，气化反应速度快，碳转化率高，煤种适应性好，能够消化高灰分、高灰熔点、高硫煤。

③投资费用低：水冷壁气化炉减少了烘炉时间，延长了气化炉的在线率。因此，在大规模煤化工装置建设中，可以减少备炉量，从而降低投资。

④国产化程度高：设备材料及制造工艺100％国产化，相对于国内运行的其他加压煤气化技术，节约投资30％～50％，为大型煤化工企业的技术选型提供了新的选择。

⑤环境友好。气化温度高，残炭含量低，易于收集处理，废水无难处理污染物，制浆可处理污水。

6.4.3　性能考核

“清华炉”于2007年10月通过专家组考核。装置连续稳定运行72小时，平均负荷率为109.4％，装置各项指标平稳，通过考核，考核主要技术指标见表6-1。

“二代清华炉”气化技术于2012年8月由中国石油和化学工业联合会组织现场考核专家组对该煤气化技术工业装置进行了现场考核。专家组确认该装置为世界首套水煤浆水冷壁气化工业装置，综合性能优异，是具有国际领先水平的新型煤气化技术。

考核期间，装置连续稳定运行72小时，平均负荷率为103.1％，考核数据达到了指标要求。

与热壁炉相比，煤种适应性显著增强，同等直径的水冷壁气化炉与原耐火砖结构的气化炉相比，燃烧室容积增大1.6倍，考核主要关键数据见表6-2。