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浙大多燃料喷嘴旋流新工艺首创高品位过热蒸汽
中化新网讯 8月16日，从浙江大学热能工程研究所获悉，我国水煤浆废锅气化技术取得重要突破：一种多燃料喷嘴旋流新气化工艺已由浙大热能工所开发成功。该工艺的最大特点是顶置多燃料喷嘴，副喷嘴倾斜角度依据燃料特性及气化炉规模调整以优化气化炉内的流场；首创了废锅副产高品位过热蒸汽，新工艺技术既可以用于新建成套装置，也适合于原有水煤浆技术改造，经济效益明显。
据新工艺项目研发团队负责人、浙大热能所王勤辉教授介绍，多燃料喷嘴旋流气化工艺是由浙大热能所研发的具有自主知识产权的气化新工艺。是浙大在长期煤炭燃烧及气化技术研发及应用基础上，结合现有成熟的水煤浆气化技术进行改进创新，重点研发了顶置式多燃料旋流喷嘴和废锅副产过热蒸汽等关键技术。气化炉采用顶置主喷嘴和副喷嘴结合的组合式烧嘴，主喷射流流场、副喷旋流产生加速作用使炉内流场分布更加均匀，提高了碳转化率。同时利用多喷嘴优势，气化不同原料，实现煤炭、焦末、油渣、固废、生物质共气化，满足并适应现代煤化工大型化和原料多样性需求。
据了解，该新工艺技术在气化炉上部为安装有膜式水冷壁的燃烧气化室，下部为带有辐射废锅的激冷室，辐射废锅内设有蒸汽发生器和蒸汽过热器。水冷壁型气化炉可以提高燃烧室的操作温度，从而扩大煤种的适应性，能够消化低挥发份、高灰份、高灰熔点、高硫煤。其核心部件辐射式蒸汽发生器和蒸气过热器借鉴液态排渣旋风锅炉的结构设计理念，能有效避免国内外同类技术存在的堵渣和积灰问题，通过回收高温合成气热量，副产出高品质的过热蒸汽，其过热蒸汽产品可直接并入全厂过热蒸汽管网，作为直接驱动压缩机等汽轮机的动力蒸汽或进行过热蒸汽发电，为企业创造更多的经济效益。同时气化热效率比国内外现有的水煤浆气化工艺有较大幅度提高，这也是大型煤气化技术研发应用的又一重要进展。
我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对丰富的国家，煤炭是我国基础能源和重要原料。在当前碳达峰、碳中和的背景下，利用相对丰富的煤炭资源，发展先进煤气化技术为龙头的清洁煤基能源化工产业，实现对油气的直接或间接替代，对于保障国家能源安全、实现国家可持续发展、促进煤炭清洁高效转化利用具有十分重要的战略意义。
据介绍，煤气化技术是煤炭清洁高效转化和利用的核心技术，也是发展现代煤化工产业的龙头技术。高温高压的气流床气化技术，其气化过程中的过程传递起着至关重要的作用，目前水煤浆气化炉产生的高温合成气热量回收主要有激冷流程和废锅流程两种方式。激冷流程结构简单，但水耗较高、效率低下、热损失较大;废锅流程结构复杂，运行工况较差，现有废锅气化技术普遍存在运行周期短、易堵渣，同时产生大量低品质难以利用的饱和蒸气。
王勤辉表示，与国内外现有的同类技术相比，多燃料喷嘴旋流气化新工艺技术在提高系统热利用效率的同时扩大了燃料的适应性，为包括“三高”煤在内的多种含碳物质的高效清洁利用提供了更好的技术方案。通过科技创新降本增效、节能降耗，实现煤炭的清洁高效转化，具有良好的社会效益和经济效益。