煤炭是我国的基础能源和重要原料，在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位，将长期是我国的主要能源。煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一，是发展煤基化学品(氨、甲醇、二甲醚等)、煤基液体燃料、先进的IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术。估计，我国“十一五”末期年气化用煤约1亿t。以煤间接液化为例，规模为500万t／a的生产装置，气化用煤在2200～2500万t／a。国内在建的甲醇装置、合成氨装置、煤制油装置和处于筹建中的煤制烯烃装置、煤制油装置、甲醇装置等，已展现了对煤气化技术的强劲需求。
在流派众多的煤气化技术中，气流床气化技术因煤种适应范围比较广、气化温度、压力高、易于大型化，成为煤气化技术发展的主流方向。国际上有代表性的气流床气化技术主要有GE(Texaco)气化技术、Global E-Gas气化技术，以干粉煤为原料的Shell气化技术、Prenflo气化技术、GSP气化技术。
华东理工大学洁净煤技术研究所长期从事煤气化技术研究，基于对置撞击射流强化混合的原理，提出了多喷嘴对置的水煤浆或粉煤气化炉技术方案，在气流床煤气化技术的应用基础研究和产业化方面取得了重要进展，先后完成了多喷嘴对置水煤浆和粉煤中间试验，建设了多喷嘴对置水煤浆气化工业装置。实践表明，开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术有明显的优势。本文将对多喷嘴对置式气化技术的实验研究、中试研究和产业化示范作简要总结。
1 实验研究
1.1 过程分析
水煤浆和粉煤气化过程涉及高温、高压、非均相条件下的流体流动以及与之相关的传递过程规律和复杂的化学反应过程。气化炉内平均温度高达1350～1450℃(火焰前沿温度更高)，气化过程基本上属于快反应，与流体流动密切相关的混合过程在其中起着极为重要的作用。基于上述分析，开发者提出了气化过程的层次机理模型，见图1。其中喷嘴和炉体的结构与几何尺寸、工艺条件(第一层次)决定了炉内的流场结构(速度分布、压力分布、回流与卷吸——第二层次)，流场结构又决定了炉内的混合过程(包括雾化——第三层次)，并由此形成了炉内的浓度分布、温度分布和停留时间分布(第四层次)。而有效气成分、有效气产率、碳转化率和水蒸气分解率等气化反应结果，以及喷嘴寿命、耐火砖寿命、激冷环寿命和结渣等工程结果(第五层次)则受浓度分布、温度分布和停留时间分布的影响。
其中第一层次是可控因素，关键是控制依据：第五层次为结果，是被动承受的：第二层次、第三层次、第四层次因素起因于第一层次因素，影响气化结果，在工业条件下，是人们无法看到的，但又是设计第一层次因素的依据，它们与炉内流体流动过程密切相关，鉴于流体流动特征以及与之相关的混合过程的特殊性，可以将其从复杂的气化反应中分解出来，通过大型冷模装置加以详尽的研究。
由于气化过程速率为传递过程控制，为此，我们提出了新的技术对策，即通过喷嘴配置、优化炉型结构及尺寸，在炉内形成撞击流，以强化混合(热质传递)过程并形成炉内合理的流场结构，从而达到良好的工艺与工程效果：有效气成分高，碳转化率高，耐火砖寿命长。
1.2 大型冷模实验
为了研究气化炉内的流动与混合过程，建立了φ1000mm、高6000mm的大型冷模装置，采用DualPDA、热线分速仪、快速气相色谱，分别研究了单喷嘴和多喷嘴对置时气化炉内的流场、冷态浓度分布、停留时间分布、压力分布，研究了喷嘴的雾化规律。基于冷模实验和煤气化反应的特征，提出了水煤浆气化过程的分区模型。 &nbs....
