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上一篇今年1月，兖矿集团等单位完成的大型高效水煤浆气化过程关键技术创新及应用项目获国家科学技术进步奖。该项目把日处理3000吨级的超大型水煤浆气化技术推向了国际领先地位。
把坚硬的煤变成像水一样的水煤浆，也许只需瞬间。但把水煤浆变成各式各样的化工产品，却需要复杂的工艺，经历漫长的过程。兖矿集团在消化引进技术的基础上，坚持走自主创新之路，实现了从技术的追赶者到引领者的转变。
从引进到输出
工程研究中心总经理郭宝贵介绍，20世纪80年代，为调整我国化肥生产严重依赖无烟煤的原料路线和气化技术落后的状态，国家积极支持引进了具有国际先进水平的美国德士古水煤浆加压气化技术，分别用于鲁南、上海焦化、首钢、渭河、淮南5套以水煤浆为原料的气化装置上。1993年国内第一套水煤浆加压气化装置在鲁南化肥厂投料试车成功。
“美国德士古水煤浆技术喷嘴位于气化炉顶，由于喷出速度极高，部分物料短路，造成碳转化低。”郭宝贵说，水煤浆关键技术在气化炉，气化炉的关键技术在喷嘴。“九五”期间，工程研究中心联合华东理工大学、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关课题“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，进行了多喷嘴对置式水煤浆气化炉的中试研究，并于2000年通过专家鉴定及验收：“填补国内空白，达到国际领先水平”。“十五”期间新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术进入商业示范推广阶段，兖矿集团承担了国家“863”课题“新型水煤浆技术”，在兖矿国泰化工有限公司建设日处理1150吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化技术的商业示范装置。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用四喷嘴对置形成撞击流，加强了混合，强化了热质传递，气化效果优于引进的德士古技术，成本大大降低，相当于引进技术的几分之一以下。尽管打破了国外技术的长期垄断，但是水煤浆气化技术还存在单炉规模小、关键设备寿命短、运行稳定性差以及气化效率有待提高等技术与工程难题。
从2005年开始，兖矿集团携手华东理工大学、中国科学院山西煤炭化学研究所等院校、科研单位在国家 973、863 等科技计划的支持下，开始了大型高效水煤浆气化技术研发。
十年的产学研
2014年7月9日，兖州煤业鄂尔多斯能化荣信化工项目全系统贯通，生产出纯度为99.9%的合格甲醇产品，装置运行安全稳定。
该项目是国家863计划项目“3000吨/日级大型煤气化关键技术研发及示范”的示范工程，标志着我国自主超大型煤气化技术示范取得重要突破，形成了国际领先的大型高效水煤浆气化成套技术。
水煤浆气化技术大型化过程中，工程问题、技术问题、科学问题交互作用，互为因果，具有特殊复杂性。针对这些难题，研发团队确定了总体思路：通过基础研究揭示过程机理，形成大型化理论体系；在理论指导下开发长周期稳定运行关键技术；通过关键技术的应用解决重大工程难题。在上述技术思路指导下，研发团队将基础研究、技术开发与工程应用紧密结合，在技术创新上取得四项突破：
一是，在国际上首次揭示了水煤浆气化炉内三维温度场及火焰结构，揭示了大型水煤浆气化炉的流场特征和撞击流驻点偏移规律，确立了基于速度场、温度场和停留时间分布等多目标耦合的气化炉放大准则，发明了大型高效水煤浆气化炉。二是，发明了分段支撑的气化炉耐火衬里结构；开发了一种“薄端部、低回流”的高效长寿命气化喷嘴，独创了大型水煤浆气化炉在线无波动切换技术。三是，建立了多喷嘴气化炉数学模型，开发了气化过程模拟软件，发明了高温气体洗涤冷却工艺，解决了高温合成气高效洗涤的技术难题。四是，揭示了高温、高压下煤中矿物质熔融特性和灰渣黏度变化规律，发明了低阶煤成浆技术。
美国能源部 2013年1月在其官方网站公开发表的气化数据库中对本技术给予了评价：“先进的烧嘴结构设计，强化了炉内混合，保证了气化性能，有利于烧嘴更换方便。该技术向美国最大的炼油企业 Valero 实施了技术许可，单炉日处理能力2500 吨。”
提升技术水平和国际竞争力
截至目前，大型高效水煤浆气化技术已推广应用到32家企业，合计94 台气化炉，年处理煤总量约 4000万吨。
为加快多喷嘴对置式水煤浆气化技术的进一步产业化、市场化，促进技术应用企业生产运行质量再上新台阶，工程研究中心多次召开经验交流会，共同交流生产管理应用经验、探讨创新思路。为满足受让方操作工培训的需求，工程研究中心根据该技术专利转让情况，按照实施进度，对受让方技术管理人员、操作维护人员进行培训，使其掌握煤气化基本知识，了解和熟知工艺原理、工艺流程、操作要点和常见事故的处理，为受让方装置开车打下了坚实基础。
“国内单炉处理能力 2000 吨/天及以上的水煤浆气化装置全部采用这项技术，为应用企业合计节省专利费3.8亿元，据不完全统计，3年合计节煤约102万吨（折算标煤），减排二氧化碳约260万吨，产生了良好的环保效益。”郭宝贵说，“本技术的推广应用显著提升了行业的技术水平和国际竞争力。”
