現(xiàn)代大型煤化工中普遍應(yīng)用的水煤漿進(jìn)料液態(tài)排渣氣流床氣化爐，根據(jù)氣化爐隔熱襯里的不同分為水冷壁氣化爐和耐火磚氣化爐。水冷壁氣化爐以廢鍋流程為主，耐火磚氣化爐幾乎均為水激冷流程。本系列將從不同方面對(duì)水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐進(jìn)行對(duì)比。 

   隨著工業(yè)化的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物排放量巨大，其中危險(xiǎn)廢物每年產(chǎn)生量多達(dá)5347萬噸，它們大多是有機(jī)固體廢物，如活性炭、污泥和有機(jī)化工釜底殘?jiān)?，或者含有高濃度有機(jī)物的廢液，具有COD濃度高、成分復(fù)雜，含大量的難降解和有毒有害物質(zhì)（酚類、烷烴類、芳香烴類、雜環(huán)類）等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境水體的污染程度大。水煤漿氣化技術(shù)作為一種先進(jìn)的污染物處置技術(shù)，在氣化高溫條件下將有機(jī)大分子完全分解產(chǎn)生合成氣，使有機(jī)廢物得到循環(huán)利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)社會(huì)效益，水煤漿氣化技術(shù)被列入《國(guó)家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄（固體廢物處理處置領(lǐng)域）》（生態(tài)環(huán)境部公告2018年第5號(hào)）。本文對(duì)水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐協(xié)同處置有機(jī)廢物的應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比。

   水煤漿氣化協(xié)同處置有機(jī)廢物一般將有機(jī)廢物與煤粉配成混合料漿送入氣化燒嘴，根據(jù)有機(jī)廢物性質(zhì)不同可能影響給料系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。例如某些廢物的加入可能影響混合料漿的粘度和穩(wěn)定性，從而使料漿輸送系統(tǒng)發(fā)生堵塞或者流量波動(dòng)的問題；閃點(diǎn)較低的廢液加入易產(chǎn)生VOC排放，且易在磨煤機(jī)內(nèi)發(fā)生閃爆事故；密度過小的廢物無法與煤漿均勻混合，極易發(fā)生分層而無法進(jìn)入煤漿輸送系統(tǒng)；某些廢物還可能因影響料漿的導(dǎo)電性能造成煤漿電磁流量計(jì)測(cè)量波動(dòng)或者失效的情況。耐火磚氣化爐燒嘴為中心氧-煤漿-外環(huán)氧三通道，因其料漿只有一個(gè)通道，有機(jī)廢物必需與煤粉混合制漿后才能氣化，因此無法避免上述混合制漿的難題。

   水冷壁氣化爐燒嘴為中心氧-燃料氣-煤漿-外環(huán)氧四通道，在正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)燃料氣通道為關(guān)閉狀態(tài)。水冷壁氣化爐可以利用燒嘴中的燃料氣通道為有機(jī)廢物單獨(dú)進(jìn)料，用于協(xié)同處置難以與煤粉混合制漿的有機(jī)廢物，通過有機(jī)廢物單獨(dú)輸送和單獨(dú)計(jì)量，從而避免混合制漿中遇到的各種問題。

   有機(jī)廢物在氣化過程中，其不反應(yīng)的灰分物質(zhì)與煤灰高溫熔融后排出氣化爐。有機(jī)廢物帶入的灰分對(duì)耐火磚氣化爐的耐火磚襯里產(chǎn)生沖刷和腐蝕，特別是有機(jī)廢物的灰分含量較高，或者灰分中含有Na、K堿金屬或者其他容易引起耐火磚材料化學(xué)反應(yīng)和侵蝕的物質(zhì)時(shí)，將對(duì)耐火磚的使用壽命產(chǎn)生比較大影響。耐火磚氣化爐的氣化溫度一般不超過1400℃，對(duì)于于需要在更高溫度下才能充分反應(yīng)的有機(jī)廢物，不能用耐火磚氣化爐協(xié)同處置。

   水冷壁氣化爐通過固態(tài)渣層的隔離保護(hù)，水冷壁襯里完全不受熔渣的物理侵蝕和化學(xué)侵蝕，并且通過以渣抗渣隔熱作用，氣化溫度可以達(dá)到很高，對(duì)有機(jī)廢物灰熔點(diǎn)和灰組分沒有特別的限制。水冷壁氣化爐協(xié)同處置有機(jī)廢物的原料適應(yīng)性較好。

   有機(jī)廢物如生化污泥中常常含有汞、砷等重金屬，這些重金屬易在氣化飛灰中富集，使氣化爐外排細(xì)灰從一般固體廢物變成危險(xiǎn)廢物，增加了氣化爐外排細(xì)灰處理成本，降低了水煤漿氣化協(xié)同處置有機(jī)廢物的優(yōu)勢(shì)。水冷壁氣化爐通過渣口優(yōu)化，渣口附近的回流區(qū)使固體顆粒更容易被壁面捕捉而團(tuán)聚成大尺寸熔渣，這些大尺寸熔渣與細(xì)灰相比更易于在后續(xù)的廢鍋段或者激冷段氣固分離處理，從而降低了氣化爐灰渣比。如果采用細(xì)灰循環(huán)技術(shù)，甚至可以使氣化系統(tǒng)不外排細(xì)灰。氣化粗渣經(jīng)過激冷后形成的玻璃體物質(zhì)浸出毒性低，可以作為一般固體廢物處理。因此，水冷壁氣化爐協(xié)同處置有機(jī)廢物可以較好解決重金屬殘留問題。

   從以上來看，在水煤漿氣化協(xié)同處置有機(jī)廢物方面，水冷壁氣化爐具有更好的原料適應(yīng)性，并且可以很好地解決有機(jī)廢物進(jìn)料和重金屬殘留問題。

作者簡(jiǎn)介：管清亮，男，1988年10月出生，博士研究生學(xué)歷，高級(jí)工程師，2015年畢業(yè)于清華大學(xué)熱能工程系，主要從事煤氣化和煤炭清潔高效利用技術(shù)研究和開發(fā)工作。