中国水煤浆的研究与发展
研发方法和气流床气化理论
水煤浆气化涉及高温、高压、非均相、流动、传递和化学反应等复杂的化学和物理过程，很难在实验室进行工业条件下的过程研究。对此，华东理工大学在化学工程与技术相关理论的指导下，结合多年研发积累的方法和经验，在深刻全面分析气化过程的基础上，提出了正确把握各影响因素之间关系的递阶机理模型。对复杂的气化过程进行合理分解，实现了研究课题的命题转换，创造了一套适合研究气流床气化过程的科学研发方法。即在冷模装置上研究流体流动规律、雾化和混合规律；借鉴工程经验，提出了在计算机上综合迭代的一步转化法。
采用国际先进的三维激光多普勒粒子动态分析仪(DualPDA)和Mafiven粒子分析仪，在大型冷模装置上研究了气流床内流体的速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布，分别建立了流动和反应三区模型、速度分布、浓度分布、停留时间分布、雾化粒径及其分布的数学模型，形成了该领域系统的气流床水煤浆气化理论和专利技术。喷嘴是水煤浆气化技术的核心。喷嘴的性能将直接影响气化反应的结果以及耐火砖和喷嘴本身的使用寿命。华东理工大学在多年科技攻关的基础上，与原鲁南化肥厂、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心合作，开发了新型水煤浆气化喷嘴，实现了技术创新和工业应用。
新型喷嘴为内旋转喷嘴和预膜喷嘴，其中内旋转喷嘴已获得国家发明专利。从65438年到0995年，这种新型喷嘴在鲁南化肥厂德士古气化装置上进行了试验。新喷嘴各项技术指标均高于德士古喷嘴，节煤0.2%，节氧2-5%，碳转化率提高-2个百分点。七项指标创下了当时的生产新纪录。原化工部科技司进行的专家鉴定是，填补了国内空白，形成了我国水煤浆气化的技术特色，达到国际领先水平。该项目获上海市科技进步一等奖1998。
由于煤浆中煤粒的快速冲蚀，煤浆气化喷嘴的材质极易磨损，进口喷嘴的使用寿命只有3个月，直接影响气化装置的长周期稳定运行。华东理工大学顺利完成“九五”国家重点攻关项目“气化炉关键部件的研发”，研制出新型耐磨水煤浆气化喷嘴。该喷嘴在兖矿鲁南化肥厂的工业应用表明，使用寿命可达半年以上。为节约外汇，形成具有自主知识产权的煤气化技术，在原化工部科技司的主持下，该项目于6月经原国家计委1.996批准，作为“新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉开发应用基础研究”重点科技攻关项目，由华东理工大学、原鲁南化肥厂、原化工部第一设计院共同承担。
新型气化炉为四喷嘴对置结构。通过调整喷嘴配置，优化了气化炉的结构和尺寸，以撞击射流的形式强化了传热传质过程，更有利于气化反应和延长耐火砖的使用寿命。中试装置运行结果表明，主要技术指标完全超过德士古水煤浆气化水平。与德士古气化炉相比，节约-7%的煤和-7%的氧气，有效气体成分提高~ 2个百分点，碳转化率提高2-3个百分点。据专家鉴定，“该项目填补了国内空白，是我国拥有自主知识产权、能够与国际先进技术相抗衡的煤气化技术里程碑。技术指标表明，该项目在水煤浆气化领域达到国际领先水平。”该项目获得科技部、财政部、国家计委、国家经贸委组织的“九五”国家优秀科技成果奖，为我国具有自主知识产权的水煤浆气化技术产业化奠定了坚实的技术基础。
可以看出，经过十几年的生产实践和研发，我国在水煤浆气化技术方面建立了实验研究、中试和工业生产等科研应用基地；形成了一支具有研发能力、工程设计和生产实践经验的科技骨干队伍，取得了可喜的技术进步和科技创新成果。
这些成果必将为我国传统产业的改造升级和清洁能源的开发应用提供可靠的技术支撑，也将进一步推动洁净煤技术领域相关技术的进步和发展。