現代大型煤化工中普遍應用的水煤漿進料液態排渣氣流床氣化爐，根據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水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐進行對比。 

   隨著工業化的發展，我國工業危險廢棄物排放量巨大，其中危險廢物每年產生量多達5347萬噸，它們大多是有機固體廢物，如活性炭、污泥和有機化工釜底殘渣等，或者含有高濃度有機物的廢液，具有COD濃度高、成分復雜，含大量的難降解和有毒有害物質（酚類、烷烴類、芳香烴類、雜環類）等特點，對環境水體的污染程度大。水煤漿氣化技術作為一種先進的污染物處置技術，在氣化高溫條件下將有機大分子完全分解產生合成氣，使有機廢物得到循環利用，具有良好的經濟效益和環境保護社會效益，水煤漿氣化技術被列入《國家先進污染防治技術目錄（固體廢物處理處置領域）》（生態環境部公告2018年第5號）。本文對水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐協同處置有機廢物的應用進行對比。

   水煤漿氣化協同處置有機廢物一般將有機廢物與煤粉配成混合料漿送入氣化燒嘴，根據有機廢物性質不同可能影響給料系統的安全和穩定。例如某些廢物的加入可能影響混合料漿的粘度和穩定性，從而使料漿輸送系統發生堵塞或者流量波動的問題；閃點較低的廢液加入易產生VOC排放，且易在磨煤機內發生閃爆事故；密度過小的廢物無法與煤漿均勻混合，極易發生分層而無法進入煤漿輸送系統；某些廢物還可能因影響料漿的導電性能造成煤漿電磁流量計測量波動或者失效的情況。耐火磚氣化爐燒嘴為中心氧-煤漿-外環氧三通道，因其料漿只有一個通道，有機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-外環氧四通道，在正常生產運行時燃料氣通道為關閉狀態。水冷壁氣化爐可以利用燒嘴中的燃料氣通道為有機廢物單獨進料，用于協同處置難以與煤粉混合制漿的有機廢物，通過有機廢物單獨輸送和單獨計量，從而避免混合制漿中遇到的各種問題。

   有機廢物在氣化過程中，其不反應的灰分物質與煤灰高溫熔融后排出氣化爐。有機廢物帶入的灰分對耐火磚氣化爐的耐火磚襯里產生沖刷和腐蝕，特別是有機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反應和侵蝕的物質時，將對耐火磚的使用壽命產生比較大影響。耐火磚氣化爐的氣化溫度一般不超過1400℃，對于于需要在更高溫度下才能充分反應的有機廢物，不能用耐火磚氣化爐協同處置。

   水冷壁氣化爐通過固態渣層的隔離保護，水冷壁襯里完全不受熔渣的物理侵蝕和化學侵蝕，并且通過以渣抗渣隔熱作用，氣化溫度可以達到很高，對有機廢物灰熔點和灰組分沒有特別的限制。水冷壁氣化爐協同處置有機廢物的原料適應性較好。

   有機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，使氣化爐外排細灰從一般固體廢物變成危險廢物，增加了氣化爐外排細灰處理成本，降低了水煤漿氣化協同處置有機廢物的優勢。水冷壁氣化爐通過渣口優化，渣口附近的回流區使固體顆粒更容易被壁面捕捉而團聚成大尺寸熔渣，這些大尺寸熔渣與細灰相比更易于在后續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。如果采用細灰循環技術，甚至可以使氣化系統不外排細灰。氣化粗渣經過激冷后形成的玻璃體物質浸出毒性低，可以作為一般固體廢物處理。因此，水冷壁氣化爐協同處置有機廢物可以較好解決重金屬殘留問題。

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

作者簡介：管清亮，男，1988年10月出生，博士研究生學歷，高級工程師，2015年畢業于清華大學熱能工程系，主要從事煤氣化和煤炭清潔高效利用技術研究和開發工作。