研發方法和氣流床氣化理論
水煤漿氣化涉及高溫、高壓、非均相、流動、傳遞和化學反應等復雜的化學和物理過程，很難在實驗室進行工業條件下的過程研究。對此，華東理工大學在化學工程與技術相關理論的指導下，結合多年研發積累的方法和經驗，在深刻全面分析氣化過程的基礎上，提出了正確把握各影響因素之間關系的遞階機理模型。對復雜的氣化過程進行合理分解，實現了研究課題的命題轉換，創造了壹套適合研究氣流床氣化過程的科學研發方法。即在冷模裝置上研究流體流動規律、霧化和混合規律；借鑒工程經驗，提出了在計算機上綜合叠代的壹步轉化法。
采用國際先進的三維激光多普勒粒子動態分析儀(DualPDA)和Mafiven粒子分析儀，在大型冷模裝置上研究了氣流床內流體的速度分布、濃度分布、停留時間分布、霧化粒徑及其分布，分別建立了流動和反應三區模型、速度分布、濃度分布、停留時間分布、霧化粒徑及其分布的數學模型，形成了該領域系統的氣流床水煤漿氣化理論和專利技術。噴嘴是水煤漿氣化技術的核心。噴嘴的性能將直接影響氣化反應的結果以及耐火磚和噴嘴本身的使用壽命。華東理工大學在多年科技攻關的基礎上，與原魯南化肥廠、水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心合作，開發了新型水煤漿氣化噴嘴，實現了技術創新和工業應用。
新型噴嘴為內旋轉噴嘴和預膜噴嘴，其中內旋轉噴嘴已獲得國家發明專利。從65438年到0995年，這種新型噴嘴在魯南化肥廠德士古氣化裝置上進行了試驗。新噴嘴各項技術指標均高於德士古噴嘴，節煤0.2%，節氧2-5%，碳轉化率提高-2個百分點。七項指標創下了當時的生產新紀錄。原化工部科技司進行的專家鑒定是，填補了國內空白，形成了我國水煤漿氣化的技術特色，達到國際領先水平。該項目獲上海市科技進步壹等獎1998。
由於煤漿中煤粒的快速沖蝕，煤漿氣化噴嘴的材質極易磨損，進口噴嘴的使用壽命只有3個月，直接影響氣化裝置的長周期穩定運行。華東理工大學順利完成“九五”國家重點攻關項目“氣化爐關鍵部件的研發”，研制出新型耐磨水煤漿氣化噴嘴。該噴嘴在兗礦魯南化肥廠的工業應用表明，使用壽命可達半年以上。為節約外匯，形成具有自主知識產權的煤氣化技術，在原化工部科技司的主持下，該項目於6月經原國家計委1.996批準，作為“新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化爐開發應用基礎研究”重點科技攻關項目，由華東理工大學、原魯南化肥廠、原化工部第壹設計院共同承擔。
新型氣化爐為四噴嘴對置結構。通過調整噴嘴配置，優化了氣化爐的結構和尺寸，以撞擊射流的形式強化了傳熱傳質過程，更有利於氣化反應和延長耐火磚的使用壽命。中試裝置運行結果表明，主要技術指標完全超過德士古水煤漿氣化水平。與德士古氣化爐相比，節約-7%的煤和-7%的氧氣，有效氣體成分提高~ 2個百分點，碳轉化率提高2-3個百分點。據專家鑒定，“該項目填補了國內空白，是我國擁有自主知識產權、能夠與國際先進技術相抗衡的煤氣化技術裏程碑。技術指標表明，該項目在水煤漿氣化領域達到國際領先水平。”該項目獲得科技部、財政部、國家計委、國家經貿委組織的“九五”國家優秀科技成果獎，為我國具有自主知識產權的水煤漿氣化技術產業化奠定了堅實的技術基礎。
可以看出，經過十幾年的生產實踐和研發，我國在水煤漿氣化技術方面建立了實驗研究、中試和工業生產等科研應用基地；形成了壹支具有研發能力、工程設計和生產實踐經驗的科技骨幹隊伍，取得了可喜的技術進步和科技創新成果。
這些成果必將為我國傳統產業的改造升級和清潔能源的開發應用提供可靠的技術支撐，也將進壹步推動潔凈煤技術領域相關技術的進步和發展。