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“晋华炉”代代升级:吃干榨尽“三高”煤

2019-09-15 23:31:03来源:励志吧0次阅读

6月20日,晋南运城骄阳似火,阳煤化机的研发车间里,第四代“晋华炉”研发团队正在为一个工艺设计问题激烈争论。  “晋华炉”是阳煤化机与清华山西清洁能源研究院共同开发的,世界首台采用水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器的气化炉,该技术成功投运实现了两个全球第一,开创了新型煤气化技术改造先河。从第一代到第四代,代代升级的“晋华炉”也见证了清华大学与山西院企科研开发合作的成功路径。

5年两代成果:打破国外技术垄断

山西煤炭占全国资源储量的22.6%,而其中高硫、高灰、高灰熔点特性的“三高”劣质煤占到全省煤炭资源总量的30%以上。如何充分利用“三高”煤,如何最大限度减少污染排放,推动黑色煤炭绿色发展、高碳资源低碳发展,不仅是山西的课题,也是我国煤炭产业的课题。

为此,自2001年开始,阳煤集团以阳煤化机的设备设计制造能力和阳煤丰喜的装置运行条件为依托,联合清华大学实施“三高”煤气化技术攻关。2006年,第一代晋华炉开车成功。2011年8月,第二代晋华炉在阳煤丰喜一次投料成功,打破了国外技术垄断。

产学研联合攻关:实现两个全球第一

无论在煤电行业还是煤化工行业,煤的气化是第一道“工序”,也是实现黑色煤炭绿色发展的煤炭革命最核心的技术。山西省科技厅于2014年起将这一项目列入“山西省科技重大专项”。2015年,阳煤集团、清华大学山西清洁能源研究院,联合山西阳煤丰喜肥业和山西阳煤化工机械,组成“产、学、研、制、用”联盟,开始了产学研的联合攻关。仅用一年时间,就开发了水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器气化工艺技术即第三代晋华炉。科研人员介绍,该技术具有水煤浆气化炉稳定、可靠的优点,也具有水冷壁气化炉煤种适应性好的优势,尤其适用于“三高”煤的气化,能够解决山西省高灰熔点及低质煤的气化难题,有效避免国外同类技术的堵渣和积灰问题。中国工程院院士、热能工程专家岳光溪评价该技术,对改造传统煤化工和发展煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、化工新材料等新型煤化工产业具有划时代的意义。

采用该工艺技术的第一台气化炉于2016年4月1日一次在阳煤丰喜投运成功,合成气中每吨合成氨可副产1.8吨(每小时回收约40吨5.4MPa)的高温高压蒸汽,用于热电联产发电,能量利用高,年可实现经济效益3200万元以上,一年就可以回收改造投资。

今年,“晋华炉”已与用户签订16台套,合同金额8亿元。其中,与山西南耀昌晋苑焦化有限公司签订的6.5MPa、日耗煤1000吨级气化炉两台,8月底交货;与河南金山化工有限责任公司签订6.5MPa、日耗煤1500吨级3台,年底前交货。中煤集团、安徽泉盛、福建三明、阳煤齐鲁一化等数十家企业到晋华炉运行现场进行了观摩考察。

全产业链延伸:进军4.0版

目前,阳煤集团、清华大学、美国GTI、惠生工程、东华工程等国内外知名煤化工企业及科研单位,拟成立阳煤晋华气体公司,在煤化工领域形成新的“产、学、研、用”合作联盟,从单纯气化炉制造商,向煤气化全产业链延伸,向合成气提供商转变;从技术、设备出售商逐步拓展为大型园区气化岛服务商,在回收气化炉高温合成气辐射式蒸汽发生器的下游增加对流式蒸汽发生器,进一步回收高温合成气的热量,同时生产高温高压蒸汽,开发国内自主知识产权的水煤浆气化高温合成气全热回收技术,也就是第四代“晋华炉”。

2014年起山西省科技厅开始启动实施煤基低碳科技重大专项,主要涵盖煤层气、煤化工、煤焦化、煤电、煤机装备、煤基新材料和富碳农业7个领域,共立项支持80个项目。据不完全统计,这批专项项目目前共申请专利265项,其中申请发明专利129项,获得专利授权40项,其中发明专利17项;建设实验室、研究中心等各类平台46个;建成中试生产线19条;取得新工艺、新材料、新装置32项;正在建设或已建成的示范工程12个;获省部级以上奖励9项。

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