“三高煤”清洁利用找到新路径

    由清华大学山西清洁能源研究院牵头，山西阳煤丰喜和阳煤化工联合研发的合成气/蒸汽联产气化炉(以下简称晋华炉)，近日在阳煤丰喜临猗分公司一次点火、投料、送气成功。这是世界首台采用水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器的气化炉，该技术成功投运开创了新型煤气化技术改造先河，堪称是“山西制造”引“智”攻关迈向“山西创造”的典型范例。

煤炭气化是煤化工的第一步。公开资料显示，山西2800多亿吨煤炭储量中，高灰、高硫、高灰熔点的“三高”煤约占1/3。长期以来，由于缺乏高效可靠的大型气化技术，煤炭企业不得不花费巨资引进国外气化技术和装置，不仅花费巨额技术使用费，而且进口设备对“三高”煤水土难服。

如何才能推动黑色煤炭绿色发展、高碳资源低碳发展?2015年，山西阳煤集团、清华大学山西清洁能源研究院，联合山西阳煤丰喜和山西阳煤化工，组成“产、学、研、制、用”联盟，开始了产学研的联合攻关。

通过热能工程、煤化工技术、装备制造和智能控制技术的跨学科结合，今年4月1日，适应“三高”劣质煤的合成气/蒸汽联产气化炉，在阳煤丰喜临猗公司一次开车成功。

据山西阳煤化工机械(集团)有限公司董事长李广民介绍，晋华炉代表了该行业技术的世界高度。从投运100多天以来的效果看，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，尤其适用于高硫、高灰、高灰熔点“三高”煤的气化。该技术煤种适用范围更广，能消耗大量劣质煤，一座炉每年可节约煤炭成本3000多万元。技术推广后，有望打破国外技术垄断，为我国企业节省技术转让费10多亿元，也为劣质煤清洁利用找到了新路径。

晋华炉项目负责人、清华大学山西清洁能源研究院常务副院长张建胜表示，晋华炉的科技创新点在于：核心部件辐射式蒸汽发生器借鉴了液态排渣旋风锅炉的进口和结构设计理念，能够有效避免国外同类技术存在的堵渣和积灰问题;独特的结构设计减少了双面受热的布置比例，设备体积和投资减少。通过回收高温合成气的热量，副产高温高压蒸汽等方式，提高气化炉的能源转换效率。

晋华炉是山西省煤气化技术装备领域里程碑式的重大突破，并且实现了两个全球第一：一是首次将“水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器”进行了组合，并成功实现工业化;二是全球首次将原气化炉(水煤浆+耐火砖+激冷流程)通过改造直接升级为更高效、可靠的联产炉(水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程)，开创了新型煤气化技术改造的先河。

中国工程院院士、热能工程专家岳光溪评价称，晋华炉为山西省煤炭产业“六型”转变、“六大发展”，走出一条“革命兴煤”之路，也为全国“三高煤”综合利用、气化煤实现本地化提供了新方法、新手段。

晋华炉一经投运，就吸引了业内行家前来观摩考察，目前已先后吸引山西南耀集团昌晋苑焦化有限公司和河南金大地化工有限责任公司争相选用。

张建胜向中国质量报记者介绍说，接下来他们将研发全热回收流程气化炉，还要建立煤气化中试基地。在阳煤化机建设煤气化中试基地，对煤气化涉及的关键技术进行研究，包括原料设备和输送、气化、合成气激冷、合成气洗涤、热回收流程等进行研究，把中心建设成为煤种试烧基地，为煤气化技术的发展提供行业的关键共性技术，形成自主研究开发能力、关键部件的设计与产业化前期实验验证能力，为我国煤气化技术的发展提供核心技术支持。

目前，阳煤集团与清华大学山西清洁能源研究院正加快该技术的阶梯式创新，为新技术推广与应用做好示范，准备将这一技术、模式推向全国以及“一带一路”沿线国家地区，把阳煤集团打造成“中国煤气化技术走向世界的摇篮和孵化器”，将山西省政府支持开发的新一代晋华炉打造成“山西制造迈向山西创造的新名片”。