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清华山西清洁研究院:打造国之重器破解难题
作者:段建强 ? 日期:2018-09-13 出处:生活晨报


今年4月三台三代晋华炉在河南金大地吊装成功。


■公司名片
    清华大学山西清洁能源研究院位于综改区科技创新城,由清华大学独立举办,山西省人民政府支持设立和建设,是从事科研相关活动和成果转化的事业单位。业务领域涵盖清洁能源、煤层气、高端装备制造、新能源、新材料、节能环保、生物医药、新一代信息技术、新能源汽车、现代煤化工等战略性新兴产业、科技成果转化、科技企业孵化及引进、检测认证服务等。
“煤化工领域最关键的步骤是气化,而煤气化技术的核心便是气化炉,气化炉水平的高低是直接制约煤化工企业经济效益与安全环保问题的关键性硬件因素。”能博会上,清华山西清洁研究院展示核心产品——第三代晋华炉,破解煤化工领域的重大难题。
    记者了解到,由于缺乏高效可靠的大型气化技术,我国煤炭企业不得不引进国外气化技术和装置,不仅造价高,而且煤种的适应范围比较窄,像国外的壳牌、德士古等厂家基本是一种炉型适应一个煤种。同时由于技术保密,还需要许多进口产品做配套,极大地制约了我国的煤化工行业发展。
    公开资料显示,我省2800多亿吨煤炭储量中,高灰、高硫、高灰熔点的“三高”煤约占三分之一,然而即使是进口设备,对“三高”煤也是水土难服。长期以来,由于以“三高”煤为原料的可靠的大型气化技术和装备缺乏,导致大量的资源因无法利用而失去开采价值,造成了资源的极大浪费与环境污染。
    为了推动黑色煤炭绿色发展、高碳资源低碳发展,清华山西研究院联合阳煤化机、山西阳煤丰喜等机构,组成“产、学、研、制、用”联盟开始联合攻关,将技术门槛高的气化炉作为方向。
    坚持科技创新不动摇,该院通过热能工程、煤化工技术、装备制造和智能控制技术的跨学科结合,先后成功研发出第一代晋华炉 (水煤浆+耐火砖+激冷流程)、第二代晋华炉(水煤浆+膜式水冷壁+激冷流程)、第三代晋华炉 (水煤浆+膜式水冷壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程)。每一代炉型都处于世界领先水平,每一次的重大技术进步都影响着国内传统煤化工结构调整、产业升级和现代煤化工产业的发展。
    和进口炉型相比,晋华炉的适用范围更广,可以采用劣质煤、“三高”煤作为原料,和不同的煤种进行配烧,更节能环保,并且和相同品种的造气方式相比,可以节省40%—50%。这些成果打破了国外大公司技术垄断,晋华炉的造气技术从工艺到装置都实现了国产化,在节省投入的同时,建设工期也大大缩短。
    此次展出的第三代晋华炉,是世界首台高参数级“水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器”气化炉。该产品成功解决了高灰熔点煤气化能耗高的难题,更好地回收了气化装置高温合成气的热量,副产高压蒸汽提高了能源转化效率,达到国际领先水平。
    以年产10万吨甲醇为例,每年为企业创造的效益达3000万元,深受国内外企业的赞誉。2017年,三代晋华炉通过全国石化联合会组织的现场成果鉴定,被鉴定为“国际领先”,并获评2017年度中国石油和化工行业十大新闻。
    作为我省煤气化技术装备领域里程碑式的重大突破,第三代晋华炉还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。
    第三代晋华炉的高效率、环保、安全、长周期稳定运行等优点,也得到了国内外客户的高度关注。晋华炉为解决山西和全国“三高”煤气化难、能耗高和效率低的问题提供了治理方案,已成为山西煤化工行业创新发展的名片,被评为中国煤化工行业的“国之重器”。
晨报记者段建强

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