稳定运行超百天 国之重器“晋华炉3.0”再创佳绩

日前，从清华大学山西清洁能源研究院传来好消息，“晋华炉3.0”在新疆天业汇合新材料有限公司累计满负荷连续运行超过100天，刷新了晋华炉3.0连续运行时长的新纪录。这是世界大型水煤浆气化技术应用领域的重要里程碑，标志着晋华炉3.0气化技术在国际领先新征程上又迈出了一大步。

晋华炉3.0水煤浆水冷壁气化炉系列技术，由清华大学山西清洁能源自主研发，主要采用膜式水冷壁气化室、辐射式蒸汽发生器、激冷室直连，并共用一个整体气化炉承压外壳，结构简单，投资低；可以副产高品质蒸汽，每吨合成氨可副产1.8t以上高温高压蒸汽，能量利用高，经济效益明显；可以使用高熔点、高硫、高灰分及半焦、石油焦等作为气化原料，煤种适应性好，为新建、传统煤化工企业改造升级提供更好的选择；进入激冷室的粗合成气温度低，激冷水量和灰水循环量减少，节能环保。

按照单台气化炉副产蒸汽60吨/时计算，“晋华炉3.0”每年可节省标煤4.32万吨，减少二氧化碳排放10.76万吨，为“碳达峰”、“碳中和”做出贡献。

晋华炉也是首次将水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器进行了组合，并成功实现工业化；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+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程），开创了新型煤气化技术改造先河。

晋华炉系列技术先后荣获2017年十三五先进技术、2017年全国发明展览会发明创业奖金奖、2018年中国氮肥工业协会技术进步特等奖、2018年中国煤炭工业协会科技进步特等奖、2019年第四十七届日内瓦国际发明展金奖、第十届中国技术市场协会金桥奖项目一等奖、2020年发明协会发明创业奖成果奖、2020年第十六届首尔国际发明展览会金奖、2021年第二十二届中国专利奖金奖，多次被评为煤化工行业的“国之重器”。

“晋华炉3.0”的研发与应用对促进我国煤气化技术进步做出了巨大贡献，引领了我国水煤浆气化技术的发展方向，该技术的产业化推广应用推动了我国煤化工产业升级和煤气化装备技术进步。其成果已在30多家企业成功实现商业化应用，截止目前，共签订气化炉合同71台/套，应用范围涵盖甲醇、合成氨、煤制乙二醇、氢气等煤化工产业，获得朝鲜、韩国和南非等多个国家技术认可和应用意向。

“新疆天业汇合晋华炉辐射废锅气化炉实现了连续100天的稳定运行，并且辐射废锅蒸汽产量一直保持在设计值，实现了合成气、蒸汽产量两个指标的满负荷长期稳定运行，这充分证明了清华大学山西清洁能源研究院开发的辐射废锅气化炉的稳定性，对辐射废锅气化炉的推广具有重大意义，是世界气化炉技术发展的一个重要里程碑。这个技术创新提出水冷壁气化室和辐射废锅一体化的气化炉结构，解决了高温（1400℃以上）高压设备直连和密封难题；发明了环形单筒体和径向双面膜式水冷壁辐射受热面、合成气与黑水共出口等关键部件的专利结构，解决了辐射废锅稳定传热与灰渣堵塞的矛盾，形成了具有自主知识产权的水煤浆水冷壁废锅气化炉技术，打破了国外在水煤浆气化炉合成气余热回收技术上的垄断。与国内外同类技术相比，晋华炉在提高系统热效率的同时扩大了煤种适应性，为包括‘三高’煤在内的多种含碳固体的高效清洁利用提供了技术方案。可以说，晋华炉3.0推动了煤气化装备制造业和煤气化行业的产业升级和技术进步，提高了企业的行业竞争能力，对中国煤气化、世界煤气化是一个重大贡献，对其他高温高压高固体浓度苛刻条件下换热器的设计都具有重要的借鉴意义，为支撑我国现代大型煤化工产业和国际煤化工绿色发展提供了良好的技术路径。”清华大学山西清洁能源研究院常务副院长张建胜介绍说，目前，清华大学山西清洁能源研究院正在已有的“晋华炉3.0”水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+激冷流程气化技术基础上，进一步开发“晋华炉4.0”水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器+对流式蒸汽发生器流程技术，实现气化炉热量的“全热回收”，采用全热回收流程，蒸汽产量在半热回收流程基础上能够再增加20-30%，进一步提高气化系统的热效率，推动煤化工行业的碳达峰碳中和进程。

山西经济日报记者 李影