基于山西高灰熔点及低质煤的大规模粉煤气化技术开发与工业示范取得突破

    市场行情 

    煤炭是山西省的优势资源，其中“三高”(高硫、高灰、高灰熔点)劣质煤占到全省煤炭资源总量的30%以上。长期以来，由于缺乏以“三高”煤为原料的高效清洁大型气化技术和装备，使大量的资源无法利用而失去“开采价值”，造成了资源的极大浪费与环境污染。尽管我国在“三高”煤的开发利用方面花费巨资引进国外技术和装备，但仍普遍存在投入偏高且不能很好地解决本地“三高”煤的气化问题。

    2014年，山西阳煤化工机械（集团）有限公司联合清华大学，通过公开招标共同承担了“适合山西高灰熔点及低质煤大规模粉煤气化技术开发与工业示范”省级煤基低碳重大科技攻关计划项目。经产学研合作联合攻关，研发出适合山西省高灰熔点及低质煤粉煤气化技术和装备（第二代清华炉），这是山西省煤气化技术装备领域里程碑式的重大突破。日处理煤750吨级气化炉运行稳定，大型化（日处理煤1000吨级、1500吨级、2500吨级）和高参数（气化压力4.0-8.75Mpa）炉型已完成研发，并成功的应用在阳煤寿阳20万吨/年乙二醇、泉稷焦炉气制LNG等现在煤化工项目中。目前，与清华山西研究院联合签订技术及供货合同20亿元，将产生成倍的社会效益。

    中国工程院院士煤化工专家倪维斗、热能工程专家岳光溪评价该技术已达到国际先进水平。其主要技术特点为：一是燃烧温度提高，煤种适应性拓宽。炉内温度由1350℃提高到1520℃，初步解决了山西省高灰熔点及低质煤的气化难题。二是生产效率高，维护成本和运行费用低。采用水冷壁替代耐火砖，无需更换炉砖、停炉检修，每年可节省维护和运行费用600余万元；提高了炉型的使用周期，可连续运行十年不停车。三是操作平稳，运行安全。采用水煤浆进料，解决了干粉煤进料的不稳定、易燃、易爆、易磨损泄露等难题。四是节约资源，环保高效。可用废水制浆，燃烧反应充分，废渣排放少且易于收集处理。五是投资省，单炉可节约投资3000余万元。

    随着清华大学山西清洁能源研究院的成立，阳煤化机进一步加强与清华大学的合作，重点开发了半辐射废热锅炉流程和全辐射废热锅炉流程的新一代煤气化炉（第三代清华炉），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。第三代清华炉是在第二代清华炉气化工艺基础上增加了迷宫式热量转换元件，并于2016年4月1日一次投运成功，合成气中每吨合成氨可副产1.8t（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，年又可实现经济效益3200万元以上，一年就可以回收改造投资。下一步将继续研发第四代清华炉，实现气化炉热量的“全热回收”，蒸汽产量增加20%～30%，再增效益800万元以上。并努力在整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）领域进行深入研究与市场开拓。

目前，阳煤化机与清华山西研究院已按照设计研发、制造安装、生产运行、服务提升“4S”店的运营模式加快该技术的阶梯式创新。山西省将通过科技重大专项等创新激励机制方式持续支持该项目的深入研发，进一步开展新一代气化炉的示范与推广；同时激励企业进行新的商业模式的探索，从卖技术、卖设备逐步拓展到卖合成气产品，以产业扶持资金、创新金融手段等方式提供支持和帮助，培育新的商业模式，为山西的新技术推广与应用做出示范。

    （来源：科技部网站  责任编辑：骆庆生）