破解“三高”煤氣化難題
破解“三高”(高硫、高灰、高灰熔點(diǎn))煤氣化難題是晉華爐的“首創(chuàng )”。
過(guò)去，由于缺乏以“三高”煤為原料的高效清潔大型氣化技術(shù)和裝備，大量的煤炭資源長(cháng)期受煤氣化市場(chǎng)冷落或被用于燃燒、煉焦，造成了極大的資源浪費與環(huán)境污染。
晉華爐創(chuàng )新性地將水煤漿+水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器進(jìn)行組合，解決了傳統水煤漿氣化爐系統熱效率低的瓶頸問(wèn)題，賦予了“三高”煤新的使命。
晉華爐之所以能夠突破高灰熔點(diǎn)原料的限制，是因為水煤漿氣化爐燃燒室采用了膜式水冷壁。熔融灰渣顆粒運動(dòng)到水冷壁上冷卻凝固后形成固態(tài)渣層，當其超過(guò)煤灰熔點(diǎn)時(shí)，固態(tài)渣層表面發(fā)生液化形成液態(tài)渣層。高熱阻的渣層對水冷壁起到保護作用，使氣化溫度達到1700℃，從而一舉拓寬了氣化爐的原料范圍，也掃除了“三高”煤清潔利用的一大障礙。
煤種適應性的拓寬，也讓晉華爐的工業(yè)化應用案例逐年增多。在3年時(shí)間內，國內外20家煤化工企業(yè)已簽約晉華爐49套，應用范圍涵蓋合成氨、煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制氫等煤化工領(lǐng)域，其中10臺套氣化爐已投運。
環(huán)境友好經(jīng)濟高效
晉華爐水煤漿氣化技術(shù)利用“三高”煤作為原料時(shí)，可通過(guò)燃燒室下部的輻射廢鍋回收高溫合成氣顯熱，同時(shí)副產(chǎn)高品位飽和蒸汽，每1000標準立方米有效氣可副產(chǎn)10兆帕飽和蒸汽0.65噸~1.1噸。以60萬(wàn)噸/年合成氨裝置氣化系統為例，在不增加其他消耗的情況下，副產(chǎn)高壓蒸汽每年可節約標煤約9.5萬(wàn)噸，按目前市場(chǎng)價(jià)格，年經(jīng)濟效益增加約4750萬(wàn)元。如河南金山集團金大地化工有限公司晉華爐水煤漿氣化裝置，1噸氨可副產(chǎn)高壓飽和蒸汽1.4噸，折合每噸氨節省標煤0.128噸、減少二氧化碳排放0.36噸。同時(shí)，晉華爐可利用高濃度有機廢水和有機固體廢物制備氣化原料，經(jīng)濟而高效地協(xié)同處置有機廢物。
晉華爐還具有環(huán)境友好的特性。由于燃燒室氣化溫度可達1700℃，原料煤氣化效率高，爐內排出的固體粗渣殘碳含量低，排放的廢水中也不存在六價(jià)鉻、焦油和酚類(lèi)物質(zhì)，廢棄物污染小易于處理。與干粉氣化廢鍋和耐火磚氣化爐相比，晉華爐減少了烘爐時(shí)間，去除了煤烘干過(guò)程，減少了廢氣排放量。
晉華爐4.0研發(fā)在途
“十三五”期間，晉華爐相繼獲得2017年全國發(fā)明展覽會(huì )“發(fā)明創(chuàng )業(yè)獎·項目獎”金獎、2018年中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )科學(xué)技術(shù)特等獎、2019年第47屆日內瓦國際發(fā)明展金獎等。
這一切都離不開(kāi)“產(chǎn)學(xué)研制用”聯(lián)盟的協(xié)同研發(fā)。北京清創(chuàng )晉華科技有限公司是晉華爐“產(chǎn)學(xué)研制用”聯(lián)盟的組織者，也是晉華爐技術(shù)工藝包軟件的編制方，承擔了技術(shù)方案對比、論證工作，聯(lián)合相關(guān)單位和制造企業(yè)研究開(kāi)發(fā)了新一代的組合式工藝燒嘴、新型膜式水冷壁、獨特環(huán)形單筒體和徑向雙面膜式水冷壁等核心設備;在設備監造、安裝，以及裝置運行人員培訓、試車(chē)、投料運行等工程建設、試生產(chǎn)的過(guò)程中解決了大量技術(shù)問(wèn)題，推動(dòng)了晉華爐技術(shù)的發(fā)展。
“十四五”期間，晉華科技將繼續推廣應用晉華爐3.0、研發(fā)晉華爐4.0，目標是日投煤量3000噸級的全熱回收大型氣化爐。
