大型水煤浆气化技术应用再创里程碑——业内人士谈晋华炉3.0废锅副产蒸汽达产达效稳定运行100天

  编者按 6月10日,晋华炉3.0辐射废锅副产蒸汽达产达效长周期稳定运行现场会在新疆石河子市召开,来自中国石油和化学工业联合会、中国化工报社、新疆天业集团、东华科技、清华大学、潞安化机等单位的近百位业内权威专家和代表参加了会议。新疆天业汇合新材料有限公司C套气化炉自2021年2月27日开车以来,截至6月9日,已累计满负荷连续运行突破100天,气化炉废锅蒸汽产量维持50~60t/h,实现了安全、长周期、达产高效、满负荷、稳定运行,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。为让全行业进一步了解晋华炉3.0研发应用的推广历程,特摘录现场会上专家代表的发言,以飨读者。


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  中国石油和化学工业联合会副会长李彬:晋华炉煤气化技术具有国际领先水平

  煤气化技术是煤炭清洁高效转化和利用的核心技术,也是发展现代煤化工产业的龙头技术。中国的煤炭分布广泛,煤种复杂,必须开发先进的煤气化技术才能支撑煤化工的发展。

  晋华炉的研发与应用对促进我国煤气化技术进步作出了巨大贡献,引领了我国水煤浆气化技术的发展方向,晋华炉系列气化技术综合性能优异,经济和社会效益显著,为高效清洁利用“三高”煤等含碳资源提供了新的技术装备支撑。晋华炉能有效应对煤气化市场变化需求,满足我国煤化工产业自主安全发展战略的需求。

  三代气化技术分别在2007年、2012年、2017年通过了中国石油和化学工业联合会组织的现场考核及成果鉴定,鉴定结果为“总体技术处于国际领先水平”。晋华炉系列技术的研发成功,是全行业的重大创新成果。晋华炉3.0在新疆天业汇合新材料有限公司60万吨/年乙二醇项目气化装置上成功运行,废锅副产蒸汽达产达效稳定运行100天,性能指标优异,是晋华炉成功应用的又一里程碑。

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  中国化工报社党委书记、社长崔学军:做全产业全产品链解决方案服务商

  中国化工报社和晋华炉结缘已久,从一代炉的研发、二代炉现场验收到三代炉的决策与推广,我们始终同频共振,一次次见证了晋华炉迭代的奇迹,一次次讲述了晋华炉服务企业、服务行业的故事。

  近年来,中国化工报社同样加大了转型升级的力度。根据我国化工产业发展规律和新闻传媒发展规律,中国化工报社坚持以“主战场、制高点、讲故事、生态圈”十二字方针为指导,聚焦行业中心工作、企业核心业务;以智库建设为抓手深入一线调研,占领产业研究制高点;同时向社会讲好化工故事,主动承担产业科普责任;并以融媒体宣传矩阵为基础,通过移动化、数字化手段建设化工生态圈,在解决困扰行业发展难题方面做出了努力,为企业和行业组织提供更好的宣传平台。

  宣传也是生产力。在新阶段、新理念、新格局下,中国化工报社在继续做好新闻资讯平台的同时,也做好全产业全产品链解决方案服务商。建议企业在做好技术推广的同时,也要做好知识产权的保护。

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  新疆天业(集团)有限公司党委书记、董事长宋晓玲:晋华炉为天业经济增长提供新动能

  在煤制乙二醇的整个工艺流程当中,煤气化作为整个装置的源头是最重要的核心部分。煤气化技术不仅影响到后续其他相关工艺技术的生产规模以及技术路线,而且对于整个乙二醇生产装置的长期稳定、安全、经济的运行都具有决定性的作用。因此,煤气化技术的选择是煤制乙二醇项目的核心。

  60万吨/年乙二醇项目是新疆天业奋起二次创业、打造千亿天业的新起点。此次气化炉满负荷连续运行超100天,标志着晋华炉3.0的生产能力和技术性能指标均达到和超过设计值。携手晋华炉3.0的60万吨/年乙二醇项目,为新疆天业今后经济增长提供了新动能。

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  东华工程科技股份有限公司党委副书记、总经理李立新:晋华炉为实现“双碳”目标贡献力量

  新疆天业汇合气化炉的达产达效稳定运行,是在大型水煤浆气化技术领域的又一里程碑。东华科技作为项目的设计单位,全程参与并见证了此次晋华炉3.0装置“安稳长满优”运行,在气化工艺包的完备性、整体工艺的匹配性、设备布置的合理性等方面提出优化方案,助力实现晋华炉3.0气化技术无缝对接高化学与东华科技联合体合成气制乙二醇技术。

  当下,在“碳达峰”“碳中和”的背景下,晋华炉的研发为煤炭综合利用探索更优途径、提高能源转换效率、促进现代煤化工发展和国家能源安全提供技术保障,为实现“双碳”目标贡献了应有力量。

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  潞安化工机械(集团)有限公司董事长李广民:“五最”引领行业 创新改变未来

  晋华炉3.0在新疆天业汇合公司60万吨/年乙二醇项目中实现了”五最”:一是项目规模最大,晋华炉3.0用于60万吨/年乙二醇、30万吨/年甲醇项目是目前国内已建成规模最大的煤制乙二醇项目;二是单体产能最大,气化装置采用四台6.5MPa气化炉(三开一备),单炉生产有效气可达到97000标准立方米/小时;三是运行时间最长,单炉运行周期80~100天,C套气化炉是世界第一台运行周期突破100天的废锅煤气化技术;四是附加效益最好,副产9.0~9.8MPa蒸汽,饱和蒸汽一直维持在60t/h/台炉左右,年可增加效益1.4亿元以上;五是减排能力最强,气化装置副产蒸汽折算标煤,相当于每年减排66.48万吨二氧化碳。

  10年来,新疆天业与潞安化机集团的合作关系从煤气化装置、到全套压力容器、再到所有静设备,累计合同金额2.66亿元。

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  石化联合会科技与装备部科技项目处处长赵明:晋华炉实现了煤炭的清洁高效转化

  进入新世纪以来,以煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇为主的现代煤化工产业科技创新成果丰硕,水煤浆水冷壁废锅煤气化技术等几十项具有自主知识产权的科技创新成果均通过石化联合会组织的现场72小时考核和鉴定。

  我国现代煤化工技术之所以能走在世界前列,得益于煤化工企业与各科研机构的产学研密切合作,攻克了一个又一个技术难关。清华大学、潞安化机和各工程公司积极开展合作开发出三代晋华炉技术,并在天业集团乙二醇装置上实现了达产达效长周期稳定运行,就是产学研合作的一个成功典范。

  未来,晋华炉应推进气化装置大型化,降低装置投资;优化气化工艺流程,提升全系统效率;加强产学研合作,在更高层次上实现气化装置的“安稳长满优”。

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  清华大学山西清洁能源研究院常务副院长张建胜:世界气化炉技术发展的又一里程碑

  新疆天业汇合晋华炉辐射废锅气化炉连续100天运行,并且实现了合成气、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团队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。

  该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;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。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。

  “安稳长满优”是化工装置实现效益的重要保障。新疆天业的高效长期稳定运行证明了晋华炉3.0具备这个能力,为煤化工龙头气化技术的选择提供了更好的选择,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。

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  北京清创晋华科技有限公司总经理马宏波:不断改进持续提升晋华炉技术水平

  从2006年第一代晋华炉开始,每5年推出新一代晋华炉。2016年,三代晋华炉开车成功。三代晋华炉实现了两个全球首次: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),解决了山西“三高”煤不能高效清洁气化的难题。

  自三代炉开车以来,我们一直在持续改进技术,主要有以下5个方面:

  一是将气化框架和灰水框架合并,降低了土建、管线的投资,提升了操作工巡检、维修的便利性;二是改进气化炉出口管线,解决气体出口管道易堵的问题;三是改进气化炉渣口;四是将气化和变换深度融合,彻底解决气化洗气塔出口管道带水和变化热交换器容易发生堵漏的问题;五是根据各企业实际情况将二代耐火砖气化炉进行改造。

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  新疆天业汇合新材料有限公司总工程师唐复兴:晋华炉3.0刷新连续运行时长新纪录

  新疆天业汇合60万吨/年合成气制乙二醇项目是目前国内已建成运行规模最大的煤制乙二醇项目。其中的气化装置采用4台晋华炉,压力等级6.5MPa,三开一备,以新疆宽沟煤和黑山煤为原料,设计单炉生产有效气97000标准立方米/小时。

  气化装置采用水煤浆进料,单烧嘴喷嘴设计。气化装置于2020年7月29日一次投料成功,8月1日甲醇工序顺利打通,8月24日产出聚酯级乙二醇,标志着项目全流程打通并进入生产运行阶段。C套气化炉自2021年2月27日开车以来,已累计满负荷连续运行突破100天,气化炉废锅蒸汽产量维持50~60t/h,证明了晋华炉3.0的稳定性和可靠性,标志晋华炉3.0可以实现长周期满负荷安全稳定运行,刷新了晋华炉3.0连续运行时长的新纪录。

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  浙江晋巨化工有限公司副总经理方敏:晋华炉让煤炭烧好烧净成为现实

  浙江晋巨化工合成氨原料路线及节能减排技术改造项目采用水煤浆水冷壁废锅气化炉(晋华炉3.0)技术,气化装置采用两开不备,气化压力6.5MPa,总气量为94000标准立方米/小时(CO+H₂)。水煤浆水冷壁直连废锅气化炉(晋华炉3.0)代替现有的间歇固定床气化炉和低压耐火砖激冷气化炉。

  晋巨化工选择晋华炉3.0基于3点考虑:一是在“双碳”背景下,国内一些省份已经开始限制煤化工项目,以及激冷气化炉的建设,而晋华炉3.0技术的研发成功,让煤炭烧好烧净成为现实;二是与前两代炉子相比,核心部件辐射式蒸汽发生器的创新设计,有效避免了积灰和结渣问题;三是晋华炉3.0水冷壁检修时间短,维护成本几乎为零,同时由于单炉可用率高,晋华炉还可以不设备用炉,按照一条备用生产线计算,光这一项就可以节省上亿元投资,而且由于炉内水处于循环利用状态,需水量小。

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  沧州旭阳化工有限公司副总经理蒋广佩:晋华炉3.0是我们的最佳选择

  沧州旭阳化工有限公司己内酰胺扩建项目气化装置采用北京清创晋华科技有限公司水煤浆水冷壁废锅气化炉(晋华炉3.0)技术,两开不备,气化压力6.7MPa,单炉气量为65000标准立方米/小时。晋华炉3.0具有水煤浆进料稳定;气化压力高,气体压缩能耗低;碳转化率较高;煤种适应性较好,能够一定程度应对煤质的波动;烧嘴寿命长;烘炉时间短(4小时);废锅流程副产高压饱和蒸汽等特点,这也是沧州旭阳化工选择晋华炉3.0的主要原因。

  旭阳集团在沧州旭阳和山东方明两个项目同时选用晋华炉,共签约4台套晋华炉。同时选用晋华炉是对晋华炉的品牌影响大和核心竞争力的高度认可,此次与潞安化机集团合作,不仅有利于双方企业建立持续稳定的合作关系,更有利于企业的长远发展。

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  潞安化工机械(集团)有限公司总经理任金锁:紧贴市场需求 实现发展巨变

  晋华炉每5年实现一次迭代。我们先后开发了晋华炉1.0、2.0和3.0工艺技术,打破了国外技术垄断,使我国煤气化技术进入国际领先水平,为我国“三高煤”综合利用找到了途径,为煤气化技术走出国门、服务世界提供了中国方案。

  通过对天业汇合公司的现场参观以及晋华炉3.0“产学研制用”产业链条上的深入交流,我们将对晋华炉的操作要点、煤种适用性、蒸汽回收率、有效气收率与煤耗、安全稳定运行、绿色节能环保等特性进行进一步的提升,有利于各企业做出正确的市场选择。

  “十四五”期间,潞安化机将不断推动晋华炉3.0应用取得新突破,不断打造高端化工新优势,加快推动高质量发展,在发展中不断壮大自己。我们将致力于从单纯的气化炉制造商向煤气化全产业链延伸,向合成气提供商转变;从技术、设备出售商逐步拓展为大型园区气化岛建设商和服务商。

  (文字由闫俊荣、丁青松、方君基整理,图片由方君基摄)

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