新春走基層 | 晉華爐“點煤成氣”二十年
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立春已過,龍城太原暖意漸升。
2月12日,潞安化工機械(集團)有限公司生產車間裡,焊花閃爍、機器轟鳴,4台氣化爐正在生產線上加工。
“這個大塊頭,一天能吃掉1500噸‘三高’煤,吐出來的是一氧化碳和氫氣佔比80%以上的合成氣,這是化工產業的重要原料。”市場技術開發中心副主任賈雷拍了拍身邊巨大的爐體,“今年下半年,這台晉華爐3.0就要交付客戶了。”
一塊煤,如何變成一方氣?這背后,是二十年磨一劍的科技創新長跑。
剛從車間出來,賈雷直奔清華大學山西清潔能源研究院,“有幾個關鍵參數,需要和科研團隊再確認一下。”
自2001年起,清華大學、清華大學山西清潔能源研究院就與山西企業組建起產學研聯盟,探索中國自主的煤氣化技術。
會議室裡,清華大學山西清潔能源研究院碳基原料清潔轉化及利用中心的工程師們正與賈雷圍坐在一起,對著氣化爐工藝圖反復推敲。
“有時候他們來研究院,有時候我們去企業,雙方一年見面二三十次也不止。”中心高級工程師張晉玲說:“他們把市場的技術需求和難題反饋給我們,我們專攻工藝和解決方案,說到底,就是雙方發揮各自優勢,推動煤氣化技術迭代升級。”

清華大學山西清潔能源研究院會議室裡,正在進行晉華爐技術細節討論。人民網記者 焦搏文攝
富煤、貧油、少氣是我國的國情,但煤炭資源稟賦差異很大,僅在山西地下,就埋著400多億噸劣質煤。這些高灰、高硫、高灰熔點的“三高”劣質煤,由於缺乏適用的轉化技術和大型裝備,一度成了“燙手山芋”。
煤制氣是在高溫高壓條件下將煤炭轉化為合成氣的過程,經過后續淨化處理,煤中的硫等雜質得以脫除,從而實現煤炭清潔高效利用。而能夠有效消化“三高”煤的氣化爐裝備,正是這條技術路徑上難啃的“硬骨頭”。
潞安化工機械(集團)有限公司總工程師仙運昌介紹:“劣質煤的灰熔點動輒超過1500攝氏度,而傳統耐火磚氣化爐最高只能耐受1250攝氏度,煤進去燒不成液態渣,反而像粘稠的牙膏一樣糊在爐壁上,設備難以穩定運行。”
通過產學研聯合攻關,工程師們從鍋爐水冷壁中獲得啟發,將多根垂直管拼接成環形筒體,管內通入冷卻水,構成氣化爐燃燒室的外壁。
“高溫熔渣濺到冰冷的管壁上,先形成固態渣層,再逐漸形成半熔融層和流動層,正是利用熔渣本身的高熱阻特性,形成了保護水冷壁的屏障。”仙運昌說。

潞安化工機械(集團)有限公司生產車間內存放的晉華爐部件。人民網記者 焦搏文攝
從2001年啟動攻關,到2011年晉華爐2.0研發成功,團隊終於破解了高灰熔點煤的氣化難題。
2016年,晉華爐3.0再次實現跨越。通過輻射式蒸汽發生器技術,原本白白浪費的余熱,變成了可發電、可供熱的清潔能源,實現了合成氣和高品質蒸汽的聯產,為客戶帶來更多經濟效益。
下一步,晉華爐還將在原料多元化、反應高效化、運行智能化、灰渣資源化等多個方向進行提升,助力更多“烏金”變“綠金”。
研究院裡,這場“技術對接會”一直開到晚上7點多才結束。散會時,張晉玲和賈雷互道新年祝福。
走出研究院,夜色已濃。
“每前進一步,都需要下很大功夫,但我們要頂著壓力往前走。”賈雷說:“作為傳統制造業企業,我們有信心生產出更好的氣化爐,為自己爭氣,也為中國制造爭氣!”
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