世代升级的“金华炉”:吃干榨尽“三高”煤

“金华炉”世代升级：吃干榨尽“三高”煤

6月20日，在晋南运城阳光煤化工机研发车间，第四代“金华炉”研发团队正在激烈争论一个工艺设计问题。金华炉由阳煤化工机械与清华山西清洁能源研究院联合研制。它是世界上第一台使用水煤浆水冷壁辐射蒸汽发生器的气化炉。该技术已成功投产，并取得两项全球第一，为煤气化新技术改造开创了先例。从第一代到第四代，一代又一代升级的“金华炉”，也见证了清华大学与山西院所、企业科研开发合作的成功路径。

五年两代人的成就：打破国外技术垄断

山西煤炭占全国资源储量的22.6%，高硫、高灰、高灰熔点的“三高”劣质煤占全省煤炭资源总量的30%以上。如何充分利用“三高”煤炭，如何最大限度减少污染排放，推动黑煤绿色发展、高碳资源低碳发展，不仅是山西的话题，也是中国煤炭行业的话题。

为此，自2001年起，阳煤集团依托阳煤化工机械的设备设计制造能力和阳煤枫溪厂的运行条件，在清华大学联合实施了“三高”煤气化技术研究。2006年，第一代金华炉成功开工。2011年8月，第二代金华炉在阳煤凤溪成功投产，打破了国外技术垄断。

生产、教育和研究联合研究：实现两项全球第一

无论在煤电行业还是煤化工行业，煤气化都是第一个“过程”，也是煤炭革命实现黑煤绿色发展的核心技术。自2014年起，山西省科技厅将该项目列为“山西省重大科技项目”。2015年，阳煤集团与清华大学山西清洁能源研究院、山西阳煤丰喜化肥工业、山西阳煤化工机械组成“产、学、研、产、用”联盟，启动产学研联合攻关。仅用一年时间，水煤浆膜壁辐射蒸汽发生器气化技术即第三代金华炉研制成功。据研究人员介绍，该技术具有水煤浆气化炉稳定可靠、水冷壁气化炉适应性好的优点。特别适用于“三高”煤的气化，可解决山西省高灰熔点、低质煤的气化问题，有效避免国外同类技术的堵渣积灰问题。中国工程院院士、热工专家岳桂对该技术进行了点评，对改造传统煤化工产业，发展煤制天然气、煤制石油、煤制烯烃、煤制乙二醇、化工新材料等新型煤化工产业具有划时代的意义。

第一台采用该技术的气化炉于2016年4月1日在阳煤枫溪成功投产。合成气中1吨合成氨可产生1.8吨高温高压蒸汽(每小时回收约40吨5.4MPa)，用于热电联产发电。能源利用率高，年经济效益可达3200万元以上，改造投资一年可收回。

今年“金华炉”已与用户签约16台，合同价值8亿元。其中，与山西南药场金源焦化有限公司签约的2台6.5MPa、日耗1000吨的气化炉于8月底交付；与河南金山化工有限公司签约3台6.5MPa，日耗煤量1500吨，年底前交付。中煤集团、安徽全盛、福建三明、阳煤齐鲁一化等数十家企业观摩考察

目前国内外知名煤化工企业和科研单位，如阳煤集团、清华大学、GTI、维森工程、东华工程等。计划成立阳煤金华燃气公司，形成煤化工领域新的“产、学、研、用”合作联盟，从单纯的气化炉制造商向煤气化全产业链延伸，向合成气提供商转型；在大型园区逐步从技术设备卖方拓展为气化岛服务商，在回收气化炉高温合成气辐射蒸汽发生器下游增加对流蒸汽发生器，进一步回收高温合成气热量，同时产生高温高压蒸汽，开发具有国内自主知识产权的水煤浆气化高温合成气全热回收技术，即第四代“金华炉”。

2014年以来，山西省科技厅开始实施重大煤基低碳科技项目，主要涵盖煤层气、煤化工、煤焦化、煤电、煤机装备、新型煤基材料、富碳农业等7个领域，共支持项目80个。据不完全统计，这些专项共申请专利265项，其中发明专利129项，专利授权40项，其中发明专利17项；建设46个实验室、研究中心等平台；建成19条中试生产线；获得新工艺、新材料、新装置32项；正在建设或已建成的示范项目12个；获省部级奖励9项。

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