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水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐獲日內瓦國際發明展金獎

發布于  2019年06月03日 11:42:20|閱讀799

水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐獲日內瓦國際發明展金獎(2019年第7期)

2019年4月18日,全球首創的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐——“晉華爐”榮獲第47屆日內瓦國際發明展金獎。該氣化爐成功解決了高灰份、高灰熔點、高硫“三高”劣質煤的氣化難題,較好地實現了粗合成氣余熱回收利用,技術水平總體達到國際領先。

山西晉華爐.png


日內瓦國際發明展是世界上最大的創新發明展示平臺。此次獲得金獎的“晉華爐”由清華大學山西清潔能源研究院、山西陽煤化工機械(集團)有限公司、陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司和北京清創晉華科技有限公司等歷時10余年聯合研制而成。研制過程中,主要實現了三大創新:一是突破了膜式水冷壁技術,利用膜式水冷壁代替傳統耐火磚,使氣化爐啟動時間降低至3小時(耐火磚氣化爐約需72小時),運行時間提高至8000小時/年(耐火磚氣化爐約為6500小時/年),燃燒室最高溫度可達1700℃(耐火磚氣化爐最高溫度約為1350℃),且無需定期更換耐火磚,從而大幅降低了氣化爐運行成本,有效突破了煤種限制。二是突破了余熱回收技術,采用內壁均勻間隔布置有多個徑向雙面水冷屏的環形輻射廢鍋(蒸汽發生器),有效增加輻射廢鍋與粗合成氣的熱交換面積,使每千標方合成氣可副產10MPa飽和蒸汽0.6~0.8噸,大幅提高氣化爐能量利用率和經濟效益。三是突破了啟動、運行雙功能組合燒嘴技術,在一個燒嘴中完成點火、升溫和投料全過程,避免在危險灼熱狀態下更換燒嘴,且組合燒嘴采用整體夾套式水冷結構,使燒嘴使用壽命最長達160天(耐火磚氣化爐啟動、運行采用兩個獨立燒嘴,運行燒嘴使用壽命一般為60天)。

目前,“晉華爐”已獲得發明專利授權5項,實用新型專利授權40項,累計銷售28臺,在內蒙古開灤化工有限公司、山東勝星化工有限公司、浙江晉巨化工有限公司等實現應用,并成功出口至朝鮮國。

本期關鍵詞:

1. 水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐

水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐是煤炭氣化的核心裝備,主要由殼體、膜式水冷壁、輻射廢鍋、激冷室等組成。水煤漿原料和純氧氣化劑進入膜式水冷壁圍成的燃燒室后,在高溫高壓環境下反應生成以CO、H2、CO2為主要成分的粗合成氣和熔融灰渣,粗合成氣與熔融灰渣向下經過輻射廢鍋進行余熱回收,然后進入激冷室,粗合成氣通過激冷水冷卻后通過管道輸出,熔融灰渣通過激冷水冷卻后沉入激冷室底部排出。

2. 膜式水冷壁

膜式水冷壁為多根垂直管拼接而成的環形筒體,筒體中間形成煤氣化的燃燒室。膜式水冷壁是氣化爐承壓鋼殼的隔熱層,而煤氣化生成的熔融灰渣在水冷壁上冷卻凝固形成高熱阻渣層,對水冷壁起到保護作用,從而大幅提高燃燒室的氣化溫度。

(供稿單位:中國石油和化學工業聯合會,清華大學山西清潔能源研究院)

 


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