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水煤浆水冷壁废锅气化炉获日内瓦国际发明展金奖

发布于  2019年06月03日 11:42:20|阅读596

水煤浆水冷壁废锅气化炉获日内瓦国际发明展金奖(2019年第7期)

2019年4月18日,全球首创的水煤浆水冷壁废锅气化炉——“晋华炉”荣获第47届日内瓦国际发明展金奖。该气化炉成功解决了高灰份、高灰熔点、高硫“三高”劣质煤的气化难题,较好地实现了粗合成气余热回收利用,技术水平总体达到国际领先。

山西晋华炉.png


日内瓦国际发明展是世界上最大的创新发明展示平台。此次获得金奖的“晋华炉”由清华大学山西清洁能源研究院、山西阳煤化工机械(集团)有限公司、阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司和北京清创晋华科技有限公司等历时10余年联合研制而成。研制过程中,主要实现了三大创新:一是突破了膜式水冷壁技术,利用膜式水冷壁代替传统耐火砖,使气化炉启动时间降低至3小时(耐火砖气化炉约需72小时),运行时间提高至8000小时/年(耐火砖气化炉约为6500小时/年),燃烧室最高温度可达1700℃(耐火砖气化炉最高温度约为1350℃),且无需定期更换耐火砖,从而大幅降低了气化炉运行成本,有效突破了煤种限制。二是突破了余热回收技术,采用内壁均匀间隔布置有多个径向双面水冷屏的环形辐射废锅(蒸汽发生器),有效增加辐射废锅与粗合成气的热交换面积,使每千标方合成气可副产10MPa饱和蒸汽0.6~0.8吨,大幅提高气化炉能量利用率和经济效益。三是突破了启动、运行双功能组合烧嘴技术,在一个烧嘴中完成点火、升温和投料全过程,避免在危险灼热状态下更换烧嘴,且组合烧嘴采用整体夹套式水冷结构,使烧嘴使用寿命最长达160天(耐火砖气化炉启动、运行采用两个独立烧嘴,运行烧嘴使用寿命一般为60天)。

目前,“晋华炉”已获得发明专利授权5项,实用新型专利授权40项,累计销售28台,在内蒙古开滦化工有限公司、山东胜星化工有限公司、浙江晋巨化工有限公司等实现应用,并成功出口至朝鲜国。

本期关键词:

1. 水煤浆水冷壁废锅气化炉

水煤浆水冷壁废锅气化炉是煤炭气化的核心装备,主要由壳体、膜式水冷壁、辐射废锅、激冷室等组成。水煤浆原料和纯氧气化剂进入膜式水冷壁围成的燃烧室后,在高温高压环境下反应生成以CO、H2、CO2为主要成分的粗合成气和熔融灰渣,粗合成气与熔融灰渣向下经过辐射废锅进行余热回收,然后进入激冷室,粗合成气通过激冷水冷却后通过管道输出,熔融灰渣通过激冷水冷却后沉入激冷室底部排出。

2. 膜式水冷壁

膜式水冷壁为多根垂直管拼接而成的环形筒体,筒体中间形成煤气化的燃烧室。膜式水冷壁是气化炉承压钢壳的隔热层,而煤气化生成的熔融灰渣在水冷壁上冷却凝固形成高热阻渣层,对水冷壁起到保护作用,从而大幅提高燃烧室的气化温度。

(供稿单位:中国石油和化学工业联合会,清华大学山西清洁能源研究院)

 


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