晋华炉介绍

水煤浆气化技术的后起之秀水煤浆气化技术的后起之秀——晋华炉，目前已成为世界上最先进的煤气化技术之一。

预计在“十三五”期间，为满足新装置建设和老装置改造的需要，为适应不同原料煤制成的水煤浆，各种类型的晋华炉均会有一个良好的发展空间，其应用推广前景值得期待。

标签：水煤浆气化技术;后起之秀;晋华炉1 水煤浆气化技术的优势水煤浆气化是一种简单、成熟、经济、环保的煤气化技术，在煤化工行业得到广泛应用。

其优势主要表现在如下方面。

1.1技术成熟：采用激冷流程的水煤浆气化工艺已经有50多年的历史，原料可以采用重油、渣油、水煤浆和多元料浆等，技术简单而成熟。

1.2设备简单：气化炉结构相对简单，其后续流程中的几台关键设备的结构也较简单。

1.3投资低：相对于粉煤气化，水煤浆气化装置投资低，对设备材质的要求不高，设备制造相对容易。

1.4原料易得：水煤浆是由煤、水和煤浆添加剂按一定配比磨制而成的混合物，原料易得，煤浆流动性和稳定性较高，易于储存。

1.5操作安全：水煤浆属于非易燃流体，相对于油、气、煤粉等易燃、易爆介质来说，其安全性很高。

1.6产品成本低：产品水煤气[粗合成气，以有效气（CO+H2）计]的生产成本较低。

1.7污水处理容易：水煤浆气化产生的外排灰水较容易处理。

2 晋华炉的发展历程和特点2.1Ⅰ型晋华炉Ⅰ型晋华炉属耐火砖气化炉，原称为“非熔渣-熔渣分级气化技术”，其主要特点是采用分级给氧与向下喷射的喷嘴。

由于氧气采用分级水平供给，气化炉主喷嘴供氧量与反应需氧化学当量脱离约束，减轻了主喷嘴的氧气负荷，改善了主喷嘴的工作环境，延长了其运行周期。

在此过程中，高温区自喷嘴端部下移，喷嘴处于相对低的温度区域，并提高了出渣口区域的温度，同时提高了气化室内平均温度，使气化效率得到提高，还增加了氧煤的混合，延长了物料平均停留时间，提高了有效气成分，降低了渣中的含碳量。

由于氧气分级供给，比不分级气化炉轴向温度更均衡，其高径比可加大，突破了国内外关于水煤浆气化室截面出力的限制。

晋华炉业绩
晋华炉作为煤化工行业的"国之重器"，其业绩在全球范围内都堪称卓越。

这款气化炉凭借其高效、环保、稳定的特点，赢得了众多企业的青睐，为煤化工行业的发展做出了巨大贡献。

首先，从技术创新角度来看，晋华炉系列技术多次荣获国家级科技奖项，包括全国发明展览会发明创业奖金奖、中国氮肥工业协会技术进步特等奖等，这些荣誉证明了晋华炉在技术创新方面的领先地位。

其次，从市场应用角度来看，晋华炉的市场表现也十分出色。

新疆天业汇合新材料有限公司订购的气化炉已累计满负荷连续运行突破145天，刷新了晋华炉3.0连续运行时长的新纪录，成为世界大型水煤浆气化技术应用领域的重要里程碑。

此外，晋华炉3.0还成功签订了27个项目、近56台气化炉，实现销售收入50亿元，带动相关产业200亿元，为煤化工行业的发展注入了强劲动力。

最后，从环保角度来看，晋华炉也取得了显著成果。

晋华炉3.0在新疆天业集团有限公司的应用中，创下了连续高产稳定运行的世界纪录，同时减排能力也达到了行业领先水平，有力推动了我国煤化工行业碳达峰、碳中和进程。

综上所述，晋华炉在技术创新、市场应用和环保方面都取得了卓越业绩，为煤化工行业的发展树立了典范。

未来，随着科技的不断进步和市场的不断拓展，相信晋华炉将继续保持领先地位，为煤化工行业的可持续发展做出更大贡献。

•48•气体净化2019年第19卷第5期同时，他们还根据实时流量及焦炉煤气成分分析，向焦炉煤气中配入定量的CO2气体，将氢碳比由原来的2.58调整到2左右,从而达到调整焦炉煤气氢碳比的目的，提高焦炉气中氢的利用率，降低装置能耗及吨醇消耗，增产甲醇。

实际生产数据表明，此项技术改造每月可增产甲醇14%。

晋华炉首配可控移热变换技术河南金大地化工有限责任公司公司合成氨搬迁改造项目，世界首套与水煤浆水冷壁直连废锅气化炉（晋华炉3.0）配套的V型可控移热变换装置试运行日前取得重大进展,装置负荷已达92%以上，各项指标均达到或优于设计要求。

DX-V型可控移热变换装置是6.5MPa、日投煤量1500吨晋华炉3.0气化项目的配套装置,采用南京敦先化工科技有限公司开发的两级可控移热变换技术及专利设备，通过总湿基气量为352000 Nm3/h o该装置的投运标志着我国大型化可控移热变换技术与低水气比大型辐射锅炉工艺的晋华炉3.0配套取得突破。

据初步估算，可控移热变换装置的投运将使合成氨吨成本至少下降80元，全年可为企业增加经济效益1200万元。

南京敦先总经理王庆新介绍说，截至2019年4月17日16时，变换负荷已达到设计值92%,进变换系统压力6.OMPa,进变换系统水煤气温度219.0^,系统总阻力0.159MPa；—变炉副产4. OMPa饱和蒸汽62832kg/h,—级变换炉床层阻力35.7KPa,出口干基CO含量3.29%,出口变换气283七；二变炉副产1.6MPa饱和蒸汽4454kg/h,出口干基CO含量0.69%,变换进口气体241T,变换出口气体211^；废热锅炉副产0.5MPa饱和蒸汽42255kg/h,副产蒸气总量为109541kg/h,各项指标均达到或优于设计值。

河南金山化工集团副董事长、总经理汤顺利表示，从目前运行结果可以明显看出晋华炉与可控移热变换专利技术组合起来具有诸多优势:变换系统无需添加蒸汽，节能效果非常明显；两级可控移热变换炉取代了传统三或四级绝热变换工艺，设备少、流程短、系统阻力低，工程投资比传统绝热工艺降低20%；两级变换炉为全径向床层，阻力低，运行能耗少，有效延长催化剂使用寿命；可控移热变换炉选用南京敦先最新开发的V型球腔联箱结构,应力消除彻底、安全可靠，确保变换炉长周期安全稳定运行，同时可在不卸岀催化剂前提下能够顺利完成检修任务；两级可控移热变换炉工艺操作简单,床层不超温，开车快，变换装置对开车的影响基本为“零”；两级可控移热变换炉可使有机硫及氢氧酸单程转化率达到98%以上，确保后续低温甲醇洗工序安全稳定运行;第二级变换炉不仅保证残余的CO 迅速完成CO变换任务，同时确保整个变换运行能耗低，同样水汽前提下,装置的CO转化率高，氢回收率也高。

晋华炉煤气化技术的优势及工业化应用摘要：晋华炉煤气化技术成功开创了中国煤气化技术升级改造的先河，不仅有效提高煤炭资源的能量转化率，同时还为我国煤炭化工也提供了先进的化工设备，对国家能源的经济转型具有重大意义。

本文从晋华炉煤气技术优势以及工业化应用进行简述，并提出相应的优化措施，以供相关人员参考。

关键词：晋华炉煤气化技术；技术优势；工业化应用；优化措施1晋华炉煤气化技术优势晋华炉是由清华大学清洁能源研究院和山西煤集团共同打造的新型煤炭气化技术设备，该技术开辟了煤炭高效利用和清洁的新路径，使煤炭能量升级转化为更为清洁的能量。

首先，晋华炉煤气技术一般采用组合式烧嘴点火，并实现了点火投料一体化，气化炉从点火到满负荷运转仅需要3小时，同时在运行期间，燃料消耗少，废气污染排放较其他气化炉更少，符合当下环保技能的要求。

其次，晋华炉技术已经基本成熟，运行稳定且安全系数高。

通过数字一体化技术可以确保进料计量的稳定性，突破了煤粉供运过程中不稳定、易燃、易爆等技术壁垒。

第三，晋华炉技术不断升级和优化，其对煤种的适应性越来越强，其气化温度对煤原材料的灰熔点没有特殊要求，对于高渣煤、高灰熔点煤、褐煤等都能够进行气化，同时气化过程速度快，中炭转化率高，装置运行稳定，如烧嘴无特殊保养处理，通常一个连续的运行周期可到百天以上，年运行时间可以高达8000小时，不仅实现了晋华炉气化用煤本地化，有效降低煤炭原料的运输成本，还提高了晋华炉的运行效率。

除此之外，晋华炉煤气化技术设备整体投资较少，只需要设置磨煤系统和气化系统，结构相对简单，不需要重新进行土建工程施工，也可在原有设备基础上进行改装，设备投资成本相对较低。

同时晋华炉煤气化设备在运行中产生的高品质蒸汽可以循环再利用，符合当下环保节能的时代需求。

2晋华炉煤气化技术工业化应用优势中国是一个煤炭资源丰富的国家，煤炭储量居世界第三位，而我国能源生产和消费以煤炭为主，煤炭化工是我国社会能源安全保障的重要产业。

晋华炉工艺流程晋华炉的制作工艺源远流长，包括原材料选择、铸造技术、烧制工艺、表面装饰等方面。

下文将从这些方面详细介绍晋华炉的工艺流程。

第一部分：原材料选择晋华炉的制作主要原材料为泥土和陶土，泥土主要用于制作炉身，而陶土主要用于制作炉灶和炉门。

在选择原材料的过程中，通常需要挑选干燥度适中、质地均匀细腻的泥土。

而陶土一般需要选择耐高温、抗压强度高的优质陶土。

第二部分：铸造技术铸造技术是晋华炉制作的关键环节之一。

铸造需要先制定炉型，将合适的原材料放入模具中，并经过压实、成型、开模等步骤，最终获得成型的炉身、炉灶和炉门。

铸造过程需要严格控制原材料比例、铸造温度和铸模压力，确保铸造出的产品质量符合要求。

第三部分：烧制工艺烧制工艺是晋华炉制作的另一个重要环节。

烧制需要将铸造完成的炉身、炉灶和炉门放入窑中，经过煅烧过程，使得产品表面变得坚硬、不易破损。

烧制过程需要控制燃烧温度和时间，确保产品烧制均匀、质量稳定。

煅烧后的晋华炉产品，不仅具有较高的耐热性和抗压强度，而且颜色和质地更加美观。

第四部分：表面装饰晋华炉在烧制完成后，通常还需要进行表面装饰。

这包括对炉身、炉灶和炉门进行彩绘、刻花、装饰等工艺，提升产品的艺术价值和观赏性。

表面装饰需要选用适合的颜料和工具，结合设计图案和题材，进行精细的施工和雕琢。

完成表面装饰后的晋华炉，不仅具有取暖功能，更具有收藏、观赏和传统文化传承的意义。

第五部分：品质检验晋华炉制作完成后，需要进行严格的品质检验。

检验包括外观质量、尺寸精度、表面光洁度、装饰图案的完整性等方面。

在品质检验过程中，需要严格按照相关标准和技术规范来评判产品质量，确保每一台晋华炉都能达到设计要求和使用标准。

总结晋华炉的制作工艺流程，涵盖原材料选择、铸造技术、烧制工艺、表面装饰和品质检验等多个方面。

只有严格把控每一个制作环节和工艺细节，才能确保晋华炉产品质量稳定、外观精美、使用寿命长，更好地传承和发扬中国古代传统工艺和文化。

晋华炉工艺特点(1)稳定性好:水煤浆气化工艺成熟,水煤浆进料稳定、计量可靠,避免了粉煤输送进料不稳定、易燃、易爆、易磨损、易泄漏等技术瓶颈。

(2)煤种适应性强:气化温度不受耐火材料限制,对原料煤的灰熔点无特殊要求;气化反应速度快,碳转化率高,能够气化高灰份、高灰熔点、低挥发份、高碱渣煤、褐煤等,实现气化用煤本地化,节约运输成本。

(3)系统运转率高:装置运行连续稳定,烧嘴头部采用特殊处理,一次连续运行周期可以保证100天以上,每年不再因为更换耐火砖而停炉检修,年运行时间可达到8000h。

(4)安全性强:辐射废锅及水冷壁采用热能工程领域成熟的垂直管结构。

最大限度保证水冷壁的安全运行。

(5)能量利用率高:辐射废锅回收高温高压合成气气的显热,产生高品位饱和蒸汽,充分利用了水煤浆气化能量集中便于回收的优势,能量利用更充分、更合理。

(6)系统启动快:晋华炉气化技术采用组合式烧嘴,点火升温过程简化,点火、投料程序一体化完成。

水煤浆投料点火采用独特的“火点火”技术,气化炉从冷态到满负荷仅需三小时。

开车阶段时间短,燃料气消耗少,废气排放少,对环境友好。

(7)设计更优化:晋华炉流程根据后续工段的产品不同而采用不同的流程设计,对于需要变换的流程,可以根据具体情况设置不同等级的废锅,将出气化界区的合成气汽气比控制在合适的范围,变换工段不需添加蒸汽。

(8)经济效益好:辐射式蒸汽发生器所副产的高品质蒸汽可直接利用,也可以利用工厂的尾气进行过热后加以利用。

(9)整体投资少:由于采用了水冷壁结构,不需要每年更换耐火材料,所以,晋华炉技术不需要设置备用炉;设置辐射废锅后,整个系统的黑水循环量大大减少,所以,晋华炉气化技术只设置了磨煤和气化两个框架,少了一个灰水处理框架,减少了土建、设备投资。

适应煤种水煤浆水冷壁废锅气化炉具有良好的煤种适应性，在生产过程中回收粗合成气的显热，副产高压蒸汽，实现原料煤本地化并降低生产成本，为高效洁净化开发利用高灰熔点、高灰份、高硫、高碱金属、低挥发份煤以及半焦、石油焦等含碳资源提供了新的经济性技术选择。