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“清华炉”工艺在研发初期,参与研制的产学研联盟三方的目标便非常明确:不仅要开发一台自主创新的气化炉,还包括气化工艺全流程的优化、配套技术的创新,从而降低气化岛的能耗,提高气化炉的煤种适应性、气化系统的稳定性和可靠性,综合形成以自主创新的“清华炉”为核心的经济型气流床气化技术体系。“清华炉”产学研三方顺利走过了专利研究、实验室研究、小试、工艺包开发和工业装置设计和开车的全过程,取得了丰硕的成绩。
采用第一代“清华炉”技术(耐火砖气化技术)的大型工业装置于2006年1月在山西阳煤丰喜肥业集团临猗分公司投入运行,首次投料即稳定运行,专家鉴定为“该技术优于国外同类技术,具有国际先进水平。”“清华炉”气化装置在阳煤丰喜集团第一年投运即实现了年运转率达到94%,年负荷率达到120%,创造了国内水煤浆气化装置运行的好成绩。即使对煤气化技术要求苛刻的英国BP公司到阳煤丰喜现场参观时,也表示“非常震惊”,没想到中国有如此优秀的气化技术。“清华炉”技术于2007年12月通过中国石油和化学工业联合会的科技成果鉴定,鉴定为“处于水煤浆气化技术的国际先进水平”
2009年7月21日,在北京由中国氮肥工业协会组织召开的“2009年中国氮肥工业协会技术委员会工作会”上,“清华炉”煤气化技术(又称非熔渣—熔渣分级气化技术)被评选为氮肥行业振兴支撑技术。2009年10月21日,在“石油和化工产业结构调整促进大会暨科学技术奖表彰大会”上,“清华炉”技术荣获了2009年度中国石油和化学工业协会颁发的科技进步一等奖。2010年,“清华炉”被国家工信部和中国石油和化学工业联合会作为国家重点节能技术来推广;并获得2010年度氮肥工业协会技术进步一等奖。
第一代“清华炉”技术成功开发后,国内外多家大公司看好这一技术的先进性与巨大市场前景,纷纷表达了合作意向,而为了更好的发挥产学研各方的优势,清华炉团队也意识到,有必要寻求更大的合作伙伴进行市场推广工作。2011年,国内最大的独立工业气体供应商“盈德气体”抢得先机,实现了与清华炉团队的“联姻”,组建成立了北京盈德清大科技有限责任公司,承担了之前由北京达立科科技公司负责的工作,独家经营清华炉煤气化技术。依靠雄厚的实力,“盈德气体”还在清华大学成立了清华大学—盈德气体煤气化联合研究中心,为该技术的完善和新技术的研发搭建了更加广阔的平台。
在第一代“清华炉”技术(耐火砖气化技术)成功开发的基础上,“清华炉”产学研三方团队再接再厉,又向着新的高峰迈进。2008年,第二代“清华炉”技术(水煤浆水冷壁技术)投入研发,3年后的2011年8月22日,第二代“清华炉”在山西阳煤丰喜肥业集团开始投料生产,这不仅打破了国际煤气化技术的传统模式——水煤浆与耐火砖、水冷壁与干煤粉的两种技术组合,开创了新的煤气化技术路径,而且第二代“清华炉”技术与第一代清华炉一样,首次投料即进入稳定运行状态,并全面实现了研发和设计意图。
2012年4月16~19日,在山西省运城市召开了由全国新型煤气化技术发展委员会/全国化肥工业信息总站主办,山西阳煤丰喜集团、北京盈德清大公司协办的“2012年全国新型水煤浆煤气化技术交流会”。这次会议的成功举办,标志着我国自主研发的第二代“清华炉”技术已经具备了全面推广的条件,正进入大规模产业化推广阶段。
2012年8月1-4日,中国石油和化学工业联合会组织的现场考核专家组,在山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司,对第二代“清华炉“技术(水煤浆水冷壁煤气化技术)的工业化装置进行了现场72小时考核。根据现场考核结果,专家组确认该装置为世界首套水煤浆水冷壁气化工业装置,综合性能优异,是具有国际领先水平的拥有自主知识产权的新型煤气化技术。考核采用阳泉无烟煤和神木煤的混煤,与设计煤种基本符合;装置连续稳定运行72小时,平均负荷率为102.8%,考核数据达到了指标要求;装置自动化水平较高,安全可靠,操控性能良好;采用具有自主知识产权的专利技术,气化系统装备的国产化率达到100%;气化用煤的灰熔点可以达到1500℃以上,煤种适应性广;同等直径的水冷壁气化炉与原耐火砖结构的气化炉相比,燃烧室容积增大1.6倍;水煤浆水冷壁气化工艺操作简单,节能环保……
截至2012年10月31日,装置已安全、平稳运行了325天,首次投料实现连续A级运行140天,创造出世界煤气化技术首次投料的新水平和水煤浆气化炉连续运行的世界纪录,大大超过了国外气化炉首次点火运行仅能维持几天、十几天的通常水平。此次投料运行的成功,标志着我国煤气化技术已经走在了国际前列。
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