阳煤联合清华大学自主研发的晋华炉摘得日内瓦国际发明展金奖

在4月14日闭幕的第47届日内瓦国际发明展上，被评为中国煤化工行业“国之重器”“专吃”高灰、高硫、高灰熔点劣质煤的晋华炉获得金奖。此前，在2018年度中国煤炭工业协会科学技术奖的评选中，晋华炉备受专家青睐，摘得唯一的特等奖。

一个炉子咋成了“网红”

瑞士日内瓦国际发明展是世界上最大的创新发明专门展示活动，也被公认为当今世界最重要的发明展览之一。

第47届日内瓦国际发明展于4月10日至14日举行，吸引了40个国家和地区的800多家参展商参会，展示了约一千种新颖产品和技术。

在由82名专家组成的国际评审团评审中，晋华炉夺得金奖，评审团以此鼓励获奖发明的商业推广。

水煤浆水冷壁废锅气化炉，这样一个相当专业化的名词，会让很多人觉得生僻。但如果提到它的另一个名字——晋华炉，可能并不陌生。

众所周知，煤气化在现代煤化工发展中占有重要地位，其技术水平对于项目的节能、环保、效益等有着至关重要的影响。现代煤化工必须以洁净煤气化为前提，而煤气化技术的核心就是气化炉。

但现实的掣肘是，多年来，由于技术落后，国内许多化工企业不得不花费巨资引进国外的气化技术和装置。但进口设备来了异国他乡，常常因为使用我国煤炭而“水土不服”，对于目前储量巨大的高灰、高硫、高灰熔点的“三高”劣质煤的气化，更是“束手无策”。公开资料显示，仅我省2800多亿吨煤炭储量中，“三高”煤就占1/3。如何充分利用“三高”煤，如何最大限度减少污染排放，推动高碳产业低碳发展、黑色能源绿色发展，是山西的课题，更是全国的课题。

晋华炉的出现，让这一问题迎刃而解。

晋华炉是由阳煤集团联合清华大学，历经17年自主研发，具有水煤浆气化炉稳定、可靠的优点，也具有水冷壁气化炉煤种适应性好的优势，尤其适用于高灰、高硫、高灰熔点的“三高”煤气化，符合国家能源安全、环境保护等战略需求，经济和社会效益明显。

自问世以来，晋华炉就受到行业关注、市场垂青，成了一个“网红炉子”。

晋华炉的“三生三世”

任何一项新技术的诞生，都不会生而完美，总是在不断改进中提升，在不断提升中完善。“国之重器”晋华炉，同样历经了它“三生三世”的升级换代。

从2001年开始，晋华炉从1.0、2.0，再到如今大规模市场化使用的3.0，完成着技术的更新迭代，也完成着从研发到示范、推广的“三级跳”，可谓17年磨一剑。

2001年，阳煤集团和清华大学教授、中国工程院院士岳光溪团队开始合作开发气化炉。2006年，第一代晋华炉面世，它采用水煤浆耐火砖气化技术，解决了粉煤气化难题，渣中含碳量明显降低，且投资比传统水煤浆气化炉降低20%。

运行一年后，晋华炉1.0的短板逐步显现——单炉可用率低，煤种适应性差；采用耐火砖结构，运行周期短，维护时间长且成本高。技术人员回忆说，一台炉子更换耐火砖需200多万元，检修费需要100多万元，而且停炉、烘炉又得两个月，经济损失明显。

发现问题，就要解决问题！2007年，技术团队开始晋华炉2.0的研发。2011年8月，采用水煤浆水冷壁气化技术的第二代晋华炉投用。此技术以水冷壁替代耐火砖，成功解决了点火、火焰稳定和效率、水冷壁和壳体之间的温度控制以及防腐蚀等技术难题，为气化炉运行节约了投资及维护费用，并解决了高灰熔点煤气化难题，煤种适应性“更上一层楼”。

但越是高标准的“家长”，越是对自己的“孩子”要求“苛刻”。如何将余热充分利用，更加节能高效？2015年，阳煤集团与清华大学、清华大学山西清洁能源研究院组成新型产学研用联盟，依托2015年度山西省科技重大专项——气化炉高温合成气热量回收技术研究及工程示范，开始研发晋华炉3.0。

2016年4月，采用“水煤浆+水冷壁+辐射式蒸汽发生器”技术的第三代晋华炉一次点火、投料、并气成功，成功解决了高灰熔点煤气化能耗高的难题，提高了能源转化效率，领跑当今国际煤气化技术，同时为全国“三高”煤综合利用、气化煤实现本地化提供了阳煤方案、阳煤路径。

阳煤集团化工机械公司董事长李广民告诉山西晚报记者：“改造后的气化炉投煤量增加了50%；燃烧室炉内操作温度由1400摄氏度提高至1600摄氏度以上，煤种适应性更强；一炉变两炉，不仅能够生产合成气，每小时还可以生产约40吨5.4MPa的高温高压蒸汽，用于热电联产发电，每年可实现经济效益3200万元以上。”

其实，晋华炉实现更新迭代，离不开每周六召开的“诸葛亮会”。从2017年12月14日开始的每周六，由董事长、总经理、营销副总、总工程师、生产副总、质量总监以及技术中心、营销公司、气化炉分厂、安装公司、供应公司、安全生产管理部、质量监督部、清华大学、用户等代表参加的晋华炉及部分非标设备例会，至今已经召开了几十次。

“我们就是要用每周开‘诸葛亮会’的方式，采取头脑风暴法，集成大家的智慧，使晋华炉的产品质量和节能效率持续提高。”李广民表示。

晋华炉拿奖拿到“手软”

被誉为“国之重器”的晋华炉，拿奖更是拿到“手软”：2009年度“石化协会科技进步一等奖”、2010年度“氮肥工业技术进步一等奖”、2013年度教育部技术发明一等奖、“2016年、2017年石油化工十大国之重器”、第22届全国发明展览会“发明创业奖项目奖”金奖、2017年度中国氮肥工业协会技术进步特等奖、2018年度中国煤炭工业协会科学技术特等奖……

获得各种奖项的同时，晋华炉也产生了巨大的经济效益。晋华炉拥有自主知识产权，总体技术处于国际领先水平，获得美国、加拿大、日本、澳大利亚、韩国等11个国家的专利授权。目前，晋华炉已成功出口至国外，首次实现了中国自主煤气化技术在海外的商业化应用。近三年来，晋华炉累计新增销售额43.30亿元，新增利润6.98亿元。

“晋华炉代表了行业技术的世界高度。此技术具有水煤浆气化炉稳定、可靠的优点，也具有水冷壁气化炉煤种适应性好的优势，尤其适用于‘三高’煤的气化，经济效益和社会效益明显。一座炉每年可节约煤炭成本3000多万元，为劣质煤清洁利用找到了新路径。”李广民表示。

晋华炉是实现煤炭清洁高效利用在技术装备领域的里程碑式突破，并且有着两个全球第一：一是首次将“水煤浆+膜式壁+辐射式蒸汽发生器”进行了组合，并成功实现工业化；二是全球首次将原气化炉通过改造直接升级为更高效、可靠的联产炉，开创了新型煤气化技术改造的先河。

中国工程院院士、热能工程专家岳光溪评价，此技术已达到国际领先水平，为全国“三高煤”综合利用、气化煤实现本地化提供了新方法、新手段。

为加快晋华炉系列化、标准化、大型化、成套化、信息化、智能化开发，去年，晋华炉4.0项目的研发已正式启动，下一代技术将有望形成国际领先超大规模水煤浆气化成套技术，率先实现供合成气、蒸汽、发电、供热等联产的产业化推广应用，继续领跑国际煤气化技术，支撑我国现代大型煤化工产业和国际煤化工绿色发展。

记者/霍雪飞　通讯员/任志青