煤气化是煤炭清洁高效转化的龙头技术，但目前广泛应用的煤气化技术，虽然已经很好地解决了优质煤的利用问题，却对我国储量丰富的劣质煤“敬而远 之”。华东理工大学刘海峰教授领衔、依托中石化集团完成的“单喷嘴冷壁式粉煤加压气化关键装备开发及应用”(以下简称“SE气化装置”)项目开发的气化 炉，不但敢“吃”劣质煤，还实现了对劣质煤的清洁高效利用，进一步推动了我国“绿色煤炭”战略的产业应用。
正因如此，在4月18日召开的上海市科学技术奖励大会上，该项目获得了2015年上海市技术发明奖特等奖。这也是该市自2012年设立特等奖以来，颁发的首个技术发明特等奖
关键技术突破 解决行业难题
要实现对高灰熔点、高灰分劣质煤的清洁高效转化，必须解决几个技术难题：一是“吃”得进，这就需要解决粉煤从制粉锅炉到气化炉的输送问题;二是高灰 熔点，这就需要气化温度高达1400℃以上;三是“排”得出，这就需要顺畅排渣，高效除灰，不影响后续系统。此外，还必须保障气化装置的操作连续稳定、长 周期运行。
项目组首先以“高压密向输送”化解了供料难题：在管道中加入氮气、二氧化碳等气体，再不断加压，即可使像面粉一样颗粒稠密的粉煤“爬”过长达几十米 的管道进入气化炉。而对喷嘴和气化炉流场的独特设计，则解决了入炉煤粉灰熔点高达1400℃的难题，并且具有顺畅排渣、高效除灰以及碳转化率高等优点;发 明的集点火—开工—气化功能为一体的长寿命复合式粉煤气化喷嘴和高性能膜式水冷壁衬里，为气化装置的操作连续稳定、长周期运行提供了保障。
据刘海峰介绍，SE气化装置的技术优势还包括：节能成熟的合成气激冷—洗涤—渣水处理系统，先进自动、安全可靠的气化控制、联锁逻辑系统，彻底消除瞬间黑区的可视化投煤火焰监测，反应室温度直接测量技术等。
迈过环保坎儿 走绿色发展路
日前发布的“十三五”发展规划纲要中，提出将“煤炭清洁高效利用”列为100项国家重大工程项目之一，现代煤化工产业的可持续发展，既要过技术关，更要过环保关。多个拟新建的煤化工项目和煤炭传统产业改造项目锁定了SE气化装置，无疑与其环境友好密切相关。
据刘海峰介绍，SE气化技术是在高温、强还原气氛条件下将粉煤经部分氧化反应生成合成气，由于气化温度高、反应充分以及碳转化率高，酚类和焦油等在 炉内就已经裂解;其他的微量重金属在气渣分离时，被冷萃在废渣中;而气化炉产生的废渣和滤饼，则可以二次利用;排放的废气主要为氮气、二氧化碳，煤中的硫 则被转化为硫黄副产品;排放的废水中基本不含有机物，氨氮等指标都较低，经过废水处理后，符合排放标准。唯一有待解决的问题，是废水中含有的少量氯离子。
目前，该技术应用企业达到42家，共113台气化炉，为我国现代煤化工产业发展提供了重要技术保障。近3年已为化工企业、工程公司、装备制造企业、研发单位等新增销售额约30亿元，直接经济效益2.9亿元。
“吃”下多种煤 引领新型煤化工
2014年1月，SE气化装置在中国石化扬子石油化工有限公司开车，“吃”下了贵州煤(60%)和神华煤(40%)的混配煤，非但没有“消化不 良”，反而创造了工业示范装置多个纪录。山西晋城煤、安徽淮南煤、贵州煤……这些高灰熔点、高灰分煤，先后都被送进了SE气化装置的气化炉里。为了防止 “吃得过快引发消化不良”，项目组科研人员开展了大量应用基础研究工作和现场样本及数据采集后的分析研究工作，为整套气化装置“顺利吸收营养”保驾护航。
安徽是煤炭资源大省，但由于煤的灰熔点过高，绝大部分煤只能作为燃料使用，导致省内煤化工企业需到外省采购煤。中安联合煤化有限责任公司经过对国内 外粉煤加压气化技术的大量比较和反复论证，最终决定采用7套日处理煤1500吨级SE气化装置，配套年产60万吨烯烃。“长期困扰淮南煤的清洁高效气化技 术，终于有望得到解决了。”刘海峰说。
对于未来，刘海峰表示：“南亚、东南亚国家的煤矿大多产高灰熔点的劣质煤，SE气化技术很有希望出口到这些国家，为‘一带一路’战略服务。”
