【见刊201701】这个团队为中国洁净煤争了口气
华东理工大学洁净煤技术研究所致力于煤气化技术研究，研发出多喷嘴对置式水煤浆气化技术和粉煤加压气化技术，截至目前，这个研究所具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术在国内已有44个项目，共121台气化炉；国外2个项目，共7台气化炉。正在运行的有23个项目，共60台气化炉，已为48家国内企业提供137台气化炉，日处理2000吨以上水煤浆气化装置市场占有率达100%——这个团队为中国洁净煤争了口气■陶 冉
在华东理工大学校园内，有一栋6层的粉灰色楼房，其貌不扬，却藏龙卧虎。
在这栋楼内，笔者见到了华东理工大学洁净煤技术研究所的团队成员们。这是一个用成绩说话的团队：为48家国内企业提供137台气化炉；日处理2000吨以上的水煤浆气化装置市场占有率达100%；近3年为应用企业新增产值180多亿元；新增利税超过41亿元、为企业节支4.3亿元。
这个硕果累累的研究所背后，是兢兢业业的19位老师，平均年龄39岁。他们除了做研究、做项目，在学校教书、带学生也是本职工作。华东理工大学洁净煤技术研究所也是一个教学基层单位——资源与环境工程学院能源化工系化工过程开发教科组，给学生开设流体力学、工程力学、锅炉原理、气流床气化技术基础、煤气化与多联产技术等多门课程，结合煤气化技术的组成单元，构建了七大研究平台，每位团队成员都有自己的主攻方向，针对装置不同的单元做应用基础研究和技术攻关。
回望上个世纪，华东理工大学洁净煤技术研究所的前身是华东理工大学无机化工研究所下的一个研究小组。当时，该研究小组的带头人于遵宏教授一直专注于合成氨造气研究，并已取得了一定成果。一些企业在使用国外引进的煤气化装置时遇到问题，便找到了于遵宏教授，希望能够得到解决方案。于遵宏逐渐认识到，只依靠外国技术是不行的，中国应有自己的煤气化技术。
于是，于遵宏带领团队，在国内最早开始了气流床气化的应用基础研究。随着研究课题的进展，该研究小组不断做大。1995年，在于遵宏的推动下，华东理工大学洁净煤技术研究所成立，成为重点研究煤气化技术的独立团队。
如今，华东理工大学洁净煤技术研究所开发的气化技术已打破了国外气化技术在我国垄断的局面，和国外的气化技术形成了竞争关系。所长于广锁告诉记者，他们的竞争优势主要有两点。一是大型化。由于我国目前的煤化工装置大，对于煤气化装置处理煤量的要求也大，该研究所水煤浆气化装置最大规模为单炉日处理煤3000吨，装置处理煤量大，企业需要购买的台数少、操作人员少，因此在建设投资、运行管理上更加省事、省费用。二是气化装置的碳转化率高。其中，多喷嘴对置式水煤浆气化炉已将碳转化率提高到了99%。
从燃料变原料，必须先将煤气化，变成一氧化碳和氢气，才能继续制成化肥、烯烃、甲醇等。“最关键、最难的一步就是怎样将煤变成一氧化碳和氢气，”于广锁说，“走不出这一步，下游产业链都是空谈。”
据研究所工作人员介绍，早期我国的水煤浆气化技术几乎全部靠引进。引进技术的气化炉使用单喷嘴，企业在使用过程中会出现运行效率不高、气化炉易损坏、烧嘴寿命不长等问题。为此，科研团队一边研究外国气化技术的不足，一边自己创新。
“在集成创新的时候先要对工艺规程有深刻的认识，但更要有创新。”该研究所王亦飞教授说，“我们所做的创新可以说是革命性的。”
最为骄傲的创新不得不提到气化炉装置实现从单喷嘴到多喷嘴对置的转变。这种创新改变的不仅仅是喷嘴的数量，更改变了气化炉内的流场结构。多喷嘴对置的形式，将撞击流理论运用到气化炉中，强化了混合，延长了颗粒的停留时间，使气化反应进行得更完全，从而提高了碳的转化率。据介绍，随着多喷嘴对置式水煤浆气化炉处理煤量的增大，撞击流的推动力也将增加，其碳转化率高的优势会更明显。
这个团队并没有停留在一个技术创新成果上沾沾自喜，而是不断完善整套装置的各个部分：采用预膜式烧嘴，实现高效、节能、寿命长、不会回火；炉内的洗涤冷却室采用喷淋、鼓泡复合床，从而使液位容易控制、避免带水带灰；气体初步净化系统采用混合器+旋风分离器+水洗塔的方式，实现了先粗分再精分的分级净化；装置的渣水处理系统采用蒸发热水塔高压闪蒸+直接换热的方式，不仅热传递效率高，还实现了开停车水循环流程的简易化。
“国外引进装置的渣水处理系统包括6台设备，我们用1台设备就全部解决，不仅节省了投资，工人在操作中也方便了很多。”王亦飞教授说。在一次客户反馈中，一套日处理750吨煤的多喷嘴对置式水煤浆气化炉装置，只考量渣水处理系统，一天就比国外同等规格的装置节省了5万元。
目前，具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术在国内已有44个项目，共121台气化炉；国外2个项目，共7台气化炉。正在运行的有23个项目，共60台气化炉。
这个硕果累累的研究所背后，是兢兢业业的19位老师，平均年龄39岁。他们除了做研究、做项目，在学校教书、带学生也是本职工作。华东理工大学洁净煤技术研究所也是一个教学基层单位——资源与环境工程学院能源化工系化工过程开发教科组，给学生开设流体力学、工程力学、锅炉原理、气流床气化技术基础、煤气化与多联产技术等多门课程，结合煤气化技术的组成单元，每位团队成员都有自己的主攻方向，针对装置不同的单元做应用基础研究和技术攻关。
“80多名学生围绕煤气化的工艺过程，每人只做一个小点，要求他们研究透彻。”王亦飞教授说，“学生做得好，我们就用自己的奖金给他们做奖励。”
2008年，于遵宏教授去世后，团队的老师们用自己的奖金攒出100多万元，于2012年设立了于遵宏奖学金，奖励研究所及学校其他相关专业在读的硕士、博士研究生。自于遵宏教授推动成立华东理工大学洁净煤技术研究所以来，20多年的时间里，该研究所已培养到了第三代人。
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