张建胜:产学研聚力 助推国之重器
2019-12-04
18年来,他一直潜心进行煤气化教学、基础理论与应用技术开发工作,通过基础研究、实验研究、技术研发,解决工程问题,打破了国外大公司在煤气化技术市场上的垄断,使中国煤气化技术达到世界领先水平。他,就是清华大学长聘教授、清华大学山西清洁能源研究院常务副院长张建胜。10月29日,《科学导报》记者走进清华大学山西清洁能源研究院见到了张建胜,据他介绍:“多年以来,我们一直从事煤的清洁燃烧技术。煤进行完全燃烧,生成二氧化碳和水。但是如果能够生成一氧化碳和氢气,就成为更加清洁的气体燃料,晋华炉致力于实现煤炭综合利用和无污染排放,以及降低对进口石油依赖,对减轻燃煤造成的环境污染意义重大。”
从20世纪80年代开始,老一辈科研人员就想研究煤气化技术,但是在当时的技术条件下,中国还没掌握煤的完全气化技术,主要还是被国外垄断。“博士毕业以后,我的导师岳光溪教授认识到,中国贫油、少气、多煤,煤气化生产石油化工替代品,在中国未来发展中将占有重要战略意义。”张建胜说道。
为了打破国外在现代煤气化技术领域对中国的垄断,张建胜一毕业,他的研究方向就从循环流化床燃烧转到现代煤气化技术,开创了清华大学煤循环流化床完全燃烧研究转向更加清洁的煤气化技术的先河。2001年,张建胜团队选择了当时国际上非常先进的煤气化技术作为主要研究方向,对国内外气化技术进行了全面的学习和调研,再结合多年锅炉燃烧的经验,张建胜提出分级给氧煤气化技术,于是晋华炉1.0(水煤浆+耐火砖+激冷流程)诞生了,喷嘴使用寿命也延长了1倍,同时使物料平均停留时间延长,并提高了碳转化率,得到了有效气体,效益比国际同类技术水平更高。
为解决山西高灰分、高灰熔点煤的气化问题,张建胜根据热能工程系常用锅炉水冷壁的经验,采用锅炉行业成熟的水冷壁技术,用水冷壁代替耐火砖。2009年,张建胜提出晋华炉2.0(水煤浆+膜式水冷壁+激冷流程)方案,并做了实验室研究。2011年,第一套水冷壁气化装置在阳煤临猗分公司成功投运,首次投料就创造了安全、稳定、连续运行140天的煤化工行业气化技术开车新纪录。现在,张建胜正致力于单炉日處理煤3000吨级废锅—激冷型高效水煤浆气化示范装置——晋华炉4.0(水煤浆+膜式水冷壁+直连辐射废锅+对流式废锅+激冷流程)的研发工程,计划形成超大规模水煤浆气化成套技术,支撑中国现代大型煤化工产业发展。
晋华炉以每5年实现一代技术更新的速度,完成了研发和示范推广的“三级跳”,成为“国之重器”,更将无数荣誉收入囊中。